100 000 bornes de recharge publiques en France, et ensuite ?
La France franchit une étape majeure dans la transition vers la décarbonation et la mobilité électrique. En effet, le vendredi 5 mai, le pays a célébré l’ouverture au public de plus de 100 000 bornes de recharge pour véhicules électriques, marquant ainsi un tournant significatif dans cette révolution écologique. Cet objectif, initialement fixé pour fin 2021, a donc été atteint avec près de 18 mois de retard, preuve des obstacles et des difficultés de mises en œuvre qu’il a fallu surmonter.
Avec ce déploiement, la France se hisse au deuxième rang européen en termes de réseau de bornes de recharge publiques, juste derrière les Pays-Bas et devant l’Allemagne. Actuellement, on compte en moyenne un point de charge pour 10 véhicules, répondant ainsi aux recommandations de l’Union européenne en matière de recharge des véhicules électriques et hybrides rechargeables.
L’installation de ces bornes publiques s’est accélérée sur ces trois dernières années, puisque jusqu’en 2020, la France parvenait difficilement à ajouter 4 000 à 5 000 points de charge supplémentaires par an. Le déploiement massif de bornes de recharge sur les aires d’autoroutes a accéléré l’électrification et le déploiement des points de charge. En effet, au début de l’été 2023, près de 99% des aires d’autoroutes étaient équipées en bornes de recharges rapides.
Désormais, la France se fixe un nouvel objectif : atteindre les 400 000 bornes de recharge publiques d’ici à 2030. Un challenge ambitieux, mais réalisable. Néanmoins, l’installation d’un tel réseau soulève une multitude de questions et de problématiques. Dans cet article, nous explorons les solutions existantes et les pistes innovantes pour atteindre cet objectif ambitieux au meilleur coût pour la collectivité.
Les enjeux majeurs de la recharge des véhicules électriques
La demande croissante en puissance et l’optimisation des bornes de recharge
L’implantation de 100 000 bornes de recharge constitue un défi de taille, tant sur le plan du raccordement au réseau que de la demande énergétique. En effet, le raccordement de ces 100 000 bornes requiert une puissance d’environ 3 GW, ce qui équivaut à la capacité de trois centrales nucléaires (0.9 GW chacune).
Cependant, une question cruciale se pose : pour installer 400 000 bornes, devrons-nous quadrupler cette puissance déjà considérable ? Dans une démarche de décarbonation et de production d’électricité plus responsable, il est essentiel de réfléchir aux conséquences d’une multiplication des bornes qui restent souvent sous-utilisées.
En effet, on constate actuellement que les bornes de recharge installées sont loin de fonctionner à pleine capacité. Plusieurs facteurs contribuent à cette inefficience, tels que leur monopolisation. En effet, une borne raccordée à 22 kW est capable de recharger près de 150 km d’autonomie en seulement 1 heure de stationnement, pour un véhicule électrique consommant 16kWh / 100km. Cependant, il est fréquent que les voitures restent stationnées, et donc branchées, pendant plusieurs heures, et bien au-delà du temps qu’il faut pour “faire le plein”. Les 22 kW de puissance sont alors bloqués, inutilisés. Ce constat, déjà valable pour les 100 000 bornes publiques actuelles, deviendra encore plus sensible lorsqu’il s’agira de les quadrupler d’ici à 2030.
Les ressources matérielles et la préservation de l’environnement
L’installation des infrastructures de recharge pour véhicules électriques (IRVE) revêt une importance cruciale dans le contexte de la mobilité électrique et de la transition énergétique. La règlementation a donc été aménagée pour contribuer à leur essor. D’un côté, la loi sur l’Orientation des Mobilités (LOM) vise à accélérer le déploiement des bornes de recharge dans les parkings et les parcs de stationnement, favorisant ainsi leur accessibilité pour les utilisateurs de véhicules électriques. De l’autre côté, la loi d’accélération des énergies renouvelables encourage la production d’énergie à partir de sources renouvelables. Deux initiatives vers la transition énergétique qui peuvent aisément être couplées, offrant ainsi l’opportunité d’autoconsommer l’énergie produite à travers l’infrastructure de recharge.
Par ailleurs, l’installation des solutions de recharge ne se limite pas au simple raccordement électrique. Elle nécessite d’importants travaux d’infrastructures, de génie civil et électrique (ou VRD, pour Voirie et Réseaux Divers), dont les besoins en ressources sont nombreux et les délais parfois très longs. Pour accélérer le rythme d’implantation de bornes de recharge, des solutions doivent être trouvées pour alléger les coûts, les délais et les ressources nécessaires à la transition.
Les défis financiers et les modèles économiques innovants
Le déploiement de 100 000 bornes de recharge représentait déjà un défi financier considérable. Si nous envisageons d’installer 400 000 bornes d’ici 2030, il est évident que les investissements nécessaires seront encore plus importants. Il est donc crucial de trouver des solutions viables pour financer cette extension, tout en garantissant la rentabilité des opérations.
Une option consiste à encourager les partenariats public-privé, où les acteurs publics et privés collaborent pour financer et exploiter les infrastructures de recharge. Cette collaboration permet de partager les coûts et les risques associés au déploiement des bornes de recharge, tout en favorisant une croissance durable du réseau.
Une autre possibilité est d’explorer des modèles économiques innovants, tels que la tarification dynamique de la recharge. Cette approche permet de moduler les prix de la recharge, soutenant ainsi une utilisation plus efficace des infrastructures de recharge. De plus, la mise en place de partenariats avec des fournisseurs d’énergie renouvelable peut contribuer à réduire les coûts énergétiques et à promouvoir une recharge plus durable sur le plan environnemental.
La recharge rapide est-elle toujours nécessaire ?
Le recours à la recharge rapide est-il toujours raisonnable ? Est-il nécessaire de charger la voiture à 100 % de sa capacité à chaque fois ?
Si la recharge rapide demeure indispensable lors de longs trajets sur autoroute, il faut souligner que ces bornes sont coûteuses à installer et à entretenir, et qu’elles nécessitent un appel de puissance très important pour une durée quotidienne d’utilisation relativement faible.
Il faut alors trouver un équilibre entre la capacité de recharge nécessaire pour répondre aux besoins réels du conducteur et une utilisation rationnelle de l’énergie. Cela permettra de préserver la durée de vie de la batterie, d’optimiser l’efficacité du réseau électrique et de minimiser les coûts énergétiques.
Faciliter l’installation des points de charge et optimiser leur utilisation
Les pistes pour optimiser la recharge
Sur le chemin vers l’ouverture de 400 000 bornes de recharge publiques d’ici à 2030, l’innovation aura un rôle majeur à jouer. D’ores et déjà, des pistes sont étudiées et mises en œuvre pour simplifier, rationaliser et optimiser l’installation et le fonctionnement des infrastructures de recharge.
Le Vehicle-to-grid (V2G) est un concept novateur qui utilise des bornes de recharge intelligentes pour mettre les véhicules électriques au service du réseau électrique. En cas de pics de demande ou de coupures de courant, les batteries des véhicules connectés peuvent fournir de l’énergie, stabilisant ainsi le réseau et assurant une alimentation d’urgence. Cette solution, qui trouve de plus en plus de terrains d’expérimentation, répond à la demande croissante de recharge électrique grâce à l’utilisation intelligente des véhicules électriques.
Le Smart charging est mieux connu et plus répandu. Il s’agit d’un système sophistiqué de gestion de l’énergie qui optimise la recharge en tenant compte de plusieurs paramètres. Grâce à des algorithmes avancés, la recharge intelligente consiste à planifier et contrôler la charge en prenant en considération des facteurs tels que la disponibilité d’énergie, la capacité des batteries, le temps de recharge, le nombre de véhicules connectés et le coût de l’électricité. Ainsi, la recharge est ajustée en fonction des besoins des utilisateurs, des contraintes du réseau électrique et des tarifs énergétiques.
Cependant, le smart charging peut poser des problèmes de compréhension pour les utilisateurs, car ces derniers n’ont généralement aucune visibilité sur l’optimisation de la recharge. De plus, il ne prend pas en compte les besoins individuels des conducteurs, répartissant la puissance de manière uniforme. En outre, il peut limiter les performances des bornes de recharge.
De même, le V2G présente ses propres défis. Il peut être difficile à comprendre pour les utilisateurs, qui ne savent pas forcément quand leur véhicule sera utilisé pour fournir de l’énergie au réseau. De plus, la disponibilité des infrastructures de réseau électrique adéquates peut limiter l’efficacité du V2G dans certaines régions.
Donner une seconde vie aux batteries, en les affectant à la recharge, avant recyclage
Avec près de 20% des nouvelles immatriculations, les véhicules électriques sont devenu une réalité très visible. Et avec l’interdiction de la vente de véhicules thermiques neufs d’ici 2035, cette tendance va encore s’accélérer. Une tendance qui implique d’installer des solutions de recharge adaptées, afin de répondre aux besoins croissants des conducteurs de véhicules électriques. Néanmoins, le véhicule électrique n’est pas exempt de problèmes, et l’un d’eux est lié à sa production même, avec l’impact carbone de la fabrication des batteries.
La durée de vie moyenne des batteries lithium-ion pour une utilisation de traction automobile est d’environ 8 à 10 ans. Une fois cette période écoulée, les batteries peuvent être recyclées. Toutefois, une alternative intéressante permet de prolonger leur durée de vie et de réduire leur empreinte carbone : les utiliser en tant que batteries de stockage.
Le stockage de l’énergie devient de plus en plus crucial pour optimiser les coûts énergétiques. Dans cette perspective, les batteries en fin de cycle peuvent être réutilisées en tant que « batteries de seconde vie ». Elles peuvent être utilisées pour stocker l’énergie pendant les heures creuses ou pour capturer le surplus d’énergie produite par les panneaux photovoltaïques, afin de l’utiliser ultérieurement pour la recharge des véhicules. Cette approche permet de donner une seconde vie aux batteries usagées, tout en réduisant leur impact environnemental.
L’adoption de cette stratégie de « batteries de seconde vie » nous permettrait de prolonger leur utilité et d’optimiser leur performance énergétique. Cela contribuerait à une gestion plus efficace des ressources et à une réduction de l’empreinte carbone liée à la production de nouvelles batteries. En outre, cela offrirait une solution économiquement viable en réduisant les coûts associés à l’installation de nouvelles infrastructures de recharge.
Délivrer plus d’énergie en sollicitant le moins de ressources
Le Lean Charging est le dernier-né des concepts innovants de recharge optimisée. Le Lean Charging vise à éliminer le gaspillage de ressources, à optimiser les opérations de recharge en termes de matériaux utilisés, de délais et de coûts. L’approche du Lean Charging, ou de la recharge au plus juste, consiste à limiter la puissance d’entrée nécessaire à l’IRVE, de réduire au strict minimum les travaux de génie civil et les délais de mise en service, tout en maximisant la quantité d’énergie délivrée sur une journée.
Le Lean Charging permet à la fois:
- d’économiser la puissance du bâtiment / du réseau
- d’augmenter l’énergie délivrée par l’infrastructure de recharge
- de satisfaire les besoins réels des utilisateurs
- de bénéficier d’une énergie moins couteuse
- d’adapter / de faire évoluer facilement l’installation dans le temps
EIKO, la solution Lean Charging pour une recharge au plus juste
Pour répondre aux défis de la recharge électrique, Mob-Energy a développé EIKO, le cube de puissance. Cette solution complète offre une réponse efficace aux enjeux essentiels du marché. Avec EIKO, vous bénéficiez d’une recharge au plus juste, satisfaisant les besoins quotidiens des utilisateurs, tout en limitant la puissance nécessaire au fonctionnement. Cette solution intègre les dernières avancées du Lean Charging pour assurer une transition durable et performante vers la mobilité électrique.
- Avec un seul câble raccordé au réseau à faible puissance, EIKO permet d’électrifier plusieurs points de charge simultanément.
- Les points de charge sont raccordés à Eiko, mais pas au réseau, offrant ainsi une grande flexibilité en permettant l’ajout de nouvelles bornes sans travaux supplémentaires, pour atteindre jusqu’à 20 points de charge.
- Hautement évolutif en termes de nombre de points de charge, Eiko l’est aussi sur le stockage énergétique, de 50 kWh à 150 kWh, et sur les modes de charge, en permettant de débloquer la recharge rapide DC sur deux places.
- Les batteries de seconde vie utilisées permettent d’inscrire le projet de l’IRVE dans une démarche encore plus responsable, en prolongeant la durée d’utilisation des batteries automobiles, et ainsi d’optimiser le bilan carbone de leur production.
Il a fallu 3 GW de puissance pour raccorder les 100.000 bornes publiques françaises au réseau électrique.
0,15GW auraient suffi avec Eiko, soit 20 fois moins.
Mob-Energy vous propose d’explorer les méthodes permettant d’intensifier l’utilisation des ressources mise à disposition de la recharge. L’enjeu : répondre aux défis posés par une puissance manquante, sous-utilisée et coûteuse à installer.
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