Comment fonctionnent les moteurs à hydrogène pour les applications hors route ?

La pression exercée sur les industries lourdes pour atteindre les objectifs de décarbonation augmente. Il existe peu d’alternatives à faible émission de carbone pour les équipements hors route. Cela inclut les excavatrices, les chargeuses sur pneus, les tracteurs et les moissonneuses-batteuses, entre autres. Pour répondre aux exigences d'une utilisation énergétique élevée 24 heures sur 24 dans des environnements difficiles, les moteurs à combustion interne à hydrogène représentent une solution simple. 

Moteurs à combustion interne à hydrogène vs piles à combustible à hydrogène

Les piles à combustible à hydrogène et les moteurs à combustion interne sont les deux moyens d'alimenter les véhicules avec du carburant à hydrogène. Les véhicules électriques à pile à combustible (FCEV) transforment l’énergie chimique de l’hydrogène en énergie électrique à l’aide d’un empilement de piles à combustible. L'électricité produite entraîne des moteurs électriques et des batteries qui servent de tampon. Les moteurs à combustion interne à hydrogène (ICE) fonctionnent de la même manière que les moteurs à combustion conventionnels. Ils brûlent du carburant pour générer de la chaleur et de l’énergie mécanique. Vous pouvez en savoir plus sur les avantages complémentaires des technologies FCEV et moteurs à combustion interne.

Pourquoi les applications hors route devraient-elles envisager des moteurs à hydrogène ?

L’un des principaux avantages des moteurs à combustion à hydrogène est qu’ils sont construits sur une architecture familière. Un moteur à combustion interne à hydrogène peut être installé dans le même équipement qu’un moteur diesel tout en utilisant la même transmission, les mêmes systèmes de refroidissement et les mêmes systèmes hydrauliques. Les pratiques et les coûts d’entretien sont également comparables à ceux des moteurs diesel. La principale différence à prendre en compte est le système de stockage d’hydrogène embarqué, que Cummins a ajouté à son portefeuille technologique avec la coentreprise Cummins et NPROXX.

Les moteurs à combustion interne à hydrogène sont attrayants dans les applications hors route. Ils fonctionnent dans des environnements difficiles avec des niveaux élevés de poussière dans l’air, des vibrations plus importantes et des températures ambiantes extrêmes. Les moteurs à combustion interne à hydrogène peuvent également décarboner les chantiers hors route grâce à leur réduction de 99 %+ des émissions de carbone par rapport aux équipements à moteur diesel. D’autres avantages des moteurs à hydrogène se trouvent dans le secteur de la mobilité et des transports.

Quelles industries peuvent bénéficier des moteurs à hydrogène ?

Un moteur à hydrogène fonctionnera dans toutes les applications où des moteurs diesel sont utilisés aujourd'hui. Pour cette raison, une grande variété de cas d'utilisation off-highway peuvent bénéficier de l'alimentation hydrogène.

Ceux qui travaillent dans l’agriculture connaissent l’utilisation de l’hydrogène dans la production d’engrais ammoniacaux ; cependant, ils n’ont peut-être pas envisagé les avantages que les moteurs à hydrogène pourraient apporter aux équipements agricoles. L’hydrogène ICE peut répondre aux besoins des applications les plus exigeantes. L’hydrogène ICE est robuste face aux conditions de fonctionnement et environnementales extrêmes rencontrées dans les applications agricoles. Versatile a déjà pris l’initiative de planifier l’intégration du moteur à hydrogène Cummins de 15 litres dans ses tracteurs.

Les industries qui nécessitent des facteurs de charge élevés et une utilisation optimale des équipements font face au plus grand défi pour trouver des solutions viables à faibles émissions de carbone et à zéro carbone. Les véhicules électriques peuvent rencontrer des difficultés à répondre aux attentes d'utilisation quotidienne et connaîtront des temps d'arrêt importants pour se recharger. L'hydrogène, quant à lui, est bien adapté aux diverses applications off-highway dans les marchés de la construction, de l'agriculture et de l'exploitation minière. Les excavatrices, les chargeuses sur pneus et d'autres équipements peuvent bénéficier de temps de ravitaillement rapides et de performances, de durabilité et de fiabilité similaires à celles du diesel ICE à hydrogène.

Cummins prévoit de proposer deux moteurs à combustion interne à hydrogène, disponibles en variantes de 6, 7 et 15 litres. Les moteurs font partie de la nouvelle plate-forme agnostique de Cummins, où, sous le joint de culasse, le moteur de chaque type de carburant reste identique. L'exploitation de ces plateformes avec des carburants à faible teneur en carbone et des carburants zéro carbone aidera les industries à réduire considérablement les émissions de gaz à effet de serre au cours de la décennie. La compatibilité de la plateforme minimise les modifications apportées à la conception de l'équipement, réduisant ainsi la complexité d'intégration pour le fabricant de l'équipement. 

Quels investissements dans les infrastructures favoriseront l’adoption de l’hydrogène ? 

L'infrastructure de ravitaillement est un élément essentiel pour les applications off-highway. L'hydrogène est bien adapté à une distribution facile, car il peut être transporté à l'endroit requis de la même manière que le carburant diesel l'est aujourd'hui. L'hydrogène offre une flexibilité supplémentaire grâce à une production locale sur site utilisant un électrolyseur alimenté par de l'énergie renouvelable. De plus, les infrastructures de gaz naturel existantes peuvent être converties pour transporter de l'hydrogène à faible coût. Investir dans l'économie de l'hydrogène contribuera à accroître l'infrastructure nécessaire pour faciliter l'adoption. À titre d'exemple de progrès, la loi récemment adoptée sur la réduction de l'inflation offrira des crédits d'impôt pour la production d'hydrogène propre et les stations de ravitaillement en hydrogène aux États-Unis. 

Si vous êtes intéressé par en savoir plus sur les moteurs à hydrogène, n’oubliez pas de consulter également nos réponses aux questions fréquemment posées sur les moteurs à hydrogène. Ces réponses couvrent des sujets tels que les différentes options de carburant à hydrogène, les émissions et la faisabilité d'intégrer le gaz naturel dans les flottes commerciales.

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