Point méthode - Fonctionnement technique et économique de l'équilibre offre/demande sur les réseaux électriques

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En provenance du cours de École des Ponts ParisTech

Mobilités et véhicules électriques

45 notes

École des Ponts ParisTech

Mobilités et véhicules électriques

45 notes

L’objectif de ce MOOC est d’aider ses apprenants, quel que soit leur profil, leur formation ou leur pays d’origine, à construire une réponse personnelle à des questions comme celles-ci : - Les voitures électriques seront-elles les dernières à circuler dans les métropoles du XXI° siècle ? - Le gain environnemental associé à l’électrification des véhicules justifie-t-il des investissements massifs dans les infrastructures de charge ? - Le véhicule électrique est-il réservé aux riches des pays du Nord ? Grâce à ce MOOC, les participants pourront acquérir des connaissances issues des sciences de l’ingénieur, de la sociologie, des sciences de l’environnement, de l’économie, de la géographie et des sciences politiques pour évaluer, analyser et mettre en œuvre le déploiement des véhicules électriques là où il est pertinent. Le Groupe Renault et les écoles de ParisTech collaborent depuis bientôt 15 ans sur des sujets liés à la mobilité durable. Ensemble, ils ont créé deux Masters (Transport et développement durable en 2004, Mobilité et véhicules électriques en 2010) et l’Institut de la Mobilité Durable (IMD), en 2009, pour accompagner les mutations en cours. Le MOOC Mobilités et véhicules électriques est issu de cette histoire commune et a été élaboré à partir d'un cours délivré au sein du Master Mobilités et Véhicules Électriques, piloté par Arts et Métiers ParisTech en partenariat avec Ensta ParisTech, Mines ParisTech et l’École des Ponts ParisTech. Ce cours est en français, cependant des sous-titres en anglais sont disponibles pour toutes les vidéos et vous pouvez écrire vos messages dans le forum en anglais si vous le désirez./ This course is given in French, nevertheless English subtitles are available for all videos and you can write your posts in the forum in English if desired.

À partir de la leçon

Chapitre 4 - Mobilités électriques et infrastructures : dimensions techniques et dimensions économiques

<p>Si les véhicules électriques roulent sur les mêmes routes que les véhicules thermiques, des infrastructures propres leurs sont néanmoins nécessaires. Nous traiterons ici des dimensions techniques et économiques de ces infrastructures en France, en Europe et dans le monde. Cette analyse nous amènera à nous intéresser aux différents <em>business models</em> du véhicule électrique.</p><p> Le cours sera complété par un <em>Point méthode</em> expliquant l'équilibre offre/demande sur les réseaux électriques.</p> <p>Ce chapitre comporte également deux <em>Le saviez-vous ?</em>, l'un sur le stockage de l'électricité, l'autre sur les bornes de (re)charge, ainsi que des entretiens avec des experts du Groupe Renault permettant de compléter notre connaissance sur les infrastructures.</p><p>Comme pour tous les chapitres, vous aurez l'occasion à la fin de celui-ci de tester votre compréhension avec l'évaluation sous forme de quiz. Cette évaluation ne porte que sur les vidéos de cours et est notée.</p>

Enjeux et état des lieux des infrastructures de charge en France9:16

État des lieux des infrastructures de charge dans le monde8:52

Politiques d'infrastructure de charge en Europe11:22

État des lieux des politiques publiques liees aux infrastructures de charge VE dans le monde9:26

Point méthode - Fonctionnement technique et économique de l'équilibre offre/demande sur les réseaux électriques4:27

Le saviez-vous ? Stockage de l'énergie électrique2:45

Le saviez-vous ? Bornes de (re)charge3:47

Rencontrer les enseignants

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

[MUSIQUE]

Le réseau électrique européen est synchrone à environ 50 hertz

et s'étend de l'Espagne à la Tunisie.

C'est donc à l'échelle de l'Europe, et même au-delà,

que cet équilibre est aujourd'hui assuré.

Même si les équilibres sont d'abord nationaux,

les capacités aux frontières déterminent les possibilités

d'ajustement extra-territoriales.

Le gestionnaire de réseau de transport haute tension d'électricité en charge de l'adéquation

entre production et consommation

bâtit des modèles pour prévoir la demande d'électricité,

d'abord un an à l'avance, puis sept jours à l'avance, puis 24 heures avant.

On peut alors tenir compte de l'ensemble des paramètres disponibles :

jour ouvré ou non, température, nébulosité, événements particuliers,

comme un match de foot qui va générer de gros appels au

réseau pendant les coupures publicitaires.

C'est donc la veille que l'ensemble des ordres de production sont donnés aux différentes centrales,

afin de suivre la courbe de demande anticipée.

Les centrales sont déclenchées par ordre de prix croissant du kilowatt heure proposé,

on parle de merit order.

Le prix du kilowatt heure pour chaque demi-heure est celui de la dernière centrale appelée

et toutes sont rémunérées à ce prix.

Puis, l'équilibre instantané est obtenu en utilisant les quelques marges de manœuvre disponibles.

La capacité d'effacement :

un acteur, une industrie par exemple,

accepte de ne plus être alimenté par le réseau

et passe sur une source interne de production d'électricité.

La production hydroélectrique :

c'est la seule qui peut être déclenchée pour produire

presque instantanément.

L'énergie cinétique emmagasinée dans les rotors des alternateurs des centrales :

elle constitue le stock d'énergie extrêmement faible

grâce auquel le système électrique peut absorber les déséquilibres

entre la puissance mécanique injectée dans les turbines

et la puissance électrique soutirée par les charges.

Des réserves primaires peuvent également être mobilisées par le gestionnaire de réseau de transport

afin de garantir cet équilibre et éviter les variations de fréquence.

L'apparition de générateurs intermittents, solaires et éoliens

oblige les opérateurs à anticiper beaucoup plus le démarrage de générateurs supplémentaires

pour reconstituer ou accroître les réserves.

Cela complique donc le rôle du gestionnaire,

d'autant plus que les énergies renouvelables sont la plupart du temps

considérées comme prioritaires

lorsqu'elles produisent de l'électricité.

Leur déploiement renforce le besoin de stockage de la production,

auquel le déploiement des véhicules électriques et leurs batteries peut apporter

un élément de réponse substantiel.

Le déploiement d'un réseau de charge rapide complique également le travail d'équilibrage du gestionnaire

en générant de potentiels appels importants au réseau.

C'est pourquoi ces acteurs prônent la charge lente,

qui peut au contraire lisser la production d'électricité en l'augmentant la nuit,

lorsque la demande est plus faible,

à l'instar des ballons d'eau chaude.

Dans le futur, avec le déploiement des réseaux électriques intelligents, smartgrids,

une action plus forte qu'aujourd'hui sera exercée sur la consommation.

De nouveaux mécanismes incitatifs permettront plus de flexibilité pour l'utilisateur,

grâce au démarrage ou au délestage de charge,

au moment où cela est le plus opportun du point de vue du réseau.

Cette régulation sera certainement associée à du stockage local,

où les flottes de véhicules électriques, VE, joueront un rôle central.

En effet, le concept vehicle to grid, V2G, est bien adapté au marché de la fréquence,

car techniquement, les batteries associées à l'électronique de puissance,

permettent de réagir à la seconde,

offrant de la capacité plus que de l'énergie.

Plusieurs difficultés limitent ce déploiement.

D'un point de vue législatif et réglementaire,

les textes spécifiques aux dispositifs de stockage décentralisé restent à écrire.

Ensuite, les coûts de ces systèmes restent encore trop élevés, limitant le modèle économique.

De plus, aujourd'hui, ces services ne sont pas rémunérés.

Il est donc très compliqué pour un opérateur extérieur de participer aux services systèmes.

À terme, on pourra développer de nouvelles offres de services pour l'utilisateur.

Il faudra avoir un agrégateur qui collecte de manière raisonnable les données

et communique avec les véhicules ainsi qu'avec le gestionnaire de ce marché.

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