Nous savons que les voitures électriques peuvent réduire les émissions de carbone ; elles sont beaucoup plus efficaces en termes d'utilisation de l'énergie, par exemple, simplement en ne la perdant pas par les vibrations et donc la chaleur généralement produite par un moteur à combustion interne.
Mais dans quelle mesure peuvent-ils réellement réduire les émissions, et comment cela est-il affecté par les types et l'étendue des énergies renouvelables présentes dans des réseaux particuliers ?
Une nouvelle étude publiée dans Environmental Science and Technology par des chercheurs de la MIT Energy Initiative (MITEI) présente un nouveau modèle de calcul des réductions d'émissions et montre que l'heure de la journée à laquelle un véhicule électrique est chargé a un impact significatif sur les économies.
Bien que l'étude soit basée aux États-Unis, elle a une certaine pertinence pour l'Australie, en particulier car elle partage des attributs communs avec la Californie, qui subit également une transition substantielle vers l'énergie solaire.
Les chercheurs ont découvert qu'en Californie, très solaire, si un véhicule électrique est chargé la nuit, il produit 70 % d'émissions supplémentaires que s'il est chargé pendant la journée (notant que pendant la journée, il produit toujours moins d'émissions que la conduite d'une voiture à essence ou diesel).
De toute évidence, dans les réseaux riches en énergie solaire, cela a d'énormes implications sur l'efficacité avec laquelle les véhicules électriques peuvent contribuer à la réduction des émissions.
Les chercheurs affirment qu'il est important de comprendre ce type de données pour s'assurer que le bon type d'infrastructure de recharge est présent aux endroits appropriés.
Par exemple, si vous vivez et travaillez dans une zone riche en énergie solaire, il peut être plus utile d'avoir accès à une recharge au travail.
« L'infrastructure de recharge est… un élément déterminant lorsqu'il s'agit de faciliter la recharge à des moments précis, en particulier pendant la journée », a déclaré Emre Gençer, co-auteur et chercheur au MITEI.
"Si vous devez recharger votre véhicule électrique à midi, vous devez disposer de suffisamment de bornes de recharge sur votre lieu de travail."
À New York, qui possède un pourcentage élevé d'énergie nucléaire ou hydraulique, le meilleur moment pour recharger un véhicule électrique est en fait exactement le contraire, car en rechargeant la nuit, on peut économiser 20 % d'émissions supplémentaires.
Ian Miller, l'auteur principal de l'étude et chercheur associé au MITEI, note que les données créées à partir de leur modélisation peuvent également être utiles pour informer les législateurs et les régulateurs du meilleur moment pour introduire des tarifs en fonction de l'heure d'utilisation pour encourager la recharge des véhicules électriques à des moments particuliers. fois.
"Si vous facilitez la recharge à des moments particuliers, vous pouvez vraiment augmenter les réductions d'émissions résultant de la croissance des énergies renouvelables et des véhicules électriques", déclare Miller
« Alors, comment fait-on ? Les tarifs d'électricité en fonction de l'heure d'utilisation se répandent et peuvent modifier considérablement l'heure de la journée à laquelle les conducteurs de VE rechargent. Si nous informons les décideurs de ces impacts importants sur le temps de charge, ils peuvent alors concevoir des tarifs d'électricité pour réduire la charge lorsque nos réseaux électriques sont à forte intensité d'énergie renouvelable. »
Les chercheurs ont noté que dans le passé, le fait de ne pas modéliser les variations horaires du réseau ou les variations de consommation de carburant liées à la température pouvait signifier que les données de réduction des émissions projetées pouvaient être erronées de 10 % dans près d'un tiers des cas. Dans les réseaux solaires comme la Californie, l'erreur peut aller jusqu'à 50 % d'écart.
"Si vous ne modélisez pas le temps de charge et que vous supposez plutôt une charge avec une puissance moyenne annuelle, vous pouvez sous-estimer les émissions des véhicules électriques", déclare Maryam Arbabzadeh, post-doctorante co-auteur du rapport.
« Bien sûr, c'est formidable d'avoir plus d'énergie solaire sur le réseau et plus de véhicules électriques utilisant ce réseau. Peu importe quand vous chargez votre véhicule électrique aux États-Unis, ses émissions seront inférieures à celles d'une voiture à essence similaire ; mais si la recharge des véhicules électriques se produit principalement lorsque le soleil est couché, vous n'obtiendrez pas autant d'avantages en matière de réduction des émissions que vous ne le pensez en utilisant une moyenne annuelle."
Pour réduire la marge d'erreur, les chercheurs ont utilisé des données de grille horaires de 2018 et 2019 - ainsi que des données horaires de charge, de conduite et de température - et les ont appliquées à un nouveau modèle qu'ils appellent la méthode du "jour moyen".
"Nous avons constaté que vous pouvez ignorer la saisonnalité des émissions du réseau et de l'économie de carburant, tout en estimant avec précision les émissions annuelles des véhicules électriques et les impacts sur le temps de charge", déclare Miller.
« Ce fut une agréable surprise. Au Kansas l'année dernière, les émissions quotidiennes du réseau ont augmenté d'environ 80 % entre les saisons, tandis que la demande d'électricité des véhicules électriques a augmenté d'environ 50 % en raison des changements de température. Des études antérieures ont émis l'hypothèse que le fait d'ignorer ces fluctuations saisonnières nuirait à la précision des estimations des émissions de VE, mais n'a jamais quantifié l'erreur. Nous l'avons fait - à travers divers mélanges de réseaux et climats - et avons trouvé que l'erreur était négligeable."
La modélisation a également été utilisée pour projeter les émissions futures. Dans ce cas, une modélisation dans le sud-est des États-Unis de 2018 à 2032 a montré que d'ici 2032, par rapport à une voiture hybride similaire, les émissions de VE par kilomètre pourraient être inférieures de 30 % si elles étaient chargées la nuit et de 65 % si elles étaient chargées à midi.
"Pour atténuer le changement climatique, nous devons décarboner à la fois les secteurs des transports et de l'énergie électrique", déclare Gençer.
"Nous pouvons électrifier les transports, et cela réduira considérablement les émissions, mais ce document montre comment vous pouvez le faire plus efficacement."
Citation : Variations horaires du réseau électrique, modèles de charge des véhicules électriques et émissions de fonctionnement
Ian Miller, Maryam Arbabzadeh et Emre Gençer
Science et technologie de l'environnement 2020 54 (24), 16071-16085
DOI :https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.est.0c02312
