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