Deployment of Charging Infrastructures

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En provenance du cours de École des Ponts ParisTech

Electric Vehicles and Mobility

188 notes

École des Ponts ParisTech

Electric Vehicles and Mobility

188 notes

The purpose of Electric Vehicles and Mobility is to help you, whatever your profile, your training or your country, find your own answers to questions such as: - Will electric vehicles be the last to be allowed in megalopolises in the 21st century? - Does the environmental gain from vehicle electrification justify heavy investment in charging infrastructure? - Are electric vehicles only for wealthy people in developed countries? This course will allow you to acquire elements from engineering science, sociology, environmental science, political science, economics, management science, in order to evaluate, analyze and implement the diffusion of electric vehicles where their use is relevant. This MOOC is the English version of Mobilités et véhicules électriques; in the lecture videos, the teachers speak in French, nevertheless their presentation is in English and English subtitles are available. Groupe Renault and ParisTech schools have been working together for almost 15 years on topics related to sustainable mobility. Together, they created two Master programs (Transport and Sustainable Development in 2004, Mobility and Electric Vehicles in 2010) and the Sustainable Mobility Institute Renault-ParisTech in 2009, to support ongoing changes. Electric Vehicles and Mobility is the result of this shared history and was developed from a course delivered within the Master Mobility and Electric Vehicles, led by Arts et Métiers ParisTech in partnership with Ensta ParisTech, Mines ParisTech and École des Ponts ParisTech.

À partir de la leçon

Chapter 6 - Prospective: The Road to Electrification

<p>In this chapter we will explore how the electric vehicle may be deployed over the course the 21st century. To do this, we will explicitly use a prospective approach aimed at exploring the future rather than predicting it.</p><p>We will begin by decomposing the main instruments to reduce the environmental impacts of transport through the ASIF (Activity Structure Intensity Fuel) approach, then study the crucial issue of the deployment of charging infrastructures. Finally, we will examine the role of hybridization as a transition technology to the electric vehicle.</p><p>The course is followed by an interview of an expert from AVERE-France to broaden our point of view on hybridization and to discover advances in battery life.</p><p>You will find in the following session the graded assessment for both chapter 5 and 6. This evaluation concerns only the videos <em>Lecture</em> and is required to obtain the certificate.</p>

Deployment of Charging Infrastructures9:18

Rencontrer les enseignants

Émeric FORTIN
Head of the Master in Transport and Sustainable Development
Direction of Studies, École des Ponts ParisTech
Virginie BOUTUEIL
Researcher
LVMT (City Mobility Transport Lab), École des Ponts ParisTech

[MUSIQUE]

Dans cette séquence, nous présenterons les bases pour définir et comprendre le

déploiement des infrastructures de charge pour véhicules électriques.

Nous aborderons tout d'abord des points d'histoire avant de nous focaliser sur les

projets d'aujourd'hui.

Qui dit voitures électriques dit points de charge ou recharge.

Avant 1900, les solutions de recharge étaient artisanales.

Ensuite, les points de charge se sont développés.

À l'époque on parlait de colonne de charge pour automobile électrique.

On pouvait se recharger individuellement à domicile ou

collectivement parmi les flottes.

La colonne de charge de 1899 permettait de recharger la batterie plomb à des

puissances comprises entre 2 et 6,4 kilowatts

avec des intensités de 24 à 80 ampères, sous 80 volts.

Cet appareil a été primé au concours de juillet 1899 par la commission mixte,

chargée de déterminer les conditions dans lesquelles les automobiles pourront se

ravitailler en électricité.

Le modèle prévoyait déjà à l'époque une intégration élégante dans le cadre urbain,

avec un format proche des boîtes aux lettres.

Pour recharger ses accumulateurs, l'utilisateur devait mettre un jeton dans

le compteur, fermer les coupe-circuits intérieurs, l'interrupteur bipolaire

et choisir l'intensité de charge avec le commutateur du rhéostat.

En Europe, Tesla a déjà installé près de 6 000 superchargeurs d'une puissance

de 150 kW, des intensités de 25 à 150 ampères à fournir sous 1 000 volts.

Ils sont répartis en un peu moins de 900 stations.

Ces chargeurs permettent une récupération d'autonomie de 270 km en moins d'une

demi-heure, pour un coût à la recharge moyen de 24 centimes d'euro par kWh.

135 ans séparent ces deux réalisations

ayant pratiquement la même masse et le même volume.

Nous allons dans la seconde partie présenter quelques projets

technico-économiques exemplaires, comme en Californie et en Norvège.

En Californie, le véhicule individuel est surreprésenté.

Les 38 millions d'habitants se partagent 35 millions de véhicules

immatriculés dans l'État.

Le parc de voitures électriques en Californie était en 2016 de 140 000,

soit 40 % des véhicules électriques des États-Unis.

La Californie offre 2 500 dollars pour l'achat d'un véhicule électrique (VE)

ainsi qu'un crédit d'impôt pouvant aller jusqu'à 7 500 dollars.

Les utilisateurs de VE peuvent utiliser des voies réservées aux covoitureurs.

L'état californien espère que les ventes de voitures électriques représenteront 15

% des ventes de véhicules neufs à l'horizon 2025.

En matière de production d'électricité, la Californie produit un quart de son

électricité via les énergies nouvelles renouvelables, le solaire et l'éolien.

Pour la partie réseau,

le territoire californien compte 7 400 bornes de recharge, dont 2 500 rapides.

La ville de San Francisco a installé 100 bornes de recharge gratuites sur son

territoire afin d'inciter la mobilité électrique.

Autre exemple, la Norvège est une référence du développement de la mobilité

électrique dans le monde.

Ce pays compte 50 000 voitures électriques pour 5 millions d'habitants.

Avec une estimation de 200 000 à l'horizon 2020, le pays a su susciter

les acheteurs grâce à la mise en place de nombreuses aides : autoroutes, ponts

et parkings gratuits, conduite autorisée dans les couloirs de bus, aides sur

la TVA à l'achat d'un véhicule électrique et 500 points de recharge gratuits.

Les nombreuses conditions favorables permettent à la Norvège

d'afficher depuis 2015 un chiffre record de ventes.

Une voiture neuve vendue sur 5 est électrique.

Les véhicules thermiques coûtent plus cher qu'un véhicule électrique

et sont fortement taxés.

La Norvège possède la particularité d'être le

premier pays européen producteur de pétrole.

Elle dispose de ressources hydrauliques qui représentent 95 % de l'électricité

produite et développe également des énergies renouvelables, comme l'éolien.

Ainsi, l'utilisation de la voiture électrique en Norvège est considéré comme

propre à l'usage car l'électricité fournie est alimentée par des ENR.

De plus, le réseau électrique norvégien, qui supporte 50 000 bornes de recharge,

est conditionné pour répondre à un parc automobile de 2,5 millions de véhicules

électriques, soit autant que le parc actuel de véhicules thermiques.

En juin dernier, les principaux partis politiques norvégiens ont trouvé un accord

afin d'interdire la vente de véhicules thermiques à partir de 2025.

En France, le bilan est différent : le parc français est composé de 38,5 millions

de véhicules thermiques et l'électricité issue à 76 % du nucléaire,

les 24 % restants provenants d'autres ressources : combustibles fossiles,

hydraulique, éolien, solaire et bioénergie.

La France a adopté en 2015 la loi relative à la transition énergétique pour la

croissance verte,

dont l'un des objectifs est le déploiement de la mobilité électrique.

Cela passe par l'installation de 7 millions de bornes de recharge sur

l'ensemble du territoire, l'obligation d'installation de bornes de recharge

dans toutes les nouvelles installations et constructions,

dans les locaux d'activités et les centres commerciaux existants,

mais aussi dans les logements en cas de travaux.

Avec 7 millions de véhicules électriques, la production d'électricité

serait suffisante mais nécessiterait une gestion optimisée de la demande.

Si ce chiffre venait à dépasser 15 millions, il

faudrait l'équivalent en production de 5 EPR pour fournir l'électricité nécessaire.

Des réflexions sur le réseau,

la production d'électricité privilégiant les énergies renouvelables

et l'intégration des véhicules électriques sont engagées par les différents acteurs.

Ce sont les concepts de Vehicle To Grid associés aux réseaux électriques

intelligents, c'est-à-dire le V2G par rapport au Smartgrid.

À ce jour, 16 000 bornes de recharge sont disponibles sur le territoire.

Fin 2017, on devrait en compter 38 000.

Le groupe Bolloré, avec l'accord du gouvernement, va déployer 16

000 points de recharge d'ici 2019, pour un investissement de 150 millions d'euros.

L'objectif est de proposer aux usagers des points de recharge tous les 40 km.

Il est à noter que ces bornes ne proposeront pas de charge rapide,

ces dernières ayant une puissance de 3 à 7 kW.

Force est de constater

que le déploiement est en retard par rapport au plan de développement initial.

Corri-Door est un consortium privé qui réunit la Sanef,

EDF et sa filiale Sodetrel, les constructeurs automobiles Renault-Nissan,

BMW et Volkswagen, ainsi que PariTech.

Sur le plan national,

le projet Corri-Door a pour objectif d'être la colonne vertébrale des réseaux

de recharge en France, en reliant les villes et régions déjà équipées.

Il a été reconnu de dimension nationale par décision ministérielle

le 29 janvier 2016.

Ce projet s'intègre dans le programme Réseau Transeuropéen de Transport établi

par la Commission Européenne, qui finance 50 % des investissements.

L'installation des bornes rapides, pour un montant total de 10 millions d'euros,

se fait le long des axes autoroutiers et en périphérie des villes.

À terme, le réseau Corri-Door proposera un réseau de 200 bornes de recharge,

soit tous les 80 km.

Avant la fusion opérée au 1er janvier 2016, l'ex-Conseil

Régional Nord-Pas-de-Calais avait lancé un plan régional de développement de la

mobilité électrique, en partenariat avec 19 EPCI, afin de mettre en place un

réseau de bornes de recharge qui s'étend sur 250 km, de Maubeuge à Dunkerque.

Afin de respecter le maillage du territoire, chaque EPCI

adhérant au programme s'est engagé à installer une prise pour 3 000 habitants,

dans un délai de 3 ans.

Le plan de mobilité s'est organisé via un système de corridors,

principalement le long des grands axes routiers,

avec pour objectif d'installer une borne semi-rapide tous les 50 km.

La première phase d'installation a permis la mise en place de 233 bornes de

rechargement sur les 2 500 prévues.

Nous nous intéresserons par la suite au projet de Valenciennes Métropole.

Ce projet s'inscrit dans le cadre d'un appel à projets de l'État,

via l'ADEME et le Conseil Régional, qui finançaient à hauteur de 80 %

l'installation d'une borne jusqu'au mois de janvier 2016.

16 communes sont concernées.

Il a été prévu 37 bornes de charges semi-rapides,

constructeur G2mobility, espacées de 20 km

et une borne rapide DBT placée à l'intersection des deux autoroutes.

Le budget global installation et fonctionnement est de

l'ordre de 650 000 €.

Le coût moyen d'installation d'une borne était de 12 000 €, moins les aides

publiques, 50 % de l'ADEME, 30 % du Conseil Régional, la collectivité

devant financer les 20 % restants et assurer le coût de fonctionnement.

Il a aussi été décidé des tarifs régionaux d'utilisation décrits dans ce tableau.

En conclusion, la France n'est pas encore à ce jour en capacité de proposer des

conditions d'utilisation similaires à celles de la Norvège.

Notre modèle est proche cependant de celui proposé en Californie,

avec toutefois un retard assez conséquent sur le nombre de véhicules électriques en

utilisation et sur le développement des réseaux électriques.

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