Réduisant les émissions de transport commerciales pour atteindre zéro.

Après des décennies de débats, la conférence COP26 de l’année dernière à Enjeu de l’europe a uni le monde en une vérité : le changement climatique est la crise existentielle de notre temps. Et nous sommes à un moment critique de ce combat ; avec des données qui illustrent manifestement un plafond de 900 giga tonnes de CO2 pour garder le réchauffement de la planète en dessous de 2 °C1. Entre-temps, le secteur des transports continue d’être à la phase centrale, devenant le plus grand contributeur aux émissions de gaz à effet de serre (GES) aux États-Unis, surpassant même la production d’électricité. Mais tout comme l’histoire a toujours été ponctuée par l’innovation, nous avons les solutions nécessaires pour inverser notre voie si nous sommes assez courageux pour faire face au problème de face et agir avec un but décisive.
Le carbone est l’un des éléments les plus abondants de l’univers et l’épicentre de la crise climatique, qui représente les trois quarts des GES. Il ne fait aucun doute dans la communauté scientifique que les émissions de carbone fabriquées par l’homme poussent l’humanité vers un point de non-retour, mais les sources de ces émissions font encore l’objet de doigtés considérable. Quand nous essayons de voir notre monde changeant à l’grâce d’une coupe d’eau claire, un resserrament fondamental émerge. La prospérité économique croissante est un moteur impactant de la hausse des émissions de carbone, et doit être abordée si nous voulons lutter contre le changement climatique à la source.

Au cours de la croissance de l’économie mondiale, nous avons tiré plus d’un milliard de personnes de l’extrême pauvreté et nous avons élargi la classe moyenne. Le Brookings Institute, par exemple, a marqué l’année 2018 comme la première année où plus de la moitié de la population mondiale vivait dans la classe moyenne et les ménages riches. Cette prospérité économique croissante a stimulé le commerce, le développement de l’infrastructure et l’activité industrielle– et, malheureusement, a entraîné la croissance des émissions de carbone. Ce lien intrinsèque entre la prospérité et les émissions de carbone soulève la question : une croissance économique saine et une planète saine peuvent-elles co-exister ? Oui, investir dans la décarbonisation est l’une des occasions de croissance les plus prometteuses pour notre génération ; et ses progrès peuvent rendre notre société plus prospère et notre planète en même temps plus saine.
Ce voyage vers destination zéro, qui souligne le voyage de Cummins vers l’élimination des émissions de carbone, est enraciné dans une feuille de route technologique complète pour les transports et la mobilité. La feuille de route technologique se compose de trois composants principaux : les technologies à zéro émission comme la batterie électrique et les piles à carburant électriques, les carburants à faible à zéro carbone, et les plateformes de groupe motopropulseur agnostiques de carburant en tant que technologies de transition.
No.1 : technologies à émissions nulles comme la batterie électrique et les piles à carburant électriques
Aujourd’hui, les solutions électriques à batterie et à pile à carburant sont économiquement et opérationnellement viables pour certains cas d’utilisation dans le transport commercial. Ces technologies à zéro carbone aident déjà les émissions locales et les problèmes de qualité de l’air, car elles n’émettent pas de carbone du point de vue du réservoir à la roue. De plus, lorsque leur source d’énergie est verte, par exemple l’électricité renouvelable utilisée pour les autobus électriques à batterie, ces technologies peuvent offrir des émissions de carbone zéro d’un point de vue de bien-à-roue. Nous nous sommes déjà associés aux fabricants d’autobus scolaires et de ville pour des applications tout électriques, et il existe même un train de voyageurs en exploitation commerciale alimenté par une technologie électrique à piles à carburant.

Nous avons des technologies impressionnantes à notre disposition, mais il y a encore de nombreuses applications de transport commercial qui sont confrontées à d’importants problèmes de route en matière d’électrification. La viabilité économique, l’accomplissement de la mission et le soutien à l’infrastructure sont les facteurs clés de ces applications difficiles à électrifier. Une école de pensée est d’attendre que les technologies électriques à batterie ou à pile à carburant mûrissent. Cependant, chaque jour où nous continuons de libérer des émissions de carbone, il devient plus difficile d’inverser les dommages. Chaque gramme de carbone émis contribuera au changement climatique. Aux États-Unis seulement, les camions de poids moyen et lourd émettent plus d’un million de tonnes métriques de CO2 chaque jour2. Pour ces applications de transport commercial difficiles à électrifier, il existe des options aujourd’hui pour réduire ou éliminer complètement les émissions de carbone : carburants à carbone faible à zéro.
No.2 : des carburants à carbone faible à zéro diminuent et éliminent les émissions de carbone sur une base de puits à roue
Les carburants à faible à zéro émission de carbone émettent moins de carbone, sur une base de bien-à-roue, que le carburant diesel lorsqu’ils sont utilisés pour produire de la puissance. Je resserrise ces carburants à faible émission de carbone à zéro en quatre groupes.
Premièrement, les carburants à faible teneur en carbone. Ces carburants émettent toujours du carbone lors de leur combustion, mais émettent moins de carbone que le carburant diesel. Deuxièmement, les carburants neutres en carbone. Ces carburants émettent également du carbone lorsqu’ils sont brûlés, mais les émissions de carbone sont entièrement compensées par une autre activité. Troisièmement, les carburants sans carbone. Ces carburants n’émettent pas de carbone du tout lorsqu’ils sont brûlés. Par exemple, l’hydrogène vert est un carburant à zéro carbone. Quatrièmement, les carburants négatifs au carbone. Ce sont les carburants où l’impact de la production de carburant et de la consommation se traduit par une réduction nette des émissions de GES.
De ce champ encombré de carburants à faible à zéro carbone, peu seront les plus perséables : hydrogène, gaz naturel et biodiesel. Au-delà de ces trois, les carburants synthétiques, également connus sous le nom de carburants électronique, sont une technologie supplémentaire passionnante qui pourrait émerger comme facteur dominant à l’avenir.
L’hydrogène est un porteur d’énergie de plus en plus populaire. C’est principalement parce qu’il s’agit d’un carburant à zéro carbone lorsqu’il est produit à l’aide de sources d’énergie renouvelable comme le solaire, l’éolien et l’hydroélectricité pour électrolyser l’eau. L’hydrogène peut alimenter les véhicules à l’entremise d’un moteur à combustion interne ou d’une pile à hydrogène et offrir des réductions impressionnantes des émissions de carbone. Un semi-coucheur de cabine de classe 2027 de catégorie 8, alimenté par un moteur à hydrogène et alimenté par de l’hydrogène vert, permettrait d’économiser 1 437 tonnes métriques de CO2 au cours de sa vie par rapport à son équivalent alimenté au diesel3. Il s’agit de gains environnementaux impressionnants, mais l’hydrogène fait face aujourd’hui à deux obstacles principaux : la préparation à l’infrastructure et la disponibilité abondante de l’hydrogène vert – un carburant à zéro carbone bien à la roue.
Contrairement à l’hydrogène, le gaz naturel est un carburant fossile, mais il produit moins de carbone que les autres carburants fossiles comme le diesel. Le gaz naturel offre également d’importantes réductions d’émissions maintenant que l’infrastructure pour les technologies à zéro carbone continue de se développer. Dans certains cas, le gaz naturel renouvelable (GNR) peut également être négatif au carbone. Par exemple, le GNR produit à partir de la dégradation de la matière organique, qui autrement serait laissé pour émettre du méthane, a une intensité carbone négative. Entre-temps, il y a deux débats en cours autour du rôle du gaz naturel dans la réduction des émissions de carbone. Premièrement, il est largement reconnu qu’une partie des gains d’émissions du gaz naturel dans les conduites arrières est compensée par les fuites de méthane dans les pipelines. Deuxièmement, les mathématiques derrière l’intensité négative du carbone du RNG. Il est important de reconnaître que le RNG n’a pas tous une intensité carbone négative. Pour déterminer si l’utilisation subséquente du RNG entraîne une réduction nette des émissions de GES, nous devrions évaluer l’origine du méthane capturé et l’efficacité du transport de RNG.
Le biodiesel est un carburant renouvelable produit principalement à partir de graisses et d’huiles végétales. Les usines utilisées pour produire du biodiesel absorbent le carbone de l’atmosphère. Le biodiesel est considéré comme neutre en carbone parce qu’une fois brûlé, il retourne les mêmes atomes de carbone dans l’atmosphère. 4 Pratiquement, les émissions générées lors de la culture de ces cultures et de la production de biodiesel doivent également être envisagées. Le B20 est déjà dans nos vies aujourd’hui avec de nombreux moteurs capables de fonctionner dessus ; la prochaine étape vers la réduction des émissions sera d’avoir des moteurs qui peuvent fonctionner avec du B40, puis du B100, du biodiesel pur.
Les carburants synthétiques, ou les carburants électronique, se viennent sous diverses formes ; Le e-diesel et l’e-essence sont les deux qui sont plus pertinents pour les applications de transport commercial. Ces carburants peuvent être produits à l’aide de CO2 et d’hydrogène vert ; par conséquent, ils sont neutres en carbone, car ils libèrent le carbone qui a été utilisé à l’origine pour les créer dans l’atmosphère. De plus, ils peuvent également tirer parti de notre infrastructure de carburant existante. Actuellement, il y a deux obstacles autour de ces carburants : leur coût élevé et leur disponibilité limitée.
La préparation à l’infrastructure est un obstacle commun pour une adoption accrue de certains carburants à faible à zéro carbone. Entre-temps, il existe des applications de transport commercial qui ne nécessitent pas un réseau étendu de stations-service et d’autres infrastructures. Par exemple, les parcs exploitant des camions de poids moyen et lourd peuvent créer des itinéraires à l’aide d’un petit nombre de stations-service placées le long de routes fixes. Cela peut ensuite conduire à l’accumulation d’infrastructure nécessaire.
Aujourd’hui, ces carburants à faible à zéro carbone sont offerts à ceux qui cherchent à faire progresser leurs efforts de décarbonisation. Et leur utilisation peut être élargie à l’aide d’une technologie familière : les moteurs à combustion interne, mais avec une torsion novatrice : les plateformes de moteur agnostiques du carburant. Ces plateformes sont le moyen de nous aider à réaliser les avantages des carburants à faible à zéro carbone.

No.3 : les plateformes de moteur et de groupe motopropulseur à agnostique du carburant peuvent élargir l’utilisation de carburants à faible à zéro carbone
Les plateformes de moteur agnostique du carburant sont caractéristiques d’une série de versions de moteur qui sont dérivés d’un moteur de base commun. L’extrémité inférieure du moteur a l’air la même, et les culasses uniques sont conçues pour s’adapter à un autre carburant à faible ou à zéro carbone. Chaque version du moteur fonctionne à l’aide d’un type de carburant particulier, y compris le diesel, le propane, le gaz naturel ou l’hydrogène. Ces moteurs profitent de la technologie existante et peuvent réduire les émissions de GES à l’aide de carburants à carbone faible ou nul. Ils ont des pratiques de fonctionnement familières, l’installation du véhicule et les caractéristiques de performance avec les moteurs diesel d’aujourd’hui. Ces plateformes agnostiques de carburant sont idéales pour les cas où les solutions électriques à batterie et à piles à carburant ne sont pas encore financièrement ou opérationnellement réalisables. Il s’agit d’une industrie d’abord de développement de moteurs à combustion interne agnostiques de base. C’est notre effort de mélanger et d’assortir les bons moteurs pour les bonnes applications lorsque nous nous dirigeons vers un avenir à émissions nulles.
Il est également important de se souvenir que ces trois composants de la feuille de route technologique ne sont pas des choix binaires. Vous pouvez combiner des solutions électriques à batterie avec des plateformes de groupe motopropulseur agnostiques de carburant pour créer des solutions hybrides pour les bons cas d’utilisation.
Le changement climatique est la crise existentielle de notre temps, et un nombre croissant de gouvernements et d’entreprises partout dans le monde se sont déjà engagés à être carbone zéro ou négatif. Ces solutions offrent un chemin viable dans ce voyage au cours des deux prochaines décennies. Mais les utilisateurs finaux ne doivent pas attendre pour prendre des mesures tangibles dans leurs voyages. Il est maintenant temps de se décarboniser. Notre planète ne peut pas attendre. Et maintenant, les utilisateurs finaux ont les outils et les innovations nécessaires pour affréter leurs propres chemins uniques vers destination zéro.
Références:
1 Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat. (2021 août). Climate Change 2021, The Physical Science Basis [fichier PDF]. Ce produit a été https://www.ipcc.ch
2 Environmental Protection Agency des États-Unis. (2021 décembre). Émissions de gaz à effet de serre du secteur des transports des É.-U. [fichier PDF]. Ce produit a été récupéré dans https://www.epa.gov/
3 Analyse effectuée à l’aide du modèle des émissions de gaz à effet de serre de l’EPA des É.-U. pour la conformité des véhicules de poids moyen et lourd. Charge utile présumée de 19 tonnes, utilisation annuelle de 120 000 000 milles. Ce produit a été récupéré dans https://www.epa.gov/
4 Energy Information Administration des États-Unis. (n.d.). Les biocarburants expliqués, le diesel à base de soufre et l’environnement. [Page Web]. Ce produit a été récupéré https://www.eia.gov/