Ma voiture électrique peut-elle alimenter ma maison ? Pas encore pour la plupart des conducteurs, mais la recharge des véhicules à domicile arrive

Alors que les constructeurs introduisent de nouveaux modèles de véhicules électriques, la demande pour ceux-ci ne cesse de croître. Les ventes de véhicules électriques neufs aux États-Unis ont à peu près doublé en 2021 et pourraient encore doubler en 2022, passant de 600 000 à 1,2 million. Les leaders de l’industrie automobile s’attendent à ce que les véhicules électriques représentent au moins la moitié de toutes les ventes de véhicules neufs aux États-Unis d’ici la fin de la décennie.

Les véhicules électriques attirent différents clients de différentes manières. De nombreux acheteurs souhaitent contribuer à la protection de l’environnement ; d’autres veulent économiser de l’essence ou essayer la technologie la plus récente et la plus cool.

Dans des régions comme la Californie et le Texas qui ont subi d’importantes coupures de courant liées aux conditions météorologiques ces dernières années, les consommateurs commencent à considérer les véhicules électriques d’une nouvelle manière : comme une source potentielle d’énergie lorsque les lumières s’éteignent. Ford a fait de l’alimentation de secours un argument de vente pour sa camionnette électrique F-150 Lightning, qui devrait arriver dans les salles d’exposition au printemps 2022. La société affirme que le camion peut alimenter entièrement une maison moyenne pendant trois jours avec une seule charge.

Jusqu’à présent, cependant, seuls quelques véhicules peuvent charger une maison de cette manière, et cela nécessite un équipement spécial. La recharge de véhicule à domicile, ou V2H en abrégé, pose également des défis aux entreprises de services publics. Voici quelques-uns des problèmes clés associés à l’introduction de V2H dans le courant dominant.

L’essence ne peut circuler que dans un seul sens, de la pompe à la voiture, mais avec quelques avancées technologiques, les véhicules électriques pourront bientôt renvoyer de l’électricité aux habitations.

L’ABC du V2H

Les facteurs les plus importants dans l’utilisation d’un véhicule électrique pour alimenter une maison sont la taille de la batterie du véhicule et si elle est configurée pour une “charge bidirectionnelle”. Les véhicules de cette capacité peuvent recharger leurs batteries en électricité et envoyer de l’électricité d’une batterie chargée à une maison.

Il y a deux façons de juger de la “grosse” d’une batterie. Le premier est la quantité totale de carburant électrique stockée dans la batterie. C’est le nombre le plus largement utilisé par les fabricants de véhicules électriques car il détermine jusqu’où la voiture peut aller.

Les batteries des berlines électriques comme la Tesla Model S ou la Nissan Leaf peuvent potentiellement stocker 80 à 100 kilowattheures de carburant électrique. À titre de référence, 1 kilowattheure d’énergie suffit pour faire fonctionner un réfrigérateur typique pendant cinq heures.

Une maison américaine typique utilise environ 30 kilowattheures par jour, selon sa taille et les appareils utilisés. Cela signifie qu’une batterie de VE typique peut stocker suffisamment de carburant électrique pour alimenter un ménage typique pendant quelques jours.

L’autre façon de juger de la capacité d’une batterie de VE est sa puissance de sortie maximale en mode de secours. Cela représente la plus grande quantité de combustible électrique pouvant être livrée au réseau ou à une maison à un moment donné. Un véhicule électrique fonctionnant en mode de secours a généralement une puissance de sortie maximale inférieure à celle en mode de conduite. La capacité de secours est importante car elle indique le nombre d’appareils qu’une batterie de VE peut alimenter simultanément.

Ce nombre n’est pas aussi répandu pour tous les véhicules électriques, en partie parce que la recharge à domicile des véhicules n’est pas encore répandue. Ford a annoncé que son F-150 électrique aurait une puissance V2H maximale de 2,4 kilowatts, potentiellement extensible à 9,6 kilowatts – à peu près la même chose qu’une seule unité de stockage d’énergie domestique Tesla Powerwall haut de gamme.

À l’extrémité inférieure, 2,4 kilowatts suffisent pour faire fonctionner huit à 10 réfrigérateurs à la fois et pourraient alimenter une grande partie d’un ménage typique en continu pendant quelques jours – ou beaucoup plus si l’électricité est utilisée avec parcimonie. À l’extrémité supérieure, 9,6 kilowatts de puissance pourraient alimenter des appareils plus ou plus puissants, mais cette utilisation épuiserait la batterie plus rapidement.

Une personne est allongée sur le sol d'une grande salle de réunion recouverte de couvertures polaires
Les gens se réfugient dans un centre de réchauffement d’église à Houston le 16 février 2021 lors d’une vague de froid record qui a provoqué des pannes de courant généralisées au Texas.
AP Photo/David J. Phillip

Stocker l’électricité quand c’est moins cher

Pour être alimentés par leur voiture à la maison, les propriétaires de VE ont besoin d’un chargeur bidirectionnel et d’un VE compatible avec V2H. Des chargeurs bidirectionnels sont déjà disponibles dans le commerce, bien que certains puissent ajouter des milliers de dollars au prix de la voiture.

Un nombre limité de véhicules électriques sur le marché sont désormais compatibles avec le V2H, notamment le Ford Lightning, le Nissan Leaf et le Mitsubishi Outlander. General Motors et Pacific Gas & Electric prévoient de tester la recharge V2H en Californie avec plusieurs véhicules électriques GM à la mi-2022.

Certains propriétaires espèrent peut-être utiliser leur véhicule pour ce que les planificateurs des services publics appellent «l’écrêtement des pointes» – tirer l’électricité domestique de leur véhicule électrique pendant la journée plutôt que de compter sur le réseau, réduisant ainsi leurs achats d’électricité pendant les périodes de pointe. Pour ce faire, ils peuvent avoir besoin d’installer des compteurs spéciaux qui peuvent contrôler à la fois la décharge de la batterie du véhicule et le flux d’électricité du réseau vers la maison.

L’écrêtement des pointes est le plus logique dans les zones où les services publics ont des prix de l’électricité basés sur l’utilisation, ce qui rend l’électricité du réseau beaucoup plus chère pendant la journée que la nuit. Un ménage avec une demande de pointe utiliserait de l’électricité bon marché la nuit pour charger la batterie du VE, puis stockerait cette électricité pour la journée afin d’éviter les prix élevés de l’électricité.

Les services publics et l’avenir du V2H

Bien que les capacités V2H existent déjà, il faudra probablement un certain temps avant qu’elles ne soient largement adoptées. Le marché des véhicules électriques compatibles V2H doit se développer et le coût des chargeurs V2H et autres appareils doit diminuer. Comme pour le Powerwall de Tesla, le plus grand marché pour le V2H est probablement celui des propriétaires qui ont besoin d’une alimentation de secours lorsque le réseau s’éteint, mais qui ne veulent pas investir dans un générateur dédié uniquement à cette fin.

Permettre aux propriétaires d’utiliser leur véhicule en cas de panne de courant réduirait l’impact social des pannes généralisées. Cela donnerait également aux services publics plus de temps pour rétablir les opérations, en particulier si les poteaux et les lignes électriques subissent des dommages importants, comme cela s’est produit lors de l’ouragan Ida en Louisiane en août 2021.

Les sociétés énergétiques doivent continuer à dépenser de l’argent pour construire et entretenir le réseau afin de fournir un service fiable. Dans certaines régions, ces coûts de maintenance du réseau seront répercutés sur les clients via des redevances de pointe, ce qui signifie que les personnes non V2H – qui seront plus susceptibles d’avoir des revenus plus faibles – pourront supporter une part plus importante de ces coûts que celles avec V2H, qui évitera d’acheter de l’électricité de pointe sur le réseau. Cela est particulièrement vrai lorsque de nombreux propriétaires de véhicules électriques utilisent des panneaux solaires sur le toit pour charger leurs batteries de voiture et utilisent ces véhicules pour réduire les charges de pointe.

Pourtant, les véhicules électriques, même avec V2H, constituent un énorme marché potentiel pour les services publics. La recharge bidirectionnelle fait également partie intégrante d’une vision plus large d’un réseau électrique de nouvelle génération, où des millions de véhicules électriques tirent et restituent constamment de l’énergie – un élément clé d’un avenir électrifié. Cependant, les planificateurs énergétiques doivent d’abord comprendre comment leurs clients adoptent le V2H et comment cela peut avoir un impact sur leurs stratégies de maintien de la fiabilité du réseau.

[The Conversation’s science, health and technology editors pick their favorite stories. Weekly on Wednesdays.]

oigari