L’abc du V2G

AUTEURS: Luce Engérant et Jeff Turner

La technologie V2G (Vehicle to grid, « du véhicule vers le réseau »), c’est-à-dire l’approche de recharge intelligente offrant la possibilité pour les véhicules électriques (VÉ) de renvoyer de l’énergie au réseau, se rapproche de la réalité avec le lancement du nouveau Ford-150 Lightning entièrement électrique au début du printemps. Ford a annoncé que ce camion emblématique ne se contentera pas de fonctionner à l’électricité, il sera également capable d’alimenter en électricité les outils ou la maison des clients. Dans cet article, nous nous intéressons à la technologie V2G, à ses avantages pour le réseau et aux principales considérations réglementaires en vue de son déploiement à grande échelle.

QU’EST-CE QUE LE V2G?

La technologie V2G est une forme d’intégration véhicule-réseau (VGI), définie de manière générale comme une solution permettant aux VÉ d’interagir avec le réseau électrique. L’intégration véhicule-réseau peut potentiellement atténuer la pression supplémentaire que les VÉ pourraient ajouter sur le réseau (p. ex., l’impact en période de pointe) et générer des avantages (p. ex., synchronisation de la recharge des VÉ avec les énergies renouvelables). Nous reconnaissons deux formes d’intégration véhicule-réseau :

• La recharge intelligente (V1G), également appelée recharge unidirectionnelle contrôlée, optimise le moment et la puissance de recharge d’un véhicule électrique en permettant la communication entre le véhicule et le réseau.
• La recharge bidirectionnelle permet aux VÉ de renvoyer de l’énergie aux charges aux prises ou au réseau. Bien que la recharge du véhicule vers le réseau (V2G) soit la seule forme de recharge bidirectionnelle qui soit réellement interactive avec le réseau, ces deux termes sont souvent utilisés de manière interchangeable.

Il existe différents types de recharge bidirectionnelle :

• Du véhicule à charge (V2L, Vehicle to Load), où un VÉ alimente un dispositif électrique (p. ex., un outil sur un chantier).
• Du véhicule au domicile (V2H, Vehicle to Home) ou au bâtiment (V2B, Vehicle to Building), où un VÉ alimente une maison ou un bâtiment qui n’est pas connecté au réseau (p. ex., pendant une panne électrique).
• Du véhicule au réseau (V2G), où un VÉ renvoie de l’électricité au réseau. La principale différence entre le V2H et le V2G est la connexion ou non de la maison au réseau. La restitution de l’énergie à une maison connectée au réseau est techniquement considérée comme du V2G.

Jusqu’à présent, le F-150 électrique a été conçu pour inclure dès le départ les fonctions V2L et V2H, permettant aux clients d’alimenter des outils (V2L) ou une maison pendant une panne (V2H). Cependant, Ford a annoncé que son camion électrique pourrait un jour alimenter les maisons connectées au réseau pendant les heures de pointe : une forme de V2G.

V2G À L’HORIZON : AVANTAGES ET OBSTACLES  

Si le V2G fait l’objet de nombreuses discussions depuis plusieurs années, il n’a pas toujours été évident de savoir si cette technologie obtiendrait le soutien des constructeurs automobiles pour dépasser le stade limité des essais et des démonstrations. Mais avec les capacités V2L et V2H présentées comme les caractéristiques clés de la version électrique du véhicule le plus vendu d’Amérique du Nord, le V2G s’est soudainement rapproché de la réalité. La capacité de recharge bidirectionnelle étant déjà intégrée dans le F-150 électrique, nous pouvons nous concentrer sur ce qui est nécessaire pour passer du V2H au V2G : les programmes des distributeurs d’électricité.

La connexion des véhicules au réseau peut offrir plusieurs avantages aux distributeurs et aux parties prenantes en général. Comme le stockage de l’énergie, les véhicules compatibles au V2G pourraient :

• Permettre l’arbitrage énergétique, en donnant la possibilité aux véhicules de se recharger lorsque les tarifs d’électricité sont bas (par exemple, la nuit) et de se décharger lorsque les tarifs sont élevés (p. ex., lors des périodes de demande de pointe).
• Permettre le désengorgement de la distribution d’électricité pour les gestionnaires de réseau.
• Contribuer à différer les investissements nécessaires dans de nouvelles capacités de production d’électricité.

Comme on l’a vu avec le F-150 100% électrique (et le F-150 hybride, sorti l’année dernière avec la capacité V2L), les clients voient une valeur significative dans la fourniture d’énergie sur le lieu de travail ou d’énergie de secours à partir de leur véhicule. Cependant, les avantages du V2G sont moins évidents pour les clients. Le V2L et le V2H peuvent apporter des capacités de recharge bidirectionnelle sur le marché, mais il n’y aura pas de demande significative pour la fonctionnalité V2G tant que les distributeurs ne reconnaîtront pas la valeur du V2G pour le réseau et ne concevront pas des programmes suffisamment incitatifs pour que les propriétaires de VÉ y participent. Avec les bons programmes et les bonnes mesures incitatives en place, nous pouvons nous attendre à ce que la demande des clients incite les constructeurs automobiles à incorporer des capacités V2G dans leurs produits.

Les distributeurs et les organismes de régulation doivent donc se poser certaines questions importantes : Quelle est la valeur du V2G pour le réseau? Que vaut le V2G par rapport aux autres ressources énergétiques distribuées? Quelle est la meilleure façon d’encourager le V2G pour obtenir les avantages souhaités pour le réseau?

COMMENT LES DISTRIBUTEURS ET LES ORGANISMES DE RÉGULATION PEUVENT-ILS SOUTENIR LE V2G?

Pour soutenir le V2G, les distributeurs et les organismes de régulation peuvent s’inspirer d’autres ressources énergétiques distribuées. En d’autres termes, examiner les processus qu’ils ont mis en place pour permettre aux clients d’installer des panneaux solaires ou des systèmes de stockage d’énergie sur leur propriété et les adapter aux VÉ. Les distributeurs pourraient notamment définir clairement et faciliter les processus d’interconnexion et d’approbation des chargeurs V2G ou établir des incitatifs (p. ex., des signaux liés à des périodes de consommation d’énergie, d’autres incitatifs à la gestion de puissance créant des possibilités d’économies).

Les distributeurs et les organismes de régulation doivent prêter une attention particulière à la distinction entre la recharge en courant alternatif (CA) et en courant continu (CC), deux types courants de recharge des VÉ qui nécessitent des approches différentes pour permettre et réglementer les capacités V2G. Le système V2G nécessite un équipement de conversion d’énergie bidirectionnel (un « chargeur » ou un « onduleur » bidirectionnel), et la recharge en CA ou en CC déterminera si cet équipement est intégré à la station de recharge ou au VÉ.

Pour la recharge en CC, la conversion entre le CA du réseau et le CC de la batterie s’effectue dans la borne de recharge. Avec un onduleur fixe, les chargeurs bidirectionnels en CC peuvent donc être traités de la même manière que les systèmes fixes de stockage d’énergie ou les systèmes photovoltaïques. Le stockage d’énergie dans un véhicule peut être mobile, mais l’interface essentielle du réseau (l’onduleur) reste dans un endroit fixe.

En revanche, la recharge en CA repose sur le chargeur à l’intérieur véhicule et la fonctionnalité V2G comprendrait un chargeur/onduleur bidirectionnel intégré au véhicule. Cela transformerait le véhicule électrique en une véritable ressource énergétique distribuée mobile, ce qui introduirait une complexité et des risques supplémentaires du point de vue de la gestion du réseau. Contrairement aux dispositifs stationnaires, les distributeurs auront plus de difficulté à vérifier les onduleurs situés dans le VÉ de chaque client, surtout puisque ce véhicule peut facilement être déplacé et se connecter au réseau à un tout autre endroit. Pour s’assurer que les onduleurs répondent aux exigences de sécurité et d’interopérabilité, les distributeurs pourraient exiger que les VÉ suivent les standards de l’industrie développés pour le V2G, comme la norme SAE J3072. La norme SAE J3072 définit les exigences d’interconnexion pour les systèmes d’onduleurs mobiles. Elle définit les normes de communication entre le VÉ et la borne de recharge pour permettre au VÉ de se décharger en toute sécurité sur un site donné.

CONCLUSION : LES RÔLES CLÉS DES SERVICES PUBLICS

En conclusion, le V2G est une technologie qui peut offrir des avantages importants au réseau, mais qui nécessitera des programmes et des incitatifs de la part des distributeurs pour être déployée à grande échelle. Les récentes offres de V2L et de V2B sur le marché suggèrent que les développements techniques nécessaires sont à notre porte. Les distributeurs et les organismes de régulation au Canada devraient commencer à réfléchir dès maintenant à la meilleure façon d’inciter le V2G pour atteindre les objectifs du réseau, tout en s’appuyant sur l’expérience acquise avec l’énergie solaire distribuée et le stockage, et en s’adaptant à la nature mobile des VÉ compatibles avec le V2G.