Volume 24, numéro 3, Décembre 2010

Le gaz naturel, un carburant d’avenir

En cette ère de questionnement environnemental lié au secteur des transports, le gaz naturel pour véhicule change la donne en matière de transport de marchandises et de camionnage lourd.
  
Les plus récentes technologies de motori­sation au gaz naturel permettent de remplacer le carburant diesel de façon efficace et rentable pour les camions. De fait, il existe des technologies adaptées aux camions des classes 7 et 8. Celles-ci se distinguent par leur poids total autorisé en charge (PTC – GVWR en anglais). Par exem­ple, un camion de collecte des ordures est de classe 7 avec un PTC entre 11 794 kg et 14 969 kg. Un gros camion avec un PTC supérieur à 14 969 kg est de classe 8. Le gaz naturel étant le combustible le plus propre, la réduction des GES associée à cette option varie de 16 % à 26 % et peut jouer un rôle important dans l’atteinte des objectifs cibles du gouvernement du Québec. De plus, l’utilisation du gaz natu­rel comme carburant permet des économies financières et de tarif jusqu’à 40 % compa­rativement au diesel.

Gaz Métro Solutions Transport présente ici un tour d’horizon de cette solution d’avenir dans la recherche d’une solution de rechange à l’utilisation du pétrole dans le secteur des transports.

Fonctionnement des moteurs au gaz naturel

Le gaz naturel occupant un plus grand volume que le diesel, il doit être stocké à bord des véhicules à l’état comprimé (GNC) ou liquéfié (GNL). Il existe deux types de moteurs fonctionnant au gaz naturel : les moteurs à allumage par étincelle et les moteurs à allumage par compression.

Les moteurs à gaz naturel à allumage par étincelle fabriqués par Cummins-Westport fonctionnent de la même façon que les moteurs à essence standards. Ils répon­dent aux nouvelles normes EPA2010 sans avoir recours au système d’injection d’urée et au filtre à particules.

Les normes EPA sont les normes américaines régissant les polluants rejetés par les véhicules.

www.cumminswestport.com/products/islg.php

Les moteurs à allumage par compression fonctionnant au gaz naturel fabriqués par Cummins-Westport sont aussi efficaces que les moteurs diesel puisqu’ils utilisent le phénomène d’autoallumage à haute pression du diesel. L’allumage se poursuit en injectant le gaz naturel dans le cylindre du moteur, où la combustion est déjà lan­cée. La combustion du gaz naturel permet une réduction significative des GES tout en maintenant la puissance du moteur et son rendement équivalant au diesel.

www.westport.com/products/hd.php

Moteurs à gaz naturel
à allumage par compression
fabriqués par Cummins-Westport

La disponibilité du gaz naturel

À l’aide d’installations spécialisées, le GNC peut être disponible partout où le gaz naturel l’est déjà. Au Québec, il n’existe qu’une usine de liquéfaction. Le GNL doit donc être transporté par remorque cryogénique.

Les coûts

Le gaz naturel pour véhicule n’est pas assu­jetti à la taxe d’accise fédérale de 4 ¢/Lni à la taxe provinciale sur les carburants de 17,2 ¢/Lpour les carburants diesel. De plus, le gouvernement provincial offre une subvention et des mesures fiscales pour réduire le surcoût du véhicule.

Finalement, grâce aux propriétés de com­bustion plus propres du gaz naturel, les coûts d’entretien et d’exploitation sont réduits par rapport aux véhicules stan­dards.

Voici une mise en situation selon la consom­mation projetée de deux types de flottes de camions :

Flotte A

  • 10 camions dédiés à la collecte des ordures au GNC
  • Consommation annuelle de 35 000 L par camion par année
  • Consommation de 65 L/100 km
  • Coûts du carburant diesel : 1 $/L
  • Surcoût de 26 000 $ par camion

Flotte B

  • 25 camions de classe 8 au GNL
  • Consommation annuelle de 70 000 L par camion par année
  • Consommation de 50 L/100 km
  • Coûts du carburant diesel : 1 $/L
  • Surcoût de 75 000 $ par camion

Des solutions d’avenir

L’analyse économique du tableau suivant démontre le potentiel d’économie et de réduction des GES de deux scénarios impli­quant le gaz naturel pour véhicule. Depuis plusieurs années, le prix du diesel est plus élevé que le gaz naturel et varie beaucoup dans le temps. Les économies varient aussi en fonction de la complexité de l’installation (nombre de stations de remplissage, capacité des réservoirs de GNL, etc.). L’investissement étant supérieur pour les projets de GNL, la période de récupération de investissement (PRI) est un peu plus longue.

L’utilisation du gaz naturel comme carbu­rant pour les flottes de véhicules lourds représente une solution de rechange viable économiquement et permettant d’impor­tantes réductions d’émissions de GES dans un secteur qui produit 40 % des émissions au Québec.

Scénario 10 camions à ordures GNC 25 camions de classe 8 GNL
Consommation annuelle de diesel (L) 350 000 à 1 $/Litre 1 750 000 à 1 $/Litre
Coût annuel de carburant ($) 350 000 1 750 000
Surcoût des camions au gaz naturel ($) 260 000 1 875 000
Subventions et mesures fiscales 78 000 700 000
Surcoût réel des camions ($) 182 000 1 175 000
Économie (%) 20 % 30 % 40 % 20 % 25 % 30 %
Coût unitaire du gaz naturel ($/m3) 0,8 0,7 0,6 0,8 0,75 0,7
Coût annuel du gaz naturel ($) 311 111 272 222 233 333 1 400 000 1 312 000 1 225 000
Économie ($) 38 889 77 778 116 667 350 000 437 500 525 000
PRI (années) 4,58 2,34 1,56 3,35 2,69 2,24
Kilométrage (km) 538 462 3 500 000
Émission de GES d’un camion typique
au diesel (g/km)
2 581 1 365
Réduction des GES
à l’utilisation
du gaz naturel
% 20 % 26 %
g/km 516 354,9
Totale (tonnes) 278 1 242,15
Jean-François Gauthier, conseiller technique
Martin Blanchet, ing.
Gaz Métro Solutions transport