V2G technology

LE VEHICLE-TO-GRID (V2G) EST UNE TECHNOLOGIE QUI PEUT CHANGER L’INDUSTRIE DE L’ÉNERGIE.

1. V2G, V2X - C’EST QUOI ?

V2G signifie vehicle-to-grid (du véhicule vers le réseau électrique). 

Le V2G est une technologie qui permet de puiser et de redistribuer l’énergie stockée dans la batterie d’un véhicule électrique vers le réseau électrique. Autrement dit, cette technologie permet de charger ou décharger la batterie d’une voiture électrique (ou hybride) selon les besoins, la demande et la capacité d’un réseau électrique.

Le V2X n’est pas très différent du V2G. V2X signifie vehicle-to-everything (du véhicule vers une source indéfinie). Le V2X comprend ainsi le V2H (vehicle-to-home, ou du véhicule vers le domicile), le V2B (vehicle-to-building, ou du véhicule vers un bâtiment), et le V2G donc. 

En bref, il existe plusieurs appellations selon l’usage de la technologie de V2G. Pour éviter toute confusion, nous n’utiliserons que le terme de V2G sur cette page (à quelques exceptions près).

Le concept du V2G est très proche de celui de la recharge intelligente (aussi appelé smart charging). La recharge intelligente, aussi connue sous le nom de V1G, permet (entre autres) de décider de la quantité d’énergie à allouer à la recharge de VE en temps réel.

La technologie de V2G va plus loin et ajoute la possibilité de rediriger l’énergie d’une batterie vers le réseau électrique pour équilibrer ce dernier, notamment lorsque la demande augmente soudainement.

 

2. POURQUOI S’INTÉRESSER AU V2G ?

Pour faire (très) simple, le vehicle-to-grid est une technologie nécessaire (et d’ors et déjà disponible) qui permet de mieux exploiter les énergies renouvelables et donc, par conséquent, de lutter efficacement contre le changement climatique.

En réalité, les choses ne sont pas si simples et notre système énergétique a besoin de se réformer en 3 endroits pour que notre lutte contre le changement climatique soit la plus efficace : La décarbonation, l'efficacité énergétique et l’électrification.

Ramené à la production en énergie, la décarbonation se rapporte à l’usage d’énergies renouvelables, telles que les énergies solaires et éoliennes. 

Bien que nécessaire, l’usage croissant de ces énergies représente surtout un vrai défi : où et comment stocker l’énergie produite ?

À la différence des énergies fossiles que l’on peut naturellement stocker jusqu’à transformation et usage, on ne peut pas faire des stocks de soleil ou de vent. Ces énergies ne peuvent être stockées que lorsqu’elles sont produites et sont en réalité le plus souvent consommées au moment de la production. 

Au-delà du défi du stockage survient celui de la production : Comment répondre à un pic de demande en électricité en pleine nuit dans un scénario où nous reposons sur l’énergie solaire pour produire de l’électricité ?

Alors que nous nous tournons vers les énergies renouvelables, notre système énergétique va inévitablement devenir plus instable et nous ne parviendrons à créer l’équilibre qu’avec de meilleures solutions de stockage et de redistribution de l’énergie que nous produisons.


En parallèle, le secteur du transport connaît lui aussi une révolution que l’on peut observer par le nombre croissant de véhicules électriques sur nos routes. Au-delà d’une empreinte écologique bien moindre que celle des véhicules à combustion, il se trouve que les batteries des voitures électriques sont la meilleure option de stockage de l’énergie à ce jour, et pour les années à venir.

À échelle mondiale, nous estimons que 140 à 240 millions de véhicules électriques seront en circulation d’ici à 2030. Cela signifie que nous disposerons d’au moins 140 millions de sources énergétiques sur roues, totalisant une capacité de stockage d’environ 7 TWh.

 

La technologie V2G transforme les véhicules électriques en circulation en de véritables batteries sur roues.

À la différence de la recharge intelligente unidirectionnelle, la recharge V2G permet de pleinement exploiter les batteries de nos véhicules électriques. En application, le V2X multiplie l’efficacité de nos batteries par 10 et transforme une demande unilatérale en une solution d’ampleur pour alimenter nos systèmes électriques.

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Notre vision des solutions de
vehicle-to-grid

Le stockage de l’énergie est un sujet d’actualité.. Les solutions de stockage d'énergie stationnaire sont, elles aussi, en pleine expansion. Elles permettent, entre autres, de stocker l’énergie produite par les fermes éoliennes terrestres et solaires.

Par exemple, Tesla et Nissan proposent des batteries domestiques (ou home batteries) à leurs clients. Ces batteries, rattachées à la fois à des panneaux solaires et aux stations de recharge domestiques, sont un moyen efficace d’équilibrer la consommation dans les habitations détachées et/ou dans les villages où elles sont installées.

Les stations de pompage sont une autre forme relativement répandue de stockage de l’énergie. L’eau y est pompée en continu pour produire de l’énergie (et indirectement stocker l’énergie produite). 

Rapporté à grande échelle, et comparées aux batteries sur roues, ces solutions de stockage sont chères et demandent de lourds investissements. Fort heureusement, la quantité de véhicules électriques en circulation ne fait qu’augmenter et, avec elle, la quantité de batteries sur roues disponibles.

Chez Virta, nous sommes convaincus que la voiture électrique représente l’avenir de la mobilité. Nous sommes également convaincus que la mobilité électrique est la meilleure solution pour développer les systèmes énergétiques stables, pérennes et décarbonés de demain.

 

3. Le V2G : Comment ça marche ?

Virta app - V2G Settings

L’un des grands défis du V2G défi est d’assurer aux conducteurs de VE que les batteries de leurs véhicules seront suffisamment chargées lorsqu’ils en ont vraiment besoin. Par exemple, il faut qu’un conducteur puisse - a minima - effectuer un trajet aller-retour entre son domicile et son lieu de travail, à tout moment.

Fort heureusement, il existe des solutions.

Une fois la technologie installée, les conducteurs peuvent communiquer en amont les heures auxquelles ils ont besoin d’utiliser leur véhicule afin de bénéficier d’une batterie pleinement chargée au besoin.

Ainsi, la solution V2G propulsée par Virta assure aux usagers une batterie rechargée à minima entre 70 et 90 % sur les plages horaires pendant lesquelles ils souhaitent utiliser leur véhicule.

Pour rappel, les possibilités d’équilibrage du réseau électrique via la recharge intelligente s’arrêtent lorsque la batterie d’un véhicule est pleinement chargée. Avec le V2G, il est possible d’équilibrer la grille pendant qu’un véhicule est branché.

Mais au fait, comment circule l’électricité ?

Penchons-nous d’abord sur comment l’électricité circule-t-elle dans nos réseaux électriques ?

La règle est assez simple à retenir puisque l’électricité emprunte toujours le chemin le plus court pour se déplacer d’un point A à un point B

Une station de recharge qui embarque la technologie vehicle-to-grid puise l’électricité stockée dans une batterie de voiture et l’injecte dans le réseau, où elle emprunte le chemin le plus court pour répondre à la demande en temps réel.

Notre exemple grandeur nature :

Dans le parking de nos bureaux, à Helsinki, nous disposons de deux stations de recharge V2G. Ces deux stations coexistent avec d’autres stations publiques de recharge intelligentes (mais non-V2G). Lorsque les stations V2G déchargent et puisent l’électricité stockée dans les batteries des véhicules branchés, cette même l’électricité alimente alors les stations de recharge classiques situées à proximité. Souvenez-vous, l’électricité emprunte toujours le chemin le plus court.

Et si aucun véhicule n’est en charge sur les bornes classiques, l’électricité se déplace plus loin et alimente alors les systèmes d’éclairage du parking. En somme, cela permet de réduire la consommation effective de notre bâtiment et contribue ainsi à l’équilibrage de l’ensemble du réseau électrique auquel il appartient.

Pour en apprendre plus, regardez notre vidéo test de notre propre solution de V2G :

HubSpot Video

Notre collaboration pilote (e4Future) avec Nissan et E.ON (lien en anglais) dans le cadre du projet eFuture est un autre exemple de déploiement du V2G. Nous avons permis à Nissan et E.ON de tester l’efficacité du V2G à plus grande échelle, en conditions réelles, avec 20 chargeurs vehicle-to-grid (V2G).

L’enjeu de ce projet débuté à l’été 2020 à Bedfordshire (en Angleterre) est de démontrer que la technologie V2G est une option viable, pérenne et profitable pour les entreprises.

Afin de récupérer un maximum d'informations, les véhicules sont branchés aux chargeurs de manière à répliquer l’emploi du temps d’une flotte de véhicules de fonction.

 

4. Les avantages concrets du vehicle-to-grid

Pour les professionnels, les avantages de la technologie V2G sont nombreux. Elle permet, entre autres, de :

  • réduire le coût total d’une flotte véhicules de fonction,
  • augmenter la valeur ajoutée des véhicules pour les constructeurs automobile,
  • optimiser les coûts et revenus des fournisseurs d’électricité,
  • optimiser les investissements des propriétaires de stations de recharge et de participer à l’équilibrage du réseau électrique.

 

HouseIcon Les avantages pour les constructions immobilières :

Avant d’installer une station de recharge, la première étape est de vérifier l’installation électrique du bâtiment. Selon son état, l’installation en place peut ralentir le projet, voire augmenter significativement le coût du projet si des travaux sont nécessaires.

Le vehicle-to-grid, à l’image d’autres systèmes connectés de gestion de l’énergie — comme la Gestion dynamique des charges (ou Dynamic Load Management, DLM) — ont d’abord pour but d’optimiser la recharge de nos VEs.

Ceci dit, les avantages du V2G pour les constructions immobilières deviennent particulièrement tangibles lorsque l’énergie stockée dans les batteries des véhicules (re)circule là où elle est demandée (comme décrit plus haut), à savoir vers le bâtiment auquel sont reliées les stations de charge, contribuant ainsi à réduire le coût des installations électriques.

Le V2G permet aussi de répondre aux pics de demande en électricité en puisant l’énergie stockée dans les batteries des véhicules connectés, sans puiser le moindre kWh d’énergie dans le réseau électrique.

 

PowerGrid-Icon-WithWires Les avantages pour le réseau électrique :

En cas d’une demande forte et soudaine, nos réseaux électriques peuvent surcharger – phénomène que nous observons souvent en hiver lorsque la température chute brusquement. Ainsi, doter nos bâtiments d’une technologie V2G pour équilibrer la demande peut avoir un impact sur l’ensemble de nos réseaux électriques.

Prenons un exemple.

Lorsqu’un pic de consommation survient, il est possible que la surcharge d’un réseau électrique empêche purement et simplement l’électricité d’aller d’un point A à un point B. Là encore, utiliser l’électricité stockée dans les batteries des VE pourrait résoudre le problème et prévenir d’importants investissements de renouvellement d’infrastructures.

Il faut également noter que, sans le V2G, cette même électricité de secours est plus chère à produire. En cas de catastrophe, les autorités locales ont parfois recours à des installations de réserve pour alimenter les zones sinistrées en électricité. Or, démarrer ces installations est coûteux, et cela se ressent sur les prix de l’électricité. Dans ce scénario imaginaire (mais pas extraordinaire), on pourrait soit accepter de payer plus, soit utiliser le V2G et optimiser les coûts avec une technologie qui permet de jouer au ping pong avec le réseau électrique.

Ce type d’installations sera particulièrement utile lorsque nous produirons une plus grande partie de notre électricité avec des énergies éoliennes et solaires (car plus volatiles).

 

Car-and-ICU-Icon-RGB Les avantages pour les usagers :

Pourquoi les usagers devraient-ils se réjouir de l'arrivée de la technologie V2G ?

Les solutions de vehicle-to-grid étant financièrement intéressantes pour les compagnies électriques, ces dernières ont tout intérêt à motiver les usagers à les utiliser. 

Après tout, la technologie, les infrastructures, et les véhicules compatibles avec le V2G n’auront aucun impact si l’on ne trouve pas d’usagers pour brancher leurs véhicules au réseau et alimenter le V2G.

Pour accompagner l’usage croissant du V2G, on peut ainsi imaginer de nombreux avantages financiers pour les usagers qui accepteraient de prêter la batterie de leur véhicule pour participer à l’équilibrage du réseau électrique.

 

5. Comment le vehicle-to-grid peut-il se répandre et devenir la norme ?

Si les solutions de V2G sont prêtes à envahir le marché, il existe encore quelques barrières à faire tomber pour voir la technologie devenir une norme énergétique.

 

A. La technologie et les équipements compatible V2G

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De nombreuses entreprises fabriquent déjà du matériel de recharge compatible avec la technologie V2G. Et comme pour les autres technologies de recharge, il existe déjà une variété de chargeurs V2G.

Le plus souvent, la puissance de recharge est bridée autour de 10 kW — soit juste assez pour recharger à la maison, ou au bureau. À l’avenir, nous imaginons que de nouvelles options de recharge apparaissent.

Les bornes de recharge compatibles avec le vehicle-to-grid sont en courant continu (DC). Cela permet de passer outre la configuration de recharge unidirectionnelle des véhicules.

Il existe aussi des véhicules embarquant un chargeur en courant continu que l’on peut brancher sur un chargeur en courant alternatif (AC), mais ce n’est pas très commun.

En bref, la technologie dont nous disposons aujourd’hui est d’ors et déjà compatible avec le V2G, et ce n’est que le début.

 

B. Les véhicules compatibles avec le V2G

À ce jour, les véhicules CHAdeMo1 (comme les véhicules de Nissan) sont très en avance sur la concurrence, notamment parce qu’ils sont compatibles avec la technologie V2G. À titre d’exemple, tous les modèles de Nissan Leaf actuellement en vente peuvent être déchargés lorsque branchés sur des bornes V2G.

La compatibilité V2G est une vraie plus-value pour les véhicules, et nous espérons évidemment voir plus de constructeurs franchir le pas. C’est le cas de Mitsubishi, qui a annoncé sa volonté d’exploiter la technologie V2G avec son Eclipse Cross PHEV (hybride rechargeable).

1: Dérivé du japonais "O cha demo ikaga desuka" (Que diriez-vous d'une tasse de thé ?), CHAdeMO (ou "CHArge de MOve") est une technologie de recharge rapide. La référence à la tasse de thé fait allusion au peu de temps nécessaire pour recharger la batterie d’un véhicule.

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Le V2G réduit-il la durée de vie des batteries de VE ?

Certains pensent que la technologie V2G affecte la durée de vie totale des batteries de VE. En réalité, l’effet du V2G sur les batteries est surveillé et rien n’indique que la technologie ait le moindre impact négatif à long terme. Le V2G élargit simplement le cercle des possibles offerts par la recharge de VE.Cette idée (fausse) vient certainement du fait que de nombreuses personnes pensent que V2G / V2X entraînent des cycles de recharge complets — c’est-à-dire de 0 % à 100 %. Ce n’est pas le cas. En application, la technologie de vehicle-to-grid n’affecte pas la durée de vie des batteries parce qu’elle n’intervient que quelques minutes par jour.
Je souhaite en lire davantage sur le V2G et son effet sur les batteries (lien en anglais).

 

C. Coopération : Les constructeurs et l’industrie de l’énergie doivent prendre le contrôle


La technologie de vehicle-to-grid n’est qu’un exemple de gestion de l’énergie offert par la recharge de VE, parmi tant d’autres. Avec ou sans le V2G, tout porte à croire que les secteurs de l’énergie et du transport sont voués à fusionner — mais nous pensons que le V2G jouera un rôle central dans ce rapprochement inévitable.

Étape par étape

Plus un changement est important, plus il requiert de temps pour être accepté d’abord et implémenté ensuite. 

Et, souvent, le changement est amorcé par quelques précurseurs, avant de s’accélérer. Par exemple, nous pouvons considérer Renault-Nissan comme un précurseur en la matière puisque le groupe travaille d’ors et déjà avec des acteurs de l’énergie pour construire la mobilité de demain.

Autrement dit, en s’associant dès aujourd’hui avec des entreprises énergétiques, les acteurs de l’industrie automobile peuvent s’offrir un second souffle, prendre une longueur d’avance et préparer l’avenir.

On observe un phénomène similaire dans l’industrie de l’énergie. Les entreprises du secteur sont à la recherche de solutions de stockage et de distribution pour que la production d’électricité à partir de l’éolien et du solaire devienne une réalité — Heureusement, les véhicules électriques et leurs batteries sont là pour ça.

 

D. Les nouveaux standards Européens

Il est estimé que l’industrie du V2G se transforme en un marché de 5 milliards de dollars d’ici à 2024.

Si le V2G est pour le moment implémenté au compte-goutte, il va rapidement devenir la norme (lien en anglais).

La nouvelle norme européenne (ISO 15118-20) va notamment accélérer cette tendance puisqu’elle encourage le transfert de charge bidirectionnel pour les véhicules électriques. 

En application, cela signifie que la capacité réelle de gestion de l’énergie offerte par les VEs en circulation va prendre beaucoup d’ampleur dans les années à venir.

 

Une opportunité unique à saisir

Alors que l’implémentation de projets V2G s’accélère, il est évident que cette technologie unique en son genre va d’abord s’imposer là où la production d’énergie est relativement instable. 

Cela dit, peu importe où elles se trouvent, les infrastructures de recharge ne pourront être compatibles avec la technologie V2G que si elles sont intelligentes (smart charging).

Dès lors que la technologie V2G sera devenu la norme, et non plus l’exception, nous pourrons alimenter nos réseaux électriques même dans les circonstances les plus extrêmes, telles que des pannes liées aux intempéries. Les véhicules branchés au réseau pourront, par exemple, servir de générateur de secours le temps que les autorités locales réparent les installations endommagées. Autrement dit, le V2G rendra nos réseaux électriques moins vulnérables à de nombreux facteurs externes que l’on ne peut pas contrôler, ni anticiper.

Alors que le dernier rapport du GIEC fait état d’une urgence climatique ultime, il est grand temps de tirer parti de la meilleure solution dont nous disposons actuellement pour stocker et transporter l’énergie, et réduire les effets du changement climatique.

 

6. Pour en apprendre plus

Webinar: 5 choses à savoir sur le V2G avant de se lancer

Dans ce webinar, vous en apprendrez plus sur la chaine de valeur du V2G ainsi que sur la technologie nécessaire pour se lancer. Vous en apprendrez également plus sur les tendances futures liées au V2G, sur les différents usages que vous pouvez déjà en faire et sur les nombreuses opportunités et le ROI offert par cette technologie.

Regarder le replay du webinar (en anglais) >>

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