Les solutions alternatives
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Production
Distribution
Usage
B100
-60%
XTL
-80%
GNC
-0%
GNC bio
-80%
GNL
-0%
Hybride
-90%
Electrique
-90%
Hydrogène
-90%
Maturité forte
Maturité moyenne
Maturité faible
Qu'est ce que le véhicule hybride
L’histoire de la voiture hybride remonte au début du 20ème. En 1905, monsieur H. Piper a demandé l’octroi d’un brevet pour un moteur gasoil/électrique. Selon lui, le moteur électrique permettait d’augmenter les performances du moteur au gasoil, pour permettre à une voiture de passer de 0 à 40km/h en seulement dix secondes, bien plus que les moteurs thermiques de l’époque.
https://www.lavoiturehybride.com/info/histoire-de-la-voiture-hybride
Grâce (ou à cause) de rapides avancées technologiques dans les moteurs classiques, la popularité d’une voiture électrique ou hybride disparut jusqu’aux années 1970, lors des premières crises pétrolières.
Un véhicule hybride utilise deux sources d’énergies différentes: le principe est d’associer un moteur thermique avec un moteur électrique.
Chaque mode de propulsion peut fonctionner de manière indépendante par exemple en mode 100 % électrique pour l’accès à certaines zones réglementées et/ou aussi pour diminuer les nuisances sonores en cas de livraison par exemple la nuit en milieu urbain.
Le moteur électrique assiste le moteur thermique lors des phases d’accélération et de démarrage permettant de réduire ainsi la consommation de carburant de manière significative.
Lieu et capacité de production
Un véhicule hybride peut utilisé quatre énergies différentes: de l’électricité pour recharger ses batteries, du diesel, du Biodiesel B100 ou de l’XTL pour le moteur thermique.
Production électrique :
En France, La production d’électricité totale a augmenté de +4,5 % par rapport à 2020 pour atteindre 522,9 TWh, mais reste en recul de 15 TWh par rapport à 2019.
Nous pouvons considérer malgré les tensions sur le réseau que l’électricité en France est une ressource suffisante.
Suivre en temps réel la production électricité : https://www.rte-france.com/eco2mix/la-production-delectricite-par-filiere
Production diesel :
On dénombre environ 30 000 gisements rentables, de quelques dizaines à quelques centaines de km2. Parmi eux, l’on distingue 450 à 500 gisements dits “géants” (avec des réserves supérieures à 70 millions de tonnes), dont une soixantaine de “super-géants” (avec des réserves supérieures à 700 millions de tonnes).
Production B100 ou esther méthylique d’acide gras (EMAG) norme EN14214 :
Ces esters méthyliques d’acides gras peuvent être obtenus à partir: de plantes oléagineuses (colza, tournesol), de graisses animales, d’huiles végétales alimentaires usagées ou de déchets graisseux.
En France, le colza est la matière première la plus utilisée pour la fabrication des EMHV (Ester Méthylique d’Huile Végétal).
https://www.ecologie.gouv.fr/biocarburants#scroll-nav__3
Production XTL norme EN15940 :
Selon l’arrêté du 28 février 2017 : est dénommé « gazole XTL » un gazole paraffinique de synthèse ou obtenu par hydrotraitement (HVO) pouvant être composé partiellement d’esters méthyliques d’acides gras.
Il est très difficile de trouver des informations concernent la production d’XTL au niveau mondial.
Actuellement, les nombre de fournisseurs d’HVO se développe rapidement:
Finlande : NESTE avec 4 bioraffineries (deux en Finlande, une à Rotterdam et une à Singapour)
Italie : ENI aux bioraffineries de Gena en Sicile et de Venise
Espagne : REPSOL et CEPSA
Suède : PREEM à Lysekil et Göteborg
France : TOTAL énergies à la Bioraffinerie de la Mède ainsi que dans le Nord (démonstrateur BioTfuel)
Energie renouvelable
Production électrique :
En France, la production d’électricité est dite « bas carbone » grâce au nucléaire, environ 20 % de l’électricité est produite à partir d’énergies renouvelables.
https://www.edf.fr/origine-de-l-electricite-fournie-par-edf
Production diesel :
C’est une énergie fossiles présente en quantité limitée et non renouvelable à l’échelle de temps humaine.
Production B100 ou esther méthylique d’acide gras (EMAG) :
Le Biodiesel B100 est produit à partir de Biomasse et est donc considéré comme renouvelable.
https://www.ecologie.gouv.fr/energies-renouvelables
Production X-TL :
L’X-TL peut être produit à partir de Biomasse mais aussi avec du charbon et du gaz naturel, L’X-TL produit avec de la Biomasse est considéré comme renouvelable.
Carburant disponible en station
Distribution électrique :
Un véhicule Hybride embarque environ 45 KW/h utile de batteries, il ne nécessite pas une grosse installation pour être rechargé, il est aussi possible de l’utiliser de manière autonome avec la récupération d ’énergie au freinage et la recharge en roulant avec le moteur thermique.
Distribution diesel :
Un poids lourd hybride peut s’avitailler en GO dans n’importe quelle station disposant d’accès poids lourds.
Distribution B100 :
Le carburant B100 ne peut être utilisé que dans des flottes professionnelles disposant d’une logistique d’approvisionnement spécifique et de leurs propres capacités de stockage et de distribution.
https://www.legifrance.gouv.fr/loda/id/JORFTEXT000036775134
Distribution X-TL :
Le carburant XTL ne peut être utilisé que dans des flottes professionnelles disposant d’une logistique d’approvisionnement spécifique et de leurs propres capacités de stockage et de distribution.
https://www.legifrance.gouv.fr/loda/id/JORFTEXT000034159898
Stockage sur site
Stockage électrique :
L’électricité en tant que telle ne peut pas être stockée avec les technologies actuelles. Le stockage d’électricité consiste à convertir un courant électrique en une autre forme d’énergie stockable.
Stockage diesel :
Avoir sa propre cuve pour stocker du diesel sur son site est possible.
Stockage B100 :
Le B100 est non biotoxique, non ATEX et non classé ICPE. Non disponible en station, le stockage sur site est obligatoire.
Le B100 possède une durée de stockage maximale de 6 mois, de la date de production jusqu’à la date de péremption. Le carburant est affecté par la lumière, la température, l’eau, etc. au cours du stockage, ce qui influence ses propriétés et sa durée de vie. Le B100 possède également une stabilité à l’oxydation inférieure à celle du gazole, c’est pour cela qu’il doit être stocké dans une cuve spécifique.
Stockage X-TL :
L’X-TL est un gazole de synthèse, sa formulation chimique est proche du diesel d’origine fossile, il n’est pas disponible en station et doit obligatoirement être stocké sur site, il est 100 % miscible avec le diesel et ne nécessite donc pas une cuve spécifique.
Technologie :
L’hybridation est une technologie aboutie et maitrisée, elle est considérée comme mature.
Configuration de matériel
Un poids lourds hybride utilise deux types de propulsion, cela implique que les éléments nécessaires aux deux motorisations soient présents sur le châssis.
1/ les éléments nécessaires pour le moteur thermique : réservoir GO ou B100, réservoir AdBlue, silencieux d’échappement etc…..
2/ les éléments nécessaires pour le moteur électrique : Batteries, unité de gestion etc…..
En plus du poids supplémentaires (une dérogation jusqu’à une tonne est possible), la place disponible sur le châssis est limitée. Certains carrossages seront compliqués voir non réalisables.
Surcoût à l’achat
Pour une même configuration aujourd’hui, le cout d’un châssis hybride sera entre 2 à 2,5 fois plus élevé que son homologue diesel.
Ce surcout est principalement lié aux éléments nécessaires à l’hybridation (batterie, moteur, gestion du système) mais aussi à la production à petite échelle de ces véhicules.
Suramortissement possible
Les poids lourds hybrides ne peuvent pas bénéficier du dispositif de suramortissement.
Consommation carburant
Le moteur électrique assiste le moteur thermique lors des phases d ’accélération et de démarrage permettant de réduire ainsi la consommation de carburant jusqu’à 40% en fonction du type de parcours.
Coût du carburant
Fonctionnement avec du B7 :
Les prix des carburants à la pompe varient en fonction de plusieurs paramètres comme le cours du baril de pétrole, le taux de change euro-dollar, le niveau des stocks de produits pétroliers et de la demande de pétrole.
Fiscalité : récupération de la TICPE possible : 59 cts/litre
Fonctionnement avec du B100 :
Le B100 bénéficie d’une fiscalité avantageuse (TICPE : 11,83 cts/litre) par rapport au B7 (TICPE : 59 cts/litre) , le B100 coute entre 1,30 et 1,50 € le litre.
Fonctionnement avec de L’X-TL :
L’XTL bénéficie d’une fiscalité équivalente au diesel (TICPE : 59 cts/litre), il bénéficie du remboursement partiel de la TICPE.
Le procédé de fabrication plus complexe que le B100 et une fiscalité moins avantageuse font que l’XTL est environ 10 % plus cher que le gazole B7.
Autonomie
Ces véhicules conserve une motorisation thermique avec une capacité de réservoir pouvant aller jusqu’à 700 litres.
Budget entretien
Les motorisations Hybride associent deux technologies qui nécessitent des opérations d’entretien distinctes. Ces couts s’additionnent et font que le budget entretien est multiplié par deux environ par rapport un véhicule diesel.
Revente du matériel
Les véhicules hybride mis sur la route sont encore récents et il est difficile d’estimer le marché du VO.
Les contraintes réglementaires croissantes et l’obsolescence moins rapide qu’un véhicule 100 % électrique devrait permettre à ces hybrides de se revendre plutôt facilement.
la motorisation Hybride dans sa version rechargeable est une bonne alternative pour accéder à des zones réglementée type ZFE sans avoir la contrainte de l’autonomie d’un véhicule 100 % électrique.
En mode thermique, l’aide du moteur électrique dans les phases énergivores (démarrage, relance…) permettra de faire des économies de carburant significatives.
Le cout d’acquisition peut paraitre élevé mais cette technologie permet d’apporter une solution quand il n’est pas possible d’exploiter un autre type de véhicule (GNC par exemple).
Il faudra prendre en compte les couts supplémentaires liés à la maintenance car ils peuvent impacter significativement le TCO.
Les évolutions techniques auront moins d’incidence sur l’obsolescence de ces véhicules par rapport à un véhicule 100 % électrique.
Qu'est ce que le véhicule électrique
Dans un monde de plus en plus concerné par le réchauffement climatique, le véhicule électrique peut apparaitre comme une révolution dans le domaine de la mobilité.
Sous une apparence parfois identique à celui d’un véhicule thermique classique, un véhicule électrique embarque des éléments techniques bien plus limités. Adieu réservoir de carburant, moteur à explosion, boîte de vitesses et système d’échappement et place à une grosse batterie, un moteur électrique et un calculateur spécifique pour gérer le tout.
Pourtant cette technologie n’a rien de nouveau. À la fin du XIXe siècle, trois modes de propulsion se partagent le marché naissant de la voiture automobile : le moteur à combustion interne ou « moteur à essence », le moteur électrique et le moteur à vapeur.
La voiture électrique connaît un succès certain dans la dernière décennie du XIXe siècle, tant en Europe qu’aux États-Unis avant de se faire distancer rapidement par les motorisations thermiques qui ont évoluées plus rapidement sur le plan technologique.
Aujourd’hui, le parc automobile français dans son ensemble compte 32 millions de voitures particulières. En 2020, 8,2 % des véhicules achetés en France étaient électriques, un pourcentage en forte augmentation par rapport à l’année 2019 (1,9%).
Coté poids lourd, les constructeurs commencent à proposer des véhicules électriques mais le développement est plus timide:
Sur les 305 320 camions réalisant du transport de marchandises au 1er janvier 2020 en France, 99 % disposaient encore d’une motorisation diesel ; moins de 0,1 % du parc étaient électriques, soit environ 3 000 véhicules seulement.
Lieu et capacité de production
Pour que l’électrification puisse contribuer à la transition énergétique « bas carbone » au niveau mondial, la production électrique doit naturellement être elle-même décarbonée. Or, le charbon est toujours de très loin la principale source d’électricité dans le monde : ce combustible a compté pour 35,1% de la production mondiale d’électricité en 2020 (contre 36,4% en 2019).
En France, La production d’électricité totale a augmenté de +4,5 % par rapport à 2020 pour atteindre 522,9 TWh, mais reste en recul de 15 TWh par rapport à 2019.
Nous pouvons considérer malgré les tensions sur le réseau que l’électricité en France est une ressource suffisante.
Suivre en temps réel la production électricité:
https://www.rte-france.com/eco2mix/la-production-delectricite-par-filiere
Energie renouvelable
En France, la production d’électricité est dite « bas carbone » grâce au nucléaire, environ 20 % de l’électricité est produite à partir d’énergies renouvelables.
Carburant disponible en station
La rapidité de développement des technologies électriques dépend à la fois de la performance des véhicules mais aussi de l’efficacité de l’infrastructure en place sur les routes.
Si la démarche est déjà relativement lente du côté des voitures électriques, le challenge est encore plus élevé pour les transports lourds. A ce jour, il n’existe que 10 stations de recharge pour camions à travers toute l’Europe.
Un accord a été passé entre Volvo Group, Daimler Trucks et Traton (qui regroupe Scania et MAN) pour développer un réseau de bornes de recharges pour camions.
Ces constructeurs ambitionnent d’installer 1700 points de recharge pour camions d’ici 2027. Ces bornes seront réparties en Europe sur les aires d’autoroutes, les lieux de déchargement et les centres logistiques.
Stockage sur site
L’électricité en tant que telle ne peut pas être stockée avec les technologies actuelles. Le stockage d’électricité consiste à convertir un courant électrique en une autre forme d’énergie stockable.
On pourra alors mobiliser celle-ci à la demande, quelques minutes (dans le cas par exemple du volant d’inertie), quelques heures voire quelques jours dans le cas de la batterie électrochimique ou de l’hydrogène via une pile à combustible pour produire à nouveau de l’électricité.
Technologie
l’apparition des premières voitures électrique datent des années 1830. A cette époque, la voiture électrique semble avoir de solides arguments pour concurrencer les moteurs thermiques.
En 1908, Ford dévoile la T avec un moteur essence. Elle se caractérise par un prix plus accessible, deux fois moins que les voitures électriques, et un fonctionnement simple. Le manque d’autonomie et de puissance vont se révéler fatal au marché naissant des voitures électrique.
On peut considérer aujourd’hui que la technologie des véhicules électriques est mature avec un bémol cependant et l’histoire l’a démontré:
L’avenir de cette technologie est conditionné à la capacité des constructeurs à développer des batteries recyclables utilisant moins de matériaux rares et offrant des autonomies acceptables.
Configuration de matériel
Les batteries ainsi que l’unité de gestion sont encombrantes et ne sont pas facilement déplaçables du fait de la très haute tension qu’elles délivrent. En plus du poids supplémentaire (une dérogation jusqu’à deux tonnes est possible), la place disponible sur le châssis est limitée. Certains carrossages seront compliqués voir impossibles.
Surcoût à l’achat
Pour une même configuration aujourd’hui, le cout d’un châssis électrique sera entre 3 à 3,5 fois plus élevé que son homologue diesel. Ce surcout est principalement lié aux batteries mais aussi à la production à petite échelle de ces véhicules.
Suramortissement possible
Les entreprises soumises à l’IS qui investissent dans des poids lourds électriques peuvent bénéficier d’un avantage fiscal étalé sur la durée d’utilisation du véhicule et dont le taux varie entre 20 % et 60 % en fonction du type de véhicule. il s’ajoute à l’amortissement comptable.
https://bofip.impots.gouv.fr/bofip/10079-PGP.html/identifiant%3DBOI-BIC-BASE-100-20-20210113
Consommation carburant
La consommation d’un poids lourd électrique est estimée entre 1 et 1,5 kW/h au kilomètre
Cout de l’électricité
Aujourd’hui le Kw/h est vendu environ 0,15 €, mais il existe de grosses incertitudes concernant l’évolution du prix de l’électricité.
https://www.vie-publique.fr/questions-reponses/283337-le-prix-de-lelectricite-en-7-questions
Autonomie
La particularité de ces véhicules c’est que tous les organes vont utilisés l’énergie des batteries: Le moteur, le compresseur d’air pour faire fonctionner les freins, la pompes électrohydraulique pour la direction, le chauffage, la climatisation ,l’éclairage, éventuellement un hayon etc….
D’autre paramètres vont influés sur l’autonomie comme la topographie, la charge transportée, la température extérieur….
La mise en exploitation d’un véhicule BEV nécessite une étude pour s’assurer que la capacité des batteries soit adaptée à l’usage attendu.
Budget entretien
Le véhicule électrique permet de s’affranchir des opérations de maintenance du moteur thermique mais il faut prévoir le remplacement d’éléments de batterie ou de gestion de celles-ci. Ces éléments coutent chers et font qu’aujourd’hui le bilan maintenance électrique/thermique s’équilibre.
Revente du matériel
Les véhicules électriques mis sur la route sont encore récents et il est difficile d’estimer le marché du VO.
Les contraintes réglementaires croissantes devrait permettre de revendre ces véhicules, il faudra prendre en compte l’obsolescence des véhicules électriques car les évolutions au niveau des batteries devraient faire qu’un véhicule neuf offrira une autonomie supérieur à un véhicule qui a déjà quelques années.
Seule solution alternative avec l’Hydrogène à bénéficier d’une vignette verte, le poids lourds électrique devrait s’imposer dans les zones ou la pression réglementaire exclura les autres motorisations.
Le poids lourds électrique a de nombreux atouts, il ne produit pas d’émission, il est silencieux, il est simple dans sa conception.
Sa mise en exploitation nécessite une étude pour s’assurer que l’autonomie permette d’effectuer les missions mais aussi pour déterminer la puissance de la borne de recharge et la possibilité d’en installer une.
Concernant le TCO d’un poids lourd électrique, il reste deux postes difficiles à évaluer:
1/ le cout de la recharge : les calculs faits aujourd’hui sont avec une recharge à domicile et le prix d’un Kw/h entre 0,13 et 0,15 cts., L’actualité met en évidence des tensions sur le prix de l’énergie et de l’électricité, il faudra en tenir compte.
2/ la revente : l’obsolescence liée à l’évolution des batteries, ainsi que l’état des batteries au moment de la vente peuvent fortement dégrader le prix de revente.
Sur le plan environnemental, Il reste des incertitudes voir des inquiétudes concernant la production des batteries et leur recyclage, les constructeurs devront développer des batteries nécessitant pas ou peu de matériaux rares, ces batteries devront être recyclables et ceci pour deux raisons :
1/ améliorer le bilan en analyse de cycle de vie de ces véhicules.
2/ ne pas être à nouveau dépendant comme avec le pétrole de sources très localisées pour l’approvisionnement en matières premières pour les batteries.
Dernier point: Les constructeurs commencent à proposer des véhicules type grand routier avec des autonomies intéressantes de l’ordre de 300 Kms. Le réseau de borne poids lourd est aujourd’hui inexistant, il faudra le développer pour permettre à ces véhicules d’agrandir leur périmètre de livraison et envisager une application longue distance.
Qu'est ce que le B100 ou Esther Méthylique d’Acides Gras (EMAG):
Le B100 fait partie de la famille des biocarburants appelés aussi agrocarburants, ce carburant est obtenu à partir de matière organique biomasse, par opposition aux carburants issus de ressources fossiles. L’appellation biocarburant a été promue par les industriels de la filière et certains scientifiques. C’est la dénomination retenue par le Parlement européen.
https://www.ecologie.gouv.fr/biocarburants
Ces esters méthyliques d’acides gras peuvent être obtenus à partir :
–> d’huiles végétales extraites de plantes oléagineuses (colza, tournesol…): on parle alors d’EMHV (Ester Méthylique d’Huile Végétale).
–> de graisses animales : on parle alors d’EMHA (Ester Méthylique d’Huile Animale).
–> d’huiles végétales alimentaires usagées et récupérées par un circuit de collecte identifié : on parle alors d’EMHU (Ester Méthylique d’Huile Usagée).
–> de déchets graisseux (déchets industriels, POME,…)
1/ Biocarburants Première génération
la première génération de biocarburants repose sur l’utilisation des organes de réserve des cultures :
– les graines des céréales (blé, maïs) ou des oléagineux (colza, tournesol, jatropha).
– les racines de la betterave ou la canne à sucre.
– les fruits du palmier à huile.
Ces organes de réserves des plantes stockent le sucre (betterave et canne), l’amidon (blé, maïs), ou l’huile (colza, tournesol, palme, jatropha).
Ces organes de réserves étant également utilisés pour l’alimentation humaine, la production de biocarburants se fait en concurrence de la production alimentaire.
2/ Biocarburants deuxième génération
Cette nouvelle génération de carburants requiert des technologies de transformation sophistiquées permettant de convertir une large gamme de ressources non alimentaires (agricoles et leurs sous-produits comme les pailles de céréales, forestières ainsi que les résidus de bois, cultures dédiées, déchets organiques, etc…).
La production de ces Biocarburant de deuxième génération est encore marginale et ne représente qu’1 à 2% de la production totale.
Lieu et capacité de production
Le biodiesel est surtout produit en Europe à partir d’huiles végétales extraites de graines de colza ou de tournesol, ailleurs dans le monde à partir de palme ou de soja.
En France, le colza est la matière première la plus utilisée pour la fabrication des EMHV (Ester Méthylique d’Huile Végétal)
https://www.ecologie.gouv.fr/biocarburants#scroll-nav__3
L’Europe est la zone d’origine de la matière première pour 60% des volumes produits. Les deuxième et troisième zones pourvoyeuses de matière première sont l’Amérique (28% ; soja en provenance d’Argentine notamment, et colza canadien) et l’Asie (9% ; huile de palme).
En France, il existe un syndicat qui regroupe les producteurs de Biodiesel avec la carte des sites industriels :
Energie renouvelable
Le Biodiesel B100 est produit à partir de Biomasse et est donc considéré comme renouvelable.
https://www.ecologie.gouv.fr/energies-renouvelables
Carburant disponible en station
Le carburant B100 ne peut être utilisé que dans des flottes professionnelles disposant d’une logistique d’approvisionnement spécifique et de leurs propres capacités de stockage et de distribution.
https://www.legifrance.gouv.fr/loda/id/JORFTEXT000036775134
Stockage sur site
Le B100 est non biotoxique, non ATEX et non classé ICPE.
Le B100 EN 14214 possède une durée de stockage maximale de 6 mois, de la date de production jusqu’à la date de péremption. Le carburant est affecté par la lumière, la température, l’eau, etc. au cours du stockage, ce qui influence ses propriétés et sa durée de vie. Le B100 EN 14214 possède également une stabilité à l’oxydation inférieure à celle du gazole EN 590, c’est pour cela qu’il doit être stocké dans une cuve spécifique.
Technologie
Le principe de fonctionnement d’un véhicule roulant au B100 est identique à son homologue GO, la technologie est mature.
Configuration de matériel
Les configurations d’essieux ,de châssis et de motorisations disponibles permettent de répondre à toutes les applications.
Surcoût à l’achat
Pour les véhicules équipés de chauffage autonome, il peut être nécessaire de monter un réservoir GO additionnel pour alimenter le bruleur du chauffage autonome ce qui engendre un léger surcout.
Suramortissement possible
Les entreprises soumises à l’IS, qui investissent dans des poids lourds fonctionnant exclusivement au B100 (appelé aussi exclusif et portant la mention B1 sur la carte grise à la rubriques P3), peuvent bénéficier d’un avantage fiscal étalé sur la durée d’utilisation du véhicule et dont le taux varie entre 20 % et 60 % en fonction du type de véhicule. il s’ajoute à l’amortissement comptable.
https://bofip.impots.gouv.fr/bofip/10079-PGP.html/identifiant%3DBOI-BIC-BASE-100-20-20210113
Les véhicules acceptant indépendamment du diesel et du B100 avec la mention GO à la rubrique P3 sur la carte grise ne peuvent pas bénéficier du dispositif de suramortissement.
Consommation carburant
Un litre de B100 contient 8 % d’énergie en moins qu’un litre de B7 (B100 = 33 MJ/litre contre 36 MJ/litre pour le B7).
La surconsommation est de 3 à 7 % en fonction de l’utilisation du véhicule.
Coût du carburant
Le B100 bénéficie d’une fiscalité avantageuse (TICPE : 11,83 cts/litre) par rapport au B7 (TICPE : 59 cts/litre) , le B100 coute entre 1,30 et 1,50 € le litre.
Autonomie
L’avitaillement ne peut se faire que sur un des sites de l’utilisateur. Cela interdit les possibilité de transports longues nécessitant un réapprovisionnement en carburant hors des sites de l’entreprise pour les véhicules bridés B100.
En cas de nécessité, il sera possible de faire fonctionner un véhicule B100 non bridé avec du GO.
Budget entretien
La motorisation B100 nécessite un plan de maintenance spécifique lié à la nature du carburant. Il y certains points à prendre en compte qui font que les couts d’entretiens sont plus élevés par rapport à la version GO: environ 10 % en fonction de l’utilisation.
Le point d’ébullition du B100 est plus élevé que celui du gazole, ce qui signifie que le carburant ne s’évapore pas s’il entre dans le carter d’huile (par les segments par ex…)Les vidanges d’huile doivent être effectuées plus souvent.
Le B100 possède également une stabilité à l’oxydation inférieure à celle du gazole. Cela peut entraîner l’épaississement du carburant et l’obstruction de pièces du circuit d’alimentation, par exemple, le filtre à carburant qui doit être spécifique et remplacé plus souvent ainsi que le catalyseur d’oxydation.
Revente du matériel
Un véhicule B100 non bridé se revendra de la même façon qu’un diesel puisqu’il accepte les deux carburants.
Concernant les véhicules bridés B100, il faut considérer les deux points suivants qui peuvent poser problème à la revente :
Le premier est technique et concerne la possibilité ou non de retirer le capteur afin que le véhicule puisse accepté du diesel. On peut raisonnablement penser que c’est possible.
Le deuxième est administratif puisque le véhicule à la mention B1 dans la rubrique P3 de la carte grise, ce qui veut dire qu’en cas de rétrofit technique diesel, il faudra aussi changer le type du véhicule et il n’y a aucune information à ce sujet pour le moment.
Le B100 offre l’avantage de pouvoir décarboner rapidement sa flotte sans avoir à modifier la configuration technique de ses véhicules, seul le carburant change.
Il permet de faire un pas vers la transition énergétique sans prendre de risque mais sans expérimenter non plus de solutions vraiment différentes que le diesel.
Il faudra prendre en compte les couts supplémentaires liés à la maintenance et à la surconsommation car ils peuvent impacter significativement le TCO.
Version bridée ou pas ?
Scénario 1 :
J’exploite un véhicule grand routier type ensemble semi remorque, cet ensemble dessert plutôt des plateformes logistiques ou des points de livraison en périphérie des villes.
Je remplace généralement ces véhicules au bout de quatre ans.
Dans ce cas, je vais peut-être privilégier la version non bridée pour revendre mes véhicules plus facilement au bout de quatre ans car dans cet exemple l’intérêt est de pouvoir décarboner et pas forcément accéder aux ZFE.
Scénario 2 :
–> J’exploite un véhicule de construction type 8X4 équipé d’une bi-benne avec lequel je souhaite accéder aux zones réglementées type ZFE car mes chantiers sont plutôt urbains.
La version bridée me permet de bénéficier du suramortissement et de la vignette crit’air1
–> Je garde mes véhicules longtemps dix ans ou plus
Le suramortissement me permet d’avoir un bonis fiscal égal à : 150 000 X 40% X mon taux d’imposition (pour notre exemple 28%) soit :16 800 € HT étalé sur la durée d’amortissement.
Dans ce scénario ma contrainte prioritaire c’est l’accès aux ZFE, la revente à terme sera peut être plus difficile mais j’ai bénéficié du suramortissement qui me permet de compenser une éventuelle dépréciation du véhicule au moment de la vente.
Dépréciation qui n ’existera peut être pas dans dix ans si on tient compte du développement de ce type de carburant et donc d’un nombre d’acheteurs potentiels plus importants.
Qu'est ce que le X-TL ou X to liquide: X désignant la matière première utilisée
L’X-L est un Gazole paraffinique de synthèse ou obtenu par hydrotraitement. Le principe est d’obtenir une formulation chimique proche du diesel fossile.
https://www.legifrance.gouv.fr/loda/id/JORFTEXT000034159898/
Ces biogazoles peuvent être obtenus par deux procédés :
1/ Hydrotraitement d’huiles végétales ou de graisses animales (HVO)
L’hydrotraitement consiste à traiter à l’hydrogène des corps gras contenus dans les huiles végétales ou les graisses animales. Il existe deux procédés pour le réaliser :
– Dans une unité dédiée de type « bioraffinerie ».
– En co-traitement dans une raffinerie (l’huile est mélangée en amont de l’unité de désulfuration à un flux pétrolier de gazole).
2/ Voie thermochimique : Biomass to Liquid (BtL)
La conversion thermochimique de la biomasse (gazéification et synthèse Fisher-Tropsch), aussi appelée BtL (Biomass to Liquid), comprend les étapes suivantes :
–> conditionnement de la biomasse (préparation, trituration, torréfaction)
–> gazéification de la biomasse (obtention d’un gaz de synthèse)
–> purification du gaz de synthèse
–> synthèse Fisher-Tropsch pour transformer le gaz en biogazole de synthèse
–> Les biogazoles de synthèse ou obtenus par hydrotraitement ont des propriétés comparables voire supérieures à celles du gazole et sont utilisés en mélange dans le gazole commercial.
http://www.chimiegenerale.com/procede_fischer-tropsch.php
Lieu et capacité de production
Dans le monde :
Il est très difficile de trouver des informations concernent la production d’XTL au niveau mondial.
En Europe :
Actuellement, le nombre de fournisseurs d’X-TL se développe rapidement :
Finlande : NESTE avec 4 bioraffineries (deux en Finlande, une à Rotterdam et une à Singapour)
Italie : ENI aux bioraffineries de Gena en Sicile et de Venise
Espagne : REPSOL et CEPSA
Suède : PREEM à Lysekil et Göteborg
En France :
France : TOTAL énergies à la Bioraffinerie de la Mède ainsi que dans le Nord (démonstrateur BioTfuel)
Energie renouvelable
L’X-TL peut être produit à partir de Biomasse mais aussi avec du charbon et du gaz naturel, L’X-TL produit avec de la Biomasse est considéré comme renouvelable.
Carburant disponible en station
Le carburant X-TL ne peut être utilisé que dans des flottes professionnelles disposant d’une logistique d’approvisionnement spécifique et de leurs propres capacités de stockage et de distribution.
https://www.legifrance.gouv.fr/loda/id/JORFTEXT000034159898/
Stockage sur site
Ce gazole paraffinique de synthèse possède les mêmes propriétés que le gazole avec lequel il est entièrement miscible. Il n’est donc pas nécessaire de lui dédier une cuve spécifique pour le stocker sur son site.
Technologie
Le principe de fonctionnement d’un véhicule roulant avec de l’X-TL est identique à son homologue GO, la technologie est mature.
Configuration de matériel
Les configurations d’essieux, de châssis et de motorisations sont les mêmes qu’un véhicule diesel.
Surcoût à l’achat
Le cout d’un véhicule fonctionnant à l’XTL est identique à un véhicule diesel.
Suramortissement possible
Le suramortissement n’est pas possible pour les véhicules roulant à l’XTL car il est considéré comme un gazole.
ce qui lui permet d’être éligible au remboursement partiel de la TICPE.
Consommation carburant
Un litre d’X-TL contient 5 % d’énergie en moins qu’un litre de B7 (XTL = 34 MJ/litre contre 36 MJ/litre pour le B7).
La surconsommation est de 2 à 3 % en fonction de l’utilisation du véhicule.
Coût du carburant
L’XTL bénéficie d’une fiscalité équivalente au diesel (TICPE : 59 cts/litre), il bénéficie du remboursement partiel de la TICPE.
Le procédé de fabrication plus complexe que le B100 et une fiscalité moins avantageuse font que l’XTL est environ 10 % plus cher que le gazole B7.
Autonomie
L’autonomie est la même qu’avec du diesel puisque les véhicules sont identiques. Les capacités de réservoirs sont les mêmes.
Budget entretien
Les couts d’entretien sont les mêmes qu’avec un diesel puisque les véhicules sont identiques..
Revente du matériel
La revente de revente est la même qu’un diesel puisque les véhicules sont identiques.
aussi changer le type du véhicule et il n’y a aucune information à ce sujet pour le moment.
L’X-TL offre l’avantage de pouvoir décarboner rapidement sa flotte sans avoir à modifier la configuration technique de ses véhicules ni même de les remplacer car le carburant à les mêmes caractéristiques que le gazole, seul le carburant change.
Si l’on dispose d’une cuve gazole, il est possible de mélanger l’X-TL avec le gazole dans la même cuve et de conserver ses équipement (pompe etc…), la fourniture de la facture avec les gains de Co2 permettront de justifier la réduction des émissions de Co2.
Il faudra prendre en compte les couts supplémentaires liés à la surconsommation et au prix d’achat plus élevé du carburant dans le calcul de TCO.
L’X-TL permet de faire un pas vers la transition énergétique sans prendre de risque mais sans expérimenter non plus de solutions vraiment différentes que le diesel.
Qu'est ce que le Gaz Naturel pour Véhicule ou GNV
Le GNV ou Gaz Naturel pour Véhicule est le même gaz que celui utilisé pour se chauffer ou cuisiner, il est constitué principalement de méthane.
Il peut être confondu avec le GPL (gaz de pétrole liquéfié) qui est un mélange de butane et de propane.
Derrière le terme GNV, deux formes de carburants sont disponibles: l’un sous forme sa comprimée (GNC),l’autre sous forme liquéfié (GNL) stocké à environ -160° sous 10 bars.
Énergie jumelle du pétrole, son extraction suit des étapes similaires: observation de la surface de la terre pouvant révéler sa présence, évaluation du sous-sol, évaluation sismique et forage. Il est d’ailleurs fréquent de trouver du gaz naturel là où il y a du pétrole et inversement.
Avantages environnementaux
Sa combustion n’émet pas de poussières, peu de dioxyde de soufre (SO2), peu d’oxyde d’azote (NOx) et moins de dioxyde de carbone (CO2). Essentiellement composé de méthane, il est incolore et inodore, mais “odorisé” pour être détectable. Ces caractéristiques permettent au véhicule GNV de bénéficier de la vignette crit’air1.
Le GNC d’origine fossile de part son mode de production et d’acheminement n’offre aucun gain en terme d’émissions de CO2.
Source: IFP énergies nouvelles
Quelques chiffres :
Limites d’inflammabilité du GNV: (en volume pour cent dans l’air) : 5 à 15 %
Température minimale d’inflammation : 540°C
Densité: le GNV est deux fois plus léger que l’air, sa grande vitesse ascensionnelle (0,8 m/s) facilite sa dissipation dans l’atmosphère.
Performance énergétique 1 L de GO = 1Kg de Gaz
Source: INRS
La masse volumique du gaz naturel est d’environ 0,80 kg/m3, ce qui est très peu. Il est nécessaire de le compresser ou le liquéfier pour pouvoir embarquer une quantité d’énergie exploitable.
Comprimé à 200 bars on obtient 160 Kg/m3 ce qui correspond à environ la même quantité d’énergie que 160 L de gazole.
Les véhicules roulant au GNC sont identifiables par leurs racks de bouteilles, il existe différents volumes de bouteille en
fonction de la capacité recherchée mais aussi des contraintes techniques (répartition des masses, encombrement…..)
Lieu et capacité de production
La production mondiale de gaz naturel s’est élevée à 3 890 milliards de m3 (Gm3) en 2020 selon Cedigaz. Les deux principaux producteurs mondiaux de gaz naturel sont les États-Unis et la Russie.
Source: Cedigaz
Les flux internationaux de gaz naturel se sont élevés à 971 Gm3 en 2020.
Source: Cedigaz
Volumes de GNC distribué en France :
Les opérateurs de réseaux gaziers publient chaque année un bilan des consommations de gaz carburant. Les données publiées correspondent aux quantités de gaz livrées et comptées dans l’ensemble des stations raccordées aux réseaux (on parle alors de GNC – Gaz Naturel Comprimé).
Source: Gnv-Grtgaz
Energie renouvelable
C’est une énergie fossile présente en quantité limitée et non renouvelable à l’échelle de temps humaine.
Carburant disponible en station
Le réseau de stations se densifie de jour en jour, il est le maillon incontournable du développement de la filière.
En octobre 2022, sur les 330 Stations délivrent du GNC, 253 proposent également du BioGNC. Le réseau est en fort développement.
La station à remplissage rapide:
En accès privé ou ouverte au public.
Un avitaillement extrêmement rapide : le plein de GNV se fait comme un plein traditionnel.
Stockage sur site
Le stockage sur site n’est pas possible mais il est envisageable de disposer, dans ses locaux, de sa propre station d’avitaillement connectée au réseau public. Souvent à remplissage lent, elle est parfaitement adaptée au véhicules de collecte et de transports en commun.
Technologie
Les motorisations au gaz sont très majoritairement basées sur la technologie dite « à allumage commandé », identique à celle des motorisations essence.
Le mélange air/gaz comprimé dans la chambre de combustion est enflammé grâce à une bougie d’allumage.
Plus de 26 millions de véhicules roulent, aujourd’hui, au GNV dans le monde, cette technologie est éprouvée et sa simplicité est gage de fiabilité.
Configuration de matériel
Il faut aussi prendre en compte l’encombrement des bouteilles qui limite les possibilités de carrossage et de réalisations pour certains type de véhicules ainsi que les températures de fonctionnement moteur qui sont plus élevées que pour un véhicule diesel limitant les puissances disponibles autours de 460 Cv aujourd’hui.
Surcoût à l’achat
Pour une même configuration aujourd’hui, un châssis GNC sera entre 25 et 30 % plus cher que son équivalent GO.
Suramortissement possible
Les entreprises soumises à l’IS, qui investissent dans des poids lourds fonctionnant au GNV, peuvent bénéficier d’un avantage fiscal étalé sur la durée d’utilisation du véhicule et dont le taux varie entre 20 % et 60 % en fonction du type de véhicule. il s’ajoute à l’amortissement comptable.
Consommation carburant
On retient généralement une équivalence de consommation entre le Diesel (en litre) et le gaz (en kg). Concrètement avec 1 kg de gaz on parcourt la même distance qu’avec un litre de gazole.
Coût du carburant
Le prix du gaz était stable depuis plusieurs années mais récemment, toutes les énergies subissent une forte hausse de tarif. Les carburants issus du gaz naturel (GNV) sont également concernés avec un tarif à la pompe qui dépasse désormais les 2 €/kg sur certaines stations. Une hausse historique qui tend à réduire l’avantage économique du gaz vis-à-vis du diesel.
Autonomie
Les capacités de stockage sur les véhicules GNC ont augmentées depuis le lancement des poids lourd GNV mais sont loin de rivaliser alors les châssis GO qui peuvent embarquer jusqu’à 1200 ou 1300 L de Go sur un tracteur.
Aujourd’hui il est possible d’embarquer jusqu’à 245 Kg de gaz compressés à 200 bars sur certains porteurs et 170 Kg sur un tracteur.
Le développement du réseau de station devrait permettre d’envisager des tournées de plus en plus grandes car il sera possible de faire un complément de gaz sur son parcourt.
Budget entretien
Un moteur GNV s’affranchit des équipements de dépollution présents sur un véhicule GO, Adblue, sondes Nox, vanne EGR, FAP…. , les couts d’entretien sur le long terme, devrait être en faveur du véhicule GNC grâce à sa simplicité mécanique.
Les taux de compression moteur sont également plus bas ce qui réduit les contraintes mécaniques internes du moteur.
Revente du matériel
Les véhicules GNC mis sur la route sont encore récents mais la demande en occasion pour ce type de véhicules croit doucement avec des sorties locales mais aussi à l’export.
Les motorisations GNV ont de bonnes performances concernant les rejets de Nox et de particules fines (PM) ce qui leur permet revendiquer la vignette crit’air 1.
Les gains de Co2 possible sont nul avec la version fossile de ce carburant, pour décarboner et avoir le bénéfice optimale de cette motorisation alternative il est nécessaire de s’avitailler avec du BioGNC.
Les capacités d’emport en GNC sont plus faibles que pour la version diesel mais le développement du réseau de stations permet d’envisager des tournées toujours plus grandes, il faudra composer avec plusieurs acteurs pour s’avitailler, ils ont chacun leur propre moyen de paiement.
Les temps nécessaires à l’avitaillement ainsi que les trajets jusqu’aux stations seront à prendre en compte pour le calcul de TCO et des temps de conduite.
Sur le plan technique, l’encombrement des bouteilles et les motorisations nécessitent une étude de faisabilité afin de s’assurer que le véhicule puisse remplir les missions attendues.
Au final, le GNV principalement le BioGNC est une bonne solution pour expérimenter une vraie alternative au diesel, le surcout des véhicules est de l’ordre de 25 à 30 % , cela reste modéré par rapport à d’autres solutions comme l’électrique ou l’hybride surtout que la technologie est mature et maitrisée.
Qu’est ce que le BioGNV ?
Le GNV ou Gaz Naturel pour Véhicule est le même gaz que celui utilisé pour se chauffer ou cuisiner, il est constitué principalement de méthane.
Il peut être confondu avec le GPL (gaz de pétrole liquéfié) qui est un mélange de butane et de propane.
Derrière le terme GNV, deux formes de carburants sont disponibles: l’un sous forme sa comprimée (GNC),l’autre sous forme liquéfié (GNL) stocké à environ -160° sous 10 bars.
Comme le pétrole, le gaz naturel est une énergie fossile qui se forme à partir de la décomposition de matières organiques au fond des océans.
Pour répondre aux enjeux environnementaux mais aussi d’indépendance énergétique, de plus en plus d’unités permettant de produire du BioGNV voit le jour.
Les caractéristiques du BioGNV sont les mêmes que le Gaz d’origine fossile mais les modes de production, d’acheminement et de distribution sont différents.
L’impact sur l’environnement du bioGNV ne se limite pas aux émissions à l’échappement. La méthanisation encourage l’exploitation en circuit court.
Il existe différentes façons de produire du BioGNC :
Par méthanisation :
Par pyrogazéification :
La technique par pyrogazéification permet d’obtenir du biométhane de 2e génération appelé ici gaz de synthèse à partir de matières organiques, principalement du bois , via un processus thermochimique. Les déchets sont ici chauffés à des températures tournant en moyenne autour de 1.000° C. En sortie, le gaz obtenu contient en quantités plus ou moins importantes des éléments et composés chimiques indésirables (CO, H2, chaînes hydrocarbonées, etc.) qu’il est nécessaire d’éliminer par diverses opérations à choisir parmi les plus vertueuses au nom de la mobilité durable.
Power to Gas :
Obtenir du méthane de synthèse via une architecture Power to Gas n’est encore qu’un processus expérimental.
Lieu et capacité de production
En 2021, le taux d’incorporation de bioGNV était de 19,6% du GNV distribué en France à partir de stations raccordées au réseau. Sur tout le territoire, plus de 370 sites de méthanisation produisent du biométhane. Il est injecté dans les réseaux de gaz pour être utilisé notamment comme carburant sous forme de bioGNV.
2021 marque également une augmentation forte du nombre de GO (garanties d’origine) qui permettent de garantir qu’une vente de BioGNC est corrélée à une production de BioGNC.
Bon à savoir : 1 MWh injecté de biométhane = environ 70 kg de BioGNC.
https://gnv-grtgaz.opendatasoft.com/pages/home_v2/
Les quantités de production injectées dans le réseau de gaz naturel français ont doublé en 2020 pour atteindre 2,2TWh fin 2020, contre 1,2TWh fin 2019.
La loi de Transition Énergétique pour la Croissance Verte (LTECV) fixe un objectif de 10 % de gaz renouvelable dans les réseaux d’ici 2030.
Dans son scénario énergie climat 2035-2050 publié en 2017, l’ADEME mobilise de manière plus importante le potentiel des gaz renouvelables (méthanisation, hydrogène, pyrogazéification). Elle envisage en 2030 16% et en 2050 entre 35 % et 50 % de part de gaz renouvelables dans la consommation finale.
Près de 1 000 projets étaient en file d’attente au 1er octobre 2021, ce qui représenterait une capacité d’injection de près de 26 TWh/an.
https://gnv-grtgaz.opendatasoft.com/pages/home_v2/
Energie renouvelable
Le BioGNV est donc considéré comme une énergie renouvelable.
https://www.ecologie.gouv.fr/energies-renouvelables
Carburant disponible en station
Le prérequis pour rouler au BioGNV, c’est de pouvoir s’avitailler ! Le réseau de stations, qui se densifie de jour en jour, est donc le maillon incontournable du développement de la filière.
En octobre 2022, sur les 330 Stations délivrant du GNC, 253 proposent également du BioGNC. Le réseau est en fort développement.
La station à remplissage rapide:
En accès privé ou ouverte au public.
Un avitaillement extrêmement rapide : le plein de GNV se fait comme un plein traditionnel.
Stockage sur site
Le stockage sur site n’est pas possible mais il est envisageable de disposer, dans ses locaux, de sa propre station d’avitaillement connectée au réseau public. Souvent à remplissage lent, elle est parfaitement adaptée au véhicules de collecte et de transports en commun.
https://www.gaz-mobilite.fr/stations-gnv-france/
Technologie
Les motorisations au gaz sont très majoritairement basées sur la technologie dite « à allumage commandé », identique à celle des motorisations essence.
Le mélange air/gaz comprimé dans la chambre de combustion est enflammé grâce à une bougie d’allumage.
Plus de 26 millions de véhicules roulent, aujourd’hui, au GNV ou au BioGNV dans le monde, cette technologie est éprouvée et sa simplicité est gage de fiabilité.
Configuration de matériel
Il faut aussi prendre en compte l’encombrement des bouteilles qui limite les possibilités de carrossage et de réalisations pour certains type de véhicules ainsi que les températures de fonctionnement moteur qui sont plus élevées que pour un véhicule diesel limitant les puissances disponibles autours de 460 Cv aujourd’hui.
Surcoût à l’achat
Pour une même configuration aujourd’hui, un châssis GNC sera entre 25 et 30 % plus cher que son équivalent GO.
Suramortissement possible
Les entreprises soumises à l’IS, qui investissent dans des poids lourds fonctionnant au GNV, peuvent bénéficier d’un avantage fiscal étalé sur la durée d’utilisation du véhicule et dont le taux varie entre 20 % et 60 % en fonction du type de véhicule. il s’ajoute à l’amortissement comptable.
https://bofip.impots.gouv.fr/bofip/10079-PGP.html/identifiant%3DBOI-BIC-BASE-100-20-20210113
Consommation carburant
On retient généralement une équivalence de consommation entre le Diesel (en litre) et le gaz (en kg). Concrètement avec 1 kg de gaz on parcourt la même distance qu’avec un litre de gazole.
Coût du carburant
Le prix du gaz était stable depuis plusieurs années mais récemment, toutes les énergies subissent une forte hausse de tarif. Les carburants issus du gaz naturel (GNV) sont également concernés avec un tarif à la pompe qui dépasse désormais les 2 €/kg sur certaines stations. Une hausse historique qui tend à réduire l’avantage économique du gaz vis-à-vis du diesel.
Autonomie
Les capacités de stockage sur les véhicules GNC ont augmentées depuis le lancement des poids lourd GNV mais sont loin de rivaliser alors les châssis GO qui peuvent embarquer jusqu’à 1200 ou 1300 L de Go sur un tracteur.
Aujourd’hui il est possible d’embarquer jusqu’à 245 Kg de gaz compressés à 200 bars sur certains porteurs et 170 Kg sur un tracteur.
Le développement du réseau de station devrait permettre d’envisager des tournées de plus en plus grandes car il sera possible de faire un complément de gaz sur son parcourt.
Budget entretien
Un moteur GNV s’affranchit des équipements de dépollution présents sur un véhicule GO, Adblue, sondes Nox, vanne EGR, FAP…. , les couts d’entretien sur le long terme, devrait être en faveur du véhicule GNC grâce à sa simplicité mécanique.
Les taux de compression moteur sont également plus bas ce qui réduit les contraintes mécaniques internes du moteur.
Revente du matériel
Les véhicules GNC mis sur la route sont encore récents mais la demande en occasion pour ce type de véhicules croit doucement avec des sorties locales mais aussi à l’export.
Les motorisations GNV ont de bonnes performances concernant les rejets de Nox et de particules fines (PM) ce qui leur permet revendiquer la vignette crit’air 1.
Cette vignette ainsi que les gains de Co2 possibles (jusqu’à 80 % avec le BioGNC) rendent cette solution particulièrement intéressante pour à la fois décarboner et accéder aux zones réglementées.
Les capacités d’emport en GNC sont plus faibles que pour la version diesel mais le développement du réseau de stations permet d’envisager des tournées toujours plus grandes, il faudra composer avec plusieurs acteurs pour s’avitailler, ils ont chacun leur propre moyen de paiement.
Les temps nécessaires à l’avitaillement ainsi que les trajets jusqu’aux stations seront à prendre en compte pour le calcul de TCO et des temps de conduite.
Sur le plan technique, l’encombrement des bouteilles et les motorisations nécessitent une étude de faisabilité afin de s’assurer que le véhicule puisse remplir les missions attendues.
Au final, le GNV principalement le BioGNC est une bonne solution pour expérimenter une vraie alternative au diesel, le surcout des véhicules est de l’ordre de 25 à 30 % , cela reste modéré par rapport à d’autres solutions comme l’électrique ou l’hybride surtout que la technologie est mature et maitrisée.
Qu’est ce que le Gaz Naturel Liquéfié ou GNL?
Le GNL (gaz naturel liquéfié) désigne le gaz naturel transformé sous forme liquide. Cet état est atteint lorsque le gaz est refroidi à une température d’environ -160°C à pression atmosphérique. Le gaz naturel liquéfié est un liquide dit « cryogénique » (liquide dont la température est inférieure à -150°C).
Le gaz naturel est d’abord acheminé par gazoduc, du gisement où il a été extrait jusqu’à une usine de liquéfaction disposant d’une façade maritime et d’installations portuaires.
Source: IFP énergies nouvelles
Après traitement, la liquéfaction permet de condenser le gaz naturel en GNL, ce qui facilite son transport par voie maritime. Le GNL est essentiellement constitué de méthane (à plus de 90%) C’est un liquide inodore, sans couleur, non corrosif et non toxique.
Le processus de liquéfaction consomme une importante quantité d’énergie : l’usine de liquéfaction utilise en moyenne près de 10% du gaz qui lui est livré pour son propre fonctionnement, en particulier pour alimenter ses pompes à chaleur.
Avantages environnementaux
Comme pour le GNC, la combustion du GNL n’émet pas de poussières, peu de dioxyde de soufre (SO2), peu d’oxyde d’azote (NOx). Essentiellement composé de méthane, il est incolore et inodore, il ne peut pas être odorisé comme le GNC à cause de sa température de stockage. Ces caractéristiques permettent au véhicule GNL de bénéficier de la vignette crit’air1.
Son bilan carbone est moins bon que celui du diesel à cause des phases énergivores de transformation.
Quelques chiffres :
La masse volumique du gaz naturel est d’environ 0,80 k/m3 , ce qui est très peu. La liquéfaction permet de réduire son volume d’un facteur de près de 600 pour un même pouvoir calorifique:
On obtient 480 Kg/m3 ce qui correspond à environ la même quantité d’énergie que 480 L de gazole.
Il faut environ de 2,2 L de GNL pour avoir 1Kg de Gaz sachant qu’avec 1 Kg de gaz on effectue la même distance qu’avec un litre diesel.
Les véhicules roulant au GNL sont identifiables par leurs réservoirs , il existe différents volumes de réservoirs en Fonction de la capacité recherchée mais aussi des contraintes Techniques (répartition des masses, encombrement…..)
le gaz est stocké à -130° sous 10 bars dans le réservoir selon le principe du thermos, il n’y a pas de dispositif de maintient de température, le gaz se comprime en se réchauffant.
une soupape appelée évent s’ouvre lorsque la pression est supérieure à 15 bars et laisse s’échapper le gaz.
Lieu et capacité de production
La production mondiale de gaz naturel s’est élevée à 3 890 milliards de m3 (Gm3) en 2020 selon Cedigaz. Les deux principaux producteurs mondiaux de gaz naturel sont les États-Unis et la Russie
Les flux internationaux de gaz naturel se sont élevés à 971 Gm3 en 2020.
Source: Cedigaz
Volumes de GNL distribué en France:
L’évolution de la consommation de GNL carburant routier en France est évaluée sur la base des déclarations des opérateurs de terminaux français et européens
Source: Gnv-Grtgaz
Energie renouvelable
C’est une énergie fossile présente en quantité limitée et non renouvelable à l’échelle de temps humaine.
Carburant disponible en station
En France, le déploiement du GNL est extrêmement récent puisque l’installation des deux premières stations a eu lieu fin septembre 2014.
Le nombre de stations proposant du GNL en France est d’un peu plus d’une centaines. Elles sont facilement identifiables avec leur stockage vertical.
https://www.gaz-mobilite.fr/stations-gnv-france
Stockage sur site
Bien que ce soit peu répandu, Il est possible de disposer de sa propre station d’avitaillement voir exemple ci dessous :
La LNG Box est une conception compacte pour le ravitaillement des camions au GNL, développée et brevetée par AXEGAZ T&T. Elle a déjà été déployée dans plusieurs pays européens.
Technologie
Les motorisations au gaz sont très majoritairement basées sur la technologie dite « à allumage commandé », identique à celle des motorisations essence.
Plus de 26 millions de véhicules roulent, aujourd’hui, au GNV dans le monde, cette technologie est éprouvée et sa simplicité est gage de fiabilité avec un bémol cependant concernant le stockage pour la version GNL qui est beaucoup plus complexe (soupapes, vannes , évent … que la version GNC.
Configuration de matériel
Les températures lors de la combustion dans un moteur GNV sont plus élevées que pour un moteur diesel. Cette contrainte technique fait que les motorisations proposées à ce jour ne dépassent pas 460 cv avec un couple maxi à 2000 Nm. Ces performances ne permettent pas de répondre à certaines applications comme les convois exceptionnels ou les transports de grume.
Surcoût à l’achat
Pour une même configuration aujourd’hui, un châssis GNL sera entre 30 et 35 % plus cher que son équivalent GO.
Suramortissement possible
Les entreprises soumises à l’IS, qui investissent dans des poids lourds fonctionnant au GNV, peuvent bénéficier d’un avantage fiscal étalé sur la durée d’utilisation du véhicule et dont le taux varie entre 20 % et 60 % en fonction du type de véhicule. il s’ajoute à l’amortissement comptable.
https://bofip.impots.gouv.fr/bofip/10079-PGP.html/identifiant%3DBOI-BIC-BASE-100-20-20210113
Consommation carburant
On retient généralement une équivalence de consommation entre le Diesel (en litre) et le gaz (en kg). Concrètement avec 1 kg de gaz on parcourt la même distance qu’avec un litre de gazole.
Coût du carburant
Le prix du gaz était stable depuis plusieurs années mais récemment, toutes les énergies subissent une forte hausse de tarif. Les carburants issus du gaz naturel (GNV) sont également concernés avec un tarif à la pompe qui dépasse désormais les 2 €/kg sur certaines stations. Une hausse historique qui tend à réduire l’avantage économique du gaz vis-à-vis du diesel.
Autonomie
Aujourd’hui il est possible d’embarquer jusqu’à 440 Kg de gaz liquéfié sur certains porteurs et 390 Kg sur un tracteur.
Ces véhicules sont destinés à la longue distance car ils embarquent plus de gaz que la version compressé mais le réseau de stations encore faible impose de définir des tournées permettant de s’avitailler.
Budget entretien
Un moteur GNV s’affranchit des équipements de dépollution présents sur un véhicule GO, Adblue, sondes Nox, vanne EGR, FAP…. , les couts d’entretien sur le long terme, devrait être en faveur du véhicule GNC grâce à sa simplicité mécanique.
Les taux de compression moteur sont également plus bas ce qui réduit les contraintes mécaniques internes du moteur.
Revente du matériel
Les véhicules GNL mis sur la route sont encore récents mais il’ y a peu de demande en occasion pour ce type de véhicules.
Les motorisations GNV ont de bonnes performances concernant les rejets de Nox et de particules fines (PM) ce qui leur permet de bénéficier de la vignette crit’air 1.
Sur le plan environnemental, les émissions polluantes du GNL sont identiques à la version GNC mais le bilan Co2 est mauvais car cette technologie demande beaucoup d’énergie pour la liquéfaction.
Une version renouvelable du GNL existe, il est liquéfié à partir de BioGNC mais le bilan est mitigé toujours en rapport avec l’énergie nécessaire à la transformation et au stockage.
La version GNL de cette solution permet d’emporter plus de gaz. Les motorisations sont identiques seul le stockage est différent, cette configuration offre plus de possibilité de carrossage par exemple : il est possible de ne spécifier qu’un seul réservoir afin de libérer de l’espace dans un empattement.
Cette technologie est plus complexe que la version compressé, le stockage à -130 ° impose le port d’EPI et la procédure pour faire le plein est plus complexe.
Au final, le GNL permet de bénéficier de la vignette crit’air1 mais est une solution contraignante du fait de la complexité du stockage, les flux de transports doivent être maitrisés car le réseau de stations est faible et il n’y a pas de système de maintien de la température du gaz de le réservoir (-130°). Si le véhicule reste immobilisé plusieurs jours, le gaz reprendra sa forme gazeuse et s’échappera par l’évent.
Qu’est ce que l’Hydrogène ?
Potentiellement inépuisable, non-émetteur de gaz à effet de serre… L’hydrogène n’est pas une source d’énergie mais un « vecteur énergétique » : il doit être produit puis stocké avant d’être utilisé. Il pourrait jouer à l’avenir un rôle essentiel dans la transition énergétique en permettant de réguler la production d’électricité produite par les énergies renouvelables intermittentes (solaire et éolien).
L’hydrogène (H) est un gaz très léger dont la formule chimique est H2. Très inflammable, il est inodore, incolore, non toxique et non corrosif.
Il est l’élément le plus abondant de l’univers (75% en masse , 92% en nombre d’atomes),il est le plus simple et le plus léger des éléments connus. Il est simplement constitué d’un noyau et d’un électron gravitant autours.
Source: CEA, ADEME
Quelques chiffres :
Limites d’inflammabilité de l’hydrogène: (en volume pour cent dans l’air) : 4 à 75 %
Température minimale d’inflammation : 560°C
Densité: l’Hydrogène est 11 fois plus léger que l’air ce qui veut dire qu’à l’état naturel il faut 11 m3 pour stocker 1 Kg d’hydrogène.
Performance énergétique :La combustion d’1 kg d’hydrogène libère presque 4 fois plus d’énergie que celle d’1 kg d’essence et ne produit que de l’eau : 2H2 + O2 -> 2H2O.
Source: INRS et air liquide
Application dans la mobilité lourde :
L’hydrogène peut être utilisé de deux manières pour les applications concernant la mobilité :
1/ Dans un moteur à combustion interne : les caractéristiques physico-chimiques de l’hydrogène en font un bon candidat pour une utilisation comme carburant dans un moteur à allumage commandé de type « essence ». Le principal avantage réside dans le bilan environnemental : combinée à l’oxygène, la combustion de l’hydrogène produit essentiellement de l’eau et de la chaleur et ne rejette que des oxydes d’azote (NOx). Cependant, cette solution nécessite des adaptations.
2/ Via la pile à combustible : Alimentée par un mélange d’air et d’hydrogène, la pile convertit l’énergie chimique de l’hydrogène en énergie électrique suivant le principe inverse de l’électrolyse. En faisant réagir de l’hydrogène avec de l’oxygène de l’air sur les électrodes (de fines membranes recouvertes d’un catalyseur, le platine), les piles à combustible permettent de produire de l’électricité sans autre émission que de la vapeur d’eau.
Cette technologie permet de compléter les solutions de véhicules électriques à batteries, souffrant aujourd’hui de la limitation en autonomie et du temps de recharge de ces batteries. L’hydrogène sert alors à alimenter une pile à combustible — laquelle produit de l’électricité — pour permettre le fonctionnement du moteur électrique qui fait avancer le véhicule.
Source: IFP énergies nouvelles
Lieu et capacité de production
Il existe plusieurs façons de produire de l’hydrogène:
1/ le reformage du gaz naturel à la vapeur d’eau :
C’est aujourd’hui la technique la plus répandue environ 95% de la production, Il s’agit de faire réagir du méthane avec de l’eau pour obtenir un mélange contenant de l’hydrogène et du CO2.
Le CO2 émis par ce procédé pourrait éventuellement être capté et stocké pour produire un hydrogène décarboné.
2/ L’électrolyse de l’eau :
L’électrolyseur sépare une molécule d’eau en hydrogène et en oxygène. Cette voie est encore peu répandue car nettement plus coûteuse (2 à 3 fois plus chère que le reformage du gaz naturel).
Source: IFP énergies nouvelles
3/ Gazéification :
Permet de produire, par combustion, un mélange de CO et d’H2 à partir de charbon (solution qui émet beaucoup de CO2) ou de biomasse naturel.
Source: IFP énergies nouvelles
En savoir plus sur la production d’hydrogène :
https://www.senat.fr/rap/r20-536/r20-5361.pdf
Les couleurs de l’hydrogène :
les couleurs sont appelées à disparaître. A l’avenir, trois qualificatifs vont être utilisés.
1/ Renouvelable: L’hydrogène renouvelable est produit à partir de sources d’énergies renouvelables. L’électrolyse si elle utilise de l’électricité renouvelable en fait partie.
2/ Bas-carbone: On compte là l’hydrogène produit à partir de sources d’énergies non renouvelables, comme le nucléaire, mais produisant pas de CO2. Les procédés qui incluent le captage, la séquestration ou l’utilisation du carbone (CSUC) pouvant réduire considérablement les émissions de CO2 en sortie d’usine sont également ainsi qualifiés.
3/ Hydrogène carboné: Il s’agit d’un hydrogène ni renouvelable ni bas-carbone. Il est produit à partir d’énergies fossiles, comme par vaporeformage de gaz naturel (environ 11 kgCO2/kgH2), par gazéification du charbon (20 kgCO2/kgH2) ou encore par électrolyse alimentée par des mix électriques carbonés.
Energie renouvelable
L’hydrogène n’est pas une source d’énergie mais un « vecteur énergétique» : il doit être produit puis stocké avant d’être utilisé.
L’hydrogène est très abondant à la surface de la Terre mais n’existe pas à l’état pur.
Extraire l’hydrogène de ces ressources primaires que sont les hydrocarbures, la biomasse ou encore l’eau nécessite un apport en énergie.
L’hydrogène pourrait être quasi-inépuisable et considéré comme renouvelable, à condition de savoir le produire en quantité suffisante à partir d’énergies renouvelable.
La production d’hydrogène vert reste marginale en France et dans le monde < 1%, La France a présenté son plan de déploiement de l’hydrogène avec l’ambition de produire majoritairement de l’hydrogène décarboné. des initiatives voient le jour pour produire de l’hydrogène vert, on peut citer Lhyfe par exemple.
Carburant disponible en station
Dans le monde, il a été recensé environ 600 stations Hydrogène en 2020 selon H2station.org
En France, on compte environ une trentaine de stations publiques Hydrogène (localisables sur le site d’H2-mobile)
L’association des constructeurs automobiles Européens (ACEA) pense que l’offre véhicule va augmenter considérablement et qu’environ 60 000 poids Lourds à pile à combustible seraient mis en circulation d’ici 2030.
Ils estiment que les poids lourds compte tenu de leurs demandes en énergies supérieures, ne pourront pas utiliser les stations pour les VL. Le réseau est quasi inexistant aujourd’hui. L’ACEA a édité une carte interactive listant et localisant les stations qui seraient nécessaires à horizon 2025 puis 2030 pour garantir le ravitaillement de ces camions Hydrogène.
Stockage sur site
L’hydrogène est le gaz le plus léger de tout l’univers: un litre de ce gaz ne pèse que 90 mg à pression atmosphérique, il est donc environ 11 fois plus léger que l’air que nous respirons.
Il faut un volume d’environ 11 m3, c’est-à-dire le volume du coffre d’un grand utilitaire, pour seulement stocker 1 kg d’hydrogène. Il est indispensable d’augmenter sa densité et plusieurs techniques existent pour cela :
1/ le stockage à haute pression sous forme gazeuse :
La méthode la plus simple permettant de diminuer le volume d’un gaz, à température constante, est d’augmenter sa pression.
A 700 bar, l’hydrogène possède une masse volumique de 42 kg/m3 contre 0.090 kg/m3 à pression et température normales. À cette pression, on peut stocker 5 kg d’hydrogène dans un réservoir de 125 litres.
C’est la solution retenue par la majorité des constructeurs automobiles, elle permet à une voiture fonctionnant avec une pile à combustible de parcourir entre 500 et 600 Kms entre chaque plein.
Source: Air liquide
2/ le stockage sous forme liquide :
L’hydrogène se liquéfie lorsqu’on le refroidit à une température inférieure de -252,87°C, c’est une technologie de pointe.
A -252.87°C et à 1,013 bar, l’hydrogène liquide possède une masse volumique de près de 71 kg/m3. À cette pression, on peut stocker 5 kg d’hydrogène dans un réservoir de 75 litres.
Afin de pouvoir conserver l’hydrogène liquide à cette température, les réservoirs doivent être parfaitement isolés.
Le stockage de l’hydrogène sous forme liquide est pour l’instant réservé à certaines applications particulières comme la propulsion spatiale.
Source: Air liquide
3/ le stockage sous forme solide :
Les méthodes de stockage de l’hydrogène sous forme solide sont des techniques mettant en jeu des mécanismes d’absorption de l’hydrogène par un matériau.
Seulement une faible masse d’hydrogène peut être stockée dans ces matériaux, c’est pour l’instant l’inconvénient de cette technologie. En effet, les meilleurs matériaux permettent à ce jour d’obtenir un rapport poids d’hydrogène au poids total du réservoir ne dépassant pas 2 à 3%.
Il est possible d’avoir sa propre station Hydrogène :
Il existe 2 types de stations Hydrogène, des Stations avec stockage d’H2 (solution retenu pour la station multi-énergie de la Roche sur Yon) et d’autres avec production sur site par Électrolyse ou par Reformage du CH4.
Illustration: production + distribution H2
Les stations avec production sur site sont plus couteuses que celle avec stockage sur place mais permettent de s’affranchir du transport de l’Hydrogène.
Une étude sera nécessaire pour définir la meilleure option en fonction de ses besoins et de sa localisation.
Pour en savoir plus :
http://atawey.com/fr/produit.html
https://www.proviridis.fr/hydrogene/station-clef-en-main-h2
Technologie
Un véhicule hydrogène est un véhicule électrique qui utilise une pile à combustible pour produire l’énergie électrique nécessaire à son fonctionnement.
La pile à combustible doit être capable de produire en temps réel le courant électrique nécessaire pour maintenir les batteries dans un état de charge suffisant en tenant compte des variations de la topographie et des masses transportées.
C’est une technologie complexe qui est en phase d’amorçage même si le principe existe depuis longtemps.
les constructeurs ainsi que les utilisateurs sont en phase d’expérimentation.
Configuration de matériel
Les équipement nécessaires au fonctionnement de ce type de véhicule, Stockage H2, batteries, unité de gestion, pile à combustible etc….prennent beaucoup de place sur les châssis.
il est très probable qu’il ne soit pas possible, pour des raisons techniques ou de sécurité, de déplacer ces éléments. Le carrossage de ces véhicules sera plus complexe et certaines applications pourraient ne pas être réalisables.
Surcoût à l’achat
Pour une même configuration aujourd’hui, le cout d’un châssis Hydrogène à pile à combustible sera entre 5 à 7 fois plus élevé que son homologue diesel. Ce surcout est principalement lié aux batteries, à la pile à combustible mais aussi à la production à petite échelle de ces véhicules.
Suramortissement possible
Les entreprises soumises à l’IS qui investissent dans des poids lourds à pile à combustible peuvent bénéficier d’un avantage fiscal étalé sur la durée d’utilisation du véhicule et dont le taux varie entre 20 % et 60 % en fonction du type de véhicule. il s’ajoute à l’amortissement comptable.
https://bofip.impots.gouv.fr/bofip/10079-PGP.html/identifiant%3DBOI-BIC-BASE-100-20-20210113
Consommation carburant
La consommation d’un poids lourd Hydrogène est estimée entre 7 et 10 Kg au 100/kilomètres.
Coût du carburant
Le Kilo d’hydrogène vert est proposé en station aujourd’hui entre 12 et 15 €. Le cout du poste carburant est multiplié par 3 à 4 par rapport à un véhicule diesel équivalent.
Autonomie
L’hydrogène même fortement compressé nécessite beaucoup de place, il faut 1 m3 pour stocker 42 kg d’hydrogène à 700 bars.
Les autonomies théoriques annoncées sont entre 300 et 500 Kms pour des véhicules type distribution. Les retours d’expériences permettront de valider les consommations et donc les autonomies réelles.
L’avantage par rapport à un véhicule 100 % électrique est le temps qu’il faut pour faire le plein : environ 15 mn.
Il existe aussi des véhicules électriques équipés de pile à combustible qui permettent de prolonger l’autonomie du véhicule, on les appelle prolongateur d’autonomie.
A mi chemin entre un véhicule électrique et un véhicule hydrogène, l’énergie fournie par la pile à combustible augmente l’autonomie de la batterie et permet de parcourir une plus grande distance.
Budget entretien
les couts de maintenance pour un véhicule Hydrogène devrait être ceux d’un véhicule électrique (qui sont les mêmes qu’un diesel aujourd’hui), associés au couts liés à la pile à combustible.
Le véhicule électrique permet de s’affranchir des opérations de maintenance du moteur thermique mais il faut prévoir le remplacement d’éléments de batterie ou de gestion de celles-ci, des incertitudes demeurent quant à la durée de vie d’une pile à combustible ou de la possibilité de la reconditionner. Ces éléments coutent chers et restent à déterminer.
Les véhicules étant en expérimentation, il est trop tôt pour connaitre les couts réels d’entretien de ce type de véhicule, peu de personne aujourd’hui doivent être capables d’intervenir sur ces poids lourds, les temps d’immobilisation seront aussi à prendre en compte.
Revente du matériel
Les contraintes réglementaires croissantes devrait permettre de revendre ces véhicules, il faudra prendre en compte l’obsolescence des véhicules hydrogènes car comme pour les 100 % électriques, les évolutions technologiques pourraient rendre obsolète un véhicule en quelques années.
Les batteries ainsi que la pile à combustible représente une part très importante du cout d’un véhicule électrique, s’il faut les remplacer parce qu’elles sont en fin de vie ou pour avoir de meilleurs performances, l’achat d’un VO ne sera peut être économiquement pas intéressant.
Il faudra attendre l’évolution du cout des batteries et des piles à combustible ou de leur reconditionnement pour avoir une idée plus précise du marché de l’occasion du véhicule H2 poids lourd.
Le transport routier à l’hydrogène…
… un défi technologique, économique, financier et d’exploitation !
Trois enjeux :
√ La production d’hydrogène vert.
√ La maturité de la technologie et de son écosystème,
Les constructeurs historiques expérimentent. Pas de production industrielle avant quelques années.
Rétrofit possible (économie circulaire. Système électrique H2 transférable sur autre châssis).
Les réseaux devront se former et être homologués pour intervenir.
De vrais explorateurs dans notre région : Lhyfe, e-Néo…
√ L’acceptabilité économique.
Exemples de prix d’acquisition
– Châssis véhicule neuf : 5 à 7 fois supérieur à celui d’un équivalent Diesel.
– Rétrofit : plus de 4 fois supérieur à celui d’un véhicule neuf Diesel.
Le coût de consommation sur 100 km est 3 fois supérieur au Diesel (tracteur routier).
Même en phase expérimentale le coût économique doit rester acceptable.
Ce sera lent et coûteux… mais il fera partie de notre avenir !
