Une infrastructure grinçante menace de court-circuiter la «révolution des véhicules électriques»

Avec des plans pour mettre en production au moins 30 véhicules électriques à batterie d'ici le milieu de la décennie, les constructeurs automobiles savent que les clients potentiels devront être sûrs qu'ils peuvent trouver des endroits où se brancher, surtout s'ils vivent dans un appartement ou une maison où ils ne peuvent pas installer un chargeur privé.

Plus tôt ce mois-ci, General Motors a annoncé son intention d'installer 40,000 57,000 chargeurs publics aux États-Unis, dont beaucoup dans les communautés rurales où de tels appareils restent rares. Et GM n'est pas seul. Ford, Volkswagen, Tesla et un certain nombre d'autres constructeurs automobiles ont travaillé pour étendre le réseau de recharge public – qui ne compte actuellement qu'environ XNUMX XNUMX prises – tout comme les startups de la société de recharge comme EVgo, Electrify America et ChargePoint.

Les ventes de véhicules électriques sont passées de 1 % du marché américain des véhicules neufs fin 2019 à près de 7 % ces derniers mois. Et cela pourrait dépasser 20% d'ici le milieu de la décennie, selon l'étude Car Wars publiée par Bank of America Research au cours de l'été. Mais alors que la mise en place d'un réseau de chargeurs facilement accessible sera essentielle pour soutenir la "révolution des véhicules électriques", il faut regarder plus en amont et poser une question encore plus critique mais fondamentale : l'infrastructure électrique du pays est-elle prête à gérer les millions de batteries ? véhicules électriques devraient parcourir nos routes dans les années à venir ?

Anxiété de portée

L'anxiété liée à l'autonomie est traditionnellement l'une des principales préoccupations des acheteurs potentiels de véhicules électriques. Mais, avec des modèles plus récents offrant 250, 350, voire 500 miles par charge, trouver un endroit où se brancher devient le problème le plus pertinent, selon John McElroy, un analyste chevronné et hôte du programme de vidéo en streaming Autoline Detroit.

Du côté positif, le projet de loi bipartite sur les infrastructures adopté par le Congrès en 2021 prévoyait 5 milliards de dollars pour financer le déploiement national, l'administration Biden faisant pression pour que 500,000 2030 chargeurs publics soient en place d'ici XNUMX.

"La croissance du réseau de bornes de recharge est essentielle pour que les véhicules électriques parviennent à une adoption généralisée", a déclaré Kelsey Peterson, responsable de l'électrification des transports pour le service public DTE basé au Michigan.

La bonne nouvelle est que le nombre de chargeurs augmente rapidement. Il n'y en avait que 42,000 2021 en place à la mi-XNUMX, selon les données fédérales. Mais l'inconvénient est que beaucoup trop de ceux qui sont actuellement en place ne fonctionnent pas.

Bouchons cassés

"J'ai eu plusieurs problèmes avec les chargeurs de VE sur la route", a déclaré Mercedes Lillienthal, pilote de rallye et fan de VE qui s'est retrouvée dangereusement proche de manquer d'électrons alors qu'elle cherchait un chargeur en service à plusieurs reprises.

Une étude récente du groupe de défense des véhicules électriques Plug In America a révélé qu'environ la moitié de ses répondants ont rencontré des problèmes lors de l'utilisation de chargeurs publics, les pannes étant la plainte la plus fréquente. Une étude controversée publiée début 2022 par l'Université de Californie à Berkley estimait que seuls 72.5 % des 657 chargeurs rapides publics de la région de la baie de San Francisco étaient opérationnels à un moment donné.

Bien que les opérateurs de bornes de recharge minimisent généralement l'importance du problème, ils ne nient pas que la fiabilité soit un problème. Et, si « les propriétaires de véhicules électriques continuent de rencontrer des chargeurs qui ne fonctionnent pas aussi bien que prévu, cela va ralentir la révolution des véhicules électriques », a déclaré McElroy.

Croissance progressive

Mais les chargeurs cassés sont loin d'être le seul souci. La question la plus sérieuse est de savoir si les États-Unis ont une capacité de production suffisante et, dans l'affirmative, s'ils peuvent acheminer cette énergie là où les propriétaires de véhicules électriques en auront besoin, que ce soit à la maison, au travail ou dans les bornes de recharge publiques.

L'accord général est que les États-Unis ont une capacité de production d'énergie suffisante pour couvrir les véhicules électriques susceptibles d'être ajoutés au parc de véhicules du pays au moins jusqu'en 2025, et peut-être 2030. Mais plus nous avançons - et plus la part du marché des véhicules neufs est élevée. Les véhicules électriques deviennent, plus le défi est grand. Les services publics locaux "relèvent le défi", affirme Trevor Pawl, responsable de la mobilité pour l'État du Michigan. Et cela a été repris par un cadre de Consumers Energy qui a parlé en arrière-plan.

"La chose importante à laquelle il faut s'attendre est que la croissance des véhicules électriques sera progressive. Cela viendra avec le temps, ce qui, tant que vous le planifiez, vous permettra d'être prêt », a déclaré Gary Silberg, partenaire et leader mondial du secteur automobile chez KPMG. Cela dit, l'infrastructure électrique du pays est poussée à ses limites "avant même que vous ne lanciez des véhicules électriques", a ajouté Silberg, et "va nécessiter beaucoup de travail".

La quantité de travail varie "d'une région à l'autre, d'un État à l'autre et d'un service public à l'autre", a déclaré Dave Reuter, directeur du marketing et des communications pour NextEra Energy, basé à Jacksonville, en Floride. Sans pointer du doigt, Reuter craint que certains fournisseurs ne s'adaptent tout simplement pas à ce qui est nécessaire à l'avenir.

Feu et glace

Cela a été mis en évidence par plusieurs épisodes récents qui ont laissé des millions d'Américains dans le noir – ou pire. En Californie, au cours des vagues de chaleur de l'été dernier, les clients ont été confrontés à la perspective de pannes d'électricité lorsque les niveaux de demande ont surchargé les approvisionnements énergétiques. Au cours de plusieurs années précédentes, des vents violents ont entraîné la chute de lignes électriques qui ont déclenché des incendies de forêt qui ont fait rage – l'un d'entre eux est responsable d'un incendie massif en 2019 dans le comté de Sonoma qui a provoqué l'évacuation de 100,000 XNUMX personnes et détruit des centaines de maisons.

Une tempête de verglas au début de 2021 au Texas a effondré le réseau électrique de l'État, laissant des millions de personnes dans le noir pendant des jours. Le Michigan a subi tellement de pannes de réseau liées à la tempête cette année-là que le procureur général Dana Nessel a commencé à s'appuyer sur DTE pour résoudre ses problèmes, notamment en augmentant la maintenance de ses lignes de distribution.

Le terme couramment utilisé, « infrastructure », est à la fois universel et un peu trompeur. En réalité, le réseau électrique se compose de plusieurs éléments distincts, à commencer par la production d'électricité, ainsi que la transmission des générateurs aux communautés locales, puis le réseau de distribution fournissant de l'électricité aux particuliers et aux entreprises.

La mise sous tension

De nouveaux investissements importants sont clairement nécessaires dans la production d'énergie, et ces installations doivent être correctement équipées et entretenues, soulignent les experts. Mais il y a eu une croissance rapide des générateurs de gaz naturel remplaçant les installations de charbon polluées.

Et la grande poussée arrive dans le secteur des énergies renouvelables, avec des alternatives éoliennes, solaires et autres, propres, ajoutant des gigawatts de capacité. Ford Motor Co. prévoit d'avoir toutes ses opérations du Michigan gérées par des énergies renouvelables d'ici quelques années, ainsi que le nouveau complexe de fabrication BlueOval City EV qu'il met en place près de Memphis.

Mais, comme l'ont souligné les problèmes en Californie, au Texas et au Michigan, ce sont les portions de transmission et de réseau du réseau qui semblent le plus mal en point.

Un système de distribution obsolète

"Le (réseau de transmission et de distribution) est très ancien, dont un quart a plus de 50 ans", a déclaré Christine Oumansour, associée du cabinet de conseil, cabinet d'énergie d'Oliver Wyman. Du côté positif, les recherches de Wyman suggèrent que les entreprises de services publics américaines, ainsi que les fournisseurs indépendants qui gèrent la transmission et la distribution, investissent environ 100 milliards de dollars par an pour rattraper ce qui sera nécessaire à l'ère des véhicules électriques.

Bien qu'il soit essentiel de dépenser pour tout, des nouveaux parcs solaires et éoliens au maintien des droits de passage des quartiers, les experts affirment que les services publics doivent mettre en place un réseau énergétique plus sophistiqué s'ils veulent atteindre une efficacité maximale à l'avenir. Le réseau du futur devrait être très différent de ce que nous avons aujourd'hui.

D'une part, il y aura le défi du nivellement de la charge à partir de sources renouvelables. Les vents ne soufflent pas toujours et les panneaux solaires sont inutiles la nuit. C'est pourquoi NextEra Energy a installé il y a plusieurs années un système de stockage sur batterie de 945 mégawatts dans le comté de Manatee, en Floride. Alors le plus grand système de ce type au monde, il peut gérer suffisamment de puissance pour couvrir les demandes de charge de pointe pendant quatre heures.

Un réseau plus intelligent

À un niveau plus local, nous verrons probablement des systèmes de stockage plus petits, peut-être jusqu'à quelques centaines de kilowatts, fournissant une sauvegarde pour les quartiers individuels. GM, pour sa part, a été expérimenter des batteries dites « de seconde vie ». Tirées lorsque des véhicules comme la Chevrolet Bolt sont mis au rebut, de nombreuses batteries automobiles devraient conserver jusqu'à 70 % de leur capacité. Empilez-en quelques-uns dans une unité de secours de la taille d'un hangar et vous pourriez faire fonctionner un quartier pendant que les équipes de réparation se mettent au travail sur les lignes en panne.

Dans le même temps, le réseau devra devenir beaucoup plus "intelligent", selon l'analyste Oumansour et d'autres experts. Il devra apprendre à détecter les défauts, voire à les prévoir avant qu'une panne ne se produise. Il sera capable de rediriger l'énergie quand et où elle est le plus nécessaire. Et cela couvrira tout, des grandes lignes électriques à haute tension aux points de distribution individuels.

Au niveau local, à mesure que de plus en plus de véhicules passent à l'électricité, "nous devrons être en mesure de surveiller" et d'ajuster le fonctionnement des chargeurs dans une structure de stationnement, a déclaré RJ Juliano, vice-président exécutif de Parkway Corp., la société basée à Philadelphie qui est le plus grand opérateur de parkings et de structures du pays. Dans les grandes villes, où les maisons autonomes sont moins courantes, les propriétaires de véhicules électriques devront s'appuyer sur la recharge publique - qu'il s'agisse de chargeurs rapides ou de systèmes de niveau 2 plus lents dans des installations comme celles gérées par Parkway.

Mais il y aura des limites à la quantité d'électricité pouvant être fournie dans de nombreux quartiers plus anciens, a déclaré Juliano. Pour compenser, des entreprises comme Parkway auront besoin de systèmes de gestion de charge et de chargeurs capables de se parler pour voir comment ils sont utilisés. Ils peuvent collectivement - ou individuellement - ralentir s'ils dépassent l'alimentation électrique disponible.

Véhicule à charger

Ces chargeurs pourraient finir par contribuer au bon fonctionnement du réseau, en tirant parti de la technologie «véhicule à charger» dont de nombreux nouveaux véhicules électriques, tels que le Ford F-150 Lightning, sont capables. La batterie du camion peut alimenter une maison en cas de panne de courant, note Ford. Et, dans les années à venir, il pourrait également réinjecter de l'énergie dans le réseau en cas de pic de demande, en utilisant essentiellement sa batterie comme sauvegarde du réseau.

Et les propriétaires de véhicules pourraient être payés pour fournir cette puissance. Les propriétaires peuvent déjà définir une limite sur la quantité d'énergie pouvant être tirée de leurs batteries Lightning afin qu'ils ne se retrouvent pas avec un pack mort. Lorsque la demande baisse, le véhicule recommence automatiquement à se recharger.

Le logiciel de gestion de la technologie véhicule-réseau est encore en phase de développement, mais il devrait devenir une fonctionnalité importante pour aider le réseau énergétique de demain à répondre à la demande croissante alors que des millions de nouveaux véhicules passent à l'électricité.

Mettre le système à rude épreuve

Ce qui est clair, c'est que l'avènement de l'ère des véhicules électriques mettra à la fois à rude épreuve et transformera l'infrastructure énergétique électrique du pays. À court terme, la plupart des experts pensent que le réseau existant peut gérer ce qui devrait y être branché. À plus long terme, cependant, des mises à niveau importantes seront nécessaires.

Il y aura un besoin de nouvelles capacités de production, en particulier à partir d'énergies renouvelables. Et les réseaux de transmission et de distribution devront devenir à la fois plus intelligents et plus robustes. Si le gouvernement et l'industrie commencent à travailler ensemble maintenant, affirment les promoteurs, la transition devrait se faire en douceur. Sinon, la révolution EV pourrait être débranchée.

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• La source: https://www.thedetroitbureau.com/2022/12/a-creaky-infrastructure-threatens-to-short-circuit-the-ev-revolution/