Le marché mondial des véhicules électriques (VE) a connu une croissance remarquable. Selon le Global EV Outlook 2024 publié par l’AIE (Agence internationale de l’énergie), les ventes de voitures électriques devraient atteindre environ 17 millions d’unités en 2024, soit plus de 20 % de toutes les voitures vendues dans le monde. Cette hausse est due à une adoption significative sur des marchés majeurs tels que la Chine, l’Europe et les États-Unis. Par exemple, en Chine, les véhicules électriques devraient représenter 45 % de toutes les ventes de voitures, tandis qu’en Europe et aux États-Unis, les parts de ventes de véhicules électriques devraient atteindre 25 % et plus de 11 %, respectivement.
Alors que le marché des véhicules électriques se renforce, le réseau électrique existant peut-il répondre à la demande croissante d’électricité ?
Le réseau électrique vieillissant aux États-Unis
De nombreux composants du réseau électrique américain ont été construits il y a plusieurs décennies et approchent ou dépassent désormais leur durée de vie prévue. Environ 70 % des lignes de transmission ont plus de 25 ans et les grands transformateurs de puissance, qui traitent 90 % du flux électrique américain, ont en moyenne plus de 40 ans. À l’heure des véhicules électriques, la situation devient plus grave. La demande croissante de nouvelles technologies et de centres de données, en particulier dans des régions comme le nord de la Virginie et du Texas, crée une pression sans précédent sur le réseau électrique existant.
En 2023, le réseau américain a été confronté à 185 attaques ou menaces physiques, établissant un record pour de tels incidents et soulignant sa vulnérabilité ; Le Texas a vu la demande d'électricité atteindre un record de 85 gigawatts au cours de l'année, avec des projections qui devraient presque doubler d'ici 2030 ; la North American Electric Reliability Corporation (NERC) a averti qu'une grande partie des États-Unis, en particulier les régions de l'Est, courent un risque élevé d'approvisionnement en énergie insuffisant en cas de conditions météorologiques extrêmes. Ces exemples soulignent le besoin urgent d’améliorations substantielles du réseau électrique américain pour suivre le rythme de la demande énergétique croissante entraînée par le boom des véhicules électriques et d’autres avancées technologiques.
Chargement hors pointe pour réduire le stress
En 2023, le parc mondial de véhicules électriques a consommé environ 130 térawattheures (TWh) d'électricité, soit l'équivalent de la demande totale d'électricité de la Norvège. Ce chiffre devrait augmenter considérablement, pour représenter potentiellement 6 à 8 % de la demande mondiale d’électricité d’ici 2035.
La recharge des véhicules électriques, en particulier aux heures de pointe, constitue un défi de taille. Les heures de pointe se produisent généralement entre 17 heures et 20 heures, ce qui coïncide avec la période où de nombreux propriétaires de véhicules électriques rentrent chez eux et branchent leur véhicule. Les bornes de recharge rapides , de plus en plus populaires, peuvent consommer entre 50 kW et 350 kW, ce qui met à rude épreuve le réseau si plusieurs véhicules se rechargent simultanément. Cette hausse de la demande peut entraîner une hausse des coûts d’exploitation pour les services publics et accroître le risque de pannes de courant.
L’infrastructure de réseau existante aux États-Unis, déjà confrontée à de nombreux défis, est souvent incapable de gérer de tels pics sans améliorations. Par exemple, lors de la tempête hivernale du Texas en 2021, le réseau est tombé en panne dans des conditions extrêmes, provoquant des pannes d’électricité généralisées. Sans mises à niveau, l'incapacité du réseau à gérer la demande accrue de véhicules électriques pourrait entraîner des pannes similaires, voire plus fréquentes.
Pour atténuer ces problèmes, il est crucial de gérer efficacement les temps de charge. Encourager la recharge hors pointe peut contribuer à équilibrer la charge sur le réseau. La mise en œuvre de technologies de recharge intelligente et l’incitation des propriétaires de véhicules électriques à recharger pendant les heures creuses peuvent réduire la pression sur le réseau et améliorer la fiabilité. Cette responsabilité devrait être partagée à la fois par les utilisateurs de véhicules électriques et par les instances dirigeantes, y compris les services publics et les agences gouvernementales, pour créer des politiques et offrir des incitations à la recharge hors pointe.
Comment la recharge hors pointe peut profiter aux propriétaires de véhicules électriques
La charge bidirectionnelle aide également
À mesure que l’adoption des véhicules électriques se développe, la recharge bidirectionnelle joue également un rôle crucial dans la création d’un système énergétique plus résilient et durable, en particulier lorsque le réseau existant a du mal à répondre à la demande croissante d’électricité.
La recharge bidirectionnelle offre des avantages significatifs tant pour les utilisateurs de véhicules électriques que pour le réseau électrique. Pour les propriétaires de véhicules électriques, cette technologie permet à leurs véhicules de servir de sources d'énergie mobiles, fournissant une alimentation de secours en cas de panne et leur permettant de revendre l'énergie excédentaire au réseau, réduisant ainsi les coûts énergétiques globaux. Pour le réseau électrique, la recharge bidirectionnelle permet d’équilibrer l’offre et la demande, en particulier pendant les heures de pointe. Cela allège la pression sur les infrastructures vieillissantes, réduit le besoin de mises à niveau coûteuses et améliore l'intégration des sources d'énergie renouvelables en stockant l'excédent d'énergie généré pendant les périodes de faible demande.
Lisez ce blog pour une introduction complète à la recharge bidirectionnelle.
Alors que l’adoption des véhicules électriques continue de croître, la recharge bidirectionnelle sera essentielle pour garantir un système énergétique durable et résilient, contribuant ainsi à répondre à la demande croissante d’électricité sans surcharger le réseau actuel.
Aux États-Unis, cette technologie a déjà commencé à prendre forme. Par exemple, Nissan a approuvé le chargeur Fermata Energy FE-15 pour une utilisation avec la Nissan LEAF, permettant au véhicule de réinjecter de l'énergie dans le réseau et contribuant à réduire les coûts énergétiques pour les propriétaires d'entreprise. De plus, General Motors (GM) prévoit d'étendre les capacités de recharge bidirectionnelle de véhicule à domicile (V2H) à tous ses véhicules électriques basés sur Ultium d'ici 2026, certains modèles étant déjà dotés de cette technologie.
Soutenir la recharge des véhicules électriques avec des énergies renouvelables
Alors que le réseau électrique peine à répondre à la demande moderne en électricité, les États-Unis ont été témoins de fréquentes coupures de courant et de baisses de tension dans diverses régions, révélant ainsi leurs vulnérabilités. À mesure que l’adoption des véhicules électriques augmente, la charge supplémentaire sur le réseau pourrait exacerber ces problèmes. C’est là que les sources d’énergie renouvelables comme le solaire et l’éolien entrent en jeu. Ils peuvent considérablement alléger la pression sur le réseau en fournissant une énergie décentralisée et durable aux bornes de recharge pour véhicules électriques.
L’un des principaux avantages des énergies renouvelables pour la recharge des véhicules électriques est leur capacité à produire de l’électricité localement. Les panneaux solaires installés dans les maisons, les entreprises et les bornes de recharge publiques peuvent fournir une électricité immédiate aux véhicules électriques sans surcharger le réseau central. Selon le Laboratoire national des énergies renouvelables (NREL) , l'intégration de l'énergie solaire à la recharge des véhicules électriques peut réduire la demande de pointe sur le réseau jusqu'à 60 %. Cette approche décentralisée améliore non seulement la fiabilité du réseau, mais réduit également les pertes de transport et les coûts d'infrastructure.
L’énergie éolienne est un autre acteur essentiel. Dans les régions à fort potentiel éolien, les parcs éoliens peuvent fournir une énergie abondante et propre aux réseaux locaux, soutenant ainsi les réseaux de recharge des véhicules électriques. De plus, l’énergie renouvelable peut être stockée dans des batteries pendant les périodes de faible demande et utilisée pour recharger les véhicules électriques pendant les heures de pointe. Cette méthode de recharge intelligente optimise la consommation d’énergie et garantit un approvisionnement constant en électricité.
Augmenter l’accessibilité des bornes de recharge pour véhicules électriques
L’augmentation rapide de l’adoption des véhicules électriques a conduit à une demande accrue d’infrastructures de recharge robustes. Aux États-Unis, il existe plus de 109 000 bornes de recharge pour véhicules électriques, mais la répartition est inégale, des États comme la Californie étant en tête pour le nombre de ports de recharge. Le nombre croissant de véhicules électriques nécessite un réseau plus étendu et uniformément réparti pour éviter la congestion aux bornes de recharge.
Répartir la charge
Un vaste réseau de bornes de recharge permet de répartir la charge électrique plus uniformément sur le réseau. Lorsque les points de recharge sont concentrés dans des zones spécifiques, le réseau local peut être saturé, entraînant des pannes potentielles ou une fiabilité réduite. En répartissant les bornes de recharge, la demande sur le réseau est équilibrée, réduisant ainsi le risque de surcharges localisées et améliorant la stabilité globale du réseau.
Soutenir les zones rurales et mal desservies
L’extension des infrastructures de recharge aux zones rurales et mal desservies garantit que toutes les régions bénéficieront de la révolution des véhicules électriques, et pas seulement les centres urbains. Cette inclusivité peut favoriser une adoption plus large des véhicules électriques, contribuant ainsi à la réduction globale des émissions et soutenant les objectifs climatiques nationaux.
Améliorer la commodité et réduire l'anxiété liée à la portée
L’élargissement de la couverture des bornes de recharge garantit aux utilisateurs de véhicules électriques un accès pratique à l’électricité, ce qui est crucial pour réduire l’anxiété liée à l’autonomie – la peur de manquer de batterie sans trouver de point de recharge. Cela encourage davantage de personnes à passer aux véhicules électriques, favorisant ainsi une adoption généralisée et conduisant finalement à de plus grands avantages environnementaux.
Conclusion
Alors que le marché des véhicules électriques continue de croître, il est essentiel de remédier à la pression exercée sur le réseau électrique américain. La mise en œuvre d’une recharge hors pointe et bidirectionnelle, l’expansion des sources d’énergie renouvelables et l’augmentation de l’accessibilité des bornes de recharge pour véhicules électriques sont des stratégies clés pour garantir un système énergétique résilient et durable. En adoptant ces solutions, nous pouvons soutenir l’adoption généralisée des véhicules électriques tout en maintenant la stabilité et la fiabilité du réseau.
