Il y a plusieurs bonnes raisons de passer à des véhicules avec des moteurs au gaz naturel, comme économiser de l’argent sur le carburant et sur le véhicule, une meilleure capacité de prévoir les coûts d’exploitation et d’éviter les problèmes par temps froid.

Une autre des principales raisons pour lesquelles de nombreux opérateurs de parcs investissent dans les véhicules au gaz naturel comprimé (CNG) est qu’ils peuvent réduire considérablement les émissions. En fait, le rapport sur l’état des parcs durables de 2022 indique que 96 pour cent des utilisateurs de GNL interrogés disent que les véhicules CNG sont égaux ou meilleurs en matière de réduction d’émissions que les moteurs au diesel et à essence.

Pourquoi est-il important de réduire les émissions?

Les véhicules motorisés sont un outil indispensable pour de nombreuses entreprises. Malheureusement, ils peuvent causer la pollution de l’air et contribuer au changement climatique. Les mises à niveau droites peuvent réduire les émissions de gaz à effet de serre et de polluants communs, qui ont un impact sur la qualité de l’air localement.

Pour certaines entreprises, la réduction des émissions est une question de réactivité aux besoins de leurs clients. Par exemple, les entreprises de ramassage des ordures peuvent améliorer leur réputation dans les communautés qu’elles servent en exploitant des camions plus propres et plus silencieux. Les entreprises d’autobus scolaires contractées peuvent se différencier en exploitant des autobus qui ne causent pas de pollution atmosphérique autour des écoles à la cueillette.

Certaines entreprises ont également des objectifs plus larges en matière d’environnement, de société et de gouvernance, dont la réduction des émissions. Bien que les mises à niveau de réduction des émissions ont un coût, de nombreuses entreprises publiques partagent l’avis que les progrès du ESG augmentent la valeur pour les actionnaires à long terme.

Dans certains cas, la réduction des émissions est une question de conformité aux règles environnementales. Le port de Los Angeles, par exemple, a des normes strictes en matière d’émissions que les camions de factage desservant le port doivent respecter.

Pourquoi choisir le gaz naturel pour réduire les émissions des parcs?

Il existe plusieurs façons de réduire les émissions de gaz à effet de serre d’un véhicule. L’utilisation de biocarburants, par exemple, est une bonne façon de rendre l’exploitation d’un véhicule plus neutre en carbone.

Il existe également d’autres façons de nettoyer les gaz d’échappement des NOx, des particules et d’autres polluants d’un véhicule. Par exemple, les véhicules diesel munis d’un filtre à particules et d’un convertisseur catalytique peuvent fonctionner avec un minimum d’émissions. Quand vous passez aux moteurs au gaz naturel, vous pouvez faire les deux.

Les véhicules au gaz naturel sont une technologie essayée et vraie qui existe depuis des décennies. Aux États-Unis, environ un tiers des autobus de ville construits chaque année sont au gaz naturel. Au-delà des autobus de ville, il existe de nombreux autres exemples de moteurs au gaz naturel sur les camions et les autobus.

Les moteurs au gaz naturel ont de nombreux avantages dans le transport. Vous pouvez réduire les émissions de polluants communs de votre parc et réduire le niveau de gaz à effet de serre. Le gaz naturel a également tendance à être beaucoup moins cher que les carburants de pétrole, de sorte qu’il y a un avantage économique immédiat lors de l’adoption de moteurs au gaz naturel.

Tout au long de 2021, le CNG a maintenu un avantage de coût évident et une stabilité relative des prix par rapport à l’instabilité des prix du diesel. Le prix du gaz naturel naturel (CNG) a augmenté d’environ 3 % en moyenne dans les stations-service publiques, tandis que les prix du diesel ont augmenté de près de 19 % à l’échelle nationale et ont été en moyenne de 25 % supérieurs au prix du gaz naturel naturel (CNG) sur une base d’équivalent diesel pour gallon. Par conséquent, le coût du carburant était l’un des principaux avantages des utilisateurs de CNG dans l’enquête annuelle sur l’état des parcs durables, avec 79 % des répondants ayant signalé des coûts inférieurs comme avantage.

À quels résultats devriez-vous vous attendre avec les moteurs au gaz naturel?

Lorsque vous améliorez un parc de véhicules plus anciens, vous pouvez vous attendre à des réductions des émissions de gaz à effet de serre.

Par exemple, un nouvel autobus de ville équipé d’un moteur au gaz naturel Cummins L9N aura généralement des émissions de gaz à effet de serre de 11 % inférieures à celles d’un autobus diesel plus ancien. (Si l’autobus plus ancien est remplacé par un nouvel autobus avec la version diesel du moteur L9N, les émissions ne seraient réduites que de 6 %). Le remplacement d’un parc de taille moyenne composé de 100 autobus de ville avec des autobus aung peut, en moyenne, éliminer environ 1 300 tonnes d’émissions de CO2 par an. Cela équivaut à enlever 280 voitures des routes.

Si le gaz naturel renouvelable (GNR) est utilisé, la réduction des émissions de gaz à effet de serre peut être encore plus importante. Le gaz naturel renouvelable est fabriqué principalement à l’aide du méthane qui provient de la décomposition des déchets organiques. Cela peut inclure les gaz d’enfouissement ou le méthane capturé dans les installations de traitement des eaux usées ou les déchets agricoles.

L’utilisation de RNG fait baisser l’intensité totale du carbone, car le RNG est fabriqué avec du méthane qui aurait autrement été mis hors gaz. La capture de ces gaz les empêche d’entrer dans l’atmosphère et réduit considérablement le score total du puits à la roue. Il peut même faire baisser l’intensité carbone à moins de zéro en fonction de la matière première du GNR. Le gaz naturel renouvelable est fonctionnellement identique au gaz naturel obtenu à partir de ressources fossiles. Le mélange de gaz naturel fossile et même de petites quantités de GNR peut entraîner des avantages environnementaux immédiats. Et chaque année, le RNG devient un plus grand pourcentage de tous les GNL utilisés en Amérique du Nord, contribuant ainsi au rôle que le gaz naturel joue dans notre avenir renouvelable.

Peu importe la raison pour laquelle vous envisagez d’intégrer des véhicules au gaz naturel à votre parc. Cummins dispose d’une gamme d’options de moteur CNG pour obtenir les tâches les plus difficiles.

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Il existe de plus en plus de choix dans l’espace de véhicules commerciaux qui peuvent aider les parcs à réduire leurs émissions globales de transport. Il peut être un espace difficile à naviguer, qu’une flotte essaie de suivre des règles plus strictes en matière d’émissions ou réponde aux objectifs de l’entreprise en matière de développement durable et du ESG. Les complexités entourant l’incorporation de types de carburant à faible teneur en carbone, la formation des conducteurs, l’apprentissage de nouvelles exigences de service ou la coupe de l’incertitude politique de l’adoption de carburant de remplacement peuvent être déroutantes et déroutantes.

Le plus important, cependant, les parcs ne peuvent pas se permettre de perturbations majeures à leur modèle d’affaires. Ils doivent maintenir les mêmes performances et la plage qu’ils obtiennent des moteurs diesel pour faire fonctionner efficacement leur entreprise, tout en prenant des mesures pour fonctionner plus propre et plus efficacement. C’est là que Cummins peut vous aider.

Cummins développe un grand éventail de solutions à faible teneur en carbone pour aider les parcs à commencer le voyage vers des émissions nulles sans causer de perturbation majeure à l’exploitation quotidienne de l’entreprise. Cummins a des produits qui offrent des émissions de tuyaux d’échappement nuls, comme les batteries électriques et les piles à hydrogène. Nous produisons également des produits de combustion interne presque nuls, comme le propane, l’hydrogène et le gaz naturel.

Dans cet article, nous nous concentrerons plus particulièrement sur les groupes moteurs et les véhicules au gaz naturel comprimé (GNL), qui sont parmi les types de véhicules à faible émission de carbone les plus matures, éprouvés et les moins déstabilisants offerts aujourd’hui.

Quels sont les avantages des moteurs et des véhicules au gaz naturel?

Les moteurs et les véhicules au gaz naturel (ou NGVs) sont partout depuis des décennies. Cummins a une histoire de fabrication de moteurs CNG qui remonte à plus de 30 ans. Nous avons construit plus de 85 000 moteurs au gaz naturel à cette époque. Les moteurs sont testés, éprouvés et offerts aujourd’hui.

Le gaz naturel est une source de carburant domestique abondante qui n’est pas connectée au marché mondial du pétrole. Cela signifie que le carburant est largement disponible et que le prix est plus stable et moins cher que le prix du diesel et de l’essence.

Le gaz naturel peut également offrir des puissances et des puissances de couple semblables à ce que les parcs sont habitués à atteindre avec le diesel, de sorte qu’il est facile d’intégrer des véhicules aung dans un parc ou de remplacer les camions diesel plus anciens sans faire de concessions majeures autour de la charge utile totale que le véhicule peut transporter ou de la portée qu’il peut voyager. C’est particulièrement important pour les applications comme les autobus de ville, le transport régional, la cueillette des ordures et les applications de cueillette et de livraison. Un véhicule de CNG devrait faire des centaines de milles et fonctionner à pleine charge la plupart du temps.

Un autre avantage majeur du gaz naturel dans le transport est la capacité d’atteindre des émissions de carbone sous-zéro avec le gaz naturel renouvelable (GNR). Le gaz naturel renouvelable est fabriqué principalement à l’aide du méthane qui provient de la décomposition des déchets organiques. Cela inclut les gaz d’enfouissement ou le méthane capturés dans les installations de traitement des eaux usées ou les déchets agricoles.

L’utilisation de RNG fait baisser l’intensité totale du carbone, car le RNG est fabriqué avec du méthane qui aurait autrement été mis hors gaz. La capture de ces gaz les empêche d’entrer dans l’atmosphère et réduit considérablement la note totale de bien-à-roue des véhicules RNG, réduisant l’intensité carbone générée par le véhicule à moins de zéro en fonction de la matière première du GNR. Le gaz naturel renouvelable est également fonctionnellement identique au gaz naturel obtenu à partir de ressources fossiles. Le mélange de gaz naturel fossile et même de petites quantités de GNR peut entraîner des avantages environnementaux immédiats. Et chaque année, le RNG devient un plus grand pourcentage de tous les GNL utilisés en Amérique du Nord, contribuant ainsi au rôle que le gaz naturel jouera dans notre avenir renouvelable.

Cette baisse importante de l’intensité carbone du RNG est l’une des raisons pour lesquelles des entreprises comme la gestion des déchets, UPS et Werner Trucking font des investissements dans les camions au gaz naturel.

Ces entreprises ne sont pas seules. Le rapport sur l’état des parcs durables de 2022 indique que les parcs équipés de camions alimentés par RNG mentionnent constamment la réduction des émissions comme un avantage clé des véhicules au gaz naturel. En 2021, l’intensité carbone moyenne de tous les gaz naturel signalés dans la California Low Carbon Fuel Standard (LCFS) était en dessous de zéro, ce qui fait des NGVs la seule option de transport négative au carbone pour les parcs.

Quel est l’impact économique du passage aux moteurs au gaz naturel?

Tout au long de 2021, le gaz naturel comprimé a maintenu un avantage de coûts évident et une stabilité relative des prix par rapport au diesel, qui a connu une année plus volatile. Le carburant propre a continué de prouver sa valeur, avec le prix du CNG augmentant d’environ 3 % en moyenne dans les stations de ravitaillement publiques par rapport à 2020.

Les prix du diesel ont augmenté de près de 19 % à l’échelle nationale et ont, en moyenne, été supérieurs de 25 % au prix du CNG sur une base d’équivalent diesel gallon. Le coût du carburant est l’un des principaux avantages des utilisateurs de CNG dans l’enquête annuelle sur l’état des parcs durables, avec 79 % des répondants ayant signalé des coûts inférieurs comme avantage.

Quelles applications sont adaptées aux moteurs au gaz naturel?  

La plupart des applications commerciales sont un bon ajustement pour le gaz naturel. Il existe de nombreux exemples de moteurs au gaz naturel sur les camions et les autobus. Les parcs qui couvrent le transport régional, les autobus de ville, la cargaison, les applications municipales et les services publics sont des véhicules qui couvrent les véhicules à ordures. Tout comme les véhicules diesel, ces parcs « retournent à la base » chaque jour pour faire le plein de carburant aux points de ravitaillement du GNL installés sur place pour faciliter les remplissages.

Pour les camions lourds ou long-courriers, le ravitaillement est plus difficile. Les camions long-courriers comptent sur les stations de ravitaillement publiques le long des grandes autoroutes inter-États. Actuellement, le nombre de pompes publiques à GNL est insé par le nombre de pompes diesel, mais Cummins et plusieurs partenaires de l’industrie des transports font des progrès pour changer cela. L’entreprise a récemment annoncé un plan de collaboration avec Love’s Travel Stops et Trillium afin d’améliorer les solutions de carburant et de groupe motopropulseur à faible et à zéro carbone.

Cummins a également récemment annoncé son intention de développer un moteur au gaz naturel de 15 litres, le X15N, conçu pour les applications long-courriers de classe 8. La nouvelle du X15N suscite déjà un intérêt et une excitation significatifs sur le marché des camions lourds en Amérique du Nord. Au point qu’il a été nommé parmi les 20 meilleurs nouveaux produits de 2022 par camionnage lourd.

Quand est-il logique de passer aux moteurs au gaz naturel?

En définitive, le moment de passer aux moteurs au gaz naturel se fonde sur une décision d’affaires fondée sur le cycle de service et le profil de mission d’un parc individuel. Il faut évaluer attentivement les implications opérationnelles et financières. Un nombre croissant d’entreprises reconnaissent les avantages que fournissent les NGVs, mais chaque situation est différente.

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Si vous gérez un parc de véhicules commerciaux, vous avez probablement lu ou entendu parler de moteurs à hydrogène et de piles à hydrogène. Les piles à carburant ont fait un long chemin au fil des années, et elles ont un avenir prometteur. Les moteurs à hydrogène et les piles à hydrogène ont chacun leur rôle à jouer dans la décarbonisation du secteur des transports commerciaux aujourd’hui et dans les décennies à venir. En ce qui concerne les moteurs à hydrogène, il y a d’autres idées importantes à considérer pour les parcs en plus de la fiabilité et de la durabilité.

Les moteurs à hydrogène sont une technologie familière

L’alimentation de véhicules avec des moteurs à hydrogène est aussi familière qu’elle obtient-il suffit de pomper de l’hydrogène dans un moteur à combustion interne régulier.

Presque régulièrement.

Les moteurs à hydrogène nécessitent certaines modifications pour fonctionner de façon sécuritaire et efficace. Par exemple, le système d’allumage doit être spécialement conçu pour l’hydrogène afin d’éviter les problèmes, comme le pré-allumage et les cognements du moteur. Mais l’architecture globale du moteur et de la transmission, et la façon dont le moteur à hydrogène fonctionne, demeurent presque les mêmes que leurs équivalents au diesel. La seule exception est le système de carburant. L’hydrogène est stocké dans des cylindres à essence spécialement conçus pour résister à des pressions très élevées. La formation est recommandée pour apprendre des pratiques de manipulation sécuritaires de l’hydrogène pendant l’entretien.

Les moteurs à combustion interne à hydrogène peuvent être extrêmement efficaces et avoir un coût total d’exploitation fascinant par rapport aux autres solutions alimentées à zéro carbone. Grâce à la technologie à allumage par bougie de Cummins et aux plateformes de moteur agnostiques au carburant, nous pouvons atteindre un rendement thermique des freins qui dépasse l’efficacité du moteur au gaz naturel d’aujourd’hui. Avec un raffinement supplémentaire, l’efficacité du diesel peut également être facilement réalisable. L’efficacité peut être encore améliorée en combinant de l’hydrogène ICE dans un groupe motopropulseur hybride et en faisant appel à des fonctionnalités de pointe, comme le système ADEPT de Cummins.

Les moteurs à hydrogène sont un moyen efficace de réduire les émissions et de décarboniser

Il est crucial que les véhicules à moteur à hydrogène ne libèrent aucun CO2 en plus des quantités traces qui résultent de la combustion de lubrifiants. Tant qu’ils fonctionnent à l’hydrogène vert, leur fonctionnement ne cause aucune émission de carbone bien à la roue.

Le fonctionnement de véhicules à émissions presque nulles a toutefois un prix. C’est le cas de toutes les technologies à faible émission de carbone. Toutefois, pour certaines applications, les exemples de moteurs à hydrogène seront probablement plus fréquents, comme les camions lourds.

Quand les véhicules à moteur à hydrogène sont-ils bons pour votre entreprise?

Alors disons que votre entreprise doit réduire les émissions de gaz à effet de serre. Quand les véhicules à moteur à hydrogène sont-ils la bonne solution?

Premièrement, vous avez besoin d’une stratégie de carburant. Les parcs dont les véhicules « rentrent chez eux » dans un dépôt central chaque nuit sont de bons candidats. Des points de ravitaillement en hydrogène peuvent être installés au dépôt central. Ce type de stratégie de ravitaillement sera familier à de nombreux opérateurs de véhicules CNG.

Si vos véhicules ont tendance à faire des allers-retours entre les centres de distribution qui sont à quelques centaines de milles les uns des autres, un système de ravitaillement similaire peut fonctionner.

Si vous exploitez des camions long-courriers sur des routes fixes, les moteurs à hydrogène peuvent aussi avoir du sens tant que des points de carburant à hydrogène sont installés le long des routes. Plusieurs entreprises et entités gouvernementales construisent des couloirs d’hydrogène à cette fin même.

Les véhicules de poids moyen et lourd qui roulent plus de deux ou trois cent milles par jour seront mieux alimentés avec un moteur à hydrogène qu’avec la technologie électrique de batterie d’aujourd’hui. Les camions utilisent beaucoup de puissance, de sorte que les camions électriques requièrent de grandes batteries. En théorie, une batterie plus grande peut prolonger la portée d’un camion électrique. Mais cela se fait à un prix en termes de perte d’espace de cargaison, de temps d’arrêt de charge accrus et de coûts d’investissement plus élevés. En revanche, les véhicules à moteur à hydrogène peuvent faire le plein de carburant en quelques minutes et atteindre des portées semblables à celle des véhicules diesel sans avoir à échanger leur capacité de charge utile en échange de leur portée.

Cummins développe un ensemble de moteurs à hydrogène, y compris des moteurs de 6,7 et de 15 litres. Une fois que ces moteurs seront entièrement testés et validés, ils seront mis à la disposition des constructeurs de véhicules. Cummins travaille avec Werner Enterprise, une importante entreprise de transport et de logistique, pour valider ses nouveaux moteurs au gaz naturel et à hydrogène de 15 litres. Les moteurs à hydrogène sont presque des remplacements de rechange aux moteurs traditionnels, de sorte qu’une version de moteur à hydrogène de votre camion préféré pourrait devenir disponible au cours des prochaines années.

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Si vous êtes un camion ou un fabricant d’autobus qui a déjà un programme de piles à hydrogène, vous devriez envisager d’offrir une gamme de véhicules avec un moteur à combustion interne à hydrogène comme option pour vos clients.

Pourquoi? Les raisons sont simples. Il est plus facile de remplacer un moteur diesel par un moteur à hydrogène que de concevoir un véhicule autour d’une technologie différente. De plus, les clients intéressés à acheter des véhicules à piles à carburant sont susceptibles d’être intéressés à acheter des véhicules alimentés par des ICEs à hydrogène comme un moyen de se lancer avec de l’hydrogène tandis que la technologie des piles à carburant continue de progresser. Cependant, la familiarité avec la technologie de moteur actuelle est au cœur des deux raisons.

Les moteurs à combustion interne à hydrogène semblent familiers

Pour un fabricant d’équipement d’origine (MEO), les véhicules actuels peuvent être redessinés pour accueillir un moteur à hydrogène avec un minimum d’effort. Souvent, aucun changement majeur à la transmission, à la transmission, aux freins ou au châssis du camion n’est nécessaire. La modification la plus intensive à l’architecture du véhicule lors de la phase de redessinée pourrait être l’ajout d’un système de carburant à hydrogène. Mais Cummins contribue à rendre ces modifications aussi sans frottement que possible grâce à une coentreprise avec NPROXX, un chef de file en systèmes de stockage d’hydrogène. En offrant des systèmes d’hydrogène de bout en bout, Cummins permet aux MEO de concevoir facilement des véhicules à moteur à hydrogène. Cette même approche est également pertinente pour les opérateurs de parcs intéressés par les moteurs à hydrogène.

Les moteurs à hydrogène obtiennent le travail et aident à décarboniser 

L’expérience du client final en tant que propriétaire et exploitant d’un véhicule ICE à hydrogène est comparable à la propriété et à l’exploitation d’un véhicule au gaz naturel comprimé (GNL).

Les véhicules avec un moteur à hydrogène ont la puissance pour obtenir les tâches les plus difficiles. Les conducteurs constateront que les moteurs à hydrogène offrent les mêmes performances que les moteurs au gaz naturel et, d’ailleurs, des performances comparables à celles d’un moteur diesel. Les gestionnaires d’entretien constateront que la plupart des mécaniciens qualifiés pour travailler sur un moteur traditionnel à essence ou au diesel peuvent entretenir un moteur à hydrogène. Les clients qui ont installé des points de carburant pour le GNL sur place peuvent également découvrir que l’exploitation d’un point de carburant à hydrogène n’est pas très différente.

L’hydrogène est également un carburant sans carbone, ce qui permet aux propriétaires d’ice à hydrogène de commencer à répondre à leurs objectifs de décarbonisation de plus en plus rapide. Les moteurs à hydrogène peuvent contribuer à réduire les émissions globales du transport commercial générées par les parcs de véhicules, réduisant ainsi l’empreinte carbone globale d’une entreprise.

Les moteurs à hydrogène ouvrent la voie aux véhicules à piles à carburant

Alors, comment votre programme de piles à carburant et vos moteurs à hydrogène se complètent-ils ? Les moteurs à hydrogène et les piles à hydrogène ne sont ni un choix ni l’un ni l’autre. Au contraire, l’adoption de moteurs à hydrogène est susceptible d’aider à conduire à l’adoption plus large de piles à carburant.

Vu que Cummins sera à l’échelle de la production de moteurs à hydrogène en 2027, vous pouvez vous attendre à voir plus de clients exploitant des camions avec des moteurs à hydrogène au cours des prochaines années.

Inévitablement, à mesure que davantage de véhicules à hydrogène commenceront à prendre la route, les avantages des moteurs à hydrogène pour les infrastructures d’hydrogène deviendront plus évidents. Vos clients trouveront plus facile et moins cher de se procurer de l’hydrogène. Ils seront également plus à l’aise dans l’ensemble avec l’utilisation de l’hydrogène comme carburant. La technologie de stockage d’hydrogène sera également plus mature et utilisée à plus grande échelle. Ces derniers faciliteront également l’adoption de véhicules à piles à carburant.

Si vous êtes intéressé à en apprendre plus, n’oubliez pas de vérifier les réponses aux questions fréquentes sur les moteurs à hydrogène.

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