Revenus des véhicules électriques vers le réseau pour les flottes

Partout aux États-Unis, les flottes de véhicules commencent à s’électrifier. McKinsey estime qu'il y aura environ dix millions de véhicules électriques (VE), à batterie et hybrides rechargeables, d'ici 2030.1 Analyse du McKinsey Center for Future Mobility. Pendant ce temps, les services publics gèrent de multiples problèmes liés à l’intégration de sources variables d’énergie renouvelable, telles que l’énergie solaire et éolienne. L’énergie totale consommée par les flottes de véhicules électriques devrait être d’environ 50 térawattheures, soit 1 % de la consommation énergétique totale des États-Unis.2 Analyse du McKinsey Center for Future Mobility. Générer l’énergie nécessaire ne présentera que peu de défis, voire aucun. D’un autre côté, fournir cette quantité d’électricité aux moments et aux vitesses nécessaires exercera une pression sur le réseau, en particulier sur les infrastructures de distribution. Les batteries des flottes de véhicules électriques offrent un potentiel unique pour relever ces défis.

Le réseau électrique – le réseau de câbles et de sous-stations de transport et de distribution qui acheminent l’électricité de la production à la consommation – est conçu autour de la courbe de consommation existante et de ses pics de demande typiques. Les véhicules électriques pourraient accentuer ces pics et créer des problèmes. Par exemple, un distributeur situé dans un quartier où l'adoption des véhicules électriques personnels est élevé peut soudainement connaître une charge de pointe les soirs de semaine, lorsque les propriétaires de véhicules électriques ont tendance à recharger leurs véhicules. Ce pic pourrait surcharger le circuit pendant ces heures et nécessiter des mises à niveau de sous-stations ou de conducteurs qui coûteraient plus cher que les revenus provenant des ventes supplémentaires d'électricité. Cela pourrait augmenter les tarifs pour tout le monde.

Les abréviations utilisées pour identifier les différents types d’énergie générée par les véhicules sont les suivantes :

Les services publics dépensent des milliards de dollars chaque année en modernisation des infrastructures pour aider à gérer le flux d’électricité, y compris les augmentations de pointe locales. Les batteries des véhicules électriques ont le potentiel de contribuer à réduire considérablement ces dépenses en équilibrant la courbe de charge pour réduire la pression sur le réseau, en utilisant des batteries de véhicule ou la technologie du véhicule à tout (V2X) (voir l'encadré « Définir le V2X et d'autres véhicules générés par les véhicules). terminologie énergétique »).

Il existe plusieurs façons dont la batterie d’un véhicule électrique peut apporter de la valeur au réseau dans un cas d’utilisation V2X. Chacun offre des avantages uniques en termes de réduction des coûts énergétiques et de revenus supplémentaires. Cet article se concentre sur le potentiel des applications de flotte dans un environnement V2X, décrit ci-dessous. Il convient de noter que le cas d’utilisation résidentielle du véhicule vers la maison est également très prometteur.

Les programmes de capacité de secours utilisent les batteries des véhicules électriques comme stockage d’énergie pour la décharge d’énergie à basse fréquence aux moments où l’électricité est la plus chère. Les programmes de réseau pour la capacité de secours peuvent être soit ponctuels, avec de l'énergie fournie en réponse à la demande (un programme de réponse à la demande), soit fournis au réseau selon un paiement contractuel pour la capacité pendant les périodes d'inadéquation critique entre l'offre et la demande (un programme de capacité fixe). . Les flottes de véhicules électriques peuvent également exploiter leurs batteries pour assurer la résilience électrique de leurs propres installations, ce que l'on appelle une sauvegarde privée.

Les programmes d'optimisation des tarifs utilisent l'énergie stockée dans un véhicule pour amortir la demande d'énergie et réduire la facture de services publics du bâtiment auquel le véhicule est connecté. Un type de programme d'optimisation des tarifs est l'arbitrage énergétique, dans lequel l'énergie achetée sur le réseau est revendue au réseau à des prix qui alignent le coût de l'électricité sur l'heure de la journée à laquelle elle est utilisée, avec des prix plus élevés pour l'électricité utilisée en période de forte consommation. demande plus élevée. Ce barème tarifaire est connu sous le nom de tarification de l’énergie en fonction de l’heure de consommation. Alternativement, plutôt que de revendre de l'énergie au réseau, un parc de véhicules électriques pourrait envoyer de l'énergie à son bâtiment à des tarifs élevés selon la durée d'utilisation et réaliser des économies d'énergie pour l'ensemble de l'installation. En envoyant de l'énergie à un bâtiment, une flotte de véhicules électriques pourrait réduire la demande d'énergie et les frais associés. Cette approche, appelée écrêtement des pointes, envoie la décharge d'énergie de la flotte vers le bâtiment pendant les pics de charge, réduisant ainsi potentiellement la demande mensuelle de puissance de pointe du site et le coût associé.

Les services auxiliaires bidirectionnels contribuent à maintenir l’équilibre du réseau entre la production et la consommation d’énergie. Un programme de service de régulation de fréquence offre à un propriétaire de VE la possibilité de recevoir des paiements ad hoc en échange de poussées ou de retraits d'électricité à court intervalle vers la batterie de son VE, qui est utilisée pour équilibrer l'offre et la demande sur le réseau. Bien qu'ils soient similaires aux programmes de régulation de fréquence, les programmes de capacité de réserve peuvent impliquer l'utilisation par un réseau de l'énergie des véhicules électriques sur une période plus longue afin d'assurer un équilibre pendant les périodes de forte demande d'énergie imprévue ou de faible production d'énergie. C’est une façon de contribuer à relever le défi de la prévision énergétique intra-horaire auquel sont confrontés les opérateurs de réseau.