Propulser la transition nord-américaine des carburants maritimes

Nov 30, 2023

Barry Parker de bdp1 Consulting Ltd fournit un soutien stratégique et tactique...

5 juin 2023

(Photo : Harvey Gulf)

Les navires de service offshore, ainsi que les bateaux de travail desservant les ports et les rivières intérieures, se sont lancés dans un voyage à l'échelle de l'industrie vers la réduction des émissions de gaz à effet de serre. Le professeur Craig Philip, membre du corps professoral du Center for Transportation and Operational Resilience (VECTOR) de l'Université Vanderbilt et ancien PDG d'Ingram Barge Company, fournit ce contexte : "Le secteur maritime offre depuis longtemps aux expéditeurs l'option de transport de marchandises la plus économe en carburant et la plus durable. , et il a été très excitant pour notre équipe ici à Vanderbilt de s'engager avec l'industrie maritime, car elle adopte de nouvelles technologies qui réduisent également les émissions de gaz à effet de serre. Et nous sommes particulièrement fiers d'être un membre fondateur de la Blue Sky Maritime Coalition (BSMC)."

Fondée en 2021, BMSC est une coalition d'intervenants nord-américains qui se concentrent spécifiquement sur l'accélération de la transition du transport par voie navigable au Canada et aux États-Unis vers des émissions nettes de gaz à effet de serre (GES).

En juillet 2022, il a exposé les défis globaux de la décarbonation pour l'Amérique du Nord. Dans sa publication, "North American Waterborne Transportation Carbon Footprint", BSMC note que les OSV représentent environ 17% de la flotte nord-américaine et sont le plus grand contributeur aux émissions maritimes nord-américaines (avec un CO2 maritime fixé à 47 millions de tonnes en 2018) , représentant 29 % des émissions totales, car les navires ont une consommation et une utilisation de carburant relativement élevées. Le deuxième secteur le plus important pour les émissions de CO2 est le secteur des remorqueurs et pousseurs de navigation intérieure, responsable de 9,3 millions de tonnes ou 19 % des émissions totales ; viennent ensuite la flotte de remorqueurs côtiers et portuaires et les ferries, avec respectivement 6,8 millions de tonnes et 6,4 millions de tonnes.

Les compilations du BSMC suggèrent que les pétroliers et les remorqueurs articulés (ATB) ne représentent que 3,1 millions de tonnes ou 6 % des émissions totales de CO2 sur le marché maritime nord-américain.

Les propriétaires d'OSV investissent maintenant Les armateurs des segments OSV, remorqueurs et bateaux de travail avancent maintenant dans leurs efforts de décarbonation. La fin de 2022 a vu une annonce de Caterpillar Marine mettant en évidence un effort d'énergie hybride intégré à entreprendre avec Jackson Offshore.

En annonçant un protocole d'accord (MOU) avec l'opérateur offshore, le motoriste a déclaré : « Le M/V Thunder diesel-électrique sera mis à niveau avec une solution d'énergie hybride pour compléter sa centrale électrique de 2 x Cat 3516 et 2 x Groupes électrogènes C32."

Lee Jackson, président et chef de la direction de l'opérateur OSV, a déclaré que sa société "... est très heureuse de s'associer à Caterpillar dans le développement d'une solution de stockage d'énergie (ESS) pour nos navires offshore (OSV)."

Une impulsion majeure pour réduire les émissions, en mettant l'accent sur le carbone, vient des clients. Dans le communiqué, Jackson a déclaré: "L'objectif principal de ce projet est de générer de la valeur à long terme pour nos clients alors qu'ils cherchent à respecter leurs initiatives de réduction des émissions de carbone."

Cela a été repris lors d'un événement Marine Money fin novembre 2022 qui s'est tenu à la Nouvelle-Orléans; Le panéliste Shane Guidry, PDG de Harvey Gulf International Marine, discutant du rapport de l'entreprise détaillant les progrès de 2021 en matière d'ESG (environnement, social, gouvernance) a déclaré : « Nous avons publié [le rapport ESG] parce que c'est ce que nos clients voulaient.

Sur le même panel, Todd Hornbeck, PDG de Hornbeck International, qui a publié un rapport similaire, a déclaré : "Notre industrie a toujours fait de l'ESG."

Quintin Kneen, membre du panel et PDG de la société cotée en bourse Tidewater, a offert une perspective différente en déclarant: "Nos investisseurs en capital posent tous des questions à ce sujet parce que leurs investisseurs le demandent… la poussée vers les énergies renouvelables est là pour rester."

Les OSV tracent un nouveau cap Les nouvelles orientations pour les navires offshore peuvent être vues à partir de l'expérience de Harvey Gulf et de ses sociétés affiliées. BSMC, dans son livre blanc de juillet 2022, a écrit que : "Les carburants alternatifs sont le facteur numéro un qui peut avoir un impact considérable sur le profil d'émission d'un moteur."

Seuls cinq des 1 664 OSV fonctionnent avec une technologie de carburant propre aux États-Unis, et tous sont détenus et exploités par Harvey Gulf International Marine.

La « flotte verte » de Harvey Gulf utilise le GNL et le bio-GNL comme principales sources de carburant.

Lors d'un événement Marine Money en juin 2022, Dain Detillier, qui dirige l'activité de soutage Q-LNG de Harvey Gulf, a souligné l'importance de mesurer les émissions réelles, a décrit l'expérience avec le bio GNL pour alimenter Harvey America (avec une part de déchets animaux mélangée à cinq parts de GNL ) disant : « Il est devenu le premier navire neutre en carbone aux États-Unis. »

Harvey Gulf est également le seul opérateur au monde à disposer d'OSV Tri-Fueled (Batterie/GNL/Diesel).

Dans son rapport ESG 2021, détaillant les économies réalisées grâce à l'utilisation du GNL, Harvey Gulf déclare : "Dans les premières étapes de l'analyse, nous avons montré des économies de près de 130 tonnes métriques de CO2" [par rapport au fonctionnement au diesel, sur une base mensuelle].

Le rapport détaille également les initiatives pionnières de Harvey Gulf en matière de stockage d'énergie, notant que son Harvey Champion a été le premier OSV à être alimenté par batterie, en 2020, et que son Harvey Energy a été le premier à être tri-carburant (diesel/GNL/batterie).

Harvey Gulf et Hornbeck ont ​​tous deux travaillé en étroite collaboration avec SailPlan. Le capitaine Steve Bomgardner de SailPlan, directeur du développement commercial, lors de la récente conférence de l'automne 2022, a réitéré la nécessité d'une mesure réelle des émissions, plutôt que d'approximations, dans l'optimisation. Un autre panéliste, David Cummins (président et chef de la direction du BSMC) a parlé des expériences de Harvey Gulf, notant qu'après avoir installé le kit SailPlan à bord de Harvey Power, il s'est rendu compte que le "maintien à poste" était en fait sa plus grande source d'émissions.

Bomgardner, décrivant les expériences avec les navires à double carburant d'un client, a détaillé une découverte où le fonctionnement au diesel marin, plutôt qu'au GNL, a conduit à une réduction des émissions de carbone dans une circonstance particulière.

Le message de Bomgardner et Cummins était que les lectures réelles, plutôt que les estimations basées sur des formules, sont essentielles pour optimiser la consommation de carburant.

L'American Bureau of Shipping (ABS), dans un rapport élaboré autour des données du VECTOR de l'Université Vanderbilt, a examiné de près le secteur intérieur, avec des conclusions pertinentes pour les navires offshore. Il a proposé que l'électrification, avec son besoin de recharge, avait du sens dans les bateaux de la flotte et les remorqueurs ne fonctionnant pas en continu.

Les auteurs ont noté que: "Les biocarburants et le méthanol sont des alternatives réalisables aux carburants non fossiles car ils peuvent être utilisés dans certains moteurs marins existants et sont pris en charge par l'infrastructure actuelle."

En examinant la « densité énergétique » des carburants alternatifs, le rapport souligne : « Seuls les biocarburants peuvent être actuellement stockés et utilisés dans les réservoirs de carburant existants à bord et fourniraient une puissance presque équivalente. »

eWolf (Image: Crowley)

Un chantier naval, Master Boat Builders (MBB), a été à l'avant-garde de la poussée vers l'électrification dans le secteur des bateaux de travail. Au printemps 2022, le chantier Coden, en Alabama, a livré un remorqueur hybride (diesels et générateurs Caterpillar) à Seabulk Towing, avec une conception de Robert Allan Ltd.

Le navire, Spartan, qui peut fonctionner à l'aide des moteurs principaux de niveau 4, des générateurs ou des deux, liés aux moteurs de propulsion d'ABB, a effectué des travaux d'escorte le long de la côte du golfe du Texas ; un deuxième navire a également été mis en service.

Egalement en construction au MBB est eWolf, un remorqueur tout électrique dont la livraison à Crowley est prévue plus tard en 2023.

Le bateau, doté d'une batterie de 6,2 MWh développée par Corvus Energy et intégrée à un système de propulsion électrique ABB, sera déployé à San Diego, assurant les assistances du navire.

La recharge à terre sera effectuée par une paire de BOB Corvus Orca (la batterie Corvus, logée dans un conteneur de 20 pieds), à quai lorsque le remorqueur est entre deux travaux. Le kit de pilotage ABB (qui pourrait prendre en charge un futur fonctionnement autonome) est relié à une paire de propulseurs azimutaux L-Drive.

Méthanol et hydrogèneLe méthanol et l'hydrogène ont été présentés comme des "carburants du futur", cependant, l'avenir se déroule rapidement avec le générateur de méthanol en hydrogène "e-1" développé par Element 1, un petit fabricant de systèmes avancés de génération d'hydrogène basé dans l'Oregon.

Il est important de noter que l'un des principaux investisseurs de la division e1-Marine de la société est Maritime Partners LLC, un financier (et propriétaire et bailleur) de navires desservant le secteur intérieur.

e-1 Marine commercialise activement une technologie dans laquelle les piles à combustible à hydrogène, qui génèrent de l'électricité de la même manière que les batteries, sont alimentées en hydrogène produit par un système embarqué propriétaire "… où le méthanol est stocké dans des réservoirs conventionnels et où l'eau est ajoutée à la volée. "

Maritime Partners sera le propriétaire d'Hydrogen One, un remorqueur conçu par Elliott Bay Design Group, qui sera construit à Intracoastal Iron Works près de Houma, en Louisiane, qui déploiera la technologie. Le bateau, qui sera équipé de la technologie de distribution d'énergie électrique et d'automatisation d'ABB, sera affrété à American Commercial Barge Lines (ACBL). Son équipe de développement affirme que le navire (avec une économie comparable à une nouvelle construction avec une centrale diesel de niveau 4) pourrait fonctionner pendant quatre jours entre les ravitaillements en méthanol, ce qui, selon eux, est facilement disponible.

Hydrogène One (Image : Elliott Bay Design Group)

Les architectes navals de Glosten, en étroite collaboration avec ABB, ont développé une conception (appelée SA-100) pour un remorqueur portuaire avec L-Drives, alimenté par des groupes électrogènes alimentés au méthanol ou, alternativement, par des batteries. Le fonctionnement zéro émission serait possible en mode batterie (qui pourrait également être utilisé pour l'écrêtage des pics); les batteries peuvent être chargées à partir des groupes électrogènes, éliminant ainsi le besoin de passer de longues périodes le long des quais.

Le segment de l'éolien offshore, porté par les efforts de réduction des émissions, avec sa nouvelle flotte de navires, sera une vitrine pour les technologies de carburants alternatifs.

Empire Offshore Wind, une joint-venture entre Equinor et bp développant un parc éolien dans le New York Bight, au sud de Long Island, a attribué un long affrètement d'un navire d'exploitation de services (SOV) à Edison Chouest Offshore (ECO), qui construira le navire à ses chantiers de la côte du golfe.

Selon Equinor, "le navire d'opérations de services (SOV) hybride rechargeable sera le premier du secteur éolien offshore américain capable de naviguer en partie sur batterie".

Le SOV naviguera dans le port de South Brooklyn Marine Terminal sur batterie, rechargera la batterie en utilisant l'alimentation à quai et quittera le port de New York."

Opéré dans le cadre d'un affrètement de 10 ans (avec possibilité de renouvellement), il devrait entrer en service au milieu des années 2020.

Fincantieri's Bay Shipbuilding, Sturgeon Bay, Wisconsin, construira un nouveau SOV pour CREST Wind, une joint-venture entre Crowley Maritime (qui exploitera le navire) et le spécialiste danois de l'offshore ESVAGT. Les propulseurs diesel-électriques font partie de la conception HAV 832 SOV, utilisée par Esvagt dans les régions de la mer du Nord et de la Baltique.

Dans un avenir plus lointain, les éoliennes offshore pourraient être utilisées dans la production d'"hydrogène vert", qui, à son tour, soutiendrait la production d'autres carburants verts.

Les planificateurs ont déjà jeté leur dévolu sur l'utilisation de ces carburants pour propulser les navires qui desservent le secteur éolien.

Le fabricant d'éoliennes Siemens Gamesa, qui affrétera le CREST Wind SOV, qui sera livré en 2026, dans le cadre d'un accord à long terme, pour des travaux dans le projet Coastal Virginia Offshore Wind de Dominion Energy, le résume dans un récent livre blanc, en disant : " L'hydrogène vert et les carburants dérivés, comme l'ammoniac vert, nous permettront de mettre de l'énergie éolienne dans le réservoir de carburant d'un… navire."

(Image : Crowley)