Une startup de la Nouvelle-Orléans cherche à développer Swappable

Jun 04, 2023

Publié le 14 mars 2022 à 23h49 par Harry Valentine

Un duo de diplômés de la US Merchant Marine Academy a lancé une entreprise appelée Fleetzero, qui prévoit de construire des navires électriques à batterie qui naviguent entre les principaux ports voisins. Les plans prévoient le déchargement des conteneurs de fret et des batteries presque épuisées, puis l'embarquement de conteneurs de remplacement de fret et de batteries fraîchement rechargées. Avec cette méthode, les navires pouvaient transporter un banc de batteries relativement petit.

Introduction

Les gouvernements du monde entier ont fait pression sur le secteur maritime commercial pour réduire les émissions de carbone. Le développement de technologies de batteries à l'échelle du réseau pouvant être logées dans des conteneurs d'expédition de taille standard a permis d'adapter ces technologies de batteries à la propulsion des navires.

Alors que les batteries à base de conteneurs ne conviennent pas à la propulsion des véhicules routiers et ont une application limitée dans la propulsion ferroviaire, l'échelle de la technologie maritime est compatible avec le stockage d'énergie électrique à base de conteneurs. Les navires maritimes commerciaux à grande échelle offrent à la fois l'espace volumétrique pour transporter un ensemble de batteries de conteneurs et la capacité de supporter le poids de ces batteries. Plusieurs entreprises concurrentes proposent des batteries à l'échelle du réseau et des systèmes de stockage d'énergie électrique conçus pour être logés dans des conteneurs d'expédition standard.

Conteneur de batterie exclusif

Fleetzero développe sa propre batterie unique d'une capacité de 2 MWh, logée dans un conteneur de faible hauteur de 20 pieds par cinq pieds avec un poids de huit tonnes. Leur batterie utilise une chimie lithium-fer-phosphate (LFP) améliorée, qui est moins sensible à l'accumulation de chaleur. La batterie est conçue pour être robuste et résister aux abus. Fleetzero prévoit de fabriquer la batterie LFP améliorée aux États-Unis dans une usine située à Birmingham, en Alabama, avec une application initiale sur les navires américains.

Les plans opérationnels prévoient le remplacement des conteneurs de batteries déchargées à divers ports d'escale par des conteneurs de batteries rechargées. Fleetzero informe que son système de batterie de conteneur a reçu l'approbation de l'American Bureau of Shipping (ABS) pour la propulsion des navires.

Les progrès des batteries au lithium fer-phosphate incluent un risque réduit d'accumulation de chaleur ainsi qu'une espérance de vie prolongée à des profondeurs de décharge de 50% et 80%. Certaines versions plus récentes des batteries peuvent atteindre 3 500 à 5 000 cycles à 80 % de profondeur de décharge. Les batteries subiraient probablement jusqu'à 350 recharges à cycle profond par an dans les applications de propulsion maritime, ce qui se traduirait par au moins 10 ans de service en cas de compensation de la réduction progressive de la capacité de stockage au fil du temps. Dans une telle opération, les navires remplaceraient les batteries toutes les 12 heures avec une recharge impliquant jusqu'à 10 heures.

Puissance, vitesse et distance

Un navire conçu pour transporter 1 500 EVP pourrait avoir besoin de 25 000 kW de puissance moteur pour propulser le navire à une vitesse de 25 nœuds. Ralentir le navire à la moitié de cette vitesse réduirait les besoins en puissance d'un facteur huit. La compensation de l'efficacité propulsive réduite de l'hélice pourrait se traduire par 5 000 kW à une vitesse de navigation de 12,5 nœuds. Si le navire devait naviguer pendant 30 heures à 12,5 nœuds, il faudrait une capacité de stockage d'énergie de 150 000 kWh. Un réseau de 100 conteneurs de batteries au lithium fer-phosphate de 200,00 0kWh pourrait entreprendre le voyage avec des batteries fonctionnant à 80% de profondeur de décharge.

Des conteneurs de batteries rechargées seraient prêts au port à l'arrivée d'un navire. Il peut ou non échanger des conteneurs payants avant de naviguer vers un autre port.

Au lieu de transporter des conteneurs de batteries à bord du navire, le navire peut remorquer une petite barge chargée de conteneurs de batteries, permettant l'échange d'une barge chargée de conteneurs de batteries rechargées à divers ports d'escale. Une telle opération aurait le potentiel d'être viable le long des voies de navigation à haute densité où plusieurs navires s'arrêteraient brièvement pour échanger des conteneurs de batteries.

Les voies navigables

Il serait possible pour les remorqueurs électriques à batterie de pousser et de naviguer sur des barges le long des voies navigables intérieures, avec la possibilité de placer une paire de barges à batterie de chaque côté du remorqueur dans le cadre d'une opération intégrée remorqueur-barge. Laissant de la place pour le passage des écluses, chaque barge de batterie pouvait transporter sept EVP dans le sens de la longueur sur quatre EVP dans le sens de la largeur, pour un maximum de 56 conteneurs de batteries.

Avec deux barges batteries, un total de 112 conteneurs de batteries fourniraient jusqu'à 175 000 kWh d'énergie utilisable pour la propulsion. Un remorquage nécessitant 2250 kW pourrait fonctionner jusqu'à 75 heures à 10 nœuds avant de devoir échanger des barges à batterie presque épuisées contre des barges à batterie rechargées.

ATB océaniques

Il existe plusieurs exploitants d'unités de remorqueurs et de chalands articulés (ATB) de la taille d'un navire qui naviguent en service côtier. De tels ensembles remorqueur-chaland naviguent également sur les Grands Lacs supérieurs d'Amérique du Nord. Le remorqueur naviguerait dans l'ombre hydraulique de la barge principale devant lui, permettant l'exploitation d'une plus grande longueur de remorqueur. Un remorqueur électrique à batterie de grande longueur transporterait des conteneurs de batteries et serait conçu pour permettre un échange facile des batteries presque épuisées contre des batteries rechargées dans certains ports d'escale.

conclusion

Fleetzero prévoit de convertir un navire diesel en propulsion par batterie de conteneurs, en utilisant une modification de conception qui facilite l'échange rapide de conteneurs de batteries presque épuisées avec des conteneurs de batteries rechargées. Leurs plans prévoient une propulsion électrique par batterie impliquant des navires sur les voies navigables intérieures et en service côtier domestique. Bien que leur concept ait du mérite et montre un potentiel de développement futur, ils devront prouver leur concept dans le service maritime américain intérieur. L'exploitation le long des voies navigables intérieures américaines représente un domaine potentiel d'opportunité future pour la propulsion électrique par batterie utilisant des conteneurs de batteries au lithium fer-phosphate.

Les opinions exprimées ici sont celles de l'auteur et pas nécessairement celles de The Maritime Executive.