Les industries britanniques du transport de passagers et de fret ont consommé 2 282 kilotonnes de CO2 entre avril 2021 et mars 2022, ce qui représente une augmentation de 2 % des émissions totales estimées de CO2 par rapport à l’année précédente.1 À mesure que la demande de fret et de transports publics augmente, la réduction des émissions de carbone dans les émissions dans ce secteur critique figurent en bonne place dans l’agenda du gouvernement.
S’attaquant de front au problème, l’innovateur technologique G-volution Ltd, en collaboration avec COLAS Rail UK, a utilisé les bancs de charge Crestchic pour tester l’utilisation d’une nouvelle solution de réduction des émissions de carbone. La technologie en question utilise une pile à combustible à oxyde solide (SOFC) pour alimenter les besoins en énergie électrique auxiliaire des applications ferroviaires, qui représentent environ 10 à 15 % de la demande totale d’énergie des trains de marchandises. Le projet est financé par le ministère des Transports dans le cadre du concours First of a Kind 2022, organisé par Innovate UK.
Paul Howard, directeur de l’ingénierie chez G-volution, commente les défis auxquels est confrontée l’industrie ferroviaire britannique et l’importance de ce projet :
« Statistiquement parlant, 25 % de tous les trains de voyageurs du Royaume-Uni et 90 % des trains de marchandises fonctionnent au diesel. À travers le « Plan de décarbonation des transports », le gouvernement s’est engagé à mettre en place un réseau ferroviaire net zéro d’ici 2050. Et, bien qu’il y ait une tendance à supprimer les trains diesel dans le cadre du plan à long terme, il est essentiel que l’industrie prenne des mesures progressives. et des réductions durables des émissions de carbone en cours de route. En plus de fournir une source d’énergie plus verte pour répondre aux besoins en énergie électrique auxiliaire, la technologie éliminera la nécessité pour les groupes motopropulseurs diesel de rester sous tension ou au ralenti pendant les temps d’arrêt, ce qui peut entraîner jusqu’à 20 % de la consommation de carburant et des émissions des locomotives de fret.
Plus propre, plus écologique et moins cher à exploiter
Le concept de G-volution est basé sur l’utilisation d’une SOFC pour fournir la charge auxiliaire requise sur une locomotive de classe 37. Bien que le moteur lui-même reste alimenté au diesel, l’énergie auxiliaire est utilisée pour divers systèmes embarqués essentiels, notamment les systèmes d’éclairage de la locomotive, notamment les phares, les feux de position et les feux de cabine ; les systèmes de contrôle ; chauffage et ventilation; des équipements auxiliaires tels que des ventilateurs, des pompes, des compresseurs et des moteurs ; et les systèmes de communication embarqués.
En alimentant ces systèmes à l’aide d’une source d’énergie plus verte, les émissions globales de la locomotive peuvent être réduites de manière significative. Cela signifie également que les moteurs peuvent être arrêtés lorsque les locomotives sont en gare, réduisant ainsi les émissions tout en ayant toujours accès à l’énergie auxiliaire pour tous les autres besoins à bord.
Il est important de noter que les piles à combustible peuvent être combinées avec le fonctionnement bicarburant du moteur diesel pour offrir des avantages supplémentaires en matière d’économie de carbone aux conducteurs de véhicules, offrant ainsi des options évolutives pour un déploiement supplémentaire à l’avenir.
Paul poursuit : « Comme d’autres exploitants de fret, Colas Rail est dépendant de parcs de locomotives patrimoniales comme les Class 37. Dans le cas de Colas Rail, il s’agit d’accompagner son client Network Rail dans la collecte de données, une opération nationale sur l’ensemble du réseau GB. Les Class 37 sont les seules locomotives capables d’effectuer ce travail en raison de leur faible poids par essieu et de leur acceptation de l’écartement RA5. L’intégration de la technologie SOFC est une perspective passionnante pour Colas Rail, permettant à l’une des locomotives les plus anciennes du réseau d’utiliser ce qui pourrait être l’un des systèmes de transfert de puissance les plus efficaces disponibles en utilisant un combustible non fossile à faible teneur en carbone.
Des bancs de charge crestchiques utilisés pour recueillir des données critiques sur les émissions
Comme preuve de concept, G-volution a utilisé trois bancs de charge Crestchic 350/700 V CC 667 kW, connectés en parallèle, pour simuler la charge générée par la locomotive diesel de classe 37 lorsqu’elle est alimentée au diesel conventionnel.
En effectuant les tests, les ingénieurs ont pu mesurer directement les émissions, notamment les émissions d’oxyde d’azote, de monoxyde de carbone, de dioxyde de carbone, d’hydrocarbures et de particules. Grâce aux piles à combustible à oxyde solide connues pour être pratiquement exemptes d’émissions de NOx, de SOx et de particules, G-volution a pu utiliser le banc de charge pour rassembler les données nécessaires pour prouver le concept.
Les bancs de charge étaient équipés du logiciel Corona/Fusion de Crestchic pour permettre une fonction de tension/courant constant et la capture de données, ainsi qu’un contrôleur de terminal portable pour une utilisation facile.
Paul poursuit : « Les tests en direct de cette nature nécessitent un investissement financier et logistique important. Nous devions donc être sûrs que les bancs de charge que nous utilisions fonctionneraient sans problème et nous fourniraient les données dont nous avions besoin pour prouver avec succès le concept.
Amener la co-consommation sur le marché ferroviaire
Habitué aux projets de réduction des émissions de carbone dans l’industrie ferroviaire, G-volution a précédemment développé le système Optimiser™, une technologie bi-carburant qui permet aux moteurs diesel de brûler du diesel et du gaz naturel (ou d’autres carburants plus verts et moins chers, Bio-GPL, Bio-GPL). méthane ou hydrogène) simultanément, ce qui permet d’économiser environ 20 % sur les coûts de carburant et de réduire certaines émissions jusqu’à 90 %. Le projet d’énergie auxiliaire avec Colas Rail faisait partie du concours First of a Kind 2022, en partenariat avec Innovate UK, qui portait sur de nouveaux concepts contribuant à décarboner le réseau.
Paul Brickman, directeur commercial des bancs de charge Crestchic, conclut :
« La technologie de G-volution ouvre la voie à la décarbonisation d’une industrie historique au Royaume-Uni. Utiliser nos bancs de charge pour simuler la charge électrique d’une locomotive afin de tester l’efficacité des carburants alternatifs est le dernier projet passionnant que Crestchic a soutenu pour le secteur des énergies renouvelables. Il s’agit d’un travail important pour la décarbonation des grandes industries et nous sommes fiers de jouer notre rôle dans cette transition.