Quatre carburants alternatifs pour les entreprises de transport

Le diesel représente encore 93 pour cent de la part de marché du transport, et même s'il restera probablement le carburant standard pour le transport lourd dans un avenir proche, les énergies alternatives deviennent de plus en plus viables. Des véhicules électriques au gaz naturel, des progrès dans les technologies de transport plus durables se profilent à l'horizon, et l'industrie est incroyablement optimiste quant à cette diversification alors que nous nous tournons vers les carburants de remplacement pour l'avenir.

4 Types d'énergies alternatives pour le transport

En examinant de plus près les quatre principaux types d'énergies alternatives pour le transport lourd, les chargeurs pourront prendre les meilleures décisions pour la stratégie de leur organisation.

• Biodiesel et diesel renouvelable
• Gaz naturel
• Batterie électrique
• Pile à hydrogène

Biodiesel, diesel renouvelable

Le biodiesel et le diesel renouvelable sont deux des énergies alternatives les plus répandues dans le transport commercial. Les mélanges de biodiesel et de biocarburants les plus courants que l'on trouve dans la plupart des stations-service sont l'E10, le B5 et le B2. En outre, le B20 est un mélange de biodiesel qui est requis dans le Minnesota pendant les mois d'été. Le processus d'hydrotraitement, couramment utilisé dans les raffineries de pétrole, crée un produit presque identique au carburant diesel conventionnel.

Opportunités et défis du biodiesel et du diesel renouvelable:

L'aspect le plus contraignant du biodiesel (et d'autres biocarburants avancés) est qu'ils ne sont utilisés que pour les mélanges. Le biodiesel pur ne peut pas être utilisé à des températures plus froides car il peut se cristalliser et se gélifier, ce qui risque d'endommager le moteur d'un camion. Pour cette raison, la plupart des grands fabricants de moteurs annulent les garanties si un mélange supérieur à 20 % est utilisé dans un moteur diesel.

Le principal avantage du diesel renouvelable est qu'il peut remplacer directement le diesel traditionnel dans les moteurs diesel courants. Le coût de production est toutefois élevé, ce qui empêche une utilisation plus répandue dans l'industrie.

Avantages du biodiesel et du diesel renouvelable en termes de durabilité: 

Le biodiesel et le diesel renouvelable sont tous deux des carburants non fossiles fabriqués à partir de déchets organiques tels que l'huile végétale et les graisses animales.

Le biodiesel et les biocarburants dominent actuellement les alternatives au diesel à l'échelle nationale en raison des exigences de mélange au niveau des États. En outre, le gouvernement fédéral encourage l'adoption de carburants alternatifs, en particulier dans les transports, par le biais du programme RFS (Renewable Fuel Standard). Dans le but de réduire les émissions de gaz à effet de serre d'une manière réalisable et évolutive, ce programme exige le mélange progressif de carburants fossiles avec des carburants alternatifs. Le biodiesel et le diesel renouvelable sont les plus courants. 

Comme le gouvernement relève chaque année les exigences minimales en matière de mélange, la part de marché existante se répartira entre un plus grand nombre de types de carburants. Le RFS est également la raison pour laquelle l'éthanol se trouve dans l'essence qui alimente votre voiture ou votre véhicule personnel. 

La plupart des énergies renouvelables, y compris le diesel, sont vendues en Californie où la législation supplémentaire de l'État Low Carbon Fuel Standard (LCFS) les rend compétitives par rapport aux prix du diesel traditionnel. Le diesel renouvelable pur émet 60 % d'émissions en moins sur l'ensemble de son cycle de vie que le diesel traditionnel, ce qui en fait une option intéressante du point de vue des émissions. Le coût de production, cependant, fait qu'il est difficile de l'adopter dans tous les parcs de véhicules.

Gaz naturel

Le gaz naturel peut être trouvé sous plusieurs formes - comprimé et liquéfié - et la source déterminera son impact sur la durabilité, ce qui se réfère en grande partie au gaz naturel renouvelable.

Le gaz naturel comprimé (GNC) est utilisé dans les véhicules grand public depuis des décennies, mais gagne des parts de marché dans le secteur des transports lourds. Le carburant lui-même offre un prix bas et stable, et des émissions réduites par rapport au diesel.

Le gaz naturel liquéfié (GNL) est moins populaire que la forme condensée du gaz naturel car il doit être amené à des températures très froides. Cela rend sa production, son stockage et son transport plus coûteux. Il émet également des niveaux plus élevés de gaz à effet de serre à travers ce processus de refroidissement, ce qui rend ses avantages environnementaux plus discrets. Le gaz naturel renouvelable (GNR) est chimiquement identique au gaz naturel conventionnel, mais il est fabriqué à partir de sources renouvelables, telles que les déchets animaux, les gaz de décharge et les matières organiques en décomposition. Il est important de le noter en raison de son intensité en carbone. Dans certains cas, notamment celui des déchets laitiers, il élimine en fait les émissions de carbone dans son cycle de vie de production et de consommation.

Le GNC et le GNR partagent le même réseau de gazoducs et les mêmes utilisations finales. Une fois qu'il est raffiné jusqu'à sa forme finale, il est impossible de les distinguer. Il est donc impératif de comprendre le cycle de vie de cette source d'énergie pour comprendre l'intensité carbonique globale. 

Opportunités et défis du GNC dans les transports:

L'un des avantages du GNC est que son prix est beaucoup moins volatil que celui du diesel. Généralement, lorsqu'un expéditeur rembourse un transporteur pour le GNC, le remboursement est basé sur un prix fixé au début de chaque mois.  ; Le gaz naturel est très abondant aux États-Unis en raison du boom du schiste, qui a entraîné une augmentation de la production nationale de pétrole et de gaz. L'offre de gaz naturel actuellement produite est si importante que certains producteurs de pétrole doivent brûler l'excédent en raison du manque de capacité des pipelines.

L'un des principaux obstacles à l'adoption du GNC comme carburant de substitution dans les transports est qu'il est directement comparé au diesel. Lorsque les prix du diesel sont bas il devient plus rentable que le GNC. En outre, les véhicules à carburant alternatif fonctionnant au gaz naturel nécessitent des moteurs et des stations de ravitaillement différents de ceux des camions diesel, ce qui signifie que l'investissement initial est important. 

Le GNC permettait de réaliser des économies d'environ 1 dollar par gallon par rapport au diesel avant que le marché du pétrole brut ne s'effondre à la fin de l'année 2014. Le prix du pétrole était alors supérieur à 100 dollars le baril.

La récente baisse du prix du carburant diesel rend toutefois le ravitaillement des camions au diesel plus avantageux d'un point de vue économique. Si le prix du pétrole remonte en flèche, le GNC sera l'un des carburants alternatifs les plus pratiques si tous les autres facteurs sont réunis.

Comme nous l'avons souligné dans notre article La viabilité du GNC dans la chaîne d'approvisionnement, l'infrastructure pour le gaz naturel continue de se développer, bien que lentement. Quoi qu'il en soit, la stabilité des prix continuera à en faire une option attrayante lorsqu'elle sera mise en œuvre dans les bons cas d'utilisation.

Avantages du GNC en termes de durabilité: 

Le GNC brûle beaucoup plus proprement en émettant moins de gaz à effet de serre (GES) que l'essence ou le diesel au moment de la combustion. Cependant, il s'agit toujours d'un combustible fossile, dont la plus grande partie provient d'opérations de forage à grande échelle, ce qui laisse une empreinte carbone importante. Le GNR est une option d'énergie renouvelable pour la consommation de gaz naturel car il est fabriqué à partir de matières organiques, notamment des déchets provenant des décharges et du bétail.

Les émissions du cycle de vie deviennent plus importantes car le processus de production du GNR réutilise les gaz méthaniques qui seraient autrement libérés dans l'atmosphère. En fin de compte, l'impact global du GNR est net zéro, et parfois net négatif, en termes d'émissions.

Les programmes qui tirent parti des incitations fédérales et étatiques peuvent améliorer leur viabilité financière. La Californie est à l'avant-garde de l'utilisation du GNR comme carburant pour les transports, avec des réglementations et des incitations qui le rendent plus compétitif par rapport au carburant diesel.

Batterie électrique

Les véhicules électriques à batterie (BEV) dépasseront le GNC en termes de viabilité si la technologie continue à progresser. 

Au moment où nous écrivons ces lignes, les BEV n'ont pas encore gagné la faveur du public dans les applications lourdes. D'importantes précommandes signalent le début d'un changement dans l'industrie du transport maritime. UPS a notamment commandé 950 camions de livraison électriques Workhouse. Il s'agit également de réservations de la part de grands expéditeurs de biens de consommation emballés (CPG), de détaillants et de transporteurs pour des camions électriques à batterie de classe 8, comme le semi-remorque Tesla.

Les perturbateurs du marché comme Tesla et Nikola sont rejoints par des piliers de l'industrie comme Daimler et Volvo pour développer les BEV du marché du fret de demain. Certaines de ces entreprises ont annoncé que ces camions électriques à batterie devraient être disponibles et intégrés dans les chaînes d'approvisionnement des transports entre 2020 et 2022.

Opportunités et défis des véhicules électriques dans le transport commercial:

L'avenir des BEV est prometteur, une fois que ces technologies seront adoptées dans la chaîne d'approvisionnement courante. 

Les principaux avantages des BEV comprennent une efficacité énergétique accrue et des avantages financiers à long terme en raison des coûts énergétiques inférieurs à ceux du diesel. La puissance et les performances pourront concurrencer directement les chaînes de traction diesel, une caractéristique que ne partagent pas encore les autres types d'énergie.

Les émissions de gaz d'échappement tomberont à zéro, ce qui les rendra très attrayantes pour les zones urbaines encombrées. En outre, les émissions sur l'ensemble du cycle de vie continueront de s'améliorer à mesure que le réseau énergétique américain s'éloignera des combustibles fossiles.

Malgré l'existence d'un grand nombre de stations de recharge électrique rapide en courant continu, le plus grand obstacle pour les BEV est le manque d'infrastructures pour les véhicules lourds. C'est pourquoi les expéditeurs les plus susceptibles de tirer parti des camions électriques sont ceux qui disposent de flottes privées exploitant des voies spécifiques. 

Ces chargeurs pourraient investir dans des infrastructures de recharge sur site ou le long d'itinéraires dédiés. Les véhicules électriques peuvent également circuler dans les limites des villes sur des itinéraires répétitifs tels que les transports en commun, laissant les camions diesel sur des trajets plus longs à travers le pays.

Les limitations de l'autonomie de charge des batteries exacerbent encore ce défi. Les batteries sont extrêmement lourdes. Les camions ont une capacité de transport limitée en termes de poids, il n'est donc pas intéressant de renoncer à un camion complet pour un groupe motopropulseur électrifié. 

En outre, la technologie des batteries est limitée par le temps et l'autonomie. Une fois qu'elle est complètement chargée, l'autonomie est d'environ 200 miles. La plupart des transports longue distance représentent 1 000 miles ou plus. Les temps d'arrêt et les arrêts fréquents sont donc peu attrayants dans la plupart des chaînes d'approvisionnement.

Nous pourrions voir des sociétés de services publics, des multinationales de l'énergie et des fabricants de véhicules électriques, comme BYD, Tesla et Daimler, construire des stations pour soutenir leur réseau spécifique de camions.

Avantages des camions électriques en termes de durabilité:

Les réglementations et les incitations de la Californie en matière d'émissions de gaz à effet de serre ouvrent également la voie à cette énergie de substitution. Au début de l'année 2020, Anheuser-Busch a acheté le 100e camion BYD de classe 8 entièrement électrique sur batterie aux États-Unis. Ce camion vient s'ajouter à son réseau de plus de 20 véhicules électriques afin de réduire les émissions de carbone dans sa chaîne d'approvisionnement.  

L'électricité est très prometteuse pour les expéditeurs à la recherche d'options durables. Cependant, il est difficile de mesurer les véritables avantages des camions électriques en termes de développement durable. Par exemple, l'électricité produite par les centrales au charbon émet encore des quantités importantes d'émissions de gaz à effet de serre dans l'atmosphère, par rapport à l'électricité produite par une éolienne. Cette question deviendra de plus en plus pertinente à mesure que la technologie proliférera dans l'industrie et que la déclaration et l'élimination des émissions de carbone seront davantage réglementées.

Pile à hydrogène

Les véhicules électriques à pile à hydrogène (FCEV) sont similaires aux camions électriques car ils sont tous deux alimentés par une batterie, mais la source d'énergie différencie les deux. Ces véhicules lourds utilisent une pile à combustible pour combiner de l'hydrogène pur et de l'oxygène afin de produire de l'électricité pour alimenter la batterie du camion. Les fabricants les plus connus de ce type de transport sont Nikola et Toyota.

Lisez un entretien que Breakthrough a eu avec Nikola sur l'avenir de la technologie des piles à combustible à hydrogène, ici. 

Opportunités et défis de la technologie des piles à hydrogène:

Le prix est le principal obstacle à l'adoption des piles à hydrogène comme source d'énergie alternative. L'énergie nécessaire pour alimenter le camion est coûteuse et peut ne pas être rentable pour la plupart des expéditeurs et des transporteurs d'aujourd'hui. L'hydrogène est coûteux et difficile à traiter, et son transport peut être encore plus onéreux. Cependant, avec l'émergence de nouvelles technologies de batteries, il est possible que le prix baisse et que cette option devienne plus attrayante.

Le plus grand avantage des camions à pile à hydrogène par rapport aux autres options électriques est l'autonomie. Les véhicules électriques sont censés avoir une autonomie maximale de 100 à 300 miles sur une seule charge, bien que Tesla affirme que ses semi-remorques électriques ont une autonomie de 600 miles. En revanche, Nikola affirme que ses camions à pile à hydrogène peuvent parcourir plus de 1 000 miles à la fois. Les véhicules à pile à hydrogène sont confrontés à une bataille encore plus difficile que les véhicules électriques en termes d'infrastructure. Même si les camions à hydrogène auront besoin de moins de recharges en raison de leur autonomie accrue, ils ont toujours besoin de stations de ravitaillement en hydrogène spécifiques. En 2019, il n'y avait que 40 stations publiques de ravitaillement en hydrogène aux États-Unis, et la plupart d'entre elles se trouvent en Californie.

Avantages de l'hydrogène en termes de durabilité: 

La conversion de l'hydrogène gazeux en électricité est relativement propre si l'on considère les émissions d'échappement. L'hydrogène gazeux ne produit que de la chaleur et de l'eau comme sous-produits. Malgré ces émissions propres, la production d'hydrogène soulève des problèmes de durabilité.

Certaines productions d'hydrogène reposent sur des combustibles fossiles et un processus thermochimique connu sous le nom de reformage du méthane à la vapeur. Ces procédés émettent des gaz à effet de serre, c'est pourquoi il est de plus en plus important de prendre en compte les émissions du cycle de vie des sources de carburant alternatives afin de garantir des pratiques de chaîne d'approvisionnement véritablement durables.

L'autre solution consiste à utiliser de l'hydrogène renouvelable, grâce à l'électrolyse de molécules d'eau et à des microbes producteurs d'hydrogène. Mais cette technologie est encore peu utilisée et les processus sont coûteux.

Quelle est votre stratégie en matière de carburants alternatifs ?

Décider quels types de carburants alternatifs sont les bonnes options pour votre stratégie de transport peut se résumer aux valeurs fondamentales de votre organisation. Si vous mettez l'accent sur la durabilité et souhaitez être une marque écologique et avant-gardiste, soyez un adopteur précoce. Si vous vous engagez à réduire les émissions de gaz à effet de serre, vous risquez de subir une hausse des prix de l'énergie jusqu'à ce que la technologie et les méthodes deviennent plus courantes. Vous avez également plus de chances d'être à la pointe d'un secteur qui évolue rapidement.