L'électrification d'une flotte offre des opportunités pour la stabilité du réseau local et génère des revenus pour les propriétaires de flottes.

Dans notre article du 15 mars, Les bus électriques : ils sont là pour rester, nous avons évoqué les opportunités qui s'offrent aux exploitants de flottes lorsqu'ils passent des moteurs à combustion interne (ICE) aux moteurs électriques (EV). Avec des coûts de maintenance réduits, des subventions gouvernementales et des véhicules dont la fiabilité devrait être supérieure à celle des alternatives actuelles fonctionnant aux combustibles fossiles, le passage des flottes des moteurs ICE aux moteurs EV semble, en théorie, s'imposer comme une évidence. Quand on regarde un véhicule électrique, on voit plus qu'un simple morceau de métal, de caoutchouc et de carburant : c'est tout cela , mais aussi une batterie extrêmement puissante qui stocke une quantité énorme d'énergie potentielle. Est-il possible d'exploiter un grand nombre de batteries pour créer des banques de stockage d'énergie, normaliser la demande sur le réseau et fournir des services de batterie de secours ? La réponse est un « oui » retentissant !

Pour beaucoup, un véhicule à moteur à combustion interne remplit parfaitement son rôle lorsqu'il est utilisé. Il est fiable, le carburant est abondant et il permet de transporter des personnes et des marchandises à faible coût sur de longues distances. Cependant, les flottes de véhicules à moteur à combustion interne ne fournissent aucun service lorsqu'elles sont à l'arrêt. Lorsqu'elles ne sont pas utilisées, elles constituent des centres de coûts qui ne contribuent pas au résultat net. Elles ne génèrent pas de revenus supplémentaires lorsqu'elles ne sont pas utilisées et il n'est pas vraiment possible de louer sa flotte de bus pendant la nuit sans risquer de compromettre la disponibilité pour les trajets du lendemain matin. En fait, un bus scolaire est utilisé en moyenne environ six heures par jour, 200 jours par an, et reste garé ou à l'arrêt lorsqu'il n'est pas en service (ce qui est particulièrement vrai pendant les mois d'été). Pendant l'été, lorsque la demande en électricité est souvent à son maximum, l'énergie propre stockée dans les bus scolaires électriques à l'arrêt peut fournir une ressource énergétique au réseau que les véhicules à moteur à combustion interne traditionnels ne peuvent pas fournir.

Les véhicules électriques, en revanche, peuvent être tout autre chose : leurs batteries sont capables de collecter, stocker et décharger de l'énergie de manière répétée. L'énergie qu'ils stockent peut provenir de diverses sources, telles que les énergies renouvelables, nucléaires et même les combustibles fossiles traditionnels. Sans aucune limitation quant à la source d'énergie à stocker, ce sont les batteries de ces véhicules électriques qui jouent un rôle clé. Les systèmes de batteries modernes sont capables de se charger et de se décharger sans dégradation excessive. L'énergie potentielle stockée à l'intérieur et la capacité à la remplacer de manière constante peuvent être exploitées pour stabiliser le réseau lorsque l'offre et la demande d'énergie sont volatiles, pour servir d'alimentation de secours en cas de panne du réseau, comme source d'alimentation mobile, ou pour stocker de l'énergie et la revendre au réseau lorsque les prix de l'électricité sont plus favorables. Cette utilisation sous-tend les concepts de Vehicle-2-Grid (V2G) et l'application microgrid pour les véhicules électriques.

Le Vehicle-2-Grid est le processus qui permet à l'électricité de circuler dans les deux sens pour les véhicules électriques, du réseau vers le véhicule et du véhicule vers le réseau, lorsque cela est nécessaire. Le ministère américain de l'Énergie définit un micro-réseau comme « un groupe de charges interconnectées et de ressources énergétiques distribuées dans des limites électriques clairement définies, qui agit comme une entité unique contrôlable par rapport au réseau ». Les micro-réseaux comportent souvent une forme de production d'énergie (telle que des systèmes de production d'énergie renouvelable ou fossile localisés), une charge et un stockage (comme une flotte de bus électriques), tous définis localement dans une limite et généralement contrôlés par un contrôleur de micro-réseau. Dans le cadre d'un micro-réseau, la technologie V2G comble le vide qui doit être comblé par une batterie de secours ou une unité de stockage d'énergie domestique ou communautaire. Plutôt que de grands bancs de batteries à usage unique, capables uniquement de stocker et de décharger de l'électricité, l'intégration de la technologie V2G dans le micro-réseau offre une utilisation multifonctionnelle du banc de batteries. Avec le V2G, vous disposez d'une utilisation principale comme flotte de transport et d'un stockage d'énergie sous forme de batteries lorsque les services de transport ne sont pas nécessaires.

Le Vehicle-2-Grid et les micro-réseaux sont faits l'un pour l'autre, les véhicules électriques inutilisés servant de banques de stockage pour l'électricité excédentaire, qui est ensuite réinjectée dans le réseau lorsque l'occasion ou le besoin s'en fait sentir. Dans les applications actuelles, ces banques de stockage prennent la forme de grandes batteries stockées de manière isolée (comme le Megapack de Tesla en Australie). Et, bien sûr, il existe des exemples de véhicules utilisés pour alimenter des maisons lors de récentes catastrophes naturelles (comme le nouveau Ford Lightning). Ces deux applications sont fusionnées et mises en œuvre dans la technologie V2G et les systèmes de micro-réseaux, les véhicules de la flotte servant à la fois les objectifs du Megapack et du Lightning.

Bien que tout cela puisse sembler purement théorique, le V2G et le processus de micro-réseau ont déjà trouvé des applications concrètes dans les districts scolaires de White Plains, dans l'État de New York, et de Beverly, dans le Massachusetts. En décembre 2020, les cinq bus électriques du district de White Plains ont commencé à revendre l'électricité excédentaire stockée dans leurs batteries à Con Edison, le fournisseur d'énergie local de la communauté. Selon les médias, « les bus font office de micro-réseaux mobiles, se rechargeant et se déchargeant dans un dépôt situé à North White Plains. Ils se branchent sur un chargeur lorsque la demande en électricité de Con Ed est faible, et inversent le flux vers le réseau lorsque les bus ne transportent pas les enfants vers et depuis l'école ». De même, le district scolaire de Beverly, dans le Massachusetts, a réinjecté de l'électricité dans le réseau pendant plus de cinquante heures au cours de l'été 2021. Grâce à un bus scolaire électrique Thomas Built Buses Saf-T-Liner C2 Jouley équipé d'un système de batterie Proterra Powered, les bus scolaires du district ont déchargé près de trois mégawattheures d'électricité dans le réseau électrique au cours de 30 événements organisés cet été-là. Le district de Beverly, dans le Massachusetts, a fait remarquer que « en réinjectant l'énergie propre stockée dans le réseau lorsque cela est le plus nécessaire, les bus scolaires électriques peuvent contribuer à créer un système électrique local plus résilient et à réduire la dépendance vis-à-vis des centrales électriques coûteuses fonctionnant aux combustibles fossiles ». Et grâce à l'avantage supplémentaire offert par le réseau électrique local, qui rémunère les participants pour la distribution de l'énergie stockée au réseau, ces derniers peuvent amortir davantage le coût de l'adoption précoce du V2G tout en améliorant la rentabilité des systèmes de transport communautaires.

Plus récemment, la Santa Clara Valley Transportation Authority (VTA) a annoncé son projet d'installer un micro-réseau composé de 34 nouveaux chargeurs de bus, de panneaux solaires et de plus de 45 bus électriques. Motivé par l'exigence du California Air Resources Board (Conseil des ressources atmosphériques de Californie) imposant aux agences de transport public d'atteindre 100 % de zéro émission d'ici 2040, le micro-réseau devrait s'alimenter à la fois à partir du réseau électrique et passer en « mode îlot » en cas de perturbation du réseau, offrant ainsi une flexibilité opérationnelle pour l'achat d'électricité auprès du réseau. La VTA a déclaré : « Ce projet combine plusieurs objectifs de la VTA.  Il nous oriente vers des sources d'énergie plus vertes, permet à la VTA de réaliser des économies qui peuvent être réaffectées à d'autres besoins opérationnels et fournit l'infrastructure nécessaire pour recharger notre prochaine série de bus zéro émission. Nos usagers bénéficieront d'une flotte plus récente et plus silencieuse, et nous réduirons notre contribution au changement climatique et à la mauvaise qualité de l'air. »

En utilisant leurs flottes de véhicules électriques pour leur usage principal, le transport, et leur usage secondaire, le stockage d'énergie pour la revente au réseau, les exploitants de flottes pourraient trouver des sources de revenus alternatives pendant les périodes de non-exploitation afin de mieux utiliser leurs immobilisations et d'augmenter leur retour sur investissement, comme l'ont montré les récentes opérations de la flotte de Beverly, dans le Massachusetts. Bien que la mise en place de ces cadres en soit encore à ses débuts, on peut affirmer sans risque que l'avenir d'une mobilité plus verte reposera probablement sur une base solide constituée par l'exploitation de flottes de véhicules électriques qui aideront les communautés à mieux gérer l'accès à des ressources énergétiques fiables et abordables.