Les navires en haute mer, qui sont pour la plupart propulsés au mazout lourd, produisent des quantités importantes d'émissions de CO 2 et d'oxydes d'azote. Cependant, il est peu probable que les compagnies maritimes les électrifient tant que les arguments économiques en faveur de cette électrification ne seront pas plus évidents.
Une nouvelle étude de l'Université de Californie, Berkeley et Lawrence Berkeley National Laboratory laisse entendre que près de la moitié de la flotte mondiale de porte-conteneurs pourrait être électrifiée de manière rentable, en utilisant la technologie actuelle. "Nous entrevoyons la possibilité, au cours de cette décennie, d’électrifier des porte-conteneurs qui pourraient représenter plus de 40 % du trafic mondial, et qui permettraient de réduire les émissions de CO 2 de 14 % pour les navires basés aux États-Unis et ainsi atténuer les effets de la pollution de l'air sur la santé des communautés côtières", écrivent les auteurs de l'étude Jessica Kersey, Natalie D. Popovich et Amol A. Phadke. Dans le cadre de la nouvelle étude, publiée dans la revue Nature, l'équipe de recherche a modélisé plusieurs types de porte-conteneurs, sur 13 grandes routes commerciales mondiales. "Les études antérieures sur l'électrification des navires se sont appuyées sur des hypothèses dépassées concernant le coût des batteries, la densité d'énergie et l'espace disponible à bord", écrivent les chercheurs. "Nous avons démontré qu'à des coûts de batterie de 100 $ par kWh, l'électrification des routes commerciales intrarégionales de moins de 1 500 km est économique, avec un impact minimal sur la capacité de charge des navires." L'étude a révélé que les porte-conteneurs électriques présentent un avantage économique par rapport aux anciens navires, surtout lorsque l’on inclut les coûts environnementaux et sanitaires des navires qui consument des combustibles fossiles. Selon les chercheurs, les dommages environnementaux et sanitaires causés par les porte-conteneurs à combustion représentent au moins trois fois les coûts de fonctionnement. "L'ajout des coûts environnementaux augmente le coût de l'autonomie des navires électriques de 5 000 km", notent les chercheurs. Ils ont estimé l'empreinte environnementale et sanitaire d'un navire électrique à environ 1/12e de celle d'un navire à combustion. Les avancées futures dans la technologie des batteries augmenteront considérablement le nombre de routes pouvant être desservies économiquement par des navires électriques. "Si les batteries atteignent un prix de 50 kWh, la valeur économique pourrait augmenter d’environ 50%", selon les chercheurs. Dans quelques années, à mesure que les coûts des grands porte-conteneurs à combustion continueront d'augmenter, et que les moteurs électriques deviendront de plus en plus rentables, les carburants fossiles deviendront potentiellement beaucoup trop onéreux. Comme c'est le cas pour les véhicules, différentes chimies de batterie peuvent être utilisées. Par exemple, les navires qui desservent des itinéraires courts devraient nécessiter moins d'énergie, mais comme ils doivent se recharger rapidement, on devrait mettre l’accent sur une chimie LFP, qui offre des taux de recharge rapides et de longues durées de vie, alors que les navires à longs courts qui passent généralement beaucoup de temps dans chaque port pourraient bénéficier de la densité d'énergie plus élevée des batteries NMC. La taille et le poids des batteries ne sont pas des considérations anodines. Un porte-conteneurs desservant une route de 5 000 km nécessiterait environ 6,5 GWh de capacité de batterie. Pour un navire qui représente une autonomie de 20 000 km, les batteries et le moteur nécessiteraient 32 % de la capacité de charge du navire, soit 2 500 équivalents vingt pieds (EVP)*. Selon les chercheurs :"La principale contrainte technique pour le transport de conteneurs électriques par batterie est le volume de la batterie et du moteur électrique par rapport au volume occupé par les moteurs existants d'un navire, le stockage de carburant et l'espace mécanique". Cependant, ils ont constaté que "à mesure que la capacité de charge augmente, le pourcentage du volume total de la capacité de charge occupé par les batteries diminue, car les grands navires ont généralement des besoins énergétiques inférieurs par unité de capacité de charge". Un porte-conteneurs Néo-Panamax desservant une route de moins de 3 000 km nécessiterait en effet moins d' espace pour les batteries et les moteurs que le volume actuellement occupé par les moteurs à combustion et les réservoirs de carburant. Quant à l'infrastructure nécessaire pour recharger des batteries aussi gargantuesques, les chercheurs prédisent qu'elle sera abordable, en raison de la dynamique actuelle des ports. La plupart des postes d'amarrage sont occupés environ 50 % du temps, et à 50 % d'utilisation, le modèle de l'étude indique que le coût actualisé d'une borne de recharge de 300 MW serait d'environ 0,03 $ par kWh. Charles Morris *(EVP)L'équivalent vingt pieds, ou EVP est une unité approximative de mesure des terminaux et navires porte-conteneurs basée sur le volume d'un conteneur de 20 pieds. On l'utilise pour simplifier le calcul du volume de conteneurs dans un terminal ou sur un navire ChargedEVs
Contribution: André H. Martel
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