De nouveaux trains électriques autonomes arrivent pour votre diesel

Une startup du Missouri repousse les limites des trains électriques avec une flotte de wagons électriques à batterie fonctionnant de manière autonome.

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Les trains électriques sont monnaie courante dans les systèmes ferroviaires de banlieue, mais ils n'ont pas encore eu d'impact sur le transport de marchandises. Cela commence à changer. Le dernier développement sur le front de l'électrification ferroviaire implique la société Intramotev de St. Louis, Missouri, qui vise à éliminer le carburant diesel de l'image des locomotives avec une flotte de wagons autonomes électriques à batterie.

La plupart des trains de marchandises aux États-Unis sont déjà à mi-chemin de l'électrification. Ils déploient un moteur électrique alimenté par un générateur diesel. Les locomotives diesel-électriques sont apparues pour la première fois dans les années 1920 et ont rapidement gagné en popularité en tant qu'amélioration technologique permettant d'économiser de la main-d'œuvre et de réduire les coûts par rapport aux trains à vapeur.

Contrairement aux équipages multiples requis pour chaque locomotive à vapeur, les trains diesel-électriques peuvent être équipés d'une seule locomotive couplée à une autre, ou plus.

Les trains diesel-électriques sont une amélioration par rapport à leurs ancêtres à vapeur, mais il y a toujours place pour plus d'amélioration. Une étude de 2021 dans la revue Nature Energy décrit l'état actuel des choses.

"Presque toutes les locomotives américaines sont propulsées par des entraînements diesel-électriques, qui émettent 35 millions de tonnes de CO2 et produisent une pollution de l'air causant environ 1 000 décès prématurés par an, ce qui représente environ 6,5 milliards de dollars en coûts annuels pour la santé", soulignent les auteurs.

Jusqu'à ces dernières années, le coût relativement élevé et la rareté des énergies renouvelables mettaient un frein à la vision de trains électriques sans diesel. Maintenant, le script a basculé.

"L'amélioration de la technologie des batteries et l'accès à une électricité renouvelable bon marché ouvrent la possibilité d'un rail électrique à batterie", ont expliqué les auteurs de Nature Energy. Selon leurs conclusions, un wagon couvert standard pourrait être converti en un wagon électrique chargé de batteries pour atteindre une autonomie tout électrique de 241 kilomètres.

"Aux prix des batteries dans un avenir proche, les trains électriques à batterie peuvent atteindre la parité avec les trains diesel-électriques", ont-ils noté, mais avec quelques réserves importantes. La parité des coûts devrait également tenir compte de l'accès aux infrastructures de recharge rapide et des prix de gros de l'électricité, et les règles du jeu devraient être nivelées pour tenir compte du coût environnemental des trains diesel-électriques.

Malgré ces mises en garde, l'électrification pourrait gagner la course au résultat net le plus tôt possible. "En tenant compte de la réduction des polluants atmosphériques et des émissions de CO2, le passage à la propulsion électrique par batterie permettrait au secteur américain du fret ferroviaire d'économiser 94 milliards de dollars sur 20 ans", ont conclu les auteurs.

L'étude de Nature Energy s'est concentrée sur les solutions ici et maintenant, elle ne s'est donc pas concentrée sur les wagons autonomes. Cependant, la technologie autonome commence à émerger à une échelle de démonstration. Cela pourrait potentiellement faire basculer l'équilibre des coûts vers une électrification complète et les acteurs ferroviaires commencent à y prêter attention (voir plus d'informations sur la couverture des trains électriques de CleanTechnica ici).

Intramotev a traversé le radar de CleanTechnica plus tôt cette semaine, avec son modèle TugVolt pour la modernisation des wagons électriques existants avec des kits de batterie. Les wagons peuvent fonctionner indépendamment dans les gares de marchandises et autres arrêts pour les tâches de chargement du "premier kilomètre", se connecter aux trains pour voyager sur de longues distances et se découpler pour atteindre leur destination du "dernier kilomètre".

Le facteur de découplage ajoute un nouveau niveau d'efficacité. Cela éviterait aux wagons de se rassembler dans de grandes gares de marchandises centralisées. Ils pourraient potentiellement voyager plus près de leurs destinations sans compter sur les camions pour remplir la dernière étape du voyage.

Intramotev semble tirer pleinement parti des modules complémentaires d'électrification. Les wagons TugVolt font partie d'une suite intégrée de systèmes qui comprend également la technologie de freinage régénératif ReVolt de la société, qui est devenue un incontournable pour les trains électriques. Des systèmes de sécurité automatisés pour les portes, trappes et autres équipements complètent l'ensemble.

Intramotev a pris un bon départ en 2021, lorsque le fonds de capital-risque de démarrage Idealab X a contribué à lancer l'entreprise dans la prochaine étape.

"L'injection de capitaux accélérera le développement du véhicule de démonstration commercial d'Intramotev et du logiciel exclusif d'autonomie ferroviaire. La technologie promet de perturber le rail traditionnel ainsi que les applications dans les mines, les ports et le transport de fret intermodal", a déclaré Intramotev dans un communiqué de presse. La société a également noté que des centaines de milliers de wagons sont inactifs quotidiennement aux États-Unis, attendant qu'une locomotive les emmène quelque part.

"Nous envisageons un avenir dans lequel le fret pourra se déplacer sans attendre une locomotive, ce qui rendra le système plus efficace et plus respectueux de l'environnement", a déclaré Tim Luchini, Ph.D., PDG de l'entreprise.

La semaine dernière, Intramotev a obtenu un autre coup de pouce dans la bonne direction, avec une subvention de 200 000 $ du Bureau de la mobilité future et de l'électrification du Michigan. Les dollars serviront à envoyer une mini-flotte de trois wagons TugVolt à une mine du Michigan plus tard cette année.

Le site minier s'inscrit dans les plans à court terme d'Intramotev pour le déploiement de wagons TugVolt dans des cas d'utilisation autonomes, y compris les ports, les installations de traitement et les opérations d'usine à usine ainsi que l'exploitation minière.

La vision des trains de marchandises électriques longue distance devra attendre un peu, même si ce sera peut-être un peu. Dans un communiqué de presse, Luchini a souligné que le modèle de "route captive" n'est qu'un tremplin.

"... nous cherchons à appliquer la mise en paquets du modèle Internet à la logistique du fret initialement sur de courtes routes captives et à supprimer la distance réelle, puis à nous étendre rapidement au réseau complet de 140 000 miles de voies américaines existantes sans infrastructure supplémentaire", a-t-il expliqué. "Nous envisageons un avenir où le fret peut se déplacer sans attendre une locomotive, ce qui rend le système plus efficace et respectueux de l'environnement."

Dans le même communiqué de presse, Intramotev a également indiqué qu'elle aspirait à aider d'autres acteurs ferroviaires à atteindre l'objectif net zéro de 2050 du Climate Challenge de la Federal Railroad Administration.

Le Climate Challenge est un exercice volontaire de fixation d'objectifs et il accueille trois types de compensations carbone qui permettent aux parties prenantes de continuer à utiliser des énergies fossiles : l'achat de crédits carbone, la production d'énergie renouvelable sur site et la séquestration du carbone (plantation d'arbres, par exemple).

Cela peut ne pas sembler trop ambitieux en termes de décarbonisation rapide, mais la FRA semble s'attendre à ce que la nouvelle technologie repousse le besoin de compensations à l'arrière-plan.

« Atteindre cet objectif [net zéro] contribuera aux objectifs clés de la FRA consistant à construire un système de transport sûr, efficace et moderne qui élargira les opportunités économiques, créera des communautés plus propres et aidera à éviter les pires effets du changement climatique », déclare la FRA. "Simultanément, le Challenge promouvra le leadership mondial du pays en matière d'innovation et de protection du climat."

Intéressant! CleanTechnica a pris note de près de deux douzaines d'États américains dans lesquels des responsables publics ont œuvré en faveur des acteurs de l'énergie fossile en s'insurgeant contre les investissements ESG (environnementaux, sociaux, de gouvernance). Pendant ce temps, les entreprises de leurs propres États d'origine s'installent pour produire de nouvelles technologies propres qui décarboniseront l'ensemble de l'économie américaine, y compris le stockage d'énergie en vrac et l'hydrogène vert (voir plus de couverture ici).

Il semble que le Missouri puisse rejoindre la liste. Le 3 avril, le procureur général de l'État, Andrew Baily, a annoncé qu'il se joignait à 20 autres procureurs généraux pour mettre en garde un groupe de 50 gestionnaires d'actifs contre les "investissements environnementaux, sociaux et de gouvernance (ESG) réalisés avec l'argent durement gagné des Américains".

"Mon bureau avertit ces entreprises que nous ferons tout ce qui est en notre pouvoir pour empêcher que les investissements des Missouriens ne soient corrompus au profit d'un programme social radical", a déclaré Baily.

Il semble que Baily n'ait pas reçu le mémo sur les trains électriques radicalement sociaux qui tuent le diesel en cours de développement par une startup basée à Saint-Louis, dans son propre jardin. Néanmoins, si tout se passe comme prévu, l'État d'origine de Baily sera la pièce maîtresse d'un réseau d'électrification ferroviaire s'étendant d'un océan à l'autre.

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Image : Autorails électriques à batterie "TugVolt" avec l'aimable autorisation d'Intramotev.

Tina est spécialisée dans la durabilité militaire et d'entreprise, les technologies de pointe, les matériaux émergents, les biocarburants et les problèmes d'eau et d'eaux usées. Les opinions exprimées sont les siennes. Suivez-la sur Twitter @TinaMCasey et Spoutible.

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