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Point de vue n°166

Cahier d'acteur n°85 - Nuvve

Nuvve (San Diego) Représenté(e) par M. Grégory POILASNE, CEO Site internet

Nuvve agrège dynamiquement des resources de stockage d'énergie à l'échelle de quelques dizaines de kW et très distribuées, qu'elles soient dans des véhicules (voitures, bus) ou stationnaires, pour mettre leurs capacités au service du système électrique, des réseaux de distribution et de la gestion de l'énergie des bâtiments.

Commentaires

Bonjour,

Je travaille en tant qu'ingénieur au sein du département innovation du groupe PSA sur les futurs systèmes de charge pour véhicules électriques.

Nous supportons les recommandations préconisées par Nuvve.

Les véhicules électriques Peugeot iOn et Citroën C-Zéro sont déjà en mesure de réinjecter de l'énergie sur le réseau électrique afin de participer à l'équilibre production - consommation. Un cadre réglementaire et économique transparent, juste et équitable nous permettra de valoriser cette fonctionnalité pour intégrer un maximum de véhicule électrique sans perturber les réseaux électriques, et afin de diminuer le coût à l'usage de nos véhicules. C'est toute la filière mobilité électrique qui est donc intéressée par cette solution.

Merci,
Paul Codani
Ingénieur Innovation Groupe PSA

92250

En ma qualité d'avocat investit dans ce domaine (cabinet Eversheds Sutherland) et de citoyen, j'approuve totalement le développement du Vehicule to Grid. Le potential de batteries électriques mobilisables est considérable et l'effort à fournir pour l'exploiter est modique : mettre en place et imposer des bornes de recharge bi-directionnelles et un cadre juridique clair et incitatif. Le V2G est un maillon indispensable de la transition énergétique. Il permettra en plus d'économiser beaucoup de matière première en produisant moins de batteries et en utilisant mieux les batteries existantes.

75016

"pour un coût marginal puisque la batterie est déjà payée par le besoin de mobilité"

Utiliser une batterie l'use, et ampute son potentiel pour l'usage de mobilité. Le V2G a donc un coût, qui n'est pas nul et qui est même assez simple à calculer :

Une batterie Li-ion neuve coûte de l'ordre de 200$ par kWh installé, soit environ 173€/kWh.

En supposant une durée de vie de 1000 cycles (chiffre plutôt optimiste), ça fait de l'ordre de l'ordre de 180€ par MWh stocké, sans compter les onduleurs, l'entretien, etc. Soit quatre fois le prix de gros de l'électricité européenne.

Par ailleurs, on gagne de l'argent avec une batterie en achetant de l'électricité au moment où elle est la moins chère pour la revendre (ou l'utiliser) au moment où elle est la plus chère.

Or en France, le delta de prix entre les heures creuses et les heures de pointe dépasse rarement les 30€/MWh, et ce dans un contexte où les consommateurs finaux sont pour l'instant peu incités à réduire leur consommation de pointe, puisqu'ils la paient généralement au même prix qu'en heures creuses.

A l'avenir, avec des consommateurs qui seront de plus en plus incités à diminuer leur conso de pointe, cet écart de prix va donc avoir tendance à diminuer.

Tant que le coût des batteries sera au-dessus de ce delta, elles ne seront pas rentables. Et en faisant l'hypothèse incroyablement optimiste que les fabricants réussissent indéfiniment à diviser par deux tous les cinq ans le coût des batteries, en supposant que nous conservions un delta de prix HP/HC aussi élevé, elles ne deviendraient pas rentables avant les années 2030.

Sachant que plus on installe de batteries, plus elles détendent l'équilibre-demande aux heures de pointe et plus ce delta de prix heures creuses/heures de pointe diminue, éloignant d'autant la perspective de rentabilité.

Donc oui, le V2G est techniquement possible, mais ne sera économiquement pas viable avant longtemps. Il est même assez probable qu'il ne le devienne jamais car le coût des batteries finira par se stabiliser à un niveau qui sera très probablement au-dessus des 30€ par MWh stocké.

75000

En fait le V2G préserve la batterie et peut même étendre sa durée de vie car la batterie n'est pas profondément cyclée. Elle ne subi que des charges ou décharges extrêmement douces pour le V2G, comparées à celles violentes liées à des accélérations ou freinages en conduite. Bientôt les batteries devront supporter des recharges rapide à 350kW, seront plus grosse (100kWh) et pourront dépasser les 5000 cycles. L'impact de rendre des services système sera alors insignifiant.
Les dégradations calendaires et liées aux températures extrêmes sont mitigées par une utilisation fine dans des gammes de paramètres définis en étroite collaboration avec les constructeurs, ce qui leur permet de maintenir leur garantie constructeur.
Nuvve dispose de près de 100 000 heures d'expérience cumulés d'opérations V2G sans avoir rencontré de problème de dégradation.
Quant bien même le service V2G dégraderait la batterie, il suffit à l'algorithme d'arbitrer entre ce coût de dégradation et le bénéfice tiré du services.

Plusieurs études récente ont étudié cette préservation des batteries par le V2G, entre autres :
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360544217306825
https://www.researchgate.net/profile/Andrew_Thompson49/publication/32386...

L'arbitrage n'est qu'un cas d'usage parmi beaucoup d'autres. Il y a aussi les services systèmes ou derrière le compteur. Si le delta de prix se réduit, c'est la rentabilité des batteries stationnaires et autres moyens de stockage dédiés qui sera affecté en premier, avant le V2G, car la batterie des véhicules a été payée par ailleurs, pour l'usage mobilité. Ses coûts sont donc moindre puisqu'il n'y a pas d'investissement à amortir.

Aucune subvention n'est nécessaire pour le V2G, juste un cadre réglementaire juste, qui ne privilégie pas une technologie de flexibilité par rapport aux autres.

CA 92106

"Les voitures ne roulant que 5 % du temps et les
capacités de leurs batteries étant nettement supérieure
au besoin pour les trajets quotidiens, celles stationnées
et branchées représenteraient alors une capacité de
stockage de 100 GWh (une à deux heures de
consommation nationale) et 50GW (soit la moitié du pic
de consommation de 2012)."

Deux heures de consommation....alors qu'on a été 3 semaines sans vent en mai/juin...

Et à la pointe de 19 h, les gens rentrent chez eux, leur voiture roule....

Pas très convaincant tout ça.

75013

Je ne pensais en effet pas à l'usage services système dans mon raisonnement, usage pour lesquels des batteries commencent à être utilisées, mais pour lesquels les besoins sont infiniment moindres.

Cela m'amène à plusieurs remarques :

Si on se limite à des décharges de 8 à 40% comme le dit le deuxième article, qu'on parle d'un parc à terme de 30 millions de véhicule de 100kWh de capacité moyenne, qu'on considère qu'elles sont connectées au réseau 80% du temps (très optimiste), cela revient à une batterie d'environ 100 à 200GWh à l'échelle nationale.

C'est très bien pour faire des services système, mais ça ne pourra faire guère plus.

Par ailleurs, je ne comprend pas bien l'intérêt du V2G pour faire des services système alors que de la recharge intelligente pourrait faire aussi bien sans faire cycler la batterie ?

Merci pour vos infos.

75000

Le V2G est une technologie pour l’optimisation à l’échelle de temps hebdomadaire. Quand un conducteur rentre chez lui, sa batterie est quasiment pleine s’il ne s’en est servi que pour un déplacement pendulaire ou s’il l’a rechargée sur son lieu de travail. Elle est alors disponible juste au moment où la consommation culmine. La pointe de 19 heure ne dure en fait que 2 heures. La voiture a ensuite toute la nuit pour se recharger.

Même les semaines sans vent, il fait jour, les fleuves coulent et les centrales nucléaires produisent. Au cours de ces journées il y des heures creuses ou ces capacités ne sont pas utilisées à plein. C’est alors que les véhicules peuvent être rechargé, par exemple la nuit, pour se décharger en support du système, par exemple lors de la pointe du matin.

CA 92106

Le V2G permet de faire bien plus que seulement des services systèmes, par exemple des services de flexibilités pour le réseau de distribution (évitant des investissements en renforcement) ou des services derrière le compteur (comme la maximisation de l’autoconsommation et la réduction de la puissance souscrite).
La principale limite de la recharge intelligente (c’est-à-dire unidirectionnelle pilotée) est qu’une fois la batterie pleine, elle ne peut plus rendre de services. Or les véhicules parcourent en moyenne 27km par jour je crois, donc la recharge quotidienne des batteries dure peu de temps. Le V2G bidirectionnel permet de fournir des services indéfiniment, la batterie pouvant être constamment chargée et déchargée.
Selon les études, le V2G peut fournir entre 6 et 13 fois plus de service que la recharge intelligente.
Par exemple http://orbit.dtu.dk/files/125363562/Economic_Comparison_of_Electric_Vehi...
En terme de valeur, une récente étude de modélisation sur la Californie montre que le V2G aurait 9 fois plus de valeur en terme d’investissements évités que la recharge intelligente. https://www.researchgate.net/publication/325164093_Clean_vehicles_as_an_...

CA 92106

OK pour la pointe de midi, mais je voulais dire: à 19h, les gens rentrent chez eux, la batterie ne peut participer à la pointe.

Et pour l'intermittence longue des périodes sans vent, ça ne change rien.

En fait, ça me semble lisser la consommation liée aux VE, mais pas vraiment changer la donne sur l'accompagnement de l'intermittence des ENR ou la variabilité de la consommation.

75013

Au retour du travail vers 19h les véhicules des consommateurs sont branchés et disponibles pour participer à la pointe. En effet, le véhicule n'aura effectué que quelques kilomètres dans la journée et aura peut-être même été rechargé dans l'après-midi. C'est alors une resource idéale pour passer la pointe du soir en déchargeant sa batterie dans la maison ou l'immeuble. Il restera ensuite toute les heures de la nuit pour être rechargé.

Les batteries des véhicules électriques permettent de déplacer une production d'énergie à une période de demande de consommation. Si il y a du vent et peu de consommation (ex : la nuit) on peut stocker puis décharger en période de consommation (ex : le jour).
Lors de périodes sans vent, on peut faire tourner à plein régime les centrales nucléaires, 24h sur 24. Par exemple, au lieu de les ralentir la nuit, on charge les batteries des véhicules que l'on décharge ensuite lors des périodes de consommation de la journée ou la ressource éolienne fait défaut.

CA 92106