Le cycle de vie d’une batterie ne se termine pas nécessairement après son utilisation dans un véhicule. C’est ce que démontre le projet pilote GUW+ de la société Üstra Hannoversche Verkehrsbetriebe AG, auquel Daimler Buses participe en tant que partenaire. Dans le cadre du projet annoncé en 2021, les systèmes de batteries des autobus eCitaro Mercedes-Benz bénéficient d’une deuxième vie en tant qu’accumulateurs d’énergie stationnaires. La solution innovante d’accumulateur d’énergie a été développée et mise en œuvre par Mercedes-Benz Energy GmbH. Le système de stockage dans la sous-station de redressement d’Üstra, qui vient d’être mis en service à Hanovre, permet l’alimentation en énergie commune et simultanée des bus électriques eCitaro et des tramways de l’entreprise de transport public.
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Lancement à Hanovre : l’accumulateur d’électricité stationnaire à partir de batteries d’occasion de l’eCitaro entre en service.
La solution de stockage stationnaire utilisée dans ce projet pilote est non seulement réglable, son énergie est récupérable, mais elle peut également être adaptée individuellement à d’autres domaines d’application et évoluer en conséquence. D'autres avantages : la poursuite de l’utilisation des batteries en mode Second Life comme accumulateur d’énergie stationnaire réduit les coûts du cycle de vie de l’eCitaro. Dans le même temps, l’utilisation de l’infrastructure existante (bâtiment, raccordement au réseau et électronique de puissance) a un effet positif sur les coûts d’investissement d’Üstra et permet d’autres voies d’amortissement.
L’accumulateur d’électricité stationnaire dispose d’une capacité totale de plus de 500 kWh. Il se compose de 28 systèmes de batteries Second Life issus de l’eCitaro Mercedes-Benz. Chaque eCitaro est équipé de puissants packs de batteries NMC qui, lorsqu’ils atteignent leur limite d’autonomie spécifique au véhicule, bénéficient pour la première fois, dans le cadre du projet pilote GUW+ à Hanovre, d’une seconde vie dans un accumulateur d’énergie stationnaire.
Leinfelden-Echterdingen / Hanovre, décembre 2023
- Pour la première fois, on donne une seconde vie aux batteries de bus électriques usagées provenant de l'autobus tout électrique eCitaro Mercedes-Benz
- Du projet pilote à la solution de série évolutive : l'intégration des batteries d’entraînement comme accumulateur d’énergie dans la sous-station de redressement GUW+ de l’entreprise Üstra Hannoversche Verkehrsbetriebe AG
- Un système d’alimentation en énergie commun pour les bus électriques eCitaro et les tramways
- Amélioration du bilan environnemental et de la rentabilité de l’eCitaro
- L’accumulateur d’énergie stationnaire GUW+ : réglable, évolutif et capable de renvoi d'énergie
- Le développement et la mise en œuvre par Daimler Buses et Mercedes-Benz Energy
L’accumulateur à batterie stationnaire offre une seconde vie aux batteries des bus électriques.
Dans le cadre de son concept de durabilité, Daimler Buses considère le cycle de vie des autobus et de leurs systèmes de batterie de manière globale. Pour garantir l’autonomie nécessaire le remplacement de la batterie d’entraînement électrique NMC de l'autobus eCitaro Mercedes-Benz entièrement électrique, sans émissions locales et silencieux, devient nécessaire lorsque celle-ci a atteint environ 80 % de sa capacité initiale après environ cinq à six ans d’utilisation.
En revanche, en mode stationnaire, où les pertes de capacité ne jouent qu’un rôle mineur, les batteries restent pleinement opérationnelles jusqu’à dix ans. La réutilisation des batteries dans une application seconde vie en tant que modules d’accumulateurs d’énergie stationnaires augmente ainsi leur utilité économique et contribue au bilan environnemental de l’eCitaro.
Les batteries utilisées dans le projet pilote d’accumulateur à batterie stationnaire de l’Üstra proviennent encore actuellement de bus eCitaro qui ont été utilisés par Daimler Buses pour des essais sur route sur des milliers de kilomètres. À l’avenir, l’accumulateur d’énergie stationnaire pourra être complété par des batteries remplacées provenant des 49 autobus eCitaro solo et articulés à entraînement entièrement électrique actuellement en service chez Üstra.
Un circuit de stockage et de distribution d’électricité local à Hanovre.
La sous-station de redressement de Hanovre alimente les tramways ainsi que les bus électriques de l’Üstra et est raccordée au réseau électrique public. L’accumulateur d’énergie sert de tampon pour l’utilisation efficace de l’énergie de récupération produite dans le cadre de l’exploitation du tramway. L’énergie ainsi accumulée permet de compenser les pics de charge et de garantir la continuité du service en cas de panne du réseau.
L’entreprise Üstra se concentre également sur l’alimentation de l’infrastructure de recharge publique et sur l’alimentation du réseau électrique public en cas de surcapacité. Dans les périodes où la production d’électricité est trop importante et où l’on constate une augmentation de la demande sur le réseau public, l’objectif est d’absorber ces pics, de soulager le réseau électrique et de maîtriser les scénarios de black-out énergétique. Pour recharger ses propres bus électriques au moyen de l’accumulateur de la sous-station de redressement, Üstra a installé une borne de recharge spécialement conçue à cet effet sur son site.
Le projet pilote visant à intégrer pour la première fois des batteries de bus électriques usagées provenant de véhicules de pré-série de l’eCitaro était en phase de réalisation depuis 2021. Il est désormais achevé avec l’intégration complète de l’accumulateur à batterie, ce qui garantit un fonctionnement régulier et sans problème à long terme. En plus des tests intensifs, la phase d’essai et d’identification a permis l’intégration dans l’ensemble de l’environnement technique et des installations de commande électrotechniques du réseau électrique des tramways d’Üstra, ainsi que la finalisation du concept de protection incendie.
Du projet pilote d’accumulateur à batterie à la solution de série évolutive.
Le concept du projet pilote d’accumulateur à batterie stationnaire GUW+ sert en premier lieu à valider un éventuel équipement avec des batteries provenant du parc d’autobus eCitaro régulier d’Üstra, une fois que celles-ci ont atteint leur limite de capacité. Depuis 2020, l’Üstra a progressivement mis en service 49 bus électriques eCitaro, dont les 490 batteries pourront probablement être intégrées progressivement dans la solution de stockage Second Life à partir de 2026. Cela permettrait à l’entreprise Üstra de couvrir alors entièrement ses besoins en énergie avec ses propres batteries en utilisation stationnaire de seconde vie et d’augmenter sa rentabilité.
Le projet de prolongation de la durée de vie des batteries de bus électriques est en principe évolutif en termes de taille et de portée. Il peut donc servir de base au développement du concept et à sa future mise en œuvre en tant que solution de série économiquement efficace qui offre une seconde vie aux batteries des véhicules eCitaro.
Les potentiels des accumulateurs d’énergie stationnaires pour les entreprises de transports publics.
L’accumulateur d’énergie stationnaire peut être étendu à volonté chez Üstra, comme chez d’autres entreprises de transport en commun, et adapté individuellement à leurs besoins. Il s’agit par exemple d’une solution de conteneur qui ne dépend pas des locaux existants sur le site et qui s’intègre de manière flexible dans différents environnements.
Une autre perspective est l’intégration du système d’alimentation électrique pour d’autres véhicules électriques tels que les véhicules communaux ou les voitures des employés dans le système d’alimentation électrique ; mais le stockage de l’énergie pour une utilisation dans l’atelier ou dans les services administratifs augmente considérablement le bénéfice économique de l’investissement de l’exploitant dans une seconde vie de la batterie grâce au remplacement et à la réutilisation stationnaire.
Une autre solution intéressante est la combinaison avec des installations photovoltaïques installées sur les toits, les halls de production et les emplacements du site. Le stockage temporaire de l’électricité solaire dans les systèmes de batteries de seconde vie réutilisés du eCitaro et l’utilisation locale de l’électricité autoproduite, par exemple pendant les heures de nuit pour recharger les véhicules, répond au souhait d’un grand nombre d’exploitants de transports publics et d’entreprises de services qui cherchent à augmenter la rentabilité de leurs flottes de bus électriques dans le cadre du calcul du coût total de possession.
Enfin, le projet pilote GUW+ sert également à évaluer la possibilité d’utilisation de l’accumulateur d’énergie stationnaire comme accumulateur de rechange : les nouvelles batteries pour l’eCitaro, qui sont approvisionnées par Daimler Buses ou par des ateliers et qui sont destinées à être utilisées comme organes de remplacement en cas de panne soudaine de la batterie dans les véhicules, peuvent être intégrées dans des systèmes de stockage stationnaires à faible charge jusqu’à leur utilisation dans les bus électriques. Cela permet de maintenir les batteries en bon état jusqu’à leur utilisation prévue dans le bus électrique et de prévenir efficacement un vieillissement prématuré.
Développement et réalisation de l’accumulateur d’énergie : le projet GUW+.
Le projet GUW+ est financé par le ministère fédéral du numérique et des transports (BMDV) dans le cadre de la directive de subvention de la mobilité électrique. En plus du chef de file ALSTOM Transport Deutschland GmbH, Salzgitter, le consortium regroupe les sociétés Elpro GmbH, Berlin, et Motion Control and Power Electronics GmbH, Dresden, le Fraunhofer IVI à Dresde et la TU Dresden. Daimler Buses soutient le projet en tant que partenaire associé.
Spécialisée dans les applications des secteurs « Second Life » et « Accumulateur de rechange », Mercedes-Benz Energy GmbH est responsable du développement et de la mise en œuvre de l’accumulateur d’énergie dans le cadre du projet GUW+ pour le compte de Fraunhofer IVI en tant que filiale de Mercedes-Benz AG.
Daimler Buses a mis les batteries à disposition et a participé au développement des composants logiciels et de commande. La nouvelle entreprise Daimler Buses Solutions GmbH va mettre en œuvre de futures applications Second Life basées sur des batteries issues de l’eCitaro Mercedes-Benz dans le cadre de solutions d’infrastructure d’autobus électriques clés en main pour les entreprises de transport public.
06 décembre 2023
