L'injection d'hydrogène bi-carburant dans les moteurs diesel classiques, une option pour l'utilisation d'hydrogène vert dans le secteur maritime

30.10.2024

Dans le domaine de la navigation, de la technique des installations et de la logistique sur le site de Warnemünde, un objectif partiel essentiel a été atteint à l'automne 2024 dans le cadre du projet de recherche "Utilisation de H2 offshore dans la navigation côtière" - désigné en bref par OH22KuesSe. Dans un moteur diesel monocylindre fonctionnant de manière conventionnelle, élargi à des fins de recherche avec des composants de commande et de technique de mesure, la part de combustible fossile a été remplacée par de l'hydrogène pendant le fonctionnement. La preuve a ainsi été apportée que les moteurs diesel conventionnels, tels qu'ils fonctionnent en mer, peuvent également être équipés d'un système d'injection de H2 séparé, fonctionnant de manière autonome et pouvant être désactivé.

Kerstin Baldauf / Hochschule Wismar

Montage expérimental sur le moteur diesel classique, au-dessus duquel se trouve le bac de récupération d'hydrogène avec capteur. Dans la main, on reconnaît la valve d'injection HD.

Kerstin Baldauf / Hochschule Wismar

L'installation d'alimentation en gaz permet de fournir de l'hydrogène jusqu'à 200 bars pour alimenter les expériences. L'azote est utilisé comme gaz interne pour la purge.

Kerstin Baldauf / Hochschule Wismar
Kerstin Baldauf / Hochschule Wismar

La réduction des émissions de CO2 a été clairement démontrée et des points de fonctionnement optimaux ont été déterminés pour ce procédé. Le projet, financé à hauteur d'environ 450.000 euros, durera encore six mois, jusqu'en mars 2025. Il est intégré dans le projet phare H2Mare du gouvernement fédéral allemand, dans lequel la production d'hydrogène directement en mer (offshore) est étudiée. L'objectif de ce projet phare est la production d'hydrogène directement dans un parc éolien en mer, associée à l'utilisation directe de l'hydrogène dans l'espace maritime.

Optimisme malgré la contradiction

"Nous sommes sur la très bonne voie d'un projet passionnant visant à faire de l'hydrogène une source d'énergie à faible rendement à bord", déclare le chef de projet, le professeur Axel Rafoth. "Trouver des cas d'utilisation potentiellement favorables d'une utilisation directe de l'hydrogène sur des navires existants et ainsi utiliser l'hydrogène offshore et promouvoir ainsi le développement d'une infrastructure de ravitaillement, tel est l'objectif déclaré de ce projet individuel", poursuit le professeur. "À long terme, c'est la pile à combustible qui l'emportera en raison de ses meilleurs rendements". Le spécialiste conteste la représentation générale selon laquelle l'hydrogène ne serait généralement pas utilisable dans la navigation. Actuellement, environ 90.000 navires conventionnels naviguent sur les mers et doivent répondre aux exigences de l'Energy Efficiency for Existing Ships Index (EEXI). L'EEXI est une mesure introduite par l'Organisation maritime internationale (OMI) pour réduire les émissions de gaz à effet de serre des navires en se basant sur la conception technique du navire. En l'état actuel des choses, certains itinéraires et navires semblent tout à fait adaptés à l'utilisation de l'hydrogène. Pour les trouver, la première phase du projet a consisté à répertorier et à classer le parc de navires naviguant en mer. Pour la classe la plus appropriée, l'étape suivante consistera à établir un concept d'approvisionnement (côté terre et côté navire). Les règles définies par les sociétés de classification, qui se développent actuellement et qui doivent être respectées dans l'exploitation des navires, seront également identifiées à cette occasion.

Le professeur Rafoth voit le plus grand problème pour l'utilisation des énergies vertes dans le prix finalement peu élevé des combustibles fossiles dont on sait qu'ils sont limités et dont il prévoit une disponibilité dans le temps de 100 à 200 ans au maximum. Leur prix, qui se situe actuellement entre 2 et 4 cents/KWh, représente en moyenne 30 à 50 % du prix des énergies renouvelables, qui se situe entre 4 et 8 cents/kWh. Selon le professeur Rafoth, une taxe sur le CO2 de 45 euros/tonne, qui correspondrait à un supplément de prix d'environ 0,8 centime/kWh, n'entraînerait guère de changement, raison pour laquelle il attend d'autres initiatives de la part des politiques.

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