Dans le cadre de la course pour le développement de sources d’énergie plus durables et renouvelables, l’hydrogène est devenu une solution clé dans la transition vers une mobilité à émissions nulles, et le monde en parle. Tom Linebarger, président-directeur général de Cummins, s’est récemment joint aux innovateurs de la technologie de l’hydrogène pour discuter de l’avenir de l’hydrogène, à la fois dans les moteurs commerciaux et industriels, lors d’un forum virtuel sur l’hydrogène organisé par le international Partnership for hydrogène and Fuel Cells in the Economy (IPHE) .

Le IPHE Forum a rassemblé plusieurs dirigeants de l’industrie et du gouvernement afin de cerner les défis, les possibilités, les politiques et les mécanismes permettant d’accélérer les déploiements à l’échelle mondiale des technologies de l’hydrogène. Parmi les experts, on comptait des cadres supérieurs de l’industrie d’ENGIE North America, nel, Hyundai Motor Group et air liquide.

Montre : Forum mondial sur l’hydrogène 2020

Au cours du forum, Linebarger a souligné le besoin d’investir davantage dans l’hydrogène par le gouvernement et l’industrie des é.-u., tout en félicitant le travail qui a été dirigé par le U.S. Department of Energy.

« Avec un monde qui ressent les ramifications économiques d’une pandémie mondiale, je crois que les gouvernements et les industries partout dans le monde doivent faire d’importants investissements afin de relancer l’économie mondiale », a déclaré m. Linebarger. « Quand il s’agit de rendre l’hydrogène viable et de accélérer l’adoption, nous avons besoin d’investir dans la production d’hydrogène ainsi que d’alimenter les infrastructures et les financements nécessaires pour déployer des véhicules et de l’équipement pour les piles à carburant. »

Linebarger mentionne que de plus en plus de sociétés publiques font des engagements comme Cummins comme étant neutres en carbone de 2050 et que l’hydrogène fait partie de la voie à suivre pour atteindre cet objectif. Les investisseurs comprennent de plus en plus le rôle que l’hydrogène peut jouer pour atteindre cet objectif et leur soutien aux entreprises qui poursuivent la technologie est de plus en plus.

« La mise à niveau des technologies existantes en matière d’hydrogène offrira des solutions compétitives à faible teneur en carbone dans un large éventail d’applications de 2030, et pourrait même offrir des alternatives compétitives à faible teneur en carbone aux carburants classiques dans certains segments », a déclaré m. Linebarger. « Pour atteindre cette échelle, il est nécessaire d’investir, d’aligner les politiques et de créer la demande. »

Le groupe d’experts a tous convenu que l’hydrogène est une solution d’alimentation importante pour les applications sur route comme sur les routes, et que l’hydrogène est une solution qui peut nous rapprocher d’un monde en décarboné. Il exigera des investissements publics et privés partout dans le monde et une coordination entre les organismes publics et privés afin d’accélérer la viabilité économique et l’adoption.

Déjà un chef de file en technologies de pointe au diesel, au gaz naturel et en électricité, Cummins accroît rapidement ses capacités en hydrogène et l’entreprise continue d’approfondir son savoir-faire en matière de technologies des piles à carburant. Cummins utilise des technologies de piles à carburant et d’hydrogène pour alimenter une variété d’applications, y compris les autobus de ville, les semi-camions, les camions de livraison et les trains de voyageurs, et a fait plusieurs annonces au cours de la dernière année en matière de technologies des piles à carburant. Il s’agit notamment de l’acquisition de Hydrogénics Corporation en septembre 2019, ce qui permet à Cummins de produire de la membrane d’échange de protons, des piles à carburant alcaline et des électrolyseurs pour la production d’hydrogène. Cummins a également investi dans LOOP Energy , a signé un mémorandum d’entente avec Hyundai Motor Company et a investi dans le développement de piles à oxyde solide.

Les ordures n’est pas un sujet que beaucoup d’entre nous pensent sur une base régulière. Le gaspillage en tant qu’industrie, lorsqu’il est fait correctement, obtient peu de fanfare. Cependant, la puissance et la durabilité d’un camion à ordures sont la colonne vertébrale de la cueillette et du transport de déchets. Bien que les déchets ne soient pas toujours en prime time News, les technologies qui aident à la gestion des déchets ont fait de grands progrès, et maintenant, Cummins le pousse encore plus loin en fournissant des piles à carburant pour certains des premiers camions de carburant à piles à combustible homologués et opérationnels en Europe.

En partenariat avec les principaux fabricants européens de camions, les intégrateurs de systèmes, les exploitants de parcs de gestion des déchets et les fournisseurs d’infrastructure à hydrogène, Cummins aide à l’élaboration de camions à ordures lourdes électriques pour les groupes moteurs pour le marché européen. À ce jour, Cummins a fourni plus de 20 modules d’alimentation à pile à carburant, souvent désignés sous le titre de « moteurs » pour les piles à carburant, à une gamme de constructeurs de camions partout en Europe.

Cummins a récemment fourni des piles à carburant pour FAUN, un chef de file en matière de véhicules et de balayeurs de ramassage des déchets en Europe, pour leur programme de camions à ordures électriques. Chaque camion est équipé d’une commande électrique de 100% et est exempt de 100% d’émissions avec une portée allant jusqu’à 560 km, ce qui est suffisant pour faire fonctionner l’itinéraire de ramassage à plusieurs reprises, transportant 10 tonnes de déchets.

En plus du moteur électrique et des batteries, les piles à carburant sont utilisées pour prolonger la portée du camion. Chaque camion contient trois piles à carburant – le nombre est déterminé selon les exigences de l’itinéraire – avec une puissance de jusqu’à 30 kW par cellule. Chaque camion possède jusqu’à six réservoirs d’hydrogène d’une capacité de quatre kilogrammes d’hydrogène. Le poids total de chaque véhicule est égal à celui d’un camion à ordures équipé d’un moteur conventionnel, ce qui signifie que la charge utile est la même. Ces camions seront bientôt sur la route dans plusieurs villes en Allemagne.

La fourniture de zéro émissions et la réduction du bruit sont quelques-uns des avantages des technologies des piles à carburant, des avantages qui sont vitaux lorsqu’ils opèrent dans les zones urbaines densément peuplées avec des réglementations strictes en matière d’émissions. Prouver la viabilité de la technologie signifie que les camions à ordures agissent comme un premier moteur convaincant pour les autres véhicules du gouvernement, comme les autobus et les applications où la technologie de batterie actuelle n’est pas en mesure de répondre à toutes les exigences en matière de véhicules lourds et de portées plus longues. Par conséquent, au début du printemps, Cummins s’est jointe à 43 autres entreprises et s’est engagée à soutenir l’appel conjoint de en faveur du déploiement de de camions à piles à hydrogène en Europe.

Grâce à la technologie Cummins, les déchets ont été un peu plus propres.

Avec plus de 2 000 systèmes de pile à carburant déjà en service, nous sommes ravis de voir ce qu’il y a de plus près !

Les systèmes énergétiques partout dans le monde subissent une transformation fondamentale. Au fur et à mesure que nous continuons de réduire la dépendance aux carburants fossiles, le monde exige des solutions d’alimentation plus diversifiées pour nos besoins en matière de transport.

Cummins est fière d’être à l’avant-garde de cette évolution du transport, en collaboration avec les fabricants et les opérateurs de fret et d’autobus afin de concevoir et d’offrir un transport électrique évolutif et à émissions nulles à l’aide de la batterie de pointe et des technologies de pile à hydrogène. Ces technologies sont bien placées pour faire un véritable changement sur le marché des transports, mais l’interaction entre les batteries et les piles à carburant est souvent mal comprise. Lisez la page pour découvrir comment les batteries et les piles à carburant sont meilleures ensemble.

INTÉGRATION POUR UNE MEILLEURE ALIMENTATION

Bien que les systèmes de piles à carburant et les batteries soient vus par certains comme des technologies concurrentes, ils collaborent en fait pour apporter plus d’options aux paysages du transport et de la puissance.

À ce stade, les véhicules électriques à batterie sont une technologie que beaucoup d’entre nous connaissent et aiment. Des fourgons d’expédition électriques aux excavatrices entièrement électriques, il existe déjà plusieurs applications de groupes motopropulseurs électriques qui se développent en popularité.

Les systèmes d’alimentation à pile à carburant sont conçus pour améliorer et construire les batteries et les plateformes d’entraînement électrique qui se développent en importance partout dans le monde. Bien que chaque système présente ses propres avantages, la combinaison des technologies émergentes de batteries et de piles à carburant peut nous aider à réduire le carbone dans l’ensemble et à augmenter l’adoption d’une alimentation durable sans compromettre le rendement.

Les systèmes de pile à carburant améliorent la performance des batteries, ce qui leur permet de régler les problèmes de distance et de temps de ravitaillement qui ont interdit l’adoption de véhicules électriques pour certaines applications. Peu importe la configuration du moteur et de la source d’alimentation, le système de batteries est et restera toujours un élément essentiel d’une solution d’alimentation sous tension. Pour ce faire, les batteries ne seront pas remplacées par des piles à carburant, simplement améliorées par elles.

Issu de plus de 100 années d’expérience dans les groupes motopropulseurs innovants, Cummins reconnaît que divers marchés du transport ont besoin de solutions diversifiées. Pour favoriser la transition vers une alimentation plus propre, Cummins est fière de vous offrir une variété de solutions d’alimentation de rechange variées.

Lorsqu’on examine le système qui convient à nos clients, Cummins tient compte de la portée, du poids, des temps d’arrêt, des exigences de performance, de l’économie du client et de l’infrastructure associée pour offrir les meilleures options pour le marché, qu’il s’agisse de piles à carburant, de batteries électriques ou d’une forme de puissance plus traditionnelle, que nous puisons dans notre expérience et notre

LA FORCE DANS LA DIFFÉRENCIATION

La comparaison entre une batterie et une pile à carburant peut être déroutante, car les deux peuvent être utilisées comme sources d’alimentation, mais de différentes façons. Dans les véhicules électriques à batterie, les batteries stockent et livrent de l’énergie au groupe motopropulseur. Un véhicule électrique à pile à carburant produit de l’électricité à l’aide d’hydrogène comme carburant, et offre également de l’énergie au groupe motopropulseur. La pile à carburant peut également être chargée. L’hydrogène lui-même agit comme un porteur d’énergie et un dispositif de stockage, un peu comme une batterie. Cependant, la plupart des configurations de piles à carburant ont une capacité limitée de gérer la demande d’énergie du groupe motopropulseur de façon dynamique, comme les batteries le peuvent. C’est le système de batteries qui fournit la réponse rapide qui correspond à la demande de charge du groupe motopropulseur.

Les piles à carburant apportent toujours une amélioration nécessaire afin d’améliorer bon nombre des lacunes en matière de performance et d’exploitation que nous voyons dans les véhicules électriques à batterie. De plus, les piles à carburant ont le potentiel de mieux utiliser les énergies renouvelables à grande échelle et d’augmenter l’adoption de sources d’alimentation durables plus rapidement.

APPLICATION, PERFORMANCE ET FONCTIONNEMENT

En application, la plus grande différence entre la pile à carburant électrique et la technologie de batterie se trouve dans leur adéquation avec le transport de poids moyen à lourd. Quand il s’agit de véhicules électriques à batterie, les poids d’essieu maximaux admissibles limitent le nombre de packs de batteries pouvant être installés avant de compromettre les limites de poids de la route et la capacité de charge utile. C’est pourquoi Cummins travaille continuellement pour rendre notre groupe motopropulseur électrique de batterie plus léger et plus efficace.

Les longues distances et les charges utiles lourdes requièrent des batteries plus grosses et plus lourdes, et les batteries plus grosses et plus lourdes entraînent une diminution de la performance et de l’efficacité. Dans certains cas, les exigences et les modèles opérationnels peuvent être effectivement servis par les véhicules électriques de batterie avant qu’ils atteignent le niveau de réduction de l’efficacité, où les routes et les charges utiles ne sont pas des facteurs limitatifs, comme les véhicules de livraison de colis avec des itinéraires de ville plus courts et les arrêts fréquents.

Les véhicules électriques à pile à carburant, quant à eux, peuvent voyager plus loin et porter plus de poids que leurs homologues électriques de batterie, ce qui les rend plus appropriés pour les hauls plus longs et les charges plus lourdes. Les véhicules électriques à pile à carburant ont une densité d’énergie beaucoup plus élevée en poids, ce qui leur permet de surmonter les problèmes de portée et de poids associés aux véhicules électriques à batterie. Les réservoirs d’hydrogène sont aussi plus compacts et plus légers qu’un éventail de batteries entièrement chargées. De plus, l’ajout de plus de réservoirs d’hydrogène coûte moins que l’ajout de plus de batteries.

De manière opérationnelle, une autre considération entre les technologies est l’impact sur les temps d’arrêt et l’utilisation globale des véhicules. Les véhicules électriques à piles à carburant peuvent être ravitaillés en quelques minutes. Il en résulte un temps d’arrêt nettement inférieur à celui des autres solutions d’alimentation de remplacement, ce qui permet aux véhicules à piles à carburant d’être sur la route autant que les véhicules conventionnels alimentés par un moteur à combustion interne.

Les véhicules électriques à batterie ont tendance à être plus utiles quand ils peuvent être rechargés facilement et avoir des modèles d’utilisation qui permettent de recharger les temps d’arrêt, comme un itinéraire journalier qui commence et se termine au même endroit, ainsi qu’un dépôt de recharge désigné.

La poursuite de l’évolution des coûts de l’infrastructure jouera également un rôle important dans la sélection du groupe motopropulseur adéquat. Les solutions de charge à haute puissance, comme la charge de niveau mégawatt, ont le potentiel de réduire non seulement le temps de charge de quelques heures à quelques minutes, mais aussi de réduire la quantité de stockage de batterie embarqué nécessaire pour effectuer une mission efficace. La charge inductive en temps réel ou dynamique peut également contribuer à réduire les besoins de stockage de batterie à bord. Les véhicules électriques à batterie seraient alors en mesure de se recharger en fonctionnement.

De plus, la poursuite de la croissance de la disponibilité et de la distribution de l’hydrogène réduira les difficultés liées aux coûts de carburant de l’hydrogène, ainsi que la disponibilité à long terme de lithium et de platine, ainsi que les éléments critiques dans les batteries et les piles à hydrogène. Le recyclage et le développement des occasions de seconde vie de ces systèmes sont également essentiels.

UN MONDE PLUS DURABLE

En fin de compte, ce n’est pas une question dont la technologie est meilleure, mais plutôt adaptée aux conditions et aux besoins d’un client. Les solutions électriques pour batteries peuvent desservir de nombreux secteurs du transport. Lorsqu’ils tombent en deçà, les piles à carburant peuvent aider à s’adapter.

Cummins offre les deux options technologiques, offrant à nos clients la puissance de choix grâce à un siècle d’expertise sur le marché des transports. Notre avenir des transports sera électrifié, et Cummins dirige ce changement avec un portefeuille diversifié d’options.

Ce qui suit a été rédigé par Amy Adams, vice-présidente-Fuel Cell & hydrogène technologies chez Cummins Inc.

Depuis 1919 ans, Cummins a transformé les défis en opportunités. Nous sommes toujours à la recherche de nouvelles solutions pour alimenter un monde plus prospère, mais le monde a beaucoup évolué depuis que Cummins a ouvert ses portes pour les affaires. C’est pourquoi nous vivons notre promesse d’innovation et de fiabilité en développant de nouvelles sources d’alimentation.

Tout comme Cummins a transformé le moteur diesel en une source d’alimentation fiable et quotidienne il y a 100 ans, nous reconnaissons maintenant le potentiel de l’hydrogène pour transformer la mobilité et alimenter l’infrastructure afin que les piles à carburant soient accessibles à grande échelle. Nous sommes ravis d’avoir récemment accueilli les hydrogéniques du chef de file de la production de carburant et de l’hydrogène en tant que plus récent ajout à Cummins.

Les talents, l’expertise et les antécédents des hydrogéniques en matière de solutions novatrices de piles à hydrogène et de génératrices d’hydrogène en font le point de départ des autres entreprises de l’espace. Et parce qu’il y a tant de similitudes entre les hydrogéniques et Cummins, nous savions que nous pourrions former l’équipe parfaite.

L’équipe des hydrogéniques possède la même approche d’esprit d’entreprise et de cumul de manches qui vit au cœur de la façon dont Cummins fait affaire. Nous disposons également de plusieurs « premières » qui ont permis à nos clients et à nos industries d’atteindre de nouveaux jalons.

Pour Cummins, ces jalons constituent une histoire colorée qui a commencé avec la construction de voitures de course pour plusieurs courses d’Indianapolis 500, y compris la première voiture alimentée par le diesel pour terminer la course sans s’arrêter dans 1931. Pour les hydrogéniques, les premières monumentales se situent entre le premier train public alimenté à l’hydrogène et le premier système de production d’électricité à pile à carburant PEM de 1 MW installé en Corée pour la puissance critique. Explorez plus de firsts en hydrogène ci-dessous.

À l’avenir, Cummins continuera de s’appuyer sur l’héritage des hydrogéniques par l’entremise de la production de piles à combustible et de produits d’hydrogène verts. En appliquant notre plus récente technologie dans les contextes du monde réel, nous accomplirons encore plus de « premières » et de quelques « secondes » et des « tiers » alors que nous progressons dans l’économie de l’hydrogène.