La grande majorité des propriétaires de véhicules électriques rechargent leur voiture chez eux le soir ou la nuit. Nous le faisons mal, selon une nouvelle étude de Stanford.

En mars, l'équipe de recherche a publié un article sur un modèle qu'elle a créé pour facturer la demande et qui peut être appliqué à un éventail de populations et à d'autres facteurs. Dans la nouvelle étude, publiée le 22 septembre dans Nature Energy , ils ont appliqué leur modèle à l'ensemble de l'ouest des États-Unis et ont examiné le stress que le réseau électrique de la région subira d'ici 2035 en raison de la possession croissante de véhicules électriques. En un peu plus d'une décennie, ils ont découvert que la croissance rapide des véhicules électriques pourrait à elle seule augmenter la demande d'électricité de pointe jusqu'à 25 %, en supposant une domination continue de la recharge résidentielle de nuit.

Pour limiter les coûts élevés de toute cette nouvelle capacité de production et de stockage d'électricité, selon les chercheurs, les conducteurs devraient passer à la recharge de jour au travail ou aux bornes de recharge publiques, ce qui réduirait également les émissions de gaz à effet de serre. Cette découverte a des implications politiques et d'investissement pour la région et ses services publics, en particulier depuis que la Californie a décidé fin août d'interdire les ventes de voitures et de camions légers à essence à partir de 2035.

"Nous encourageons les décideurs à envisager des tarifs de services publics qui encouragent la recharge à la journée et incitent à investir dans l'infrastructure de recharge pour déplacer les conducteurs du domicile au travail pour la recharge", a déclaré le co-auteur principal de l'étude, Ram Rajagopal, professeur agrégé de génie civil et environnemental à Stanford. .

En février, les ventes cumulées de véhicules électriques en Californie ont atteint 1 million, ce qui représente environ 6 % des voitures et des camions légers. L'État a ciblé 5 millions de véhicules électriques sur la route d'ici 2030. Lorsque la pénétration atteindra 30 à 40 % des voitures sur la route, le réseau subira des contraintes importantes sans investissements majeurs ni changements dans les habitudes de recharge, a déclaré Rajagopal. La construction de cette infrastructure nécessite un délai important et ne peut se faire du jour au lendemain.

"Nous avons pris en compte l'ensemble de la région ouest des États-Unis, car la Californie dépend fortement des importations d'électricité en provenance des autres États de l'ouest. La recharge des véhicules électriques et toutes les autres utilisations de l'électricité ont des conséquences pour toute la région ouest étant donné la nature interconnectée de notre réseau électrique", a déclaré Siobhan Powell, auteur principal de l'étude de mars et de la nouvelle.

"Nous avons pu montrer qu'avec moins de recharge à domicile et plus de recharge pendant la journée, l'ouest des États-Unis aurait besoin de moins de capacité de production et de stockage, et il ne gaspillerait pas autant d'énergie solaire et éolienne", a déclaré Powell, Ph.D. en génie mécanique. '22.

"Et il n'y a pas que la Californie et les États de l'ouest. Tous les États devront peut-être repenser les structures de tarification de l'électricité à mesure que leurs besoins de recharge de véhicules électriques augmentent et que leur réseau change", a ajouté Powell, qui a récemment accepté un poste de recherche postdoctorale à l'ETH Zurich.

Une fois que 50% des voitures sur la route seront alimentées à l'électricité dans l'ouest des États-Unis - dont environ la moitié de la population vit en Californie - plus de 5,4 gigawatts de stockage d'énergie seraient nécessaires si les habitudes de recharge suivaient leur cours actuel. C'est l'équivalent de la capacité de 5 grands réacteurs nucléaires. Un passage important à la recharge au travail plutôt qu'à la maison réduirait le stockage nécessaire pour les véhicules électriques à 4,2 gigawatts.

Modifier les incitations

Les tarifs actuels en fonction de l'heure de consommation encouragent les consommateurs à utiliser l'électricité la nuit dans la mesure du possible, comme faire fonctionner le lave-vaisselle et recharger les véhicules électriques. Cette structure tarifaire reflète la période précédant l'approvisionnement important en énergie solaire et éolienne, lorsque la demande menaçait de dépasser l'offre pendant la journée, en particulier en fin d'après-midi en été.

Aujourd'hui, la Californie dispose d'un surplus d'électricité en fin de matinée et en début d'après-midi, principalement grâce à sa capacité solaire. Si la plupart des véhicules électriques devaient se recharger pendant ces périodes, l'énergie bon marché serait utilisée au lieu d'être gaspillée. Alternativement, si la plupart des véhicules électriques continuent de se recharger la nuit, l'État devra construire plus de générateurs - probablement alimentés au gaz naturel - ou un stockage d'énergie coûteux à grande échelle. L'électricité allant d'abord à une énorme batterie, puis à une batterie de VE perd de l'énergie à cause de l'arrêt supplémentaire.

Au niveau local, si un tiers des foyers d'un quartier sont équipés de véhicules électriques et que la plupart des propriétaires continuent de faire démarrer la recharge à 23 h. ou lorsque les tarifs d'électricité baissent, le réseau local peut devenir instable.

"Les conclusions de cet article ont deux implications profondes :la première est que les signaux de prix ne sont pas alignés sur ce qui serait le mieux pour le réseau et pour les contribuables. La seconde est qu'elle appelle à envisager des investissements dans une infrastructure de recharge où les gens travailler », a déclaré Ines Azevedo, l'autre co-auteure principale du nouvel article et professeure agrégée de science et d'ingénierie de l'énergie à la Stanford Doerr School of Sustainability, qui a ouvert ses portes le 1er septembre.

"Nous devons avancer rapidement vers la décarbonisation du secteur des transports, qui représente l'essentiel des émissions en Californie", a poursuivi Azevedo. "Ce travail donne un aperçu de la manière d'y parvenir. Assurons-nous que nous poursuivons des politiques et des stratégies d'investissement qui nous permettent de le faire de manière durable."

Un autre problème lié à la conception de la tarification de l'électricité consiste à facturer des frais importants aux clients commerciaux et industriels en fonction de leur consommation d'électricité de pointe. Cela peut dissuader les employeurs d'installer des chargeurs, en particulier une fois que la moitié ou plus de leurs employés ont des véhicules électriques. L'équipe de recherche a comparé plusieurs scénarios de disponibilité de l'infrastructure de recharge, ainsi que plusieurs tarifs résidentiels différents en fonction de l'heure d'utilisation et des frais commerciaux liés à la demande. Certains changements de taux ont aggravé la situation au niveau du réseau, tandis que d'autres l'ont améliorée. Néanmoins, un scénario d'avoir une infrastructure de recharge qui encourage plus de recharge pendant la journée et moins de recharge à domicile a fourni les plus grands avantages, selon l'étude. + Explorer plus loin

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