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Oct 24, 2023

Bornes de recharge pour véhicules électriques en Europe

L'Union européenne est le chef de file mondial dans l'adoption de l'électricité

L'Union européenne est le leader mondial de l'adoption des véhicules électriques (VE) : ses pays membres sont responsables de plus d'un quart de la production mondiale de VE, et les VE représentaient environ 20 % de ses ventes de voitures neuves en 2021. La combinaison de fabricants historiques avant-gardistes et de consommateurs de VE précoces dans la région lui offre une opportunité unique de créer un écosystème de VE de premier plan au monde. Cela pourrait générer de nouveaux emplois, réduire la pollution de l'air, accélérer les progrès vers les objectifs climatiques et aider l'Europe à devenir un phare mondial pour les véhicules électriques.

Pourtant, une plus grande adoption des VE nécessitera une construction majeure de l'infrastructure de recharge des VE en Europe. En 2021, le continent comptait environ 375 000 bornes de recharge. Mais une analyse récente de McKinsey (voir encadré, "The EV Charging Infrastructure Masterplan"), réalisée pour un rapport de l'Association des constructeurs automobiles européens (ACEA), suggère que, même dans le scénario le plus conservateur, l'UE-27 aura besoin d'au moins 3,4 millions de bornes de recharge publiques opérationnelles d'ici 20301. Ce chiffre reflète le scénario axé sur l'utilisation décrit dans le rapport. Dans le scénario de stimulation de la demande du rapport, jusqu'à 7,6 millions de chargeurs publics seraient nécessaires. De vastes mises à niveau du réseau électrique seront nécessaires pour distribuer l'électricité à ces nouvelles bornes de recharge et pour l'augmentation de la capacité d'énergie renouvelable, les futurs véhicules électriques européens devront fonctionner avec une énergie plus propre (Figure 1). Au total, cette construction de l'infrastructure de recharge des véhicules électriques pourrait coûter plus de 240 milliards d'euros d'ici 2030.2Ce chiffre reflète le scénario axé sur l'utilisation du rapport. Dans le scénario axé sur la demande, les coûts cumulés s'élèveraient à 280 millions d'euros.

Ces résultats ont des implications importantes pour une variété de parties prenantes. Les fabricants d'équipements de charge devront probablement augmenter leur production. Les opérateurs de bornes de recharge peuvent souhaiter se coordonner avec les services publics d'électricité pour répondre aux demandes de puissance prévues. Et les constructeurs d'automobiles et de camions doivent se préparer à répondre aux priorités changeantes des consommateurs.

Les inégalités sociales potentielles qui pourraient résulter du déploiement des infrastructures sont un enjeu important. Heureusement, l'offre d'infrastructures peut être conçue pour être inclusive grâce à une coordination et à des investissements minutieux. Vous trouverez ci-dessous quelques conclusions clés notées dans le rapport de l'ACEA et notre analyse de ce qu'elles pourraient signifier pour divers acteurs européens des véhicules électriques.

Les acheteurs potentiels de VE veulent avoir l'assurance qu'ils pourront recharger leurs véhicules facilement, mais chaque conducteur de VE supplémentaire crée plus de concurrence pour l'accès aux bornes de recharge publiques. Une enquête McKinsey de 2019 a révélé que plus de la moitié des préoccupations des consommateurs concernant les véhicules électriques concernaient les batteries, la charge et l'autonomie. Sans suffisamment de bornes de recharge pour apaiser les inquiétudes des conducteurs, l'adoption des véhicules électriques pourrait ralentir.

Deux scénarios potentiels pourraient émerger : un dans lequel une abondance de bornes de recharge installées contribue à stimuler la demande de VE et un autre dans lequel les bornes de recharge sont installées en fonction des taux de croissance d'utilisation actuels. Même dans ce dernier scénario, moins agressif, d'ici 2030, l'UE-27 devrait passer de ses 340 000 bornes de recharge actuelles aux 3,4 millions de bornes de recharge publiques estimées nécessaires pour répondre aux besoins de sa future flotte de véhicules électriques. (Ce chiffre comprend 2,9 millions de bornes de recharge publiques pour les voitures particulières, 0,4 million pour les véhicules utilitaires légers et 0,1 million pour les camions et les bus. Il n'inclut pas les 29 millions de bornes de recharge privées estimées que les propriétaires, les gestionnaires d'immeubles et les opérateurs de stationnement sur le lieu de travail devraient installer). Dans le scénario de demande du rapport, jusqu'à 14 000 chargeurs par semaine devraient être installés.

L'année dernière, la France (où environ 400 chargeurs publics par semaine sont désormais installés) et l'Allemagne (avec environ 200) avaient le rythme d'installation le plus rapide de l'Union européenne. Mais eux, et l'ensemble de l'Union européenne, sont loin derrière le taux cible, qui augmenterait à chaque nouvelle année. En moyenne, 6 000 bornes de recharge publiques par semaine devraient être installées dans l'ensemble de l'Union européenne de 2021 à 2030, il y a donc beaucoup de retard à rattraper.

Certaines parties du réseau électrique européen devront être renforcées avant que des millions de nouveaux chargeurs de VE puissent y être connectés. Mais les mises à niveau du réseau directement requises par les demandes d'électricité des nouvelles infrastructures de véhicules électriques ne représenteraient que 11 % du total des investissements annuels dans le réseau de l'UE-27. La plupart des améliorations du réseau seront dirigées vers les systèmes de distribution, transportant l'électricité moyenne et basse tension des sous-stations aux utilisateurs finaux, et non vers les systèmes de transmission centralisés à haute tension.

Deux cas d'utilisation potentiels bénéficieront d'une attention accrue :

L'adoption généralisée des véhicules électriques pourrait aider l'Europe à atteindre ses objectifs de décarbonisation, à moins que les combustibles fossiles ne génèrent l'énergie utilisée pour recharger les véhicules électriques. Pour éviter que les véhicules électriques ne déclenchent une augmentation des émissions de carbone en Europe, le rapport appelle à ajouter une capacité suffisante d'énergie renouvelable pour répondre à la demande supplémentaire d'électricité attendue des futurs véhicules électriques.

Notre analyse montre que la demande d'électricité résultant directement de la recharge des VE passagers et commerciaux pourrait passer de neuf térawattheures (moins de 1 % de la consommation totale actuelle d'électricité de la région) en 2021 à 165 térawattheures en 2030. Par conséquent, bien que la demande d'électricité spécifique aux VE puisse augmenter de près de 40 % par an, elle ne représentera peut-être qu'environ 6 % de toute l'électricité consommée dans l'UE-27 (Figure 3).

La poussée pour électrifier les véhicules européens sera profondément plus difficile si la possession de véhicules électriques reste hors de portée pour une grande partie de la population européenne. Mais faire des véhicules électriques un choix réaliste pour tout le monde ne signifie pas seulement rendre les véhicules abordables. Cela signifie également donner accès à des bornes de recharge abordables.

Les acheteurs qui vivent dans des maisons unifamiliales avec garages pourraient avoir peu de problèmes à installer leurs propres chargeurs. Pour tous les autres, la recharge sera moins simple. Les propriétaires de véhicules électriques qui vivent dans des immeubles d'habitation et se garent dans la rue dépendront fortement des chargeurs publics - en 2021, 42 % des propriétaires européens de véhicules électriques vivant dans les villes n'avaient pas accès aux bornes de recharge à domicile. Ils pourraient bien craindre que la concurrence pour l'accès à ces chargeurs publics soit féroce. Un déploiement équitable des infrastructures de recharge passe par l'installation de bornes de recharge publiques dans tous les quartiers.

Le défi plus large est que la recharge publique est aujourd'hui de 30 à 200 % plus chère que la recharge privée. Garantir un prix de recharge équitable pour les propriétaires de véhicules électriques qui n'ont pas accès à des points de recharge privés à la maison ou au travail sera extrêmement important dans la transition vers une Europe entièrement électrique.

Le déploiement de l'infrastructure envisagé par le rapport coûterait un total cumulé de 240 milliards d'euros pour le matériel et l'installation d'ici 2030. Cela comprend l'installation de nouveaux points de recharge, la mise à niveau des réseaux électriques et l'augmentation de la capacité de production d'énergie renouvelable. Plus de la moitié de ce financement (60 %, soit 130 milliards d'euros) soutiendrait la planification, l'ingénierie et l'installation de nouvelles bornes de recharge publiques et privées (20 et 40 % du total, respectivement). Quinze pour cent paieraient pour les mises à niveau du réseau et 25 pour cent pour les capacités d'énergie renouvelable.

Les propriétaires devront payer pour le matériel et l'installation de leurs bornes de recharge privées, éventuellement en recevant des subventions gouvernementales pour compenser les coûts. Les bornes de recharge publiques seront construites soit par des opérateurs de recharge privés (qui chercheront à rentabiliser leurs investissements), soit par des services publics locaux. Les coûts des mises à niveau du réseau se traduiront en fin de compte par des frais de distribution d'électricité pour les consommateurs finaux. Les services publics construiront et financeront de nouvelles capacités d'énergie renouvelable.

Il existe deux voies potentielles de développement des infrastructures, qui pourraient affecter les parties prenantes de différentes manières :

Il ne s'agit là que d'un domaine possible de variation des résultats au fur et à mesure de l'avancement de ce grand projet d'infrastructure. Les parties prenantes devront envisager une gamme d'éventualités tout en scrutant l'horizon. Ci-dessous, nous décrivons les implications potentielles du déploiement d'une infrastructure de recharge. Notre compte est orienté vers les perspectives de différents intérêts.

Exploitants de bornes de recharge

La voie axée sur la demande, avec son plus grand nombre de chargeurs, suppose des taux d'utilisation plus faibles pour chaque chargeur individuel. Cela réduirait presque certainement la rentabilité des opérateurs de bornes de recharge (CPO). La voie orientée vers l'utilisation, en revanche, garantit que la plupart des bornes de recharge seront rentables. Les CPO sont susceptibles de préférer la voie orientée vers l'utilisation pour éviter les bornes de recharge "bloquées" (non rentables).

Gestionnaires de réseaux et réseaux électriques

Dans de nombreux cas, les gestionnaires de réseau n'ont aucune visibilité sur le comportement de charge, il est donc difficile d'anticiper et de gérer la demande d'électricité. La recharge intelligente, impliquant une communication entre les véhicules électriques et les systèmes de distribution d'électricité, pourrait permettre une gestion active de la charge en déplaçant les flux d'électricité de la recharge des véhicules électriques vers les heures de la journée où la demande générale est plus faible. Cela pourrait atténuer le besoin d'investissements dans l'infrastructure du réseau en réduisant la pression, ainsi que les coûts d'électricité pour les consommateurs.

Le potentiel de la recharge intelligente est particulièrement élevé dans les endroits où les véhicules sont garés et connectés à des chargeurs pendant de longues périodes, par exemple, la recharge à domicile, sur un lieu de travail ou dans un dépôt de flotte de véhicules utilitaires. Une première phase de développement, qui pourrait être largement engagée d'ici 2030, concernerait la recharge intelligente unidirectionnelle : les temps de recharge des VE seraient contrôlés de manière centralisée pour réduire les pointes de charge. Dans un deuxième temps, la recharge intelligente bidirectionnelle utiliserait les batteries des véhicules comme stockage intermittent au sein du réseau : les batteries pourraient être chargées ou déchargées en fonction des niveaux de production et de demande d'énergie.

La recharge bidirectionnelle est un moyen particulièrement prometteur de stocker de l'énergie sur le réseau, puisque les véhicules électriques pour passagers de l'Union européenne auraient jusqu'à trois térawattheures de capacité de batterie disponible, ce qui équivaut à 40 % de la demande énergétique moyenne quotidienne de l'Union européenne. La technologie serait une solution opportune car le besoin de stockage sur le réseau devrait augmenter pendant la transition vers les énergies renouvelables. Pour être mise en œuvre, la recharge bidirectionnelle nécessiterait que les opérateurs de réseau s'associent aux propriétaires de VE, ce qui créerait de nouveaux modèles commerciaux pour les compenser pour l'épuisement de leurs batteries.

Constructeurs automobiles

Plus il y a de chargeurs créés, plus le bénéfice pour les constructeurs automobiles est immédiat. Un acheteur potentiel de VE sera plus susceptible de passer à l'électricité si des chargeurs publics sont disponibles dans des endroits pratiques. La construction pourrait être accélérée par des collaborations entre constructeurs, comme le réseau de recharge IONITY (une joint-venture entre BMW, Daimler, Ford, Hyundai et Volkswagen).

Alternativement, si les constructeurs automobiles et les fournisseurs automobiles peuvent créer un véhicule capable de se recharger plus rapidement qu'aujourd'hui, ils pourraient réduire le nombre de chargeurs publics nécessaires. Des vitesses de charge plus rapides des véhicules réduiront à la fois l'anxiété des conducteurs et permettront une construction plus efficace des points de charge (puisque moins de chargeurs sont nécessaires pour charger le même nombre de véhicules).

Si les constructeurs automobiles et les équipementiers automobiles pouvaient créer des véhicules capables de se recharger plus rapidement qu'aujourd'hui, ils pourraient réduire le nombre de chargeurs publics nécessaires.

Décideurs locaux

La ville de Stockholm est un précurseur en matière de déploiement d'infrastructures : le temps d'installation moyen de bout en bout d'un chargeur rapide à courant continu (CC) (150 kW ou plus) est de sept mois. Des installations similaires dans d'autres endroits peuvent prendre jusqu'à 20 mois. L'approche lourde de préparation de Stockholm nécessite un investissement initial en temps car les villes et les municipalités doivent mener des examens de faisabilité de haut niveau en collaboration avec les opérateurs des réseaux de distribution d'électricité. Une fois qu'un emplacement de recharge prometteur est identifié, les processus d'approbation avancent rapidement, ce qui accélère la planification entreprise par les opérateurs de points de recharge.

D'autres localités ont découvert des approches différentes (et potentiellement complémentaires). La ville d'Oslo a conçu une liste de contrôle pour accélérer l'approbation des projets. Les Pays-Bas ont créé une plate-forme de connaissances pour répondre rapidement aux préoccupations. La politique française de « droit à une prise » élimine les allers-retours nécessaires pour les approbations d'installation à domicile.

Institutions financières

Les gouvernements orientent désormais leurs budgets de financement des véhicules électriques en grande partie vers des incitations à l'achat de véhicules électriques. Il pourrait être utile d'examiner combien est dépensé pour subventionner l'infrastructure des VE et la production d'énergie renouvelable. Un équilibre devra être trouvé entre l'encouragement du financement du secteur privé pour l'infrastructure de recharge et l'utilisation du soutien public pour assurer une construction équitable, de sorte qu'une recharge abordable soit disponible même dans les endroits les moins rentables.

L'Europe, qui connaît une révolution de la mobilité unique en son genre, peut saisir cette opportunité. Le succès nécessitera la construction de l'infrastructure de recharge des véhicules électriques, des stratégies clairement communiquées et une coopération étroite entre une grande variété d'acteurs publics et privés.