La technologie V2G et les autobus scolaires électriques

Une révolution pour l'électrification du transport scolaire au Canada!

Publié le 31 août 2023

Imaginez un avenir où nos autobus scolaires non seulement transportent nos élèves, mais contribuent également à un réseau électrique plus intelligent et résilient. La technologie véhicule-réseau («vehicle-to-grid» en anglais ou V2G), également connue sous le nom de recharge bidirectionnelle, permet aux autobus scolaires électriques (ASE) d’aller au-delà de leur fonction principale en les transformant en batteries mobiles intelligentes, capables de stocker et de fournir de l’énergie au réseau électrique lorsque nécessaire.

Dans un contexte où les pannes d’électricité sont appelées à se multiplier avec les événements climatiques extrêmes, l’utilisation d’ASE équipés de la technologie V2G semble plus pertinente que jamais.

En août 2023, l’Alliance canadienne pour l’électrification des autobus scolaires (ACEAS) a publié son rapport technique La technologie V2G et les autobus scolaires électriques, préparé par Dunsky Énergie + Climat. Ce rapport permet de mieux comprendre ce qu’est la technologie V2G, d’explorer ses avantages pour les ASE, et d’examiner les projets pilotes en cours au Canada et aux États-Unis.

Continuez votre lecture pour un résumé du rapport technique.

Aperçu de la technologie V2G

Le V2G est une forme avancée d’intégration des véhicules au réseau (VGI) qui utilise le système de stockage d’énergie d’un véhicule électrique (VE) pour fournir de l’électricité au réseau électrique. Allant au-delà de la recharge unidirectionnelle typique des VE, le V2G permet un flux bidirectionnel d’électricité, permettant à l’énergie stockée dans la batterie du VE d’être renvoyée vers un circuit connecté au système électrique ou vers le domicile. Le V2G nécessite l’utilisation d’un convertisseur de courant continu (CC) en courant alternatif (CA), qui transforme l’énergie en CC stockée dans la batterie du véhicule en CA requis par le réseau.

Les services V2G imitent ceux d’un système de stockage d’énergie, offrant ainsi un large éventail d’avantages. Du côté des services publics, le V2G permet d’utiliser les batteries des VE pour fournir une capacité de génération de réserve, répondant rapidement aux changements de demande à l’échelle du système. Aussi, il facilite l’achat et le stockage d’électricité à faible coût pendant les heures creuses, permettant la vente d’électricité pendant les périodes de pointe, lorsque les prix sont les plus élevés.

Du côté des client(e)s, les véhicules V2G, étant des batteries mobiles, peuvent remettre en marche un réseau électrique en cas de panne. De plus, la participation au V2G peut contribuer à réduire les pics de demande en utilisant l’énergie stockée dans les VE équipés de chargeurs bidirectionnels.

Premièrement, le service V2G doit être en demande par le service public et/ou la clientèle. Il peut s’agir d’une demande du service public pour certaines fonctions du réseau, telles que la régulation de la fréquence ou le soutien de la tension, ou d’un besoin de secours en cas de panne de courant.

Deuxièmement, la technologie et les réglementations appropriées doivent être disponibles ou en place. Cela implique d’avoir l’équipement adéquat, tel que les chargeurs et les convertisseurs bidirectionnels, ainsi que les protocoles et les normes pertinents. De plus, il doit exister des cadres réglementaires permettant la participation au V2G et définissant les droits, les responsabilités et les mécanismes de compensation pour toutes les parties impliquées.

Enfin, le véhicule doit être connecté au réseau ainsi qu’être disponible pour la participation au V2G.

«[Les autobus scolaires] demeurent stationnés pendant 80 % des jours de la semaine pendant l’année scolaire, et qu’ils ne sont pas du tout utilisés pendant près de 50 % de l’année. Le potentiel d’exploitation de l’énergie stockée dans ces batteries mobiles est considérable, dans la mesure où ces temps d’arrêt correspondent à des périodes où les ressources liées à la technologie V2G seraient utiles au réseau.»

V2G et les autobus scolaires électriques

Les ASE sont bien adaptés à la participation au V2G en raison de leur temps d’inactivité. En moyenne, les autobus scolaires ne sont utilisés que pendant 4 à 5 heures par jour et environ 190 jours par an. Autrement dit, ils passent 80 % des jours de semaine pendant l’année scolaire à l’arrêt, et pendant près de 50 % de l’année, ils ne sont pas du tout utilisés. Cela offre une excellente opportunité d’exploiter l’énergie stockée dans les ASE pour des avantages pour le réseau.

Le potentiel de revenus de l’usage du V2G pour les ASE varie selon la région et l’évaluation des services fournis par les services publics. Par exemple, en Ontario, il se situe entre 3 170 $ et 3 340 $ par ASE par année, tandis qu’au Nouveau-Brunswick et en Nouvelle-Écosse il est estimé respectivement entre 1 210 $ et 1 580 $ et 1 110 $ et 1 500 $. C’est au Québec que le potentiel de revenus V2G est le plus élevé, évalué entre 3 770 $ et 4 020 $.

En moyenne, le potentiel de revenu V2G annuel pour un ASE est de 3 000 $.

Les revenus générés par le V2G peuvent contribuer à réduire de 2 à 3 ans la période d’amortissement d’un ASE par rapport à un autobus diesel; cependant, ces revenus seuls ne suffiront pas à compenser le coût plus élevé des ASE – un financement supplémentaire est nécessaire pour atteindre la parité de prix avec les autobus diesel.

Défis et projets pilotes

Premièrement, il y a le problème de la dégradation de la batterie. En effet, le va-et-vient de l’énergie dans le V2G peut contribuer à une utilisation accrue de la batterie du véhicule, ce qui peut affecter sa durée de vie. L’impact spécifique dépend du cas d’utilisation du V2G et de la profondeur du cycle de charge-décharge de la batterie. La dégradation de la batterie doit être soigneusement gérée pour garantir la longévité de la batterie.

Le deuxième défi est l’absence de programmes et de tarifs V2G de la part des services publics peut constituer un obstacle à l’adoption du V2G. La conception de programmes et de tarifs spécifiques qui encouragent la participation au V2G nécessite une prise en compte minutieuse des coûts et des avantages pour les services publics et les consommateur(-trice)s.

Enfin, la valeur et les avantages potentiels du V2G peuvent varier selon les régions. Des facteurs tels que les modèles de demande de pointe, les contraintes du réseau et la valorisation variable des services V2G côté utilitaire par différents services publics contribuent aux variations régionales dans la mise en œuvre et l’efficacité du V2G.

Il n’existe aucun projet pilote de V2G avec des ASE au Canada mais on peut noter deux remarquables projets pilotes de V2G liés à des VÉ commerciaux.

Le premier est Nova Scotia Power, qui a mené une démonstration V2G dans le cadre du projet Smart Grid Nova Scotia. Le projet a utilisé un chargeur bidirectionnel à courant continu conçu pour les environnements commerciaux, mettant en évidence les capacités de la technologie V2G dans un environnement réel. L’objectif était d’explorer le potentiel du V2G dans différents lieux et contextes.

Le deuxième projet pilote se déroule en Ontario. Le Independent Electricity System Operator (IESO) a financé plusieurs projets pilotes de charge bidirectionnelle, dont l’un a été développé conjointement par Hydro One et Peak Power. Ce projet implique le déploiement de 10 Nissan Leafs équipés de chargeurs bidirectionnels à courant continu. L’objectif du projet est de démontrer la fonctionnalité de la réserve d’énergie en cas de panne et des services V2G interactifs avec le réseau. La démonstration vise à évaluer la faisabilité technique et opérationnelle du V2G et les avantages potentiels.

À noter qu’aux États-Unis, il existe aussi plus de 15 services publics répartis dans 14 États qui mènent actuellement des projets pilotes V2G.

Ce changement de paradigme ouvre un monde de possibilités, combinant transport durable et services au réseau, économies de coûts et avantages environnementaux. Ensemble, approprions-nous le pouvoir du V2G et avançons vers un avenir où les ASE ne sont pas seulement destinés au transport scolaire, mais jouent un rôle clé dans la construction d’un avenir meilleur et plus propre. Lançons la révolution V2G pour les ASE du Canada!

Pour plus d’informations sur l’électrification du transport scolaire au Canada, nous vous encourageons à lire l’autre rapport préparé par Dunsky Énergie + Climat, Pistes de solutions pour l’électrification du parc d’autobus scolaires du Canada.

Henri Chevalier

Henri Chevalier

Stagiaire en mobilité durable
Équiterre

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