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Le déploiement des infrastructures de charge de véhicules électriques et hybrides rechargeables : une
approche économique La Défense, 15 septembre, 2015
ObjecBfs
• Projet de recherche pour le PREDIT GO6, financé par l’ADEME, terminé fin 2011
• Evaluer les poliBques publiques et privées (par exemple, la standardisaBon) qui permeQraient de déployer rapidement les infrastructures de recharge à un coût économique minimal pour la société – Pas de quesBonnement sur la perBnence des objecBfs; une évaluaBon des moyens
• Une approche très normaBve – Produire des recommandaBons
• En interlocuBon avec le Livre Vert de 2011 sur les infrastructures de recharge ouvertes au public pour les véhicules décarbonés – Qui reste la référence
Les quesBons
• Quel est le coût de l’infrastructure de recharge ? • Comment dimensionner l’infrastructure ? • Comment doit être organisée la recharge publique ? • Quel rôle doit jouer la standardisaBon dans le déploiement de l’infrastructure ?
La poliBque française
• Un plan gouvernemental lancé en octobre 2009 avec un volet « infrastructures de charges »
• En 2010, la loi Grenelle 2 a confié aux communes la compétence du déploiement et du financement des infrastructures de recharge ouvertes au public.
• Depuis, des appels d’offre, notamment dans le cadre des invesBssements d’avenir, des iniBaBves privées (e.g., Bolloré)
• Guide technique pour la concepBon et l’aménagement des infrastructures de recharge pour véhicules électriques et hybrides rechargeables, Ministère de l’Ecologie, décembre 2014 – ActualisaBon de la parBe technique du Livre Vert
Les objecBfs
En 2012 • 2 millions de VE et VEHR en 2020, soit 1,2 % du parc en 2015
et 5 % en 2020 – Pour une aggloméraBon de 500 000 habitants, environ 15 000 véhicules en 2020
• 2,2 millions de bornes de recharge • Pour les 25 plus grandes aggloméraBons de France
– 7 000 points de charge ouverts au public en 2011 et 44 000 points de charge ouverts au public en 2014, dont 50 % sont desBnés à la charge principale en espace public (en charge normale à 3 kVA)
• 30 milliards d’euros d’invesBssement cumulé sur 2010 – 2020
Loi de transi0on énergé0que en 2015 – 7 millions de bornes à terme
• En pra0que, 10 000 points de recharge en 2015
Les différents types de recharge Recharge normale Normale accélérée Rapide Sta0on d’échange
• 16A, monophasé, 3 kW
• Charge de 6 à 8 h
• 32 A, triphasé, 22 kW
• 1h de charge • 10 km en 5min
• 4 3 kW, 400V, 63 A
• Charge en 30 min
• Echange en 5 min • Stock de 20
baQeries
90% des usages SoluBon d’appoint
Domicile, lieu de travail
Points de charge publics :
Domaine public (voirie, places de parkings); domaines concédés (gare, port, parkings publics); domaine privé relevant du public
(commerces); staBons services, parking publics StaBons services, parking publics
Les coûts
• Coût charge rapide >> coût charge normale et normale accélérée • Coût charge normale publique 10 fois plus cher que le coût
charge normale domicile ou travail
Coût unitaire (€) Inves0ssement Raccordement Maintenance Total
Prise domicile ou travail (3 kVA) 500 0 15 515 Voierie charge normale (3 kVA) 4200 300 126 4626 Voierie charge normale accélérée (23 kVA) 6500 1300 195 7995
Parking charge normale (3 kVA) 3400 300 102 3802 Parking charge normale accélérée (23 kVA) 5700 1300 171 7171
Lieu dédié charge rapide (43 kVA) 55000 inclus 1650 56650
Source : EDF Groupe Travail Livre Vert, repris par CGDD, 2011
La recharge normale publique est coûteuse par rapport à la recharge privée
• La recharge principale sur la voierie augmente le coût total de possession d’environ 35%.
Une première recommandaBon Il faut empêcher l’adopBon de VE par des usagers ne disposant pas de points de recharge normale à domicile, au travail ou dans un parking privé – Cela n’élimine qu’environ 20 % des adopteurs potenBels
Comment ?
1. En ne déployant pas de recharge normale en accès public
2. En tarifant l’accès à la recharge normale accélérée ou rapide en accès partagé au coût complet – 24 € pour une recharge normale accélérée – 36 € pour une recharge rapide. – Soit environ le prix d’un plein d’essence…
• Pas du tout ce que prévoit le plan gouvernemental, le Livre Vert et les premiers projets de déploiement…
Une seconde recommandaBon
• La densité des bornes publiques est une variable criBque. • Un choix économiquement raBonnel repose sur 4 étapes
1. Evaluer le coût complet d’une borne en accès public 2. Evaluer les besoins des uBlisateurs potenBels 3. Evaluer l’uBlité qu’ils reBrent de la recharge en accès
public. En théorie économique, ceQe uBlité s’idenBfie au consentement à payer de l’usager pour l’accès à une borne
4. Installer les bornes dont le coût complet est inférieur à l’uBlité des consommateurs Le Livre Vert ne prévoit que les deux premières étapes
Eléments d’évaluaBon
• Le coût complet – le Livre Vert l’évalue à 24 € pour une recharge semi-‐rapide et 36 € pour une recharge rapide.
• Le consentement à payer pour une recharge rapide – Aucune donnée
Conclusion : L’usage des bornes rapides doit être un point central d’enquête dans les expérimentaBons en cours ou prévus avec des densités de bornes et des tarifs variées pour évaluer les consentements à payer et l’élasBcité de la demande au prix
La recharge publique est un monopole naturel
• Des coûts fixes – Dont le foncier
• ParBellement irrécouvrables – Sauf le foncier
• Sur la période 2010 -‐ 2020, un peBt marché – Ne permeQant pas de dupliquer l’infrastructure
• D’autant que le réducBon des coûts impose de ne pas mulBplier les bornes
• Donc l’Etat et les collecBvités doivent garder le contrôle
La quesBon des standards
• L’électro-‐mobilité est un bien réseau • Il faut assurer la compaBbilité entre ses différents composants – Voiture – BaQerie – Points de recharge – Système d’informaBon (dont monéBque)
Deux processus de standardisaBon
• La standardisaBon de facto – Un standard qui s’impose par la concurrence – Précédée une guerre des standards
• La standardisaBon de jure – Précoce – Par des autorités publiques ou des organismes de standardisaBon
• Les 2 présentent des avantages – De facto : sélecBon à un stade technologique plus mature, plus d’innovaBon (concurrence pour le marché),
– De jure : exploite rapidement les effets de réseau, diminue les prix (concurrence sur le marché)
Etude de cas 1 : Les connecteurs
• La prise de Type 3 de l’EV Plug Alliance lancé en 2010 – Schneider Electric, Legrand et
Scame – Recommandée par le Livre Vert
en 2011-‐2014
• La prise de Type 2 « Mennekes » lancée en 2009 – iniBalement promu par Daimler
et RWE – Recommandée par le Guide
Technique de l’Etat en 2014
Mon point de vue
• Des standards peu différenciés techniquement – EssenBellement l’obturateur
• La standardisaBon peut demeurer naBonale – Les VEx voyagent peu au-‐delà des fronBères (sauf les hybrides rechargeables ?)
• La standardisaBon naBonale est acquise – Le Livre Vert a choisi la prise de type 3 jusque 2014 – Type 2 Aujourd’hui
• Et donc réglé, mais coexistence des deux prises
Etude de cas 2 : Recharge semi rapide en courant conBnu ou alternaBf
• Renault – Charge rapide « courant alternaBf » car la firme a intégré le redresseur qui assure la conversion AC/DC dans ses modèles (Zoé, Kangoo)
– Avantage : des bornes moins chères – Inconvénient : des véhicules plus chers
• Le reste du monde (PSA, les japonais dont NISSAN, les allemands, etc.) – Charge conBnue (le redresseur est dans la borne)
• Les Renault ne seront pas rechargeables en rapide sur les bornes AC et vice versa
• Le Livre Vert prévoit des bornes mixtes (AC et DC) – Et donc plus chères
Mon point de vue
• Des standards très différenciés techniquement • Une réparBBon des coûts très différente
– Véhicule versus infrastructure • Une technologie moins mature que les connecteurs • Un bilan économique aujourd’hui incertain
– Une borne semi rapide AC coûterait 2000 € contre 7-‐8000 € pour une borne DC => 600 € d’économies par véhicule
– Coût du redresseur embarqué ? • Une standardisaBon qui ne peut demeurer naBonale
– Un standard concernant les véhicules • Laissons la guerre des standards se dérouler
– Renault peut-‐il encore l’emporter ?
Résumé (1)
• Ne pas déployer de bornes de recharge normale sur la voie publique ou sur les parkings – N’élimine que 20% des adopteurs potenBels
• Une tarificaBon au coût complet de la recharge publique – 24 euros en semi-‐rapide – 36 euros en rapide
• Si l’on craint que ce tarif ne diminue trop les incitaBons à l’adopBon de l’électro mobilité, il faut augmenter la subvenBon à l’achat pour le compenser.
• Faire de l’examen le la tarificaBon et de la densité des bornes publiques un objecBf central des expérimentaBons – permeQra des retours d’expérience sur l’uBlité de la recharge rapide
et l’élasBcité de la demande de recharge et donc de calibrer correctement l’infrastructure
Résumé (2)
• La standardidaBon est une vraie quesBon car l’électromobilité est un bien réseau
• La standardisaBon précoce n’est pas forcément la meilleure soluBon
• Dans les deux cas étudiés, la situaBon actuelle me ne paraît pas absurde – Une standardisaBon naBonale pour les prises – Une guerre des standards entre le courant conBnu ou alternaBf pour la recharge semi rapide