Vraquier à hydrogène, porte-conteneurs alimenté par batterie
La pression pour réduire les émissions de gaz à effet de serre et de polluants s'est étendue à l'industrie du transport maritime. Les premières installations alimentées à l'électricité, au gaz naturel ou à l'hydrogène sont déjà en construction.
On estime que le transport maritime est responsable de 3,5 à 4 % des émissions de gaz à effet de serre, principalement du dioxyde de carbone, et encore plus de pollution. Dans un contexte d'émissions mondiales de polluants, le transport maritime « produit » 18 à 30 % d'oxydes d'azote et 9 % d'oxydes de soufre.
Formes de soufre dans l'air pluie acidequi détruisent les cultures et les bâtiments. L'inhalation de soufre provoque problèmes avec le système respiratoireet augmente même risque de crise cardiaque. Les carburants marins sont généralement des fractions lourdes de pétrole brut (1), à haute teneur en soufre.
déclare Irene Blooming, porte-parole de la coalition écologiste européenne Seas in Risk.
fait écho à Nerijus Poskus de la société de technologie maritime Flexport.
1. Moteur marin traditionnel à fioul lourd
En 2016, les Nations Unies et l'Organisation maritime internationale (OMI) ont décidé d'introduire une législation visant à réduire les émissions autorisées de gaz à effet de serre et de polluants. Des règles imposant des limites importantes à la quantité de pollution par le soufre des navires proches des terres entrent en vigueur pour les armateurs à partir de janvier 2020. L'OMI a également indiqué que d'ici 2050, l'industrie du transport maritime devra réduire de 50 % ses émissions annuelles de gaz à effet de serre.
Indépendamment des nouveaux objectifs et réglementations en matière d'émissions, de plus en plus de solutions sont déjà développées ou proposées dans le monde et peuvent radicalement changer l'écologie du transport maritime.
ferry à hydrogène
Le fabricant de piles à combustible Bloom Energy travaille avec Samsung Heavy Industries pour développer des navires à hydrogène, a récemment rapporté Bloomberg.
Preeti Pande, vice-président du développement stratégique du marché de Bloom Energy, a déclaré dans un communiqué à l'agence.
Jusqu'à présent, les produits Bloom étaient utilisés pour alimenter des bâtiments et des centres de données. Les cellules étaient remplies de terre, mais maintenant elles peuvent être adaptées pour stocker l'hydrogène. Par rapport au carburant diesel conventionnel, ils produisent beaucoup moins de gaz à effet de serre et ne produisent ni suie ni smog.
Les armateurs déclarent eux-mêmes la transition vers des technologies de propulsion propres. La plus grande compagnie maritime de conteneurs au monde, Maersk, a annoncé en 2018 qu'elle visait à décarboniser ses opérations d'ici 2050, bien qu'elle n'ait pas précisé comment elle voulait le faire. Il est clair que de nouveaux navires, de nouveaux moteurs et, surtout, de nouveaux carburants seront nécessaires pour réussir.
La recherche de carburants plus propres et respectueux du climat pour le transport maritime s'articule actuellement autour de deux options viables : le gaz naturel liquéfié et l'hydrogène. Une étude réalisée en 2014 par les Sandia National Laboratories du Département américain de l'énergie a révélé que l'hydrogène était la plus prometteuse des deux options.
Leonard Klebanoff, un chercheur de Sandia, a commencé à analyser avec son collègue de l'époque, Joe Pratt, si les navires modernes pouvaient être alimentés par des piles à hydrogène au lieu de les utiliser avec des combustibles fossiles. Leur projet a été lancé lorsque l'opérateur du ferry de la baie de San Francisco a demandé au ministère de l'Énergie si sa flotte pouvait être convertie à l'hydrogène. Alors que la technologie des piles à combustible à hydrogène existe depuis des décennies, personne n'a pensé à l'utiliser sur les navires à l'époque.
Les deux scientifiques étaient convaincus que l'utilisation de cellules était possible, même si, bien sûr, diverses difficultés devraient être surmontées pour cela. par unité d'énergie produite environ quatre fois plus d'hydrogène liquide que le carburant diesel conventionnel. De nombreux ingénieurs craignent de ne pas avoir assez de carburant pour leurs navires. Un problème similaire existe avec l'alternative à l'hydrogène, le gaz naturel liquéfié, qui, de plus, n'a pas un niveau d'émission aussi nul.
2. Construction du premier ferry à hydrogène au chantier naval d'Auckland.
En revanche, le rendement du carburant hydrogène reste le double de celui du carburant conventionnel, donc en fait besoin de deux fois pluspas quatre. De plus, les systèmes de propulsion à hydrogène sont beaucoup moins encombrants que les moteurs marins classiques. Ainsi, Klebanoff et Pratt ont finalement conclu qu'il était possible de convertir la plupart des navires existants à l'hydrogène et qu'il serait encore plus facile de construire un nouveau navire à pile à combustible.
En 2018, Pratt a quitté Sandia Labs pour cofonder le Golden Gate Zero Emission Marine, qui a élaboré des plans détaillés pour un ferry à hydrogène et convaincu l'État de Californie de faire un don de 3 millions de dollars pour financer un projet pilote. Au chantier naval d'Oakland, en Californie, des travaux sont actuellement en cours pour la construction des premières unités de ce type (2). Le traversier pour passagers, qui devrait être achevé d'ici la fin de cette année, sera le premier navire à moteur aux États-Unis. Il sera utilisé pour transporter des passagers et étudier la région de la baie de San Francisco, et l'équipe du Sandia National Laboratory explorera l'appareil sur toute sa longueur.
Innovation norvégienne
En Europe, la Norvège est connue pour son innovation dans le domaine des installations offshore à propulsion alternative.
En 2016, l'armateur The Fjords a lancé un service régulier entre Flåm et Gudvangen dans le Midwest norvégien en utilisant le moteur hybride Vision of the fjords de Brødrene Aa. Les ingénieurs de Brødrene Aa, utilisant l'expérience de la construction de Vision of the fjords, ont construit Future of the Fjords sans émissions nocives. Ce moteur presque bicylindre était équipé de deux moteurs électriques de 585 ch. tout le monde. Le catamaran en fibre de verre peut embarquer jusqu'à 16 passagers en même temps, et sa vitesse est de 20 nœuds. Il convient de noter en particulier le temps de charge des batteries qui alimentent l'appareil, qui n'est que de XNUMX minutes.
En 2020, un porte-conteneurs électrique autonome devrait entrer dans les eaux norvégiennes - Yara Birkeland. L'électricité qui alimentera les batteries du navire proviendra presque entièrement de centrales hydroélectriques. L'année dernière, AAB a annoncé son intention de collaborer avec le Centre de recherche norvégien sur l'utilisation de cages dans les divisions transport et passagers.
Les experts soulignent que le processus de basculement de l'industrie maritime vers des solutions alternatives et plus respectueuses de l'environnement (3) durera de nombreuses années. Le cycle de vie des navires est long, et l'inertie de l'industrie n'est pas moindre que celle de plusieurs centaines de milliers de mètres chargés à ras bord.
