La transition énergétique nécessite la conversion de la production d'électricité en sources régénératives. Cependant, l'énergie solaire et éolienne ont l'inconvénient de ne pas être nécessairement disponibles en cas de besoin. Les systèmes de stockage d'électricité pourraient résoudre ce problème, mais ils sont coûteux. C'est là qu'interviennent les voitures électriques, dotées de grosses batteries dont les capacités ne sont pas toujours pleinement exploitées. La mobilité électrique, qui bénéficie aujourd'hui d'un soutien particulier dans de nombreux pays, ne se limite pas à des objectifs environnementaux évidents et réalisables à court terme. L'attrait principal de l'électromobilité réside dans son rôle potentiel dans la mise en œuvre du changement de production d'énergie, de la production conventionnelle à la production régénérative.
Inconvénient de l'investissement énergétique : l'écart temporaire entre production et consommation
La production d'énergie solaire et éolienne est extrêmement respectueuse de l'environnement, mais elle a un petit défaut. L'électricité n'est pas nécessairement produite quand on en a besoin. Or, une loi incontournable de l'industrie électrique est que la production d'électricité, ou plutôt sa fourniture, correspond à sa consommation en fractions de seconde. Cependant, contrairement aux centrales électriques, le soleil et le vent produisent de l'électricité quand bon leur semble. Ils ne tiennent pas compte des exigences de la consommation. Incontestablement, le photovoltaïque a l'avantage de fournir beaucoup d'électricité, surtout lorsque, selon l'expérience, la consommation atteint aussi des pics, c'est-à-dire à midi. Mais quand les nuages passent devant le soleil, rien ne fonctionne.
Et que se passe-t-il lorsque le soleil brille de mille feux et qu'une brise fraîche fait tourner les éoliennes? Aujourd'hui encore, nous produisons plus d'électricité que nous ne pouvons en consommer. En définitive, avec la production d'énergie régénérative, la production et la consommation d'électricité ne coïncident pas nécessairement dans le temps.
Comment résoudre le problème de l'écart temporel entre production et consommation?
Traditionnellement, le stockage de l'électricité a toujours existé, mais à petite échelle. La plupart sont des centrales à accumulation par pompage. Dans ces usines, l'eau est pompée vers le haut lorsqu'il y a un excès d'électricité, qui est ensuite drainée lorsqu'il y a une pénurie d'électricité et expulsée par des turbines génératrices d'électricité. Cependant, les solutions de stockage existantes sont loin d'être suffisantes pour fournir des solutions de stockage aux entreprises industrielles européennes. Un professeur de l'Université des sciences appliquées de Furtwängler a calculé que toute la Forêt-Noire devrait être convertie en station de pompage pour garantir l'alimentation électrique de l'Allemagne pendant deux jours. Cela semble irréaliste.
Par conséquent, les scientifiques du monde entier recherchent des solutions de stockage. De l'air comprimé à haute pression dans des cavernes souterraines, des sels absorbant l'énergie, des batteries lithium-ion de la taille d'un garage, un cycle complet d'hydrogène. Il existe de nombreuses idées qu'une solution de stockage révolutionnaire n'a pas encore été en mesure de réaliser.
Voitures électriques : stockage électrique sur roues
Les véhicules électriques ne sont rien de plus que des batteries roulantes. Une voiture électrique moderne de milieu de gamme est généralement équipée d'un système de batterie d'une capacité de 20 à 30 kWh. Pour une autonomie de 100 à 150 km, la consommation oscille entre 15 et 20 kWh aux 100 km. L'idée est maintenant d'utiliser la capacité inutilisée des batteries des voitures électriques comme stockage d'énergie à court terme pour le réseau électrique. Le terme technique pour cette technologie est "charge bidirectionnelle" et charge dans les deux sens. Lorsque cette idée est présentée au public, le scepticisme est souvent palpable, car beaucoup de gens sont effrayés à l'idée de manquer d'électricité dans les batteries de leur véhicule lorsqu'ils veulent partir. Mais les scénarios de charge bidirectionnelle sont un peu plus complexes, et personne ne devrait en avoir peur. Ce concept ne fonctionne que dans le cadre du smart grid, le smart grid du futur. L'intelligence Smart Grid est basée sur des informations sur l'état actuel du réseau et son état futur. Les informations sur l'avenir sont basées sur des valeurs empiriques ou doivent être fournies par les consommateurs eux-mêmes.
Scénario de mobilité électrique dans le Smart Grid
Ainsi, un scénario d'une voiture électrique en tant que dispositif de stockage d'électricité du réseau intelligent pourrait ressembler à ceci :
Le matin, le conducteur de la voiture électrique se rend au travail dans sa voiture électrique. Comme dans la plupart des cas, ce n'est qu'une courte distance, disons 30 kilomètres. La batterie de votre véhicule est presque vide lorsque vous arrivez au travail. Le propriétaire de la voiture électrique branche sa voiture sur une borne de recharge située sur le parking de son employeur. C'est une journée ensoleillée et une brise fraîche souffle. Conditions optimales pour l'énergie régénérative : les panneaux solaires crépitent, les éoliennes tournent inlassablement. Il y a beaucoup d'électricité bon marché. Les batteries des voitures sont complètement chargées et le prix de l'électricité, régulé par l'offre et la demande, est bas. Le conducteur rentre chez lui le soir et connecte sa voiture à son boîtier mural, la borne de recharge à domicile. Il utilise une application pour smartphone pour informer le réseau électrique qu'il ne sera pas au travail avant demain. Ainsi, Smart Grid peut utiliser la moitié de sa batterie pour produire de l'électricité, car malheureusement il fait nuit début octobre et, de plus, le vent s'est calmé. Par conséquent, l'électricité est chère ce soir, et le propriétaire de sa voiture peut désormais même vendre son électricité, qu'il a achetée à bas prix pendant la journée, de manière rentable.
le futur est possible
Il est clair que ce scénario repose sur certains préalables qui n'ont pas encore été mis en œuvre. Par exemple, les signaux prix en temps réel émis par les fournisseurs d'énergie pour orienter le comportement des consommateurs d'électricité dans un sens favorable au réseau électrique ne sont encore aujourd'hui que des rêves d'avenir. Cependant, la technologie de recharge bidirectionnelle existe déjà et pourrait rapidement devenir une réalité si les véhicules électriques étaient distribués des millions de fois.