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La flexibilité et l'hybride sont l'avenir (lointain). Partie 6 des alternatives aux combustibles marins.

5 novembre 2019

La flexibilité et les hybrides sont l'avenir (lointain). Toutefois, à deux mois de l'échéance, moins de 10 % des navires ont été adaptés pour se conformer à la nouvelle directive.

Dans la sixième partie de la série sur les alternatives aux carburants marins, nous examinons quelles seront les solutions les plus évidentes à l'avenir. Pour naviguer plus proprement, les seules options actuellement disponibles pour les navires océaniques sont soit d'utiliser du diesel plus propre, soit de continuer à naviguer avec du diesel lourd et de faire passer les gaz d'échappement dans un épurateur. Le GNL devient une bonne solution de rechange : il est techniquement réalisable et évolutif. Les autres carburants alternatifs sont tous encore en phase de développement, mais on leur prédit un bel avenir. Sur le plan technologique, il existe plusieurs possibilités, mais pourquoi choisir alors qu'une combinaison de nouvelles technologies et de carburant (alternatif) offre plus de certitude ?

Hybride

Une excellente alternative est la propulsion hybride : partiellement électrique et partiellement mécanique. Cela permet d'utiliser à la fois les avantages de la propulsion électrique à faible puissance et les avantages de la propulsion mécanique à forte puissance.

L'un des inconvénients de la propulsion électrique est qu'il y a toujours un facteur de retard lors du démarrage des moteurs. Avec un entraînement hybride, la puissance souhaitée est immédiatement disponible via le composant mécanique : réponse rapide et puissance instantanée.

De même, en termes d'entretien, les hybrides sont plus performants que les transmissions mécaniques ou électriques autonomes. En raison du faible nombre d'heures de fonctionnement des moteurs, la maintenance mécanique est moins importante. Cela signifie moins de temps d'arrêt par an et donc non seulement une réduction des coûts mais aussi une plus grande disponibilité. Et un système d'entraînement électrique nécessite une installation lourde. L'installation électrique d'un système hybride, qui n'est utilisée qu'à faible puissance, est 10 fois plus légère et nécessite moins de composants. Cela a également un impact positif sur la maintenance.

Dans le secteur des remorqueurs, la propulsion hybride semble devenir la norme. Pour combiner l'attente à faible puissance et la prestation de service à pleine puissance, un système hybride est l'entraînement idéal.

Un navire hybride est également une bonne solution pour les services de ferry, et peut-être un premier pas vers la navigation entièrement électrique. Stena Line expérimente les navires électriques : des batteries d'une capacité totale de 1 mégawattheure ont été installées sur le Stena Jutlandica, qui navigue entre Göteborg et Frederikshavn. Le navire peut alors passer à l'alimentation par batterie lors des manœuvres pendant les escales. Une batterie d'une capacité accrue d'environ 20 mégawattheures est ensuite connectée aux hélices. Il sera ainsi possible de parcourir environ 10 milles nautiques à l'électricité. Dans une prochaine étape, cette distance sera portée à 50 miles nautiques avec une batterie d'une capacité de 50 mégawattheures. Les batteries sont chargées lorsque le navire est connecté au courant de quai, qui est un axe important pour l'énergie propre. Cependant, les batteries peuvent également être chargées lorsque les générateurs du navire sont utilisés.

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Le GNL comme alternative (provisoire)

Les navires de mer naviguent sur les mers la plupart du temps, les manœuvres ne représentant qu'une petite partie de l'action. Pour ces navires, un entraînement hybride n'est pas (encore) une alternative. Pas même 10 % des navires sont équipés d'un épurateur et les carburants de substitution ne représentent pas encore une part importante des carburants. Dans un avenir proche, la plupart des navires passeront donc initialement au MGO ou à l'ULSFO. Le problème, comme nous l'avons déjà souligné, est la production et l'approvisionnement de ce combustible, et donc les coûts élevés qu'il implique.

Compte tenu du coût et de la rareté initiale du carburant à faible teneur en soufre, la question est de savoir si les armateurs et les gestionnaires de navires se conformeront à cette réglementation de l'OMI. Un État membre de l'OMI ne peut pas se soustraire aux directives de l'OMI, mais chaque État membre de l'OMI peut déterminer les sanctions en cas de non-respect des directives.

À la lumière de ces dispositions, l'Indonésie a annoncé en juillet qu'elle n'exigera pas des navires battant pavillon indonésien dans les eaux nationales qu'ils se conforment à la règle sur le soufre : le coût de la mise en œuvre est trop élevé pour les armateurs. Ce n'est que lorsque l'approvisionnement en MGO ou ULSFO en Indonésie fonctionnera correctement que la directive sera appliquée aux navires indonésiens. En attendant, les navires étrangers naviguant dans les eaux indonésiennes doivent se conformer à la directive de l'OMI. Et bien sûr, les navires indonésiens font de même sur les routes internationales.

Mais à la fin du mois d'août, le ministre indonésien des transports a retiré cette décision. La compagnie pétrolière d'État Pertamina produira 380 millions de litres de carburant d'une teneur maximale en soufre de 0,5 % par an. Dès le début de l'année prochaine, la société mettra en place des points de vente du carburant à faible teneur en soufre dans le port de Jakarta et à partir d'une installation de stockage flottante à Balikpapan, dans la province de Kalimantan-Est.

Pour les nouveaux navires en particulier, le GNL est une bonne alternative, compte tenu des possibilités techniques et des infrastructures existantes et prévues. Mais il s'agit là aussi d'une solution provisoire, car le GNL produit encore d'importantes émissions de CO2.

Quel sera l'avenir ?

Il n'existe pas de boule de cristal permettant de prédire quel carburant ou quelle technologie s'imposera dans un avenir plus lointain, jusqu'en 2050. Les développements économiques et géopolitiques, les futures politiques énergétiques et les développements technologiques sont quelques-uns des facteurs incertains qui influenceront cette situation. Les navires de mer naviguent dans le monde entier et ont besoin d'un carburant disponible dans le monde entier. Afin de répondre aux incertitudes de l'avenir et de satisfaire aux exigences environnementales, l'installation de moteurs pouvant être adaptés relativement facilement aux carburants écologiques est la plus opportune. Il est donc évident d'opter pour la bicarburation, car la flexibilité qu'apportent ces moteurs réduit les risques. L'utilisation du carburant actuel est plus flexible et, moyennant une modification (mineure), les moteurs sont adaptés aux carburants futurs. Les navires du segment de la petite mer sont généralement plus petits que les navires de haute mer. Le mode de déploiement de ces navires est également très différent de celui des navires de haute mer. Alors que les navires de haute mer se déplacent régulièrement pendant de longues périodes en mer, les navires de courte mer parcourent des distances plus courtes et leurs besoins en énergie sont variables. Il est donc intéressant pour ces navires de naviguer avec un système de propulsion hybride ou électrique. DNV-GL a effectué des recherches sur le mix énergétique en 2050. Le GNL sera le carburant le plus important avec plus de 40%. Le HFO avec épurateurs représente 10 %, tandis que le LFSO et le MGO représentent ensemble 9 %. Remarquablement, l'ammoniac occupe un quart du mélange. Les 15 % restants sont occupés par d'autres combustibles, tels que les biocarburants et l'hydrogène.

La flexibilité et les hybrides sont l'avenir (lointain). Toutefois, à deux mois de l'échéance, moins de 10 % des navires ont été adaptés pour se conformer à la nouvelle directive. Partie 6 de la série sur les alternatives aux carburants marins.
Source : DNV-GL

Pour les navires de haute mer, la propulsion bicarburant semble être l'investissement le plus sûr pour l'avenir, la flexibilité de ces systèmes offrant la possibilité de passer aux carburants potentiels de l'avenir.

La propulsion hybride semble être l'avenir pour le secteur du shortsea. Les systèmes hybrides efficaces permettent de réduire la consommation et les coûts associés, d'augmenter l'autonomie, d'améliorer la fiabilité, de diminuer les coûts d'entretien, de réduire les émissions et de faciliter l'exploitation.

 

Et quel est l'état actuel des choses ?

L'EGSCA (Exhaust Gas Cleaning Systems Association) prévoit qu'au moins 4 000 navires seront équipés d'épurateurs d'ici 2020, soit environ 7 % du nombre total de navires devant se conformer à la nouvelle directive. D'ici 2020, 150 navires fonctionneront au GNL et environ 150 autres seront en commande, ce qui représente environ 0,5 % du nombre total de navires. Enfin, au Maritime Battery Forum, 300 navires (navigants et en commande) sont enregistrés, soit également environ 0,5 % du total. Cela signifie que seuls 10 % du nombre total de navires devant se conformer à la directive sont effectivement équipés à cette fin, 90 % des navires conservant leurs anciennes habitudes. Dans un avenir prévisible, les combustibles de remplacement seront le MGO ou l'ULSFO - sans mesures, ce sont les combustibles qui seront utilisés.