Alors que les constructeurs introduisent de nouveaux modèles de véhicules électriques, la demande pour ceux-ci ne cesse de croître. Ventes de nouveaux véhicules électriques aux États-Unis à peu près doublé en 2021 et pourrait encore doubler en 2022, passant de 600,000 à 1.2 million. Les leaders de l'industrie automobile s'attendent à ce que les véhicules électriques représentent au moins la moitié de toutes les ventes de voitures neuves aux États-Unis d'ici la fin de la décennie.

Les véhicules électriques attirent différents clients de différentes manières. De nombreux acheteurs veulent aider à protéger l'environnement; d'autres veulent économiser de l'argent sur l'essence ou essayez la technologie la plus récente et la plus cool.

Dans des domaines comme Californie et Texas qui ont subi d'importantes pannes de courant liées aux conditions météorologiques au cours des dernières années, les consommateurs commencent à considérer les véhicules électriques d'une nouvelle manière : comme une source d'électricité potentielle lorsque les lumières s'éteignent. Ford a fait de l'alimentation de secours un argument de vente de sa camionnette électrique F-150 Lightning, qui devrait arriver dans les salles d'exposition au printemps 2022. La société affirme que le camion peut alimenter complètement une maison moyenne pendant trois jours avec une seule charge.

Jusqu'à présent, cependant, seuls quelques véhicules peuvent recharger une maison de cette manière, et cela nécessite un équipement spécial. La recharge de véhicule à domicile, ou V2H, pose également des défis aux services publics. Voici quelques-uns des principaux problèmes liés à la généralisation du V2H. L'essence ne peut circuler que dans un sens, de la pompe à la voiture, mais avec quelques avancées techniques, les véhicules électriques pourront bientôt renvoyer de l'électricité aux maisons.

L'ABC du V2H

Les facteurs les plus importants impliqués dans l'utilisation d'un véhicule électrique pour alimenter une maison sont la taille de la batterie du véhicule et sa configuration pour la «charge bidirectionnelle». Les véhicules de cette capacité peuvent utiliser l'électricité pour recharger leurs batteries et envoyer de l'électricité d'une batterie chargée à une maison.

Il y a deux façons de juger de la "grosse" d'une batterie. Le premier est la quantité totale de carburant électrique stockée dans la batterie. Il s'agit du chiffre le plus largement diffusé par les fabricants de véhicules électriques, car il détermine la distance que la voiture peut parcourir.

Les batteries des berlines électriques comme la Tesla Model S ou la Nissan Leaf pourraient stocker de 80 à 100 kilowattheures de carburant électrique. À titre de référence, 1 kilowattheure est suffisant pour alimenter un réfrigérateur typique pendant cinq heures.

Une maison américaine typique utilise environ 30 kilowattheures par jour, en fonction de sa taille et des appareils que les gens utilisent. Cela signifie qu'une batterie de VE typique peut stocker suffisamment de carburant électrique pour répondre aux besoins énergétiques totaux d'une maison typique pendant quelques jours.

L'autre façon d'évaluer la capacité d'une batterie de VE est sa puissance de sortie maximale en mode d'alimentation de secours. Cela représente la plus grande quantité de combustible électrique pouvant être livrée au réseau ou à une maison à un moment donné. Un véhicule électrique fonctionnant en mode de secours aura généralement une puissance de sortie maximale inférieure à celle en mode de conduite. La capacité d'alimentation de secours est importante, car elle indique combien d'appareils une batterie de VE peut alimenter en même temps.

Ce chiffre n'est pas aussi largement diffusé pour tous les véhicules électriques, en partie parce que la recharge de véhicule à domicile n'a pas encore été largement déployée. Ford a annoncé que son F-150 électrique aurait une puissance maximale V2H de 2.4 kilowatts, potentiellement extensible à 9.6 kilowatts - à peu près le même qu'un seul haut de gamme Tesla Powerwall unité de stockage d'énergie domestique.

À l'extrémité inférieure, 2.4 kilowatts suffisent pour faire fonctionner huit à dix réfrigérateurs en même temps et pourraient faire fonctionner une grande partie d'un ménage typique en continu pendant quelques jours - ou beaucoup plus si l'électricité est utilisée avec parcimonie. Sur le haut de gamme, un niveau de puissance de 10 kilowatts pourrait faire fonctionner plus d'appareils ou des appareils plus puissants, mais ce niveau d'utilisation viderait la batterie plus rapidement.

Stocker de l'énergie quand c'est moins cher

Pour tirer l'électricité de leur voiture à la maison, les propriétaires de VE ont besoin d'un chargeur bidirectionnel et d'un véhicule électrique compatible V2H. Des chargeurs bidirectionnels sont déjà disponibles dans le commerce, même si certains peuvent ajouter plusieurs milliers de dollars au prix de la voiture.

Un nombre limité de véhicules électriques sur le marché sont désormais compatibles avec V2H, y compris le Ford Lightning, Nissan Leaf et Mitsubishi Outlander. General Motors et Pacific Gas & Electric prévoient de tester la recharge V2H en Californie à la mi-2022 en utilisant plusieurs véhicules électriques GM.

Certains propriétaires pourraient espérer utiliser leur véhicule pour ce que les planificateurs de services publics appellent "écrêtage» – tirer l'électricité des ménages de leur VE pendant la journée au lieu de compter sur le réseau, réduisant ainsi leurs achats d'électricité pendant les heures de pointe. Pour ce faire, ils peuvent avoir besoin d'installer un équipement de mesure spécial qui peut contrôler à la fois la décharge de la batterie du véhicule et le flux d'électricité du réseau vers le domicile.

L'écrêtement des pointes est le plus logique dans les zones où les services publics ont une tarification de l'électricité en fonction de l'heure d'utilisation, ce qui rend l'électricité du réseau beaucoup plus chère pendant la journée que la nuit. Un ménage en pointe utiliserait de l'électricité bon marché la nuit pour charger la batterie du VE, puis stockerait cette électricité pour l'utiliser pendant la journée, en évitant les prix élevés de l'électricité.

Les services publics et l'avenir du V2H

Bien que les capacités V2H existent maintenant, il faudra probablement un peu de temps avant qu'elles ne soient largement adoptées. Le marché des véhicules électriques compatibles V2H devra se développer et les coûts des chargeurs V2H et autres équipements devront baisser. Comme pour le Powerwall de Tesla, le plus grand marché pour le V2H sera probablement celui des propriétaires qui veulent une alimentation de secours en cas de panne du réseau mais qui ne veulent pas investir dans un générateur spécial uniquement à cette fin.

Permettre aux propriétaires d'utiliser leur véhicule en cas de panne de courant réduirait les impacts sociaux des pannes à grande échelle. Cela donnerait également aux services publics plus de temps pour rétablir le service - en particulier lorsque les poteaux et les fils électriques sont gravement endommagés, comme cela s'est produit pendant Ouragan Ida en Louisiane en août 2021.

Les compagnies d'électricité devront encore dépenser de l'argent pour construire et entretenir le réseau afin de fournir un service fiable. Dans certaines régions, ces coûts de maintenance du réseau sont répercutés sur les clients par le biais de redevances de pointe, ce qui signifie que les personnes sans V2H - qui seront plus susceptibles d'avoir des revenus plus faibles - pourraient bien supporter une plus grande part de ces coûts que celles avec V2H, qui éviter d'acheter de l'électricité de pointe sur le réseau. Cela est particulièrement vrai si de nombreux propriétaires de véhicules électriques utiliser des panneaux solaires sur le toit pour recharger leurs batteries de voiture et utiliser ces véhicules pour réduire les pics de consommation.

Pourtant, même avec le V2H, les véhicules électriques constituent un énorme marché potentiel pour les services publics d'électricité. La recharge bidirectionnelle fait également partie intégrante d'une vision plus large d'un réseau électrique de nouvelle génération dans lequel des millions de véhicules électriques prélèvent constamment de l'énergie sur le réseau et la restituent - un élément clé d'un avenir électrifié. Cependant, les planificateurs énergétiques devront d'abord comprendre comment leurs clients utilisent V2H et comment cela peut affecter leurs stratégies pour maintenir la fiabilité du réseau.

A propos de l'auteur

Seth Blumsack, professeur d'économie de l'énergie et de l'environnement et des affaires internationales, Penn State

Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lis le article original.