Un grand train de marchandises équipé d'un wagon transportant une batterie de 14 MWh pourrait parcourir 240 km avec une seule charge, économisant des milliards de dollars en dommages climatiques et sanitaires.
Si on ajoute les trains, avions et automobiles, ce dernier moyen de transport est également une bonne façon réduire une empreinte carbone en utilisant des batteries. Mais électrifier les avions et les trains sera beaucoup plus difficile. Mais comment procéder? Pour les trains de marchandises au moins, l'électrification est à portée de la main et pourrait avoir beaucoup de sens économique, selon une nouvelle analyse publiée dans le magazine Nature Energy. Les améliorations de la technologie des batteries et l'accès facile à une électricité renouvelable bon marché rendent possible le rail tout électrique, déclarent les auteurs de l'article. Ce passage aux trains de marchandises électriques pourrait apporter des avantages supplémentaires. Compte tenu des dommages pour la santé causés par la pollution de l'air et les dommages climatiques des émissions de dioxyde de carbone, les locomotives électriques permettraient d'économiser au secteur ferroviaire de fret américain 94 milliards $ USD sur 20 ans, selon des chercheurs du Lawrence Berkeley National Laboratory. Les trains de marchandises américains transportent plus de marchandises que tout autre système de transport au monde. Chaque année, ils produisent environ 35 millions de tonnes métriques de dioxyde de carbone. Et même s'ils sont plus économes en carburant que les camions , ils ne sont toujours pas tenus d'avoir des mesures strictes de contrôle de la pollution, ce qui entraîne environ 1 000 décès prématurés aux États-Unis par an. La capacité du secteur du fret ferroviaire américain devrait doubler d'ici 2050, et s'il continue de fonctionner au diesel, les trains de fret utiliseront d'ici là la moitié du diesel dans le monde. Une des façons d'électrifier les trains consisterait à installer des lignes électriques aériennes sur l'infrastructure ferroviaire actuelle. Mais cette approche est très difficile dans de vastes pays comme les États-Unis et le Canada. La bonne nouvelle est que les locomotives américaines d'aujourd'hui pourraient être facilement adaptées pour fonctionner avec des batteries. Actuellement, ils utilisent des transmissions diesel-électrique : un moteur diesel entraîne un générateur qui produit de l'électricité, qui alimente ensuite un moteur électrique qui fait tourner les roues. Leur conversion en trains entièrement électriques nécessiterait une plus grosse batterie et un câblage pour fournir l'électricité à la transmission. Amol Phadke et ses collègues proposent que chaque train dispose d'un wagon transportant une batterie de 14 mégawattheures. Leur analyse démontre qu'un seul wagon pourrait tirer un grand train de marchandises typique avec quatre locomotives, 100 wagons de marchandises et environ 6 800 tonnes métriques de charge utile sur une distance d'environ 240 kilomètres avec une seule charge. C'est la distance moyenne parcourue par les trains typiques avant de s'arrêter pour un changement d'équipage. Les batteries pourraient être rechargées pendant ces arrêts. Sur les routes à fort trafic, les wagons vidés d’énergie pourraient être échangés contre des wagons rechargés. Les chercheurs ont également calculé l'économie d’utilisation, de l'entretien et de l'exploitation de trains de marchandises alimentés par des batteries par rapport aux trains de marchandises diesel-électrique. Sur 20 ans, les wagons électriques à batterie pourraient représenter entre 6,47 et 8 millions de dollars US et les locomotives diesel entre 5,85 et 11,83 millions de dollars US, ont-ils découvert, dépendant si les dommages environnementaux étaient inclus ou non. Et à des prix de 100 $ le kilowattheure attendus dans un avenir prochain, les trains électriques à batterie seraient comparables aux coûts des trains diesel-électrique en tenant compte des coûts environnementaux, ou si les compagnies ferroviaires pouvaient obtenir des rabais sur l'électricité et possiblement utiliser seulement 40 % de leur infrastructures de recharge. Enfin, les chercheurs évaluent que le passage aux batteries coûterait 15 milliards $ USD (19 milliards $ CAD). Cependant, lorsque les dommages dus à la pollution sont pris en compte, la batterie électrique permettrait d'économiser 44 milliards $ USD (55 milliards $CAD), et si l'on considère également les dommages climatiques, ces économies feraient plus que doubler pour atteindre 94 milliards $ USD (119 milliards $ CAD). Source : Natalie D. Popovich et al. Avantages économiques, environnementaux et de résilience du réseau de la conversion des trains diesel en batteries électriques. Nat Énergie , 2021. Par Prachi Patel Anthropocene
Contribution: André H. Martel
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