L’industrie du fret face au changement climatique

Vue en coupe du réservoir cryogénique
Les approches pour naviguer dans le « milieu désordonné » peuvent varier

(Trouvez les dernières nouveautés en matière d’équipement et de maintenance : explorez le numéro de Calibrate de ce trimestre)

Le Conseil nord-américain pour l’efficacité du transport de marchandises a inventé le terme « Messy Middle ». Cela fait référence au fait qu’il existe plusieurs façons de s’attaquer au problème du changement climatique dans un environnement où il existe un large éventail de solutions.

Jeff Seger, propriétaire d’InProTech Solutions et membre de la NACFE, est un consultant indépendant qui possède une expérience du secteur auprès d’acteurs majeurs dirigeant des entreprises de redressement et mettant de nouvelles technologies sur le marché. Son entreprise aide de nombreux types d’entreprises à faire la transition vers une énergie propre de manière fiable et rentable. Il dit que le Messy Middle est une période où la décarbonisation et d’autres solutions sont proposées. Seger explique que le Messy Middle s’étend de A à Z.

« A fait référence à des carburants alternatifs comme le gaz naturel, le propane et même l’hydrogène utilisés pour alimenter un moteur à combustion interne modifié, et Z fait référence aux véhicules zéro émission comme les équipements électriques à batterie et à pile à combustible à hydrogène », a-t-il déclaré. « D (diesel) est plus proche du présent, où une flotte adopte une approche plus traditionnelle tirant le meilleur parti de ce qui est déjà disponible et l’optimisant, tout en adoptant les prochains équipements 2027. »

La première étape pour ceux qui ont besoin de montrer des progrès consiste à faire des choses simples, comme améliorer l’aérodynamisme, normaliser les paramètres électroniques comme ceux qui déterminent les points de changement de vitesse et apprendre de manière agressive aux conducteurs à être plus efficaces et à utiliser le régulateur de vitesse. Il existe également des possibilités telles que l’utilisation de carburants renouvelables.

Étant donné qu’il existe une série de réglementations appelées Advanced Clean Fleets qui s’appliquent aux flottes et aux objectifs de développement durable que vos clients doivent respecter, il est impossible d’échapper à la nécessité de s’adapter à un avenir plus vert. Seger indique que vous devez procéder comme suit pour sélectionner le meilleur groupe motopropulseur plus écologique pour votre opération :

• Examinez le cycle de service et déterminez quel groupe motopropulseur est le meilleur.

Si un carburant alternatif semble intéressant, vous devez savoir si l’infrastructure est disponible pour faire le plein là où vos véhicules circulent et dans quelle mesure il sera facile pour votre atelier d’entretenir l’équipement qui l’utilise et de s’y adapter.

S’il s’agit d’un véhicule zéro émission, vous devrez connaître l’infrastructure de recharge pour les véhicules électriques à batterie et les points de ravitaillement en hydrogène pour les véhicules électriques à pile à combustible – et, bien sûr, la formation et l’équipement de vos techniciens et ateliers pour le réparer. .

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Apportez des changements simples pour améliorer l’économie de carburant

Même si votre flotte est petite et que le capital nécessaire pour acheter de nouveaux équipements constitue un problème majeur, il existe encore de nombreuses possibilités d’améliorer les performances d’une flotte dans ce domaine.

Seger souligne que le destin ultime du camionnage vert s’avérera probablement être une combinaison de BEV fonctionnant à l’électricité produite par des éoliennes, des panneaux solaires et de nouveaux types de réacteurs nucléaires pour des trajets plus courts et, pour le transport routier, au carburant. des véhicules électriques à cellules fonctionnant à l’hydrogène généré avec les mêmes sources d’énergie électrique et utilisant des électrolyseurs pour séparer l’hydrogène de l’eau.

En attendant, il existe des solutions plus familières qui nécessitent un plus petit saut pour être adoptées. Seger recommande fortement aux flottes de camions de travailler dur pour prendre conscience de tous les risques technologiques lorsqu’ils décident de s’en tenir au diesel, d’adopter quelque chose propulsé par des moteurs thermiques quelque peu différents utilisant des carburants plus verts ou d’aller jusqu’au bout vers des groupes motopropulseurs véritablement verts. Demandez l’aide de quelqu’un qui n’est pas tellement occupé à gérer sa flotte qu’il ne peut pas passer beaucoup de temps à évaluer les risques et les avantages potentiels de chaque nouvelle technologie.

L’acquisition de moteurs diesel 2027 vous fera avancer, mais elle sera beaucoup plus compliquée afin de répondre aux faibles émissions d’oxydes d’azote de l’EPA 2027 et aux prochaines normes sur les gaz à effet de serre Phase 3. Les NOx seront réduits en améliorant le fonctionnement du concept actuel de réduction catalytique sélective pendant le réchauffement et les faibles charges. Cela sera réalisé grâce à des caractéristiques de conception telles que l’ajout d’un deuxième catalyseur juste à côté du turbo, l’ajout d’un double dosage de fluide d’échappement diesel, le chauffage et l’isolation du ou des catalyseurs. Et éventuellement en ajoutant la désactivation des cylindres, qui désactive plusieurs nombres de six cylindres d’un moteur sous des charges légères dans diverses séquences, appelées « skip-fireing », afin de réduire le débit d’air et d’augmenter l’efficacité et la température des gaz d’échappement. Il aide les NOx en accélérant le réchauffement et en maintenant les gaz d’échappement plus chauds à faible charge pour faire fonctionner et maintenir le SCR tout en améliorant l’économie de carburant dans des conditions de faible charge pour les normes de GES.

Les fabricants de moteurs diesel de l’année modèle 2027 pourraient ajouter des fonctionnalités hybrides aux transmissions des moteurs plus petits pour réduire le dioxyde de carbone. Les hybrides utilisent des moteurs-générateurs pour générer de l’électricité pendant le freinage, puis la restituer au groupe motopropulseur en cas de besoin.

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Les solutions provisoires comprennent le ravitaillement en mélanges de biodiesel ou 100 % de biodiesel, la conversion des camions moyens au propane ou l’utilisation de gaz naturel comprimé ou liquéfié dans les classes 8. Cummins présentera en 2024 son X15N, évoqué précédemment ici, un révolutionnaire pour le gaz naturel qui satisfera les conducteurs tout en économisant du carburant par rapport aux moteurs au gaz naturel précédents en fournissant un couple similaire à celui du diesel. Les moteurs au gaz naturel à allumage commandé offrent un contrôle des émissions beaucoup plus simple grâce à un catalyseur à trois voies. Ils peuvent facilement respecter les niveaux de NOx et de particules EPA 27.

Les moteurs convertis au gaz naturel par Westport Fuel Systems utilisent du GNL et une injection directe à haute pression de type diesel, offrant une efficacité similaire à celle du diesel. Volvo a adapté cette technologie à son moteur diesel de 13 litres et effectue actuellement des essais sur route au Canada.

Tous les moteurs alimentés au gaz naturel peuvent utiliser du gaz naturel renouvelable, composé principalement de méthane récupéré de sources agricoles et de décharges. Étant donné que le méthane est un gaz à effet de serre 30 à 80 fois plus puissant que le CO2, son effet sur le climat est positif, ce qui lui vaut d’être classé comme « négatif en carbone » par le California Air Resources Board et de nombreux acteurs de l’industrie.

Hyliion dispose d’un groupe motopropulseur hybride qui combine un moteur à allumage par étincelle de 12 litres alimenté au gaz naturel comprimé qui entraîne uniquement un générateur avec des essieux tandem électriques et une batterie. Il peut parcourir 75 miles avec une seule charge, puis utilise le moteur pour fournir de la puissance, tandis que les essieux électriques augmentent la puissance dans les collines ou lors des accélérations et récupèrent de l’énergie en utilisant un freinage par récupération pour charger les batteries, prolongeant ainsi l’autonomie. Les tracteurs propulsés par le système sont considérés comme des véhicules à émissions quasi nulles.

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Seger a exploré la chaîne d’approvisionnement des BEV dans le cadre d’une étude importante et a découvert de potentiels nuages ​​d’orage à l’horizon. Si la demande est suffisamment élevée, « nous pourrions prendre de l’avance » en termes de disponibilité des métaux précieux nécessaires, a-t-il déclaré. Mais il est également optimiste quant aux performances des batteries, voit un avenir pour les batteries à semi-conducteurs et a déclaré que certaines entreprises travaillent sur des moteurs électriques qui n’ont même pas besoin d’aimants, qui nécessitent des métaux précieux.

Les flottes qui explorent les BEV devront répondre à la question de savoir si les conceptions avancées Tesla et Nikola, qui peuvent s’avérer plus efficaces et offrir une plus longue autonomie, sont difficiles à intégrer dans leurs systèmes de maintenance. Les groupes motopropulseurs électriques plus conventionnels fabriqués par les constructeurs de camions traditionnels feront-ils leurs preuves en atelier ?

La solution pour les véhicules de ligne de classe 8 sur route sera des camions électriques à pile à combustible à hydrogène, les moteurs thermiques fonctionnant à l’hydrogène devenant également disponibles comme solution provisoire. Les électrolyseurs qui créent de l’énergie hydrogène à partir de sources vertes et de piles à combustible à hydrogène, ainsi que les moteurs thermiques, sont beaucoup moins efficaces que les systèmes électriques à batterie. En conséquence, il faut environ trois fois plus d’énergie pour fonctionner à l’hydrogène. L’un des risques technologiques pour les BEV et les FCEV est la capacité du réseau électrique à fournir suffisamment d’énergie verte et à la distribuer pour une utilisation sur route. Le risque est donc considérablement plus grand pour les véhicules à hydrogène.

Seger affirme que le refroidissement efficace de tous les systèmes des BEV et FCEV sera problématique et entraînera également un risque technologique pour les développeurs et le service de maintenance.

Bien entendu, ces problèmes seront probablement résolus, car des coentreprises massives composées d’entreprises industrielles de premier plan y seront confrontées. Daimler et Volvo ont formé Cellcentric GMBH pour développer leur future technologie, tandis que Paccar a choisi Toyota comme fournisseur de piles à combustible. Cummins Accelera, Daimler Trucks et Paccar viennent de former une coentreprise pour s’associer dans l’accélération et la localisation de la production de cellules de batterie et de la chaîne d’approvisionnement des batteries aux États-Unis. Il est donc probable qu’un avenir véritablement vert arrivera, mais en attendant, il y a beaucoup de risques technologiques à prendre en compte et un certain champ de mines à choisir.

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