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Les véhicules électriques peuvent aussi stocker l’énergie

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Les véhicules électriques peuvent aussi stocker l’énergie
Les véhicules électriques peuvent aussi stocker l’énergie (Crédits : Nissan)
L’essor de l’automobile électrique permet de réduire les pollutions liées au transport, mais génère aussi d’autres questions, notamment celles de l’optimisation et du recyclage des batteries. Ce que les constructeurs ont bien compris en intégrant le véhicule dans les systèmes de stockage intelligent.

Le véhicule électrique n'a pas fini de surprendre. Sa batterie n'est pas seulement utile pour alimenter le moteur, mais pourrait bien se transformer en un outil de stockage particulièrement performant. Dans ce contexte, le « Vehicle to Grid » ou V2G reste la solution qui suscite le plus d'intérêt. Une voiture reste inutilisée 95% de son temps et les trajets quotidiens mobilisent moins de 80% de la capacité de la batterie. Dans le cadre du développement des smart grids, elle peut donc offrir de la flexibilité au système en rechargeant intelligemment aux heures les plus creuses, et en réinjectant une partie de son énergie dans le réseau.

Si les premiers essais de V2G ont commencé dès 2009 (le projet Edison, au Danemark, fait figure de pionnier), les expérimentations industrielles se développent depuis quelques années. En 2016, le constructeur Nissan, qui commercialise le véhicule électrique le plus vendu au monde (la Leaf, 250 000 exemplaires en circulation depuis son lancement en 2010), a ainsi noué un partenariat avec le fournisseur d'énergie italien Enel afin de développer un projet de V2G. Le premier test grandeur nature a actuellement lieu à Gênes, en Italie.

Une seconde vie grâce aux énergies renouvelables

Mais le V2G ne constitue pas la seule solution d'optimisation intelligente pour les batteries des véhicules électriques. Leur recyclage génère d'autres possibilités. Dans des conditions d'utilisation normale, ces batteries possèdent une durée de vie estimée à 10 ans. Au-delà, elles perdent 25 à 30% de leur capacité originelle et ne peuvent plus assurer la traction du véhicule. Pour autant, ces éléments restent fiables et susceptibles de délivrer une forte charge d'énergie. D'où l'idée de les réutiliser dans d'autres contextes.

Là encore, Nissan a pris les choses en main, nouant un partenariat avec la société leader en gestion de l'énergie, Eaton, pour assurer la seconde vie des batteries de son modèle phare. Fruit de cette collaboration, xStorage, déclinée dans des versions pour les particuliers ou pour les entreprises, permet ainsi de stocker une source d'énergie renouvelable (solaire ou éolien) afin de la réutiliser pour les activités de la maison, voire de la réinjecter, si besoin, dans le réseau pendant les pics de consommation.

Renault dans la boucle

Le constructeur japonais n'est pas le seul à s'intéresser à ces technologies de stockage. Dans le cadre du projet de recherche européen Energy local storage advanced system (Elsa), Renault travaille avec neuf autres partenaires (dont Bouygues Energies & Services, mais aussi Nissan) à un système de recyclage des batteries de Kangoo et de Zoé usagées. Le prototype d'une capacité de 12 KWh emmagasine l'énergie produite par des panneaux solaires placés en toiture afin de fournir les besoins d'un bâtiment. Actuellement en test dans quatre pays à travers l'Europe, ce projet pourrait aboutir à un produit fini à l'horizon 2018.

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Commentaires
a écrit le 17/11/2017 à 23:51 :
Ce thème des importantes batteries va vite être dépassé car il n'est pas assez efficient au plan de l'énergie comme des ressources. Il est en effet plus efficient d'intégrer le solaire aux véhicules comme le fait Lightyear One entre autres (donc de n'avoir des batteries que de 60 kg pour plus de 800 km d'autonomie), ou pour les bus etc des batteries carbone type Nawa technologies à charge ultra-rapide et très faible volume. On a calculé aux Etats-Unis notamment que si beaucoup de logements étaient équipés de batteries, les pertes de charge les rendraient pas assez efficientes et finalement plus polluantes sur le réseau. Pour le stockage des habitats il y a les batteries de flux sans perte de charge qui sont plus appropriées, y compris au niveau d'un quartier et plus, le stockage de chaleur solaire à bas prix avec les matériaux à changement de phase (style Sunamp, Stiral etc), et au niveau d'un quartier/commune etc l'hydrogène d'abord et ensuite ses conversions possibles (méthanation donc biométhane), méthanol etc. (mais avec quelques pertes variables selon les options). Il faut donc ne pas se tromper sur les technologies les plus efficaces à chaque utilisation même si les batteries usagées actuelles représentent un marché et ont temporairement une utilité avant leur recyclage complet.
Réponse de le 19/11/2017 à 12:58 :
Dans le meilleur des cas, l'éclairement solaire moyen est tel que la puissance reçue au sol sur un panneau horizontal est de l'ordre de 150 à 200W/m2. En considérant un véhicule de taille standard 4mx2m couverf d'excellentes cellules (70% de rendement) il y a au mieux 1120W disponibles. Comparez à la puissance d'un moteur de voiture qui est de l'ordre de quelques dizaines de kW. Il est donc parfaitement illusoire d'imaginer faire rouler une berline classique uniquement sur l'énergie reçue par des panneaux solaires. Ce ne peut être qu'un apport. Non nul, mais juste un apport.
Réponse de le 20/11/2017 à 3:38 :
@ Helios : comme le démontrent depuis des années sur route et sous tous climats les multiples véhicules électro-solaires homologués "cruiser" 2/5 place des World Solar Challenge et autres, rouler avec du solaire et des véhicules légers (moins de 500 kg) et très aérodynamiques ne pose plus de problème et permettent des autonomies de plus de 800 km avec 60 kg de batteries comme homologué par la FIA et d'autres. Les Stella Solar Lux, Stella Vie, eVe Sunswift, Sunswift Violet, ThyssenKrupp Suncruiser, Sunriser et Blue.cruiser l'ont largement démontré, entre autre Solar World GT auparavant etc qui a plus de 2 millions de km au compteur. C'est le concept de la lourde berline actuelle qui est absolument inefficient. Pas besoin d'1,5 tonne pour transporter 1 personne et plus. Et pas besoin d'un Cx/Cd de 0,24 (Tesla pourtant assez bon) quand on peut faire beaucoup mieux (00,7 pour les meilleurs véhicules solaires). Dans vos calculs vous devez intégrer tous ces paramètres, les moteurs dans les roues, le coef de roulement, la gestion de l'énergie etc et vous verrez que çà marche très bien ou sinon suivre la classe cruiser du World Solar Challenge (tous les 2 ans) ou vous informer auprès des ingénieurs des véhicules précités notamment. Ce sont bien des véhicules à "énergie positive" autour de 70 km/h donc bcp plus qu'un apport ! Avec tous les avantages en terme d'efficacité énergétique, de faible conso des ressources, d'apport au réseau comme à l'habitat ou autres usages.
Réponse de le 20/11/2017 à 4:36 :
@ Hélios : j'oubliais de vous préciser que l'on n'utilise plus des moteurs de "quelques dizaines" de Kw depuis longtemps dans les véhicules électriques les plus efficients courants actuellement sur le marché. Et en électro-solaire on est généralement à 1,5 Kw de motorisation dans les roues, c'est suffisant (on a progressé depuis Cugnot hein !) Enfin le groupe australien Integral (services informatiques, gestion de l'énergie, infrastructures etc) vient d'annoncer la mise en vente pour 2018 d'un autre véhicule solaire, l'Arrow Stf 400 km d'autonomie à grande vitesse (et plus de 1000 en péri-urbain) après la Lightyear One (Pays-Bas) et d'autres.
a écrit le 17/11/2017 à 16:01 :
Le stockage est bien le point de blocage actuel pour une majorité d’évolutions dans l’usage de l’énergie électrique. Le problème est qu’en France il y a une inertie flagrante, alors même que le pays fut longtemps en surproduction électricité, nous voila à la traine dans beaucoup de domaines. C'est d'autant plus impardonnable dans un secteur considéré comme disruptif.

La Compagnie du Rhône avait déjà abordé ces sujets en 2010.
Renault Nissan était précurseur du véhicule électrique avec un concept intéressant de Battery switch (en 2008 en Israël). Trop en avance ?
Renault axe aussi sa stratégie future « Drive the future » sur le véhicule autonome et le partage.
Pendant ce temps Elon Musk a vite compris le lien entre véhicule électrique, SmartGrids, stockage et les énergies renouvelables. Il a développé son concept de PowerWall en le couplant à un système d’autoconsommation photovoltaïque SolarRoff.(https://www.youtube.com/watch?v=yKORsrlN-2k). Les batteries stationnaires ayant besoin d’une moindre performance que celles de véhicules électriques, il avait aussi pensé à l’usage en seconde vie des batteries. Parti du Nice to Have, il descend en gamme (avec quelques problèmes de maitrise industrielle) et devient aussi fabricant de batteries.
Même si le prix des véhicules et des batteries reste élevé, si à terme les clients middle class peuvent produire en partie leur propre énergie, compense le surcout.

Si l’on pousse le raisonnement de la mobilité électrique, à terme ce sont aussi les modes de déplacement qui vont impacter les infrastructures des réseaux électriques. La tendance est à la décentralisation et certainement qu’avec le développement des bornes de recharge ultra rapides 350 kW (constructeurs Allemands et Ford) il faudra mailler le réseau spécifiquement et pourquoi ne pas réduire les pertes réseau en produisant le long des axes autoroutiers et ferroviaires grâce au solaire photovoltaïque et à l’éolien ?
Le temps de se poser des questions sur quoi taxer pour compenser les taxes sur le carburant ou sur la circulation des électrons est révolu, il faut avancer.

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