Camions au gaz naturel - Partenariat

Vincent Roy, ing.f. Transport et énergie [email protected]

Pour le secteur forestier

Camions au gaz naturel

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Plan de l’atelier Propriétés du gaz naturel Camions au GNL et au GNC – considérations économiques et

techniques Ravitaillement en GNL Programmes incitatifs pour le GNL Préoccupations de l’industrie forestière quant aux camions au GNL Expérience des propriétaires de parcs utilisant le GNL

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Teneur en énergie comparativement au diesel

3

0

10

20

30

40

Energy Density (MJ/L)

GNL

GNC comprimé à 2900 PSI 300 fois la teneur en

énergie d’une ligne de gaz résidentielle

GNL refroidi à -162oC 600 fois la teneur en énergie

d’une ligne de gaz résidentielle Diesel :

1,6 fois plus d’énergie que le GNL et 3,9

fois plus d’énergie que

le GNC

GNC

DIESEL

Densité d’énergie (MJ/L)


Gaz naturel – Arguments économiques

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Le prix des matières premières est bas. Volatilité? À quelle pression les prix sont-ils soumis?

0

20

40

60

80

100

120

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Cen

ts /

équi

vale

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Source : Ressources naturelles Canada et US Energy Information Administration

Diesel

LNG


Gas naturel – Arguments économiques

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Les provinces augmenteront-elles les taxes sur le GN?



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L’accès aux marchés d’exportation ferait augmenter les prix.

Cette hausse de prix ferait augmenter le taux d’extraction de la ressource.

La différence de prix entre le GNL et le disel devrait se poursuivre dans l’avenir.

Les prix augmenteront-ils?

Source : US Federal Energy Regulatory Commission


GNL – Coût par équivalent en litre de diesel

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FortisBC – Prix en cents de l’équivalent de GNL en litre de diesel

Commodity

Pipeline andLiquefactionTanker Delivery

Station Fee

Carbon Tax &GST/PST

12₵ 12₵

18₵

4₵ *

15₵

Pipeline et liquéfaction

~ 0,60 $ / LED

* Remarque : dans un rayon de 100 km de l’usine de liquéfaction de FortisBC.

Produit de base

Livraison par citerne

Frais de station

TPS/TVQ


Camions au GNL – Économies de carburant

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100 000 km/an x 60 L/100km = 60 000 L de diesel 60 000 L de diesel x 1,35 $/L = 81 000 $ 60 000 LED en GNL x 0,60 $/L = 36 000 $

Économies de 44 000 $, mais d’autres coûts associés à la possession et à l’utilisation doivent être calculés!

Économies annuelles potentielles :



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▫ La consommation des moteurs à GNL HPDI est plus élevée que celle des moteurs diesel

▫ Les moteurs à GNL HPDI consomment entre 5 % et 10 % de carburant pour faire fonctionner le pilote d’allumage

▫ Les moteurs à GNL HPDI exigent aussi du DEF

ATTENTION : Autres coûts du carburant à considérer…..


Gaz naturel – Émissions inférieures de PCA

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Les émissions de PCA ou de gaz d’échappement sont inférieures pour les camions au GN

Émissions inférieures de CO et de certains NOx

Moins de particules fines


Gaz naturel – Émissions inférieures de GES

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Remarque : les véhicules à GNC à allumage par étincelle consomment plus de carburant, étant donné qu’ils utilisent un cycle Otto. Les moteurs à GNL HPDI utilisent l’allumage par compression, tel que modélisé ici dans GHGenius.

-4 % -19 % -25 %


Camions à GNL HPDI – Composants du système

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Moteurs à GNL HPDI, moteurs bicarburant à GNC et moteurs à GNC à allumage par étincelle

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GNL (Westport 475 HPDI) Bicarburant à GNC (avec diesel)

GNC à allumage par étincelle

• Jusqu’à 95 % du carburant consommé est du GNL

• Doit fonctionner au GNL; peut fonctionner au diesel pour une courte période à puissance réduite

• Offert uniquement sur les camions neufs

• Le GNL est fourni par un camion citerne

• Le GNC remplace le diesel jusqu’à un maximum de

50 % • Peut fonctionner au diesel

à 100 % lorsque le réservoir de GNC est vide

• Pour une puissance maximale, aucune substitution de GNC

• Les moteurs respectant les émissions EPA2007 peuvent être convertis

• Le GNC est fourni par un camion citerne ou un distributeur de gaz naturel

• GNC à 100 %, mais aucun système de DEF/RCS

• ~ 25 % moins efficace en raison de l’allumage par étincelle

• Plus simple que les systèmes bicarburant et HPDI

• Le GNC est fourni par un camion citerne ou un distributeur de gaz naturel


Camions au GN offerts par les équipementiers

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Moteur ISL-G de 12 L de Cummins Westport, à allumage par étincelle, produisant 400 ch et 1 450 lb/pi de couple, NON conçu pour la foresterie

Moteur HPDI de 15 L de Westport, moteur à GNL produisant 475 ch et 1 750 lb/pi de couple est conçu pour les applications les plus exigeantes (n’est plus offert)

Westport se retire de la fabrication de ces moteurs et offre sa technologie sous licence aux équipementiers

Des moteurs plus puissants et de nouveaus joueurs devraient entrer sur le marché (Volvo avec le HPDI)


Moteurs au GNL HPDI offerts par les équipementiers

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Consomment du diesel pour l’allumage du pilote Utilisent les systèmes FPD et RCS (émissions EPA

2010) Conviennent aux camions de classe 8 qui rentre au

garage ou qui évoluent dans des corridors de ravitaillement établis

Ventiler le carburant si le camion n’est pas utilisé : stationner à l’extérieur, réservoir vide

Ces moteurs peuvent rouler uniquement au diesel, mais à puissance réduite (100 ch en moins); il est donc important de stationner ces camions près d’une station-service


Camions au GNL – Réservoirs de carburant et autonomie

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Gross Volume, LitresNominal

Volume, L DEL*Range at

65L/100km265 (70 US Gallons) 238 139 214

379 (100 US Gallons) 341 199 306454 (120 US Gallons) 409 239 368 735

Maximum Range with Two Large

Tanks (km)

* Remarque : Le LED est calculé selon l’énergie; les volumes réels dépendent de la pression du réservoir au remplissage.


Entretien des camions HPDI à GNL de Westport

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Le calendrier d’entretien est similiaire à celui du Cummins ISX, mais le système de détection du gaz et le système de carburant sont vérifiés à chaque entretien pour déceler les fuites.

Budget de 11 cents/km et temps d’arrêt accru. Un ensemble d’injecteurs coûte 10 000 $ et les autres composants

comme la pompe à GNL sont tout aussi coûteux.

Dans quelle mesure le camion sera plus coûteux au cours de sa durée de vie?

Par conséquent, le camion devra être entretenu par le concessionnaire.

La garantie prolongée doit être envisagée!


Utilisation des camions à GNL

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Les équipementiers de camions offrent la formation, mais le ravitaillement est traité séparément

Le temps de remplissage et la capacité du réservoir varient selon la température et la pression

Les colonnes de ventilation sont placées en hauteur, loin de toute source d’allumage

L’expérience de conduite est inchangée, la puissance délivrée est apparemment bonne


Utilisation des camions à GNL

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Des détecteurs de méthane sont requis dans la cabine et le compartiment moteur, car le GNL est inodore, et un troisième doit être installé dans la couchette, ce qui augmente la charge électrique.

Le poids de tare des camions à deux réservoirs augmente d’environ 500 kg.

Trois réservoirs de « carburant »

▫ Diesel ▫ GNL ▫ FED


Entretien des camions à GNL et sécurité

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L’entretien peut être effectué à l’extérieur. Autrement, les ateliers doivent respecter les normes de l’Association canadienne de normalisation et de la National Fire Protection.*

De nombreux utilisateurs ayant adopté la technologie dès le départ choisissent de faire entretenir leur camion par le concessionnaire.

Les mécaniciens peuvent se faire former par les équipementiers, mais un certificat de monteur d’installation au gaz est aussi exigé. **

La conversion d’installations existantes peut être coûteuse en raison du besoin d’adopter les codes actuels en matière d’électricité et de systèmes de CVC. Envisager la construction d’un nouvel atelier?

Gaz Metro peut offrir des incitatifs à la mise à jour et un résumé exhaustif des normes.

*Pour en savoir davantage : http://www.cngva.org/ ** http://safetyauthority.ca/licences-certificates/licences/gas

http://www.cngva.org/

http://safetyauthority.ca/licences-certificates/licences/gas




Où obtenir le carburant?

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Contrats avec des fournisseurs de services tels Clean Energy ou des producteurs locaux : FortisBC, Gaz Metro, Ferus, Encana, Shell, etc.

Les stations fixes (cryogénique) coûtent plus de 2 M$

Les stations mobiles coûtent de 500 000 $ à 1 000 000 $.


Où obtenir le carburant? Autres options

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Acheter votre propre combinaison de réservoir portatif et de station d’avitaillement

Les micro-usines de production de GNL sont plus petites, mais quand même coûteuses

La plupart des hypothèses de coûts exigent un minimum de 15 camions


Où peut-on se procurer du GNL?

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Colombie-Britannique : Île de Vancouver, Vancouver, Richmond, Chilliwack, Hope, Merritt et Kamloops

Alberta : Strathmore, Jumping Pound, Red Deer, Edmonton, Calgary et Grande Prairie

Ontario : Sudbury, Mississauga et Sarnia en 2016 Québec : Boucherville, Montréal (deuxième installation

en 2014), Québec, Rivière-du-Loup Nouveau-Brunswick : Saint-Jean Nouvelle-Écosse : Halifax et Enfield


Ravitaillement des camions à GNL

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L’utilisation d’ÉPI est essentielle Un réservoir chaud et vide peut

se traduire par un long temps de remplissage, car le GNL doit être vaporisé dans le réservoir pour le refroidir.

La formation est offerte par le fournisseur d’équipement de la station.

Envisager de confier le remplissage des véhicules à des employés désignés dans les stations à volume élevé.

Dans le meilleur des cas, le temps de remplissage est comparable au diesel (environ 15 minutes).


Sécurité des stations de GNL

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Le réservoir est situé loin des véhicules en mouvement et des impacts possibles

La berme de sécurité correspond à 110 % de la capacité du réservoir

Les valves se ferment automatiquement en cas de perte de l’alimentation électrique ou de déclenchement de l’alarme

Les matériaux utilisés lors de la construction conviennent aux gaz cryogéniques

L’installation doit respecter les normes de l’Association canadienne de normalisation et de la National Fire Protection.*

*Pour en savoir davantage : http://www.cngva.org/

http://www.cngva.org/


Sécurité du GNL

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Le GNL liquide n’est pas inflammable et ne s’allume pas. Le GNL doit d’abord passer à l’état gazeux avant de s’enflammer et

certaines conditions doivent être réunies.

Les réservoirs sont durables et résistent aux impacts. Mais en cas de catastrophe, que se passerait-il?


Sécurité du GNL

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Le GN liquide est plus léger que l’eau et, dans son état gazeux, plus léger que l’air. Le GN s’enflamme dans son état gazeux, seulement dans un mélange de 5 à 15 % de

carburant dans l’air. La température d’allumage spontané du GN est de 537 oC (similaire au propane). Le diesel et l’essence ont une température d’allumage spontané d’environ 250 oC. Ne contamine pas les sources d’eau ni le sol.

Quels sont les risques en cas de fuite?


Incitatifs pour les camions à GNL au Canada

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Colombie-Britannique : FortisBC finance 60 % des coûts supplémentaires, et la province autorise un poids supplémentaire de 1 500 kg sur le tracteur.

Le Québec accorde une déduction pour amortissement et une subvention de 30 % pour les coûts aditionnels (maxium de 15 000 $) liés à l’achat des véhicules.

L’Alberta accorde un permis pour la surcharge sur l’essieu de direction.


Incitatifs au Québec

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Source : http://www.mtq.gouv.qc.ca/


Inquiétudes de l’industrie forestière

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Les équipementiers offriront-ils assez de puissance? Les équipementiers offriront-ils des systèmes bicarburant au GNC? Les chemins forestiers devront-ils être modifiés pour éviter les

mésaventures hors route et assurer le transport à l’année? Les fermetures saisonnières sont-elles problématiques? Est-il possible de travailler en double quart, afin de maximiser

les heures et de raccourcir le délai de rentabilisation? Puis-je obtenir le carburant et le soutien du concessionnaire

dans ma collectivité?


Évaluation des camions au gaz naturel

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Les économies de carburant justifient-elles les coûts de possession?

Une feuille de calcul préparée par FPInnovations est disponible sur demande.

Modèle économique : le GNL est-il rentable pour moi?


Premières expériences des parcs de véhicules

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La consommation de diesel devrait être de 5 %, mais certains utilisateurs ont vu jusqu’à 10 %.

L’efficacité globale est difficile à établir, en raison de la conversion des unités, mais les dollars par kilomètre constituent une base universelle.

Les propriétaires de parc prévoient prolonger la durée de vie des véhihcules, pour aider à en amortir le coût d’achat.

La valeur de revente des véhicules demeure inconnue.

Observations au sein des parcs au Canada et aux États-Unis

www.fpinnovations.ca

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Merci Vincent Roy, ing.f. Transport et énergie 514-782-4522

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http://www.fpinnovations.ca/

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