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Oct 16, 2023

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Les véhicules électriques offrent de nombreux avantages : plus d'essence coûteuse à pomper, des émissions de gaz à effet de serre réduites, un stationnement prioritaire et un accès aux voies VMO. Les fabricants et les défenseurs des véhicules électriques vantent également la promesse de la recharge du véhicule au réseau (V2G), la possibilité d'avoir la batterie d'un véhicule électrique pour envoyer de l'énergie aux services publics, ce qui présente des avantages allant des incitations financières pour les propriétaires de véhicules électriques à l'aide à fortifier le réseau électrique.

Les véhicules électriques peuvent actuellement stresser le réseau électrique plutôt que de le renforcer. Par exemple, l'année dernière, le gouverneur de Californie a demandé aux propriétaires de véhicules électriques de réduire la charge pendant une vague de chaleur pour éviter de surcharger le réseau électrique de l'État. Mais si vous considérez les véhicules électriques comme de grosses batteries avec des moteurs et des roues - essentiellement des dispositifs de stockage d'énergie - il est logique d'exploiter leur puissance pour renforcer le réseau électrique. Cela pourrait également créer de l'argent pour les propriétaires de véhicules électriques en renvoyant - et en étant payé - l'énergie stockée dans leurs batteries vers le réseau lorsque les services publics en ont besoin.

Mais comme pour la plupart des véhicules électriques, des problèmes de chaîne d'approvisionnement au manque d'infrastructures de recharge publiques, le V2G est un défi complexe en raison de divers facteurs, et est au mieux à plusieurs années d'être viable. Cela nécessitera une coordination et des investissements approfondis entre les services publics d'électricité, les constructeurs automobiles et les propriétaires de véhicules électriques, et les normes de la technologie évoluent encore. Les constructeurs automobiles et les services publics font les premiers pas pour faciliter le V2G, car non seulement il permet un support symbiotique pour les véhicules électriques, mais il a le potentiel, avec les énergies renouvelables et d'autres moyens de stockage d'énergie dédiés, de remodeler le réseau électrique.

"Le véhicule vers le réseau a le potentiel de transformer d'énormes pans de l'infrastructure énergétique", a déclaré Scott Hinson, directeur technique de Pecan Street, une organisation de recherche à but non lucratif basée à Austin, au Texas, qui se concentre sur l'énergie propre et les technologies de réseau intelligent. "Nous n'avons jamais ajouté une charge au réseau électrique aussi flexible que le véhicule électrique", a-t-il ajouté.

Par exemple, pendant une canicule, les gens ne peuvent pas simplement éteindre leur climatisation pour éviter une panne d'électricité. "Si vous éteignez la climatisation suffisamment longtemps dans certaines régions, des personnes peuvent mourir", a déclaré Hinson. "Mais un véhicule électrique ne se soucie pas du moment où il est chargé, et avec le V2G, vous disposez d'un tout nouvel ordre de grandeur de flexibilité."

Les véhicules électriques sont généralement moins chers à recharger tôt le matin lorsque la demande sur le réseau est faible et que les tarifs d'électricité diminuent par la suite, et la plupart des véhicules électriques sont garés. Ils représentent donc une charge beaucoup plus gérable pour le réseau que les climatiseurs fonctionnant 24h/24 et 7j/7 en Arizona ou en Floride en été.

Les éléments de base du V2G, y compris la charge gérée, dans laquelle un chargeur de VE peut communiquer avec un service public et la charge de véhicule à domicile (V2H) qui permet à une batterie de VE d'alimenter une maison, sont déjà en place. Les prochaines étapes et les véhicules électriques prenant en charge le V2G sont en cours de développement.

Pour activer le V2G, un VE a besoin d'une charge bidirectionnelle : la capacité à la fois de recevoir de l'énergie du réseau électrique ou de l'envoyer vers celui-ci. Actuellement, très peu de voitures, dont le GMC Hummer, le Ford F-150 Lightning, le Mitsubishi Outlander PHEV, la Nissan Leaf et le Volvo EX90, disposent d'une charge bidirectionnelle. Mais d'autres sont en route, comme le Chevy Silverado EV et les EV du groupe Volkswagen qui utilisent l'architecture de plate-forme électrique MEB de l'entreprise.

"Vous avez besoin d'une charge bidirectionnelle avec le logiciel dans le véhicule pour extraire l'énergie et la mettre soit dans votre maison pour V2H, soit dans le réseau pour V2G", a expliqué Mark F. Bole, responsable de V2X et des solutions de batterie pour GM Energy, une nouvelle unité commerciale que le constructeur automobile a lancée l'année dernière. "Plus tard cette année, nous franchirons la première étape, qui est le véhicule à domicile, ou V2H", a ajouté Bole.

Cette première étape sera le Chevy Silverado RST EV dont la sortie est prévue en novembre, ainsi qu'un chargeur bidirectionnel et le matériel nécessaire au V2H. "Une fois que vous avez éteint le véhicule pour le V2H, il est naturel de passer au V2G", a déclaré Bole. "Mais le V2G n'arrivera probablement pas au sens large avant 2025."

GM et d'autres constructeurs automobiles, dont Ford, Volkswagen et Toyota, exécutent des programmes pilotes V2G avec des utilitaires pour intégrer des systèmes et établir des protocoles. "Nous devons nous connecter aux services publics, et cela prendra un peu de temps", a déclaré Bole. "Il y a plus de 1 500 services publics aux États-Unis, et ils sont tous très différents, et ils ont tous leurs propres systèmes."

GM Energy exécute actuellement plus de 20 programmes pilotes V2G, a ajouté Bole. "Nous commençons avec un programme de recharge gérée et pilotons V2H, et une fois que nous aurons la bidirectionnalité, c'est là que nous aiderons vraiment le réseau électrique et générerons de la valeur", a-t-il déclaré. "Lorsque les normes seront en place, nous commencerons à voir davantage de véhicules de série dotés de capacités V2G."

Ford prépare également le terrain pour le V2G avec son pick-up F-150 Lightning EV et sa capacité V2H. Mais comme pour le prochain Chevy Silverado EV, pour activer le V2H puis le V2G, le F-150 Lightning nécessite des achats d'équipement coûteux de la part du propriétaire du VE. Un propriétaire de VE doit également généralement être propriétaire, ce qui exclut les locataires et de nombreux habitants d'immeubles à logements multiples, bien qu'il puisse leur être possible de participer à un programme V2G si, par exemple, ils travaillent pour une entreprise qui active la technologie dans un bureau ou pour une flotte.

Le F-150 Lightning nécessite la fonction d'alimentation de secours intelligente qui est standard sur les garnitures supérieures et permet la capacité V2H. Un propriétaire de F-150 Lightning a également besoin d'un chargeur domestique Ford Charge Station Pro de niveau 2/240 volts, 80 ampères, qui est standard avec une batterie à autonomie étendue, et d'un système d'intégration domestique développé par Ford et Sunrun, le partenaire d'installation préféré de Ford.

"Pour V2G, le service public devra proposer au consommateur un programme permettant cette capacité, que Ford teste actuellement avec plusieurs services publics à travers les États-Unis", a déclaré Dave Hurst, responsable des services énergétiques chez Ford. Il a ajouté que Ford collabore actuellement avec plusieurs services publics pour tester le V2G, y compris des programmes de charge gérés avec Xcel Energy au Colorado, DTE Energy au Michigan et SMUD en Californie. La société étudie également la transition du V2H au V2G avec PG&E en Californie et Duke Energy dans plusieurs États, et utilise le F-150 Lightning pour tester le V2G.

General Motors adopte une approche beaucoup plus large illustrée par les trois divisions de GM Energy - résidentielle, commerciale et de recharge - toutes sous la marque Ultium. Le portefeuille de GM Energy comprend tout, du V2G au stockage d'énergie stationnaire en passant par un système basé sur le cloud qui combine des logiciels et des données pour tout lier. "Nous réfléchissons de manière très approfondie aux opportunités d'aider les gens à gérer leur énergie", a déclaré Bole.

La gamme Ultium Home de GM Energy comprend un chargeur bidirectionnel compatible V2H, un contrôleur, une batterie stationnaire appelée Powervault similaire au Powerwall de Tesla et solaire via son partenaire SunPower. Bole a déclaré que ces produits feront leurs débuts avec le lancement du Chevrolet Silverado EV 2024, mais n'a pas révélé les prix.

GM propose Ultium Home non seulement pour garder les lumières allumées à la maison pendant une panne de courant ou une recharge de VE via l'énergie solaire, mais éventuellement pour permettre aux consommateurs de revendre l'électricité de leurs batteries de VE aux services publics. GM n'a pas finalisé comment ou s'il compensera les consommateurs pour l'énergie qu'ils fournissent aux services publics, a déclaré Bole. "Mais nous pouvons dire aux clients:" Vous pouvez obtenir 20 $ par mois sur votre paiement de location mensuel ou nous pouvons partager les économies "", a-t-il ajouté.

"La partie difficile est que c'est différent dans chaque état et avec chaque service public", a déclaré Bole. "Mais nous utiliserons les données de l'Energy Services Cloud que nous rassemblons et dirons aux clients : 'C'est le montant d'argent que vous pouvez économiser en gérant votre énergie par notre intermédiaire avec ces produits et services.' Cela arrivera d'ici la fin de cette année", a-t-il ajouté.

Hinson de Pecan Street a déclaré que si le V2G fait ses preuves dans des programmes pilotes et que de nombreux services publics d'électricité sont à bord, un obstacle majeur est l'établissement de normes. "Sur le plan technologique, c'est faisable", a-t-il déclaré. "La connectivité est déjà là. Les normes ne le sont pas." Bole a reconnu qu'il n'y avait pas encore de normes sur les protocoles de communication entre le VE et un chargeur bidirectionnel, mais a ajouté qu'ils étaient rapidement développés.

Hinson a déclaré qu'une approche fermée des normes propriétaires pourrait entraver le V2G et que des normes universelles doivent être établies. "Les constructeurs automobiles ont tendance à être assez protecteurs", a-t-il ajouté. "Ils veulent conserver ce flux de valeur potentiel dans le cadre de leurs futurs modèles commerciaux."

Lorsque Chevy déploiera le Silverado EV et sa technologie V2H en novembre, les propriétaires auront besoin de matériel fourni par General Motors, a déclaré Bole. Ford et d'autres constructeurs automobiles proposent également des systèmes propriétaires. "Aujourd'hui, vous ne pouvez pas aller au magasin et acheter un chargeur bidirectionnel", a ajouté Bole.

Mais Bole a déclaré qu'à mesure que les normes évoluent, "Vous pourrez brancher une Tesla sur un chargeur GM et travailler avec GM pour agréger votre énergie. Évidemment, nous voulons vendre autant de véhicules électriques GM que possible, mais je serais idiot si je pensais que nos clients de véhicules électriques n'achèteraient que des véhicules GM. Ils peuvent aussi avoir une Tesla dans leur garage", a-t-il ajouté.

"Une fois ces normes fixées, qui seront plus en 2025, GM Energy aura la possibilité d'agréger l'énergie d'une Tesla ou d'une Ford ou d'un système de stockage stationnaire ainsi que d'un GM EV", a déclaré Bole. "Nous construisons un système agnostique et large. Tous les constructeurs automobiles ne l'abordent pas de cette façon, mais à l'avenir, il y aura plus d'opportunités plug-and-play pour les consommateurs."

Les propriétaires de véhicules électriques devront bien sûr être à bord et acheter l'équipement nécessaire au V2G pour en récolter les fruits, mais cela devra également être transparent. "Du point de vue du consommateur, cela doit être transparent et facile", a déclaré Andrew Meintz, ingénieur en chef de la recharge des véhicules électriques et de l'intégration du réseau au National Renewable Energy Laboratory, financé par le gouvernement fédéral. "Cela va obliger l'utilitaire ou l'OEM du véhicule à comprendre comment les propriétaires utilisent leurs véhicules."

Cela a déjà commencé avec des pilotes de charge gérés, a déclaré Bole. "Nous pouvons le faire aujourd'hui grâce à la télématique des véhicules et en travaillant avec le service public", a-t-il ajouté. « Supposons qu'un service public nous envoie une réponse à la demande pour demain à 3 heures du matin et nous demande d'envoyer une commande d'arrêt de la charge au VE avec l'accord et la connaissance du client. Nous envoyons ensuite un texto à nos clients utilisant ce service public et demandons : " Ne pouvez-vous pas facturer entre 3 et 5 heures du matin demain, et nous autoriserez-vous à désactiver la charge ? Si vous acceptez, voici 20 $."

Bole a déclaré que GM Energy a actuellement trois programmes pilotes de ce type en place aux États-Unis. "C'est moins de 400 véhicules qui sont inscrits parce que nous apprenons toujours, l'utilitaire apprend toujours et nos clients apprennent toujours", a-t-il ajouté. "Une partie de notre stratégie de mise sur le marché, que nous sommes encore en train de développer, sera que si un consommateur achète l'équipement, compte tenu de son lieu de résidence et de ses habitudes de conduite, nous évaluerons ses économies d'énergie. Nous dirons : 'Ce sera votre retour sur investissement.' De plus, ils ont maintenant un générateur dans leur garage."

GM Energy ne fait pas activement la promotion du V2G auprès des consommateurs car les produits et services ne sont pas encore accessibles au public, a déclaré Bole. "Nous ne voulons pas trop nous mettre en avant car nous n'avons rien à vendre aujourd'hui", a-t-il ajouté. "Mais nous parlons activement de ce que nous faisons avec les services publics parce que nous pensons que cela fait partie du processus d'éducation."

Hinson dit que les constructeurs automobiles doivent également communiquer aux clients tout impact possible du V2G et des technologies d'extraction d'énergie associées sur une batterie de VE et sa garantie. Plusieurs études ont été menées sur la façon dont le V2G affecte la batterie d'un véhicule électrique, dont une de 2017 par l'Université de Warwick montrant qu'elle pourrait en fait prolonger la durée de vie des batteries.

"Une partie de l'Energy Services Cloud de GM surveille la santé de la batterie", a déclaré Bole. "À qui de mieux faire confiance que la société qui a fabriqué la batterie et la garantit."

Bien que l'idéal soit qu'un grand nombre de véhicules électriques envoient de l'énergie au réseau, seuls quelques véhicules peuvent avoir un impact, a déclaré Meintz. Bole a ajouté que GM travaille avec le Rocky Mountain Institute à but non lucratif pour l'énergie propre et plusieurs services publics sur ce qu'il appelle des centrales électriques virtuelles, qui prennent des véhicules électriques individuels et regroupent leur énergie.

Hinson a déclaré que bien que la technologie V2G ait encore du chemin à faire sur plusieurs fronts, il espère qu'elle aura un avenir. "Il reste encore du travail à faire pour comprendre quelle sera la valeur", a déclaré Hinson. "Et comment le V2G jouera sur le marché par rapport aux technologies concurrentes qui fournissent la même ressource, telles que les batteries stationnaires qui ont une disponibilité de 100 % et sont toujours branchées au réseau. Mais avec le V2G", a-t-il déclaré, "le véhicule peut devenir un atout énergétique d'une manière que les gens ne comprennent pas ou n'envisagent pas encore".