Cet article fait partie des 112 cas de l’économie bleue.

Cet article fait partie d’une liste de 112 innovations qui façonnent l’économie bleue. Il s’inscrit dans le cadre d’un vaste effort de Gunter Pauli pour stimuler l’esprit d’entreprise, la compétitivité et l’emploi dans les logiciels libres. Pour plus d’informations sur l’origine de ZERI.

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Cas 72 : L’énergie des conteneurs

Mar 8, 2013 | 100 Innovations, Autre

Le marché

La valeur marchande des services mondiaux d’expédition de conteneurs a été estimée en 2010 à 480 milliards de dollars. Ce mode de transport a transporté la même année un total combiné de 500 millions de conteneurs standard sur plus de 600 milliards de kilomètres. La capacité de chargement de la flotte mondiale de conteneurs est passée de 4 millions de conteneurs en 2000 à 12,5 millions aujourd’hui. Les flux de fret maritime conteneurisé devraient maintenir un taux de croissance de 6,9 % au cours de la décennie 2008-2017. Les experts prévoient que le commerce intercontinental Asie/Europe connaîtra la croissance la plus rapide avec une moyenne de 9,8 % en volume et 9 % en chiffre d’affaires puisque l’Europe est considérée comme étant cinq ans en retard sur les États-Unis pour ce qui est du transfert de production en Asie. L’attrait des conteneurs océaniques est évident dans le coût de carburant rapporté à chaque EVP (Equivalent Vingt Pieds) : transporter un conteneur de Shanghai à Atlanta est moins cher que de Guadalajara (Mexique) à Atlanta. Le réseau mondial de transport conteneurisé est la colonne vertébrale de la chaîne d’approvisionnement mondialisée qui transporte environ 60 % de la valeur du commerce mondial et plus de 90 % de son volume. La chaîne de valeur qui fait passer un conteneur de l’expéditeur au destinataire couvre cinq secteurs distincts : (1) l’origine, l’acheminement et l’acquisition de capacité des expéditions, (2) les conteneurs, (3) l’exploitation des navires, (4) le chargement et le déchargement des expéditions, et (5) la livraison à l’intérieur du pays. L’exploitation des navires représente la moitié du coût total, tandis que le chargement et le déchargement atteignent 17 %. Hambourg devient le centre de financement et d’exploitation des nouveaux navires. L’Allemagne possède 35 % des porte-conteneurs (1 644 sur 4 619) et près de 60 banques maritimes et investisseurs y ont leur siège social. A.P. Møller-Maersk (Danemark), qui a acquis P&O Nedlloyd, est le premier opérateur maritime mondial avec plus de 43 milliards € de facturation en 2010. Le transport de conteneurs a révolutionné la fabrication mondiale. Il en coûte 10 $ pour expédier un téléviseur d’Asie en Europe, 1 $ pour un aspirateur et 1 cent pour une bouteille de bière. C’est encore moins cher dans l’autre sens. Le coût bon marché de l’expédition fait qu’il vaut la peine d’envoyer des tomates espagnoles en Chine pour la transformation en ketchup, puis de les réexpédier en Europe pour la consommation. Cependant, de nouvelles recherches montrent qu’en une seule année, un grand porte-conteneurs émet le même volume de polluants que 50 millions de voitures diesel. Les cargos sont alimentés par un combustible de soute de qualité inférieure qui contient jusqu’à 2 000 fois la quantité de soufre émise par les automobiles diesel. Le plus grand porte-conteneurs au monde appartenant à Maersk peut transporter 15 200 conteneurs de 40 pieds à une vitesse constante de près de 50 km/h et consommer 380 tonnes de carburant par jour en mer.

L’innovation

Le combustible utilisé dans les navires est constitué de déchets provenant du pétrole et de résidus du raffinage. C’est la source d’énergie la moins chère disponible. Tous les navires du monde entier brûlent ensemble 7,3 millions de barils par jour, ce qui équivaut à la production de l’Arabie saoudite. Cela fait du transport maritime de loin le plus grand pollueur de transport au monde, émettant – selon le Guardian – 260 fois plus d’oxyde de soufre que l’ensemble du parc automobile mondial. Les 15 plus grands navires du monde émettent autant de SOx (dioxyde de soufre) que les 760 millions de voitures du monde. L’Organisation maritime internationale (OMI) des Nations Unies indique que la flotte actuelle pourrait économiser jusqu’à 10 % d’énergie et qu’un nouveau navire pourrait adopter des technologies permettant de réduire la consommation de 30 %. L’énergie nucléaire a été promue comme source d’énergie alternative pour les navires. Il y a 150 navires en opération qui utilisent la propulsion nucléaire, la plupart des sous-marins. Cependant, l’option nucléaire est largement écartée en raison de la complexité de la maintenance et des facteurs de risque en cas d’accident. Le passage à un carburant propre augmenterait les coûts et exercerait une pression sur les prix du pétrole tout en laissant à l’industrie un produit de qualité inférieure qui n’a pas d’acheteurs. Vatche Artinian est un Américain d’origine arménienne, titulaire d’une maîtrise des sciences en génie électrique et d’un MBA de l’Université de Californie du Sud, après avoir obtenu un baccalauréat en génie électrique et informatique de la California State Polytechnic University. Il était fasciné par les volants d’inertie utilisés depuis l’âge du bronze pour stocker l’énergie cinétique. Il s’est rendu compte que la nouvelle technologie des moteurs à grande vitesse, combinée aux roulements magnétiques, permet de stocker efficacement l’énergie. M. Artinian et son équipe ont construit des systèmes de stockage d’énergie basés sur un moteur magnétique qui peut fonctionner en continu à des cadences rapides (12 secondes de décharge, 18 secondes de ralenti, 12 secondes de recharge et 18 secondes de ralenti). L’équipe a complété ces conceptions par des paliers magnétiques qui font léviter le volant d’inertie, faisant tourner l’unité jusqu’à 60 000 tours par minute (RPM) sans friction ni chaleur. L’équipe s’est rendu compte que les roulements magnétiques réduisent l’entretien à presque rien puisqu’il n’y a aucun roulement à remplacer ou lubrifiant à remplir. M. Artinian (président du conseil) et Larry Hawkins (chef de la technologie) ont ensuite créé Calnetix, une société privée de haute technologie qui est devenue, au cours des 20 dernières années, un chef de file dans le domaine des moteurs à haute vitesse, des paliers magnétiques et des entraînements magnétiques pour systèmes énergétiques distribués. En 2004, ils décident de développer leur technologie de volants d’inertie et créent Vycon, une entreprise qui conçoit et fabrique des volants d’inertie à stockage d’énergie à courant continu à grande vitesse. Après avoir d’abord réussi à faire la démonstration de cette technologie, l’entreprise a réussi à réunir 13,7 millions de dollars en 2010 auprès d’investisseurs américains, danois et néo-zélandais pour renforcer la production et répondre à la demande accrue de stockage d’énergie propre.

Le premier flux de trésorerie

Une grue mobile peut charger et retirer un conteneur d’un camion ou d’un wagon ferroviaire sur un porte-conteneurs en une minute environ. M. Artinian s’est rendu compte que la puissance de levage et l’énergie nécessaire pour chronométrer la chute exigent beaucoup de carburant. En fait, cette action représente le deuxième coût le plus important du transport de conteneurs, après celui de l’exploitation du navire lui-même. Les grues mobiles sont alimentées par des génératrices diesel embarquées. Lorsque la grue se soulève, l’énergie est tirée, et durant l’abaissement et le freinage de la puissance régénérée est envoyé vers une batterie de résistances où elle est dissipée. Vycon a conçu et livre maintenant des volants d’inertie qui récupèrent et stockent cette énergie prête à l’emploi dans le prochain ascenseur, réduisant ainsi la consommation d’énergie de 30 à 35 %, diminuant ainsi le bruit et améliorant la durée de vie du générateur. Le volant d’inertie fonctionne avec une précision et une fiabilité telles que Vycon offre à ses clients une garantie de 20 ans. Cette technologie peut être installée ultérieurement sur des grues existantes, ce qui permet de réaliser des économies immédiates. Le premier système a été installé au terminal à conteneurs de Long Beach, en Californie, où il est opérationnel depuis mai 2006.

L’opportunité

Cette application dans l’industrie des conteneurs ne représente qu’une infime réduction des émissions dramatiques de l’industrie du transport maritime. Cependant, le même système de volant d’inertie qui a fait ses preuves à cette grande échelle est une technologie de plate-forme qui représente une alternative aux batteries au plomb-acide utilisées comme solution de secours pour l’alimentation électrique sans coupure (ASI) nécessaire aux centres de données et serveurs. Cette technologie permet le stockage de l’information et les réseaux de communication avec une alternative sans batterie. Cette technologie Vycon a reçu en avril 2011 la certification sismique de l’Office of Statewide Health Planning and Development (OSHPD) en Californie après que des essais aient démontré un fonctionnement normal avant, pendant et après une activité sismique simulée. Les opérations existantes démontrent que la technologie des volants d’inertie a un retour sur investissement (ROI) de deux ans et demi, surpassant le coût total de possession d’un système UPS traditionnel alimenté par batterie. Vycon a été nommée par le magazine Inc. pendant deux années consécutives (2010 et 2011) comme l’une des entreprises privées les plus entreprenantes et à la croissance la plus rapide d’Amérique avec une croissance des ventes sur trois ans d’un peu moins de 800 %, la plus élevée du secteur énergétique pour tous les États-Unis. Les technologies basées sur la lévitation qui fonctionnent de manière stable et sûre sur de longues périodes de temps, offrant un meilleur service à moindre coût fait certainement partie du portefeuille des innovations de l’Economie Bleue.

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