Cette semaine, l’administration Biden et l’Agence de protection de l’environnement ont dévoilé des réglementations climatiques révolutionnaires visant à réduire les émissions d’échappement dans le secteur des transports aux États-Unis. Les règles proposées forceront effectivement les constructeurs automobiles à s’assurer que 67% des nouvelles voitures particulières et 25% des nouveaux camions lourds vendus aux États-Unis soient à zéro émission, ou entièrement électriques, d’ici 2032.

Ce changement radical dans le secteur des transports présente une opportunité. Les voitures n’ont plus besoin d’être seulement des voitures – elles pourraient en fait être utilisées pour renforcer et améliorer l’infrastructure énergétique du pays. Mais pour que cela devienne une réalité au cours de la prochaine décennie, il faudra planifier soigneusement comment, où et quand, les conducteurs rechargent leurs véhicules électriques.

S’ils ne sont pas gérés, les véhicules électriques mettront le réseau à rude épreuve, créant de nouveaux défis pour les services publics et les opérateurs de réseau qui luttent déjà pour maintenir un approvisionnement fiable en électricité face à des conditions météorologiques extrêmes sans précédent et à des infrastructures vieillissantes. La demande accrue d’électricité entraînée par des millions de véhicules électriques qui se rechargent tous en même temps, en particulier pendant les heures de pointe du soir, pourrait dépasser la capacité du réseau, entraînant des pannes de courant plus fréquentes et nécessitant la construction de nouvelles centrales électriques et la modernisation des infrastructures de transport et de distribution.

C’est la mauvaise nouvelle. La bonne nouvelle est que certaines de ces mises à niveau coûteuses de l’infrastructure du réseau peuvent être évitées si nous gérons simplement la recharge des véhicules électriques.

La plupart des voitures sont garées 95% de la journée. En raison des longues périodes de temps que les voitures passent garées entre les trajets, les propriétaires de voitures n’ont généralement pas besoin que leur voiture commence à se recharger immédiatement après avoir branché à la maison ou au travail, tant qu’ils sont complètement chargés au moment où ils prévoient de partir pour leur prochain voyage.

Pour profiter de cette flexibilité, certains services publics ont commencé à offrir à leurs clients des incitations monétaires en échange du droit de choisir quand leur voiture se recharge. Dans ces programmes de recharge intelligente, les clients peuvent indiquer quand ils ont besoin que leur voiture soit chargée et un algorithme d’optimisation détermine comment remodeler leurs profils de charge pour éviter les pics de demande globale d’électricité, tout en garantissant que la voiture de chacun est chargée à temps pour son prochain voyage. Les clients en bénéficient en payant moins cher pour leur électricité, et le service public veille à ce que les véhicules électriques ne dépassent pas sa capacité à répondre de manière fiable à la demande.

La capacité d’exploiter la flexibilité sous-jacente des batteries à bord des véhicules électriques présente également des avantages significatifs à long terme pour la décarbonisation des secteurs des transports et de l’énergie électrique. L’un des principaux obstacles à l’intégration de grandes quantités d’énergie éolienne et solaire dans le réseau est leur production d’énergie intermittente : le vent va et vient, et le soleil ne brille que pendant la journée. En utilisant la charge bidirectionnelle, des millions de voitures électriques peuvent être contrôlées pour amortir cette intermittence en agissant de concert comme une batterie massive, stockant de l’énergie renouvelable lorsqu’il y a un surplus et réinjectant une partie de cette énergie dans le réseau s’il y a une pénurie d’énergie éolienne ou solaire plus tard. Cela crée un cercle vertueux, dans lequel les voitures électriques aident à intégrer les énergies renouvelables en lissant leur puissance variable, et les énergies renouvelables fournissent aux véhicules électriques une énergie plus propre.

Pour aider à faire de cela une réalité, notre équipe de recherche à l’Université Cornell expérimente de nouveaux mécanismes d’incitation et algorithmes pour permettre la coordination et le contrôle en temps réel de millions de véhicules électriques se rechargeant simultanément sur le réseau électrique. D’après un récent Étude pilote que nous avons réalisée en collaboration avec la société de services publics New York State Electric and Gas, nous avons constaté que les clients étaient souvent disposés à s’engager dans des sessions de charge optimisées, permettant à un système de charge intelligent de retarder l’achèvement de leurs demandes de charge de plus de huit heures en moyenne.

Nous avons constaté que le système de charge intelligent était très efficace pour déplacer la plupart des charges de charge aux heures creuses. Les tarifs d’adhésion des clients sont demeurés stables au cours des 17 mois du projet pilote, fournissant des preuves empiriques à l’appui du mécanisme de coordination proposé en tant que solution rentable pour aider à répondre à la demande accrue d’électricité entraînée par l’adoption croissante des véhicules électriques.

Les voitures et les camions ont toujours été un symbole important d’indépendance et de liberté personnelles, et les recadrer comme une partie d’un tout nécessitera un effort important de réimagination de la part des conducteurs américains. Mais John Donne a écrit qu’aucun homme n’est une île – eh bien, à l’avenir, aucune voiture ne sera une île non plus. Les voitures feront partie d’un réseau de batteries et d’ordinateurstravaillent ensemble pour optimiser le réseau de distribution d’énergie du pays. Les véhicules personnels ne seront plus juste pour le transport personnel, mais servent également d’actifs de stockage d’énergie précieux qui peuvent être regroupés et distribués pour fournir des services d’énergie et de fiabilité au réseau, ce qui facilite l’intégration de ressources éoliennes et solaires intermittentes.