Au-delà de la mobilité : Economie des multiples rôles du véhicule électrique dans un cadre de transition énergétique

Beyond mobility : On the economics of electric vehicle's multiple roles in an energy transition framework.

• Auteur / Autrice : Icaro Silvestre Freitas Gomes
• Direction : Yannick Perez
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences économiques
• Date : Soutenance le 10/09/2021
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Droit, économie, management (Sceaux, Hauts-de-Seine ; 2020-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Réseaux, innovation, territoires et mondialisation (Sceaux, Haut-de-Seine)
• Partenaire(s) de recherche : Référent : Faculté de droit, économie, gestion
• Jury : Président / Présidente : Pascal Da Costa
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Patrice Geoffron, Carine Staropoli, Ramteen Sioshansi, Willett Kempton
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Patrice Geoffron, Carine Staropoli

Mots clés

Mots clés contrôlés

Services de l'électricité -- Tarifs

Systèmes photovoltaïques

Véhicules électriques

Mots clés libres

Vehicule-To-Grid

Optimisation énergétique

Conception tarifaire

Voiture electrique

Batterie stationnaire

Photovoltaïque

Electric Vehicle

Vehicle-To-Grid

Photovoltaic

Tariff design

Energy optimization

Stationary battery

Résumé

L'adoption rapide des véhicules électriques soutenue par des objectifs de réduction des émissions de gaz à effet de serre peut créer des défis pour le système électrique. Néanmoins, ils peuvent contribuer à la décarbonation des secteurs de l'électricité et de la mobilité simultanément si des réglementations économiques appropriées sont présentes. Des signaux économiques appropriés couplés à des technologies essentielles telles que la recharge intelligente et le « Vehicle-to-Grid » (V2G) faciliteront l'intégration des véhicules électriques dans le secteur de l'électricité. À leur tour, ces technologies permettront l'utilisation de milliers de GWh de capacité de batterie par les gestionnaires du système électrique à moyen terme. Cette thèse étudie plusieurs aspects économiques sur la façon de libérer tout le potentiel des véhicules électriques, non seulement en tant que moyen de transport mais aussi en tant que ressource énergétique dans un scénario de transition énergétique. Premièrement, elle étudie la synergie entre les véhicules électriques et les ressources énergétiques distribuées telles que le solaire photovoltaïque et les batteries stationnaires. Un cadre analytique identifiant les principaux domaines de recherche et les relations entre eux est fourni. Ensuite, elle analyse l'impact de différentes conceptions de tarifs de détail sur les incitations à l'investissement privé et le transfert des coûts. Dans ce contexte, sont présents dans les installations commerciales à la fois des véhicules électriques et des ressources énergétiques distribuées. Par ailleurs, elle évalue également la rémunération des véhicules électriques obtenue après la fourniture des services de gestion de factures selon la conception tarifaire. Enfin, passant au secteur résidentiel, la thèse aborde l'avenir des tarifs de recharge des véhicules électriques domestiques. Plusieurs plans tarifaires et solutions adoptant le sous-comptage sont proposés aux usagers et aux autorités réglementaires nationales. Elles ont comme objectif d’encourager la mobilité électrique tout en garantissant un maximum de bien-être social.

The rapid uptake of electric vehicles supported by greenhouse gas emission reduction targets may create challenges to the electricity system. Nevertheless, they can contribute to the decarbonization of both power and mobility sectors simultaneously if appropriate economic regulations are present. Appropriate economic signals coupled with essential technologies like smart charging and Vehicle-to-Grid (V2G) will facilitate the integration of electric vehicles in the power sector. In turn, these technologies will allow the utilization of thousands of GWh of battery capacity by system operators in a mid-term horizon. This dissertation investigates several economic aspects on how to unlock the full potential of electric vehicles, not only as a means of transportation but also as an energy resource in an energy transition scenario. First, it investigates the synergy between electric vehicles and distributed energy resources such as solar PV and stationary batteries. An analytical framework identifying the main research areas and underlying relationships between them is provided. Then, it analyses the impact of different retail tariff designs on private investment incentives and cost-shifting. The context of commercial facilities with both electric vehicles and distributed energy resources is considered. Moreover, it also assesses electric vehicle remuneration obtained from bill management services according to the tariff design. Finally, moving to the residential sector, it discusses the future of domestic electric vehicle rates. Several rate plans and solutions adopting submetering are proposed to users and national regulatory authorities. These proposals have the goal to incentivize electric mobility while ensuring maximum social welfare.