Industrie automobile électrique et Demande en électricité

By 4 August 2012

II.2.7. Demande supplémentaire en électricité et craintes pour le réseau

Une crainte avancée par certains détracteurs de la voiture électrique est de voir la demande en électricité augmenter très fortement et d’être obligé d’y répondre en ayant recours à des sources d’énergie très polluantes comme le charbon. D’autres pensent que l’électrification des voitures aura pour conséquence une augmentation du recours à l’énergie nucléaire ou servira en tous cas de prétexte pour ne pas réduire son utilisation. En effet, les centrales nucléaires n’ont, de par leur fonctionnement, pas la possibilité de réagir rapidement à la demande et fonctionnent donc en continu. L’électricité produite la nuit est donc perdue si elle ne répond à aucune demande. Le lobby nucléaire est dès lors tout à fait enthousiaste à l’idée qu’une grande quantité de voitures électriques rechargées la nuit réduise ce gaspillage et augmente la légitimité de cette industrie. Cette argumentation est également en partie valable pour les centrales au charbon qui souffrent du même défaut et fonctionnent en continu.

Cette crainte est battue en brèche au moins par un double argument. D’une part, les deux débats (l’électrification de la propulsion des voitures et l’utilisation du nucléaire ou du charbon pour la production d’électricité) n’ont pas de lien logique entre eux. La voiture électrique n’a pas besoin d’énergie nucléaire ou de tout autre type d’énergie pour être rechargée et inversement on n’a pas attendu l’arrivée des voitures électriques pour se mettre à construire des centrales nucléaires. D’autre part, les énergies renouvelables, et particulièrement l’éolien, peut tout aussi bien jouer ce rôle de production électrique excédentaire à capter la nuit par les voitures électriques [Kendall, 2008 : 172]. Le cas nous a été rapporté pour la ville de Hambourg, où il arrive que la production d’électricité par les éoliennes soit arrêtée lorsque la demande nocturne est trop faible.73 Il est par contre à notre avis légitime d’être attentif à ce que la voiture électrique ne serve pas de prétexte aux partisans de l’énergie nucléaire pour pérenniser le choix de cette technologie pour la génération d’électricité. S’il manque une vision à long terme dans les choix énergétiques visant à se passer du nucléaire et que les voitures électriques se développent largement dans les prochaines décennies, alors l’industrie nucléaire pourrait brandir la menace d’une pénurie d’électricité en cas de réduction imposée de ses activités.

Pour revenir à la peur de voir la demande en électricité augmenter fortement avec l’arrivée massive de VE, des simulations ont été réalisées, notamment pour différents pays européens. Pour la Grande-Bretagne, une étude réalisée en partenariat par différents acteurs (notamment des constructeurs et des fournisseurs d’électricité) part de l’hypothèse de l’arrivée de voiture électrique à hauteur de 10% du parc automobile actuel. L’impact pour le réseau est alors estimé par rapport à la capacité de production en heures de pointe, en partant du principe que c’est à ce moment qu’il peut y avoir un besoin supplémentaire en capacités de production.

Quatre scénarios ont été étudiés :
– rechargement domestique sans contrôle ;
– rechargement domestique avec contrôle en dehors des heures de pointe ;
– rechargement domestique avec la technologie smart grids74 ;
– rechargement public sans contrôle durant la journée.

Le scénario qui a le plus d’impact pour le réseau, à savoir le rechargement domestique sans contrôle, n’augmenterait la demande en électricité en heures de pointe que de 2% soit environ de 1 GW [Ricardo, 2009].

Pour la Belgique, Inter-Environnement Wallonie a calculé, en prenant des consommations relativement basses pour les voitures électriques de 10 km par kWh, que si 10% des km parcourus en Belgique l’étaient par un moteur électrique, cela ne représenterait que 1,5 à 2% d’augmentation de la production électrique actuelle. Dans le cas d’une électrification totale du parc automobile, on assisterait selon leurs calculs à une augmentation de

17% [IEW, 2010 : 12]. Ce nombre est très proche de ce qui a été calculé par Eurelectric75 dans le cas d’un basculement de tout le parc automobile européen à l’électricité, qui se traduirait par une augmentation de 15% de la consommation [Eurelectric, 2009]. On sait cependant à quel point cette hypothèse d’électrification complète avec la situation de production et de consommation actuelle est purement théorique, à la fois de par le nombre restreint de modèles de voiture électrique disponibles, les capacités de production des constructeurs et l’inertie du parc automobile. Si elle a lieu ce sera dans un avenir lointain (plusieurs décennies) et donc dans un contexte de capacité et de moyens de production du réseau électrique impossibles à prévoir.

Voyons l’impact que pourrait avoir un nombre fixe de voitures, ce qui donne une idée de la situation plus plausible dans laquelle le réseau électrique pourrait se trouver dans les années à venir. Kendall a calculé en considérant une consommation plus réaliste de 6,2 km par kWh et la moyenne nationale américaine de 19.000 km par an, qu’un million de voitures électriques parcourant cette distance représenteraient 3,06 TWh d’électricité. Or cela ne représenterait que 0,08% de la consommation électrique des Etats-Unis ou à peine 0,5% de celle de l’Allemagne, en prenant les mêmes consommations et le même nombre de km parcourus [Kendall, 2008 : 123]. En partant du constat que la capacité du réseau est sous exploitée, certaines études montrent même que dans le cadre d’une utilisation encadrée, un grand pourcentage de la flotte automobile pourrait passer à la traction électrique sans problème. Le Pacific Northwest National Laboratory estime ainsi par exemple que pour les Etats-Unis, en postulant uniquement des recharges débutant en soirée, le réseau actuel serait capable de supporter la recharge de 43% des voitures en circulation actuellement. En parvenant à faire recharger les voitures électriques tout au long de la journée et de façon coordonnée, cette proportion monterait à 73% [Kintner-Meyer, 2007 : 11]. Il convient toutefois de rappeler que des disparités importantes existent entre les régions des Etats-Unis et que l’interconnexion n’étant pas optimale, ce tableau est sans doute un peu optimiste.

On peut donc dire que l’impact sur le réseau sera principalement dépendant de deux facteurs : le nombre de voitures électriques et le moment choisi pour les recharger. Or le nombre prévu par les estimations les plus optimistes tablent sur 10% de ventes de nouvelles voitures pour 2020 qui seraient des voitures électriques, ce qui ne semble pas devoir poser de problèmes majeurs pour le réseau. Au-delà de cette date, il est bien sûr encore plus difficile de faire des prédictions, même si on peut raisonnablement supposer que cette quantité augmentera du fait des avantages des voitures électriques et de conditions économiques plus favorables. Réduction de prix des voitures électriques d’une part (grâce à la diminution du prix des batteries, à la possibilité de faire des économies d’échelle, etc.) et de l’augmentation du prix du pétrole d’autre part. Ce n’est donc qu’après cette date que l’introduction des voitures électriques pourra rendre nécessaire d’augmenter la capacité du réseau. Pour certains auteurs ce moment risque d’être assez proche et il conviendra alors de considérer ensemble (et non plus indépendamment comme c’est le cas aujourd’hui) le développement de la capacité du réseau électrique et celui des voitures électriques [Zimmer, 2009]. D’autres études sont d’un avis différent et mettent en avant que le réseau est sous utilisé et que la technologie de smart grids permettrait, rien qu’avec la production actuelle, de subvenir aux besoins en électricité d’un grand nombre de voitures électriques. Il ne faudrait dès lors pas augmenter la capacité du réseau avant plusieurs décennies [Kromer, 2007 :84].

En ce qui concerne l’impact du « comportement de rechargement » des voitures électriques par leurs propriétaires, il est très difficile à évaluer en raison d’un manque cruel de données empiriques. On peut par contre dire que l’impact sur le réseau sera sans surprise plus grand en cas de recharge rapide en heures de pointe et qu’il sera le plus faible par un chargement nocturne avec la technologie smart grids [Zimmer, 2009]. Par ailleurs, l’irrationalité du comportement humain n’est plus à démontrer et il faudra donc attendre d’avoir une flotte plus importante de voitures électriques en circulation pour pouvoir faire des extrapolations plus proches de la réalité.

Lire le mémoire complet ==> (La voiture électrique : révolution ou fausse bonne idée ?)
Master en Sciences et Gestion de l’Environnement – Université Libre de Bruxelles
Institut de Gestion de l’Environnement et d’Aménagement du Territoire
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71 Voir par exemple les projections de l’EWEA (European Wind Energy Assiciation) qui prévoient un dépassement de l’objectif de 20% d’énergie finale à base de source d’énergie renouvelables et que 34% de l’électricité sera produite de la sorte. (http://www.ewea.org/index.php?id=60&no_cache=1&tx_ttnews[tt_news]=1892&tx_ttnews[backPid]=259&cHash=e259034a79ee04282fc9f8a516ba883e)
72 Pour séduisante qu’elle soit, il convient de se poser la question de savoir si cette étude ne se veut pas auto- réalisatrice de ses prémonitions.
73 Présentation de Heinrich Klingenberg (Directeur de hySOLUTIONS) lors de la conférence sur les voitures électriques donnée dans le cadre de la European Union Sustainable Energy Week de Mars 2010.
74 Le terme fait référence à un réseau intelligent qui vise à plus d’efficience par une communication et un comportement cohérent entre la production et la consommation d’électricité.
75 Eurelectric est le lobby européen des producteurs d’électricité.