Les révolutions dans la production d’électricité et la technologie des véhicules prennent de l’ampleur et, compte tenu de la crise climatique, elles ne peuvent pas arriver trop tôt.

L’année dernière, les énergies renouvelables Generated plus d’électricité aux États-Unis que de charbon pour la première fois, selon l’Energy Information Administration (EIA) des États-Unis. Les ventes de voitures électriques aux États-Unis, quant à elles, sauté 65% par rapport à 2021, tandis que les ventes globales de voitures l’année dernière ont diminué par rapport à l’année précédente. Véhicules électriques (VE) Représentaient 5,8% de toutes les voitures neuves vendues en 2022, une augmentation par rapport à 3,1% en 2021, et en février, ils Représentaient 8,5 % des ventes totales d’automobiles.

Les projections de la rapidité avec laquelle ces transformations progresseront sont devenues plus optimistes au fil des ans. Il y a dix ans, le Laboratoire national des énergies renouvelables (NREL) du ministère de l’Énergie estimatif que, sur la base de la technologie disponible, les États-Unis pourraient obtenir 80% de leur électricité à partir d’énergies renouvelables d’ici 2050. Maintenant, le NREL dit que le pays a le potentiel de atteindre 100% d’énergie propre d’ici 2035. Et il y a à peine six ans, les véhicules électriques étaient considérés comme une technologie de niche (et les frères milliardaires Koch et leur réseau). recherché pour que cela reste ainsi). Aujourd’hui, l’Union of Concerned Scientists (UCS) Prévoit qu’au moins 50% des ventes de voitures particulières aux États-Unis seront électriques d’ici 2030.

Mais ne soyez pas trop excité, du moins pas encore. Il n’y a aucune garantie qu’il y aura une transition en douceur vers une économie d’énergie propre ou que les conducteurs américains adopteront massivement les véhicules électriques au cours de la prochaine décennie. Il y a beaucoup de défis à surmonter.

Par exemple, le réseau électrique américain est obsolète. La plus grande partie a été construite il y a 50 à 60 ans et n’a pas été conçue pour gérer l’énergie éolienne et solaire. Il a été conçu pour fonctionner au pétrole, au charbon et au gaz fossile, qui sont généralement transportés par chemin de fer ou par pipeline, puis brûlés dans des centrales électriques situées dans et autour des villes. En revanche, les endroits où le vent et la lumière du soleil sont les plus forts ne sont pas nécessairement proches des villes, où la demande est la plus élevée. C’est particulièrement le cas pour le vent le plus venteux. Les panneaux solaires peuvent toujours aller au-dessus des bâtiments. En fin de compte, l’ensemble du système de transport américain devra être transformé.

De même, l’infrastructure est un problème pour les véhicules électriques. Actuellement, il y a plus de 160 000 bornes de recharge publiques de véhicules électriques à travers le pays, D’après le cabinet d’analyse S&P Global Mobility. C’est un bon début, mais si la part de marché des véhicules neufs atteint 50% d’ici 2030, les plus de 35 millions de véhicules électriques sur la route auront besoin de beaucoup plus. Et puis il y a la demande que tous ces véhicules électriques auront sur le réseau électrique, ainsi que le potentiel qu’ils auront à soutenir la grille. En effet, l’avenir du réseau électrique et l’avenir des véhicules électriques sont interconnectés en symbiose.

Pour avoir une meilleure idée de ce qui doit être fait pour réussir ces révolutions absolument nécessaires, j’ai contacté deux de mes collègues ici à UCS: Sam Gomberg, le gestionnaire des politiques de transport de notre programme Climat et énergie, qui se concentre sur les questions d’intégration de l’énergie propre et de modernisation du réseau; et Samantha Houston, analyste principal des véhicules au sein de notre programme de transport écologique, qui porte une attention particulière à l’infrastructure des véhicules électriques et à l’intégration des véhicules au réseau. J’ai commencé la conversation avec Gomberg.

EN : Parlons un peu de l’état du réseau électrique américain. À mesure que les phénomènes météorologiques extrêmes liés au changement climatique sont devenus plus fréquents, les pannes d’électricité sont devenues plus fréquentes. En 2021, le contribuable moyen Souffert Plus de sept heures sans électricité. Plus de cinq de ces heures étaient dues à des phénomènes météorologiques extrêmes majeurs, notamment des ouragans, des incendies de forêt et des tempêtes de neige, selon le plus récent rapport de l’EIA. Rapport annuel sur l’industrie de l’énergie. En revanche, entre 2013 et 2016, le client moyen panne n’était que de trois à quatre heures par année, et seulement environ la moitié de ces heures étaient attribuables à un événement météorologique extrême.

SG: L’impact des changements climatiques Phénomènes météorologiques extrêmes continue d’être l’un des plus grands angles morts pour le large éventail de parties prenantes – services publics, commissions des services publics d’État, gestionnaires de réseau et Commission fédérale de réglementation de l’énergie (FERC) – qui sont responsables de la planification, de la construction et de l’exploitation du réseau de transport d’électricité. Nous en voyons les effets. Et un risque aussi grand que le climatLe changement concerne la fiabilité du système, ce n’est qu’un des nombreux changements transformateurs en cours auxquels le réseau de transport devra s’adapter dans les années à venir. Décarboniser et électrifier simultanément plusieurs secteurs économiques, s’attaquer aux inégalités systémiques, faire face à des risques de cybersécurité de plus en plus complexes et, en plus de tout cela, protéger le réseau contre les catastrophes liées aux changements climatiques. C’est beaucoup.

Bien qu’il y ait certainement des points positifs dans tout le pays, collectivement, nous sommes en train de rattraper notre retard lorsqu’il s’agit d’investir dans un 21^St Century Grid qui s’adaptera à tous ces changements et le fera de manière efficace et fiable. Nous avons besoin de processus meilleurs et plus transparents; de meilleurs outils de modélisation et de prévision; et une bien meilleure coordination entre les régions pour y parvenir. Dans le même temps, nous devons avancer à une vitesse sans précédent. C’est une tâche monumentale, mais c’est tout à fait faisable.

EN : Depuis que l’administration Biden a pris ses fonctions, le Congrès a adopté un projet de loi sur les infrastructures et la Loi sur la réduction de l’inflation, qui comprennent toutes deux des dispositions visant à renforcer et à moderniser le réseau. Que feront ces dispositions et seront-elles suffisantes?

SG: Projet de loi d’infrastructure et Loi sur la réduction de l’inflation (IRA) le financement couvre toute la gamme, de Investissements dans le réseau renforcer la résilience du système et le connecter à l’énergie propre, aux programmes de subventions concurrentiels pour de nouvelles solutions innovantes, à l’assistance technique en matière de planification du réseau et à la sensibilisation communautaire. C’est un Investissement historique dans le réseau électrique du pays, mais non, ce ne sera pas suffisant. Cela n’a jamais été prévu. L’objectif est d’accélérer les investissements du secteur privé, et non de les supplanter.

Si elles sont mises en œuvre efficacement, les deux nouvelles lois financeront certainement un certain nombre d’investissements critiques dans le réseau qui renforceront la résilience du système et intégreront une autre vague d’énergie propre. Il y a plus de 20 milliards de dollars pour cela. Mais la gamme complète de programmes aidera à construire une infrastructure (jeu de mots) avec une planification, des cadres réglementaires et des options de financement plus efficaces qui encourageront une échelle beaucoup plus grande d’investissement.

EN : Il y a sept opérateurs de réseau régionaux à travers le pays. Prennent-ils les mesures nécessaires pour s’assurer que le pays sera en mesure de passer le plus rapidement possible des combustibles fossiles aux énergies renouvelables? Que doivent-ils faire?

SG: Elle varie considérablement d’un opérateur à l’autre. Les opérateurs de réseau se concentrent à des degrés divers sur quatre domaines : permettre aux nouvelles ressources énergétiques de se connecter, planifier et approuver les investissements dans le réseau, exploiter de manière fiable le réseau existant et administrer les marchés de l’énergie où les services publics achètent de l’énergie pour répondre à la demande des clients.

Les exploitants de réseaux régionaux peuvent être des chefs de file de l’industrie dans un domaine, mais à la traîne dans d’autres. Par exemple, le Mid-Continent Independent System Operator (MISO) est largement considéré comme un chef de file de l’industrie en matière de planification et de Investir dans le réseau de transport, mais c’est loin derrière en déterminant comment intégrer le stockage sur batterie et l’énergie solaire sur les toits dans le mélange. Pendant ce temps, le California Independent System Operator (CAISO) est généralement en avance sur les six autres opérateurs de réseau parce que les politiques de l’État l’ont forcé à faire face à ces défis le plus tôt possible. Il y a des leçons à tirer de CAISO, bonnes et mauvaises. La seule chose qu’aucun des opérateurs ne semble faire très bien est de se coordonner et de collaborer les uns avec les autres. Et c’est un problème.

En fin de compte, chaque gestionnaire de réseau régional devra Planifiez de manière proactive et faire des investissements en tenant compte de la transition qui est déjà en cours. Cela comprendra l’intégration d’une énorme quantité de nouvelles ressources énergétiques propres dans les années à venir tout en permettant aux combustibles fossiles de sortir du système. Il s’agira également de répondre à tout ce qui se passe du côté de la demande de l’équation en raison de l’électrification des bâtiments, des nouvelles demandes technologiques et industrielles et de l’adoption généralisée des véhicules électriques – les trois principaux moteurs du côté de la demande qui offriront d’énormes opportunités ou d’énormes défis selon la proactivité des opérateurs de réseau.

FR: Qu’en est-il des lignes de transmission? Comme je l’ai mentionné dans mon introduction, le réseau aura besoin de nouvelles lignes de transport pour acheminer l’électricité à partir d’énergies renouvelables lointaines vers les endroits qui en ont le plus besoin. Mais il faut beaucoup de temps pour construire de nouvelles lignes. Entre 2013 et 2020, ils expansé seulement environ 1% par an.

SG: Oui, comme je l’ai dit plus tôt, nous devons agir à un niveau sans précédent. pas Accélérer la transition vers l’énergie propre et répondre à notre décarbonisation buts. Mais il n’est pas rare qu’il faille 10 ans pour approuver et construire un nouveau projet de transmission. Cela dit, plusieurs projets peuvent aller de l’avant en même temps si le processus de planification, de réglementation et d’approbation est conçu correctement. Et s’il faut 10 ans pour construire une nouvelle infrastructure de réseau, il sera essentiel de s’assurer que les investissements préparent le pays à cet avenir et ne se contentent pas de mettre un pansement sur les problèmes d’aujourd’hui.

Où en sera le pays dans 10 ans en ce qui concerne l’énergie solaire sur les toits, les véhicules électriques ou les nouvelles industries telles que le stockage par batterie? Quel sera le rythme et l’ampleur de la transition vers une énergie propre? Ce sont les questions que nous devons nous poser pour redimensionner le réseau de l’avenir, faire des investissements intelligents aujourd’hui et ne pas constamment rattraper notre retard, comme nous le faisons maintenant. La loi sur les infrastructures et l’IRA donneront un coup de pouce à cette transition, mais la question de savoir si les acteurs des secteurs public et privé seront en mesure de maintenir cet élan est une question clé. Si le pays veut relever le défi d’alimenter un 21^St siècle économie avec un 21^St siècle réseau d’énergie propre, ils devront le faire.

EN : Cela nous amène aux véhicules électriques et au réseau. Samantha, comme vous le savez, la Californie – qui a le plus grand marché automobile du pays – est bien en avance sur tout le monde. En août dernier, le Conseil des ressources aériennes de l’État adopté les règlements exigeant que toutes les ventes de voitures particulières neuves soient électriques d’ici 2035, et les 16 États et le District de Columbia qui suivent l’exemple de la Californie en matière de normes d’émissions des véhicules pourraient faire de même. Au total, la Californie et ses compagnons de voyage représenter 43% des ventes de voitures neuves. Quel sera l’impact de ces nouvelles normes sur les véhicules sur la planification du réseau? Que devront faire les gestionnaires de réseau pour se préparer?

.SH: Les gestionnaires de réseau doivent planifier et mettre en œuvre des infrastructures de production, de transport et de distribution pour répondre aux besoins énergétiques des véhicules électriques qui seront sur la route. Les normes californiennes sur les voitures propres donnent aux opérateurs de réseau une prévision à planifier. Il est particulièrement important qu’ils mettent sérieusement en œuvre leurs plans de transport et de production pour les projets qui ont de longs délais.

Cette planification devrait également inclure une approche plus agile et en temps réel pour faire correspondre l’offre et la demande d’énergie. Avec plus de véhicules électriques, d’énergies renouvelables et d’autres ressources énergétiques distribuées, l’offre et la demande seront plus variables tout au long de la journée et au jour le jour. Les gestionnaires de réseau devront relever ce nouveau défi.

En plus des investissements dans le réseau mentionnés par Sam, le Droit des infrastructures et l’ IRA fournir du financement et des incitatifs pour les bornes de recharge de véhicules électriques. Ce soutien contribuera à faire en sorte que l’infrastructure nécessaire pour encourager l’adoption généralisée des véhicules électriques soit en place dans les années à venir.

FR : La relation entre les véhicules électriques et le réseau est une voie à double sens. Les propriétaires de véhicules électriques pourraient aider à stabiliser le réseau. Comment cela fonctionnerait-il?

.SH: Les propriétaires de véhicules électriques peuvent soutenir l’intégration des énergies renouvelables et aider les opérateurs à stabiliser le réseau en pratiquant la « recharge intelligente », également connue sous le nom de gestion de la charge. La plupart des conducteurs de véhicules électriques peuvent être flexibles quant au moment où ils rechargent leur voiture. Si les conducteurs commençaient à recharger leur voiture juste après leur retour du travail, ce serait exactement au moment où le réseau devrait s’accélérer rapidement pour répondre à la demande d’énergie de pointe. Il serait préférable que les conducteurs chargent à la mi-journée, lorsque l’énergie solaire est abondante, ou au milieu de la nuit, lorsque la demande sur le réseau est la plus faible et que l’énergie éolienne est abondante dans certaines régions. Cette intégration unidirectionnelle véhicule-réseau est d’une importance cruciale. Cela profite à la fois au réseau et aux conducteurs de véhicules électriques, et il n’y a aucune raison pour que tous les propriétaires de véhicules électriques ne puissent pas pratiquer la recharge intelligente en ce moment.

FR: Dans un colonne Vous avez écrit l’automne dernier qu’un véhicule électrique est une « batterie sur roues ». Contrairement à un véhicule à essence conventionnel, un véhicule électrique peut être utilisé pour d’autres fonctions que le transport d’un conducteur d’un point A à un point B.

.SH: C’est juste. En plus de la recharge intelligente, un véhicule électrique peut soutenir le réseau en utilisant la batterie pour exporter de l’énergie directement vers le réseau ou pour compenser la demande d’électricité qui serait autrement mise sur le réseau, comme brancher un appareil sur une batterie de véhicule électrique au lieu d’une prise murale.

Les véhicules électriques peuvent également renforcer la résilience locale pendant les pannes, fournissant une bouée de sauvetage pour l’alimentation de secours en cas de panne du réseau régional. Par exemple, lors d’une tempête de verglas, d’un ouragan ou d’un arrêt de sécurité publique qui a coupé le courant, un véhicule électrique conçu pour exporter son énergie stockée pourrait fournir de l’électricité à une maison ou à un abri jusqu’à ce que l’électricité soit rétablie.

EN : Mais il y a des complications, non ?

.SH: Oui, il y a des complications. Pour certains véhicules, c’est la garantie de la batterie, et certains véhicules ne sortent pas de la chaîne de montage avec la capacité d’exporter de l’énergie. En outre, des mises à niveau peuvent être nécessaires dans une maison ou à d’autres endroits où un conducteur peut vouloir exporter de l’énergie.

Il y a un projet de loi en jeu à l’Assemblée législative de la Californie…L.B. 233… qui aborde certaines de ces pierres d’achoppement potentielles. Il exigerait que tous les véhicules électriques et l’équipement de recharge puissent se charger de façon bidirectionnelle à compter de l’année modèle 2027, sauf en cas d’exemption par les organismes de réglementation. S’il est adopté, le projet de loi offrirait à tous les conducteurs de véhicules électriques la possibilité d’exporter de l’électricité au moment où ils le souhaitent.

Les conducteurs dont les véhicules électriques ne sont pas encore conçus pour exporter de l’énergie vers le réseau peuvent encore être en mesure d’aider. Les nouveaux modèles de véhicules utilitaires de camionnettes, tels que le Ford F-150 Lightning et le R1T de Rivian, sont livrés avec des prises de courant. Sans configuration supplémentaire, les propriétaires pourraient les utiliser pour alimenter un appareil ou un outil à la maison ou sur un lieu de travail afin de compenser le stress que l’appareil imposerait autrement au réseau.

Ce ne sont là que quelques exemples de la façon dont les véhicules électriques peuvent soutenir – et être soutenus par – le réseau. Idéalement, chaque conducteur de véhicule électrique ou opérateur de flotte de véhicules électriques pratiquerait l’intégration du réseau de véhicules d’une manière ou d’une autre, mais tous les propriétaires de véhicules électriques n’ont pas besoin d’exporter de l’énergie ou d’être très sophistiqués à ce sujet. Comme je l’ai mentionné plus tôt, une recharge relativement simple et intelligente offrirait des avantages, et tous les véhicules électriques peuvent le faire. Maintenant. Les conducteurs de véhicules électriques auront besoin d’une variété d’outils et de programmes parmi lesquels choisir, de sorte que tous les propriétaires de véhicules électriques ont la possibilité d’en bénéficier et en même temps de fournir des avantages au réseau grâce à l’intégration du véhicule-réseau tout en utilisant leurs véhicules pour leur objectif principal: le transport.

EN : Enfin, comme vous le soulignez dans votre chronique, la meilleure façon de protéger le réseau – et la planète – est de réduire la demande en faisant sortir les gens de leurs voitures et camions.

.SH: Droite. La meilleure charge électrique est la charge non prise – électricité non utilisée en premier lieu. Un moyen d’éviter une partie de la demande accrue attendue d’un plus grand nombre de véhicules électriques sur la route est de réduire le nombre total de kilomètres que nous parcourons. Pour le faire à une échelle significative, les villes, les États et le gouvernement fédéral doivent adopter des politiques qui permettent aux conducteurs de parcourir moins de kilomètres sur leurs voitures et leurs camions – ou mieux encore, de posséder moins de voitures et de camions – afin que nous ayons besoin de moins d’énergie pour le transport. C’est pourquoi Investissements Dans le transport en commun et les infrastructures qui augmentent les options de mobilité, ainsi que la planification urbaine moins axée sur la voiture, sont des stratégies importantes pour répondre aux besoins énergétiques en matière de transport. Outre la recharge intelligente, nous avons besoin d’une croissance intelligente.