Opérateurs de mobilité électrique
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École d’été du Réseau de Recherche sur l’Innovation 31/08-03/09/2011 - Dunkerque Jonathan BAINÉE - Doctorant 1 Les opérateurs de mobilité électrique et le véhicule électrique (VE). Modèles d’affaires, portées théorique et empirique 2 Le véhicule électrique (VE), kezako ? Véhicule mue par un (ou plusieurs) moteurs électriques alimentés par une batterie d’accumulateurs, elle-même susceptible d’être rechargée depuis le réseau électrique; Depuis toujours elle bute sur trois principaux verrous d’ordre technicoéconomique, principalement liés aux batteries d’accumulateurs Coûts 10-14k€ Autonomie 120-160km Charge 6-8h 3 Fenêtres d’émergence « Fenêtre stratégique » (Abell, 1978) d’émergence : Période de temps limitée durant laquelle se dessine une adéquation 4 entre les contextes socio-économiques et institutionnels, et une technologie effectivement mobilisable à court terme. Fenêtre d’émergence contemporaine Régulation politique Court terme Synchronisation et convergence Long terme Régulation marchande 5 Écosystèmes Pouvoirs publics locaux et nationaux Électronique Électronique Équipementiers Équipements constructeurs Plasturgie, Caoutchouc Opérateurs de VE Écosystème du véhicule thermique Écosystème du Mobilité électrique Constructeurs Métal, Roulements, Fonderie Pneumatiques Pneumatiques, Constructeurs Verre Base : SESSI 2008 Énergéticiens Softwares Softwares Batteries pétroliers Énergéticiens Infrastructures immobilières6 Problématique et plan Quels sont les modèles d’affaires des opérateurs de mobilité électrique et comment appréhender leur rôle dans la diffusion du véhicule électrique ? 1 Genèse et périmètre du marché des opérateurs de mobilité électrique. 2 Opérateurs de mobilité électrique : modèles d’affaires et typologie 3 Opérateurs de mobilité électrique : quels sont les enseignements de l’économie des réseaux ? 7 Genèse et périmètre du marché des opérateurs de mobilité électrique Ce principe repose sur la capacité des batteries des VE à stocker de l’électricité produite par le réseau et à la renvoyer opportunément sur le réseau (local/domestique) : protocoles Vehicle-to-Grid (V2G) et Vehicle-to-Home (V2H) LeLe VEVE peut être une solutionen desupport substitution rentable, propre se pose également du déploiement des et neutrerenouvelables pour le système électrique s’il faitoptimisée l’objet d’une énergies grâce à une gestion des gestion optimisée de sa recharge, i.e. s’il ne consomme pas productions et des consommations d’électricité d’électricité en de26/07 pointe. Prévisions de production des éoliennes enpériode J (France) les et 15/08/2011 – Source RTE Source : SénatMesure (rapport) de la consommation d'électricité totale en France le 26/07/2011 – Source RTE L’avènement du VE interroge la capacité de nos économies à substituer le pétrole par une électricité « propre » Quid des capacités installées ? Rocky Montain institute Quid de l’équation économique du VE ? Quid du bilan8 écologique du VE ? Genèse et périmètre du marché des opérateurs de mobilité électrique L’exemple de Better Place en Israël (2012)du VE Contourner les verrous technico-économiques suppose également l’optimisation des mobilités par une Interactions en temps réel gestion collective des déplacements : protocoles Vehicle-to-Roadside communications Disponibilité sources énergétiques propres Permettre au VE de rouler à une heure précise et sur une Densité et orientation distance conforme aux desideratas du conducteurs. Battery-to-Grid des flux de circulation Interactions multiples dont VE est l’origine et la destination Centre de données Infrastructures de Niveau de recharge charge de la - Positionnement Position et disponibilité batterie en - disponibilité des bornes de recharge temps réel Degré de priorité de la recharge … Station d’échange9 de batteries Genèse et périmètre du marché des opérateurs de mobilité électrique Corollaires Le VE devient un véhicule « connecté » et communicant… …qui constitue la pierre angulaire d’un changement de paradigme de la mobilité nécessitant le recourt à une gestion fine et optimisée des déplacements, mais également des productions et des consommations d’électricité. A l’interface du VE et des infrastructures routières, télécoms et énergétique, il existe un espace, un marché… …qui est comblé par des « opérateurs de mobilité électriques » qui capitalisent sur le décloisonnement de secteurs éco entiers et dont ils assurent le bouclage. 10 Opérateurs de mobilité électrique Modèle Proposition d’agencement territorialisé État des lieuxet moyens de valeur Terminologie Offrir un plan énergétique adaptécomme aux habitudes et aux Modèle Dès 2007, d’agencement Better Place seavancé définit un « opérateur besoins ponctuels déplacement global de réseaux et dede services pour VE ».des usagers de l’électromobilité. Modèle d’agencement simple La du terme « opérateurdynamique de mobilité Créerpaternité les conditions d’un management des électrique à Cédric Lewandowski (Directeur productions» etrevient des consommations énergétiques et des Transports VE - EdF – 10/2008)des batteries. périodes deetcharge et décharge Typologie Données en entermes termesde destock flux L’activité d’opérateur de mobilité électrique n’est pas Exemples tout à fait stabilisée, si bien que les -modèles d’affaires EdF - General -/ Freshmile Renault-Nissan Electric diffèrent en fonction d’un certains nombre de critères… - General -MeRegioMobil - Google Electric / GM -- Coulomb Better: place technologies / Renault…d’où des modes d’agencement distincts 11 Nissan (Israël) Opérateurs de mobilité électrique Corollaires Le VE devient un véhicule « connecté » et communicant… …qui fait système avec des réseaux de différentes natures (routiers, énergétiques, électriques et télécoms). Σ (A,B,C) > Σ (A) + Σ (B) + Σ (C) Le VE devient un véhicule « connecté » et communicant… …qui est spécifié par les territoires de production et de consommation car il combine initiatives, stratégies et politiques publiques et privées en rapport avec les potentialités des territoires (taille et modernité des différents réseaux, etc.). 12 Réseaux et diffusion technologique Réseau Réseau à à double double voie voie Réseau à simple voie Enseignements théoriques Deux types de réseaux sont distingués dans la littérature (Economidès, 1996) : - Réseau à simple voie (l’une des deux liaisons n’existe pas, ou liaison AB identique à liaison BA – ex. réseau électrique); VE sans opérateur de mobilité électrique - Réseau à double voie (liaison AB distincte de liaison BA – ex. réseau aérien). VE avec opérateur de mobilité électrique 13 Réseaux et diffusion technologique Externalités de réseaux VE sans opérateur la production VE avec opérateur Il y a externalité lorsque ou la mobilité électrique de mobilité consommation d’unde agent économiques agit sur leélectrique bien être ou la satisfaction d’un ou plusieurs autres agents. Type de réseau Simple voie Double voie Dans le cas des externalités (positives) de réseau, cela Indirectes Directes et indirectes signifie que la valeur d’un bien augmente en fonction du nombre d’unités de ce bien qui composent le réseau. Type d’externalités Rendements Hausse nbde bornes d’adoption Deux types d’externalités réseauxcroissants (Katz-Shapiro, 85) Effets induits Économies d’échelle Congestion mais Externalités Learning directesby(ex. réseau téléphonique); amélioration infos using Externalités indirectes (effets de club). 14 Réseaux et diffusion technologique Modélisation Le Base bénéfice :que Katzleetnet Shapiro pour un (1985) consommateur achète Pour consommateur adopte un VEqui couplé à un un VE est donné par l’expression : management de l’électromobilité, faut que les bénéfices Objet : portée des dynamiques ilmises en évidence sur la BVE =attendus v(E –supérieurs p δ(Ĕ[e ]), où concurrentiel. t+1]) t – et -de privés soient auxt+1coûts de la prestation diffusion dut + VEĔ[E et sur la forme l’équilibre - v(.) une: fonction croissante saisissant les externalités + Hypo Les consommateurs forment des estimations Or, « si la première spécificité de l’économie des (homogènes) la taille future du réseau adoptent le - δ un terme d’actualisation du futur coût deetl’électricité. réseaux résidesur dans l’existence d’externalités, la seconde bien confrontant àprix vente etparticulière prix de réservation. tient en certainement la de structure des coûts » De trois cas : qui maximise leur (Lequeux, 2002)choisissent : de figurelapossibles Leslà, conso technologie valeur totale détention. Trois séries de facteurs : t+1]) -SiBles ou =de0fixes (=) v(E VE <coûts t+1]) < ou = p t + et + δ(Ĕ[e liést +à Ĕ[E l’infrastructure (couche basse des - Nb d’adopteurs en période (Et) et enpour période réseaux) sont élevés… Il n’existe pas de1 marché le VE2 (Ĕ[Et+1]); -…les bien durant période courante 1 (pt);]) du réseau coûts variables liés à l’exploitation - Prix BVE >du 0 (=) v(E + Ĕ[E +1]) > p + e + δ(Ĕ[e t t t t t+1 (couche haute) sont faibles voire nuls (Curien, - Coût d’usage en période 1 (et) et en période1997); 2 (Ĕ[et+1]).15 Il existe un marché pour le VE Réseaux et diffusion technologique Corollaires Le couple VE / opérateur de mobilité électrique fait montre d’une dynamique de diffusion singulière qui s’appuie sur le cumul de rendements croissants d’adoption et d’une structure de coûts spécifique aux industries de réseaux. Le couple VE / opérateur de mobilité électrique tend probablement à constituer un dominant design dans la diffusion du VE (Utterback et abernathy, 1975). 16 Plus loin… Recherches complémentaires (exemples) Économie des réseaux : - Opportunité de l’open data et de l’interopérabilité entre les réseaux physiques (VS roaming); Économie publique : - Optimum social VS privé : opportunité du territoire de se saisir politiquement et économiquement du VE; - Quel régulateur sectoriel pour régir le décloisonnement des marchés suscitant externalités et disfonctionnements; Économie territoriale / géographique : - Articulation du bien système VE et du territoire : quelles 17 conditions initiales (institutionnelles, politiques, etc.). Bibliographie ABELL D.F. (1978), Strategic Windows, Journal of Marketing, Vol. 21, No.6; BAINEE J., LE GOFF R. (2011), « Crises, mondialisation et résilience des territoires : le cas de la Californie dans l’émergence de l’industrie du Véhicule Electrique », soumis à la RERU; ECONOMIDÈS N. (1996), « The economics of networks », International journal of industrial organization », Vol.16, No.4, pp.675-699; KATZ M., SHAPIRO C. (1985), « Network Externalities, Competition and Compatibility », American Economic Review, Vol.75, No.3, pp.424-440; LEQUEUX F. (2002), Concurrence et effets de dominance économique dans l’industrie multimédia, Thèse de Doctorat Université de Paris I Panthéon Sorbonne, 552 pages; MURMANN P., FRENKEN K. (2006), « Toward a systematic framework for research on dominant designs, technological innovations, and industrial change », Research Policy, No.35, pp.925–952; UTTERBACK J.M., ABERNATHY W.J. (1975), « A Dynamic Model of 18 Product and Process Innovation », Omega, Vol.3, No.6, pp.639-656. 19 Merci pour votre attention 19 Revue de la littérature Théorie des cycles économiques Paradigme technologique (Dosi, 1982) Systèmes techniques (Gille, 1979) Dominant design (Abernathy et Utterback, 1978) Le changement technique a un impact profond et de nature exogène sur le rythme et la trajectoire de développement des industries et des firmes 20 21
