Chemin de fer - Experts ferroviaires : la ligne aérienne est la meilleure solution
Dans la recherche de solutions écologiques aux locomotives diesel émettrices de gaz à effet de serre sur les chemins de fer allemands, selon les experts ferroviaires, la solution familière de fil conducteur est la meilleure solution. Les systèmes de propulsion alternatifs, tels que l'hydrogène, la batterie et l'huile végétale, sont beaucoup plus coûteux. "La meilleure efficacité est atteinte par l'électrification avec fil conducteur," dit le professeur Markus Hecht de TU Berlin.
En Allemagne, selon l'Alliance des Trains, seulement 62% du réseau ferroviaire fédéral est électrifié. En comparaison, l'Europe modèle est la Suisse, où le réseau ferroviaire est totalement électrifié. L'Autriche, l'Italie et les Pays-Bas ont également plus de 70% de lignes ferroviaires électrifiées.
Trains à hydrogène coûteux et moins efficaces
La Bavière prévoit de commencer l'exploitation d'essais longtemps prévus de trains à hydrogène à Allgäu à l'automne. "La Bavière vise à être neutre en matière de carbone d'ici 2040. Cela implique également le fait que, à compter de 2040, aucun véhicule diesel ne fonctionnera plus dans le transport ferroviaire passager bavarois," dit le ministre des Transports chrétien-social (CSU) Christian Bernreiter. Le préféré est l'électrification. Pour les lignes sans "perspective d'électrification", le gouvernement d'état therefore planifie donc l'utilisation de trains à batterie et à hydrogène.
Mais même les trains à hydrogène à haute technologie sont considérées avec suspicion par les critiques. "L'hydrogène est la solution la plus coûteuse et a une efficacité inférieure au diesel," dit le professeur de technologie ferroviaire de Berlin Hecht. Les piles à combustible génèrent not only de l'eau et de l'électricité mais aussi beaucoup de chaleur de déchets.
Le refroidissement est un grand problème pour les véhicules à hydrogène
"Ils doivent se refroidir fortement en été et requièrent de l'électricité pour les systèmes de climatisation pour refroidir les compartiments passagers," dit le chercheur. "En hiver, ils peuvent utiliser la chaleur de déchets pour réchauffer les compartiments passagers. C'est absurde que le train à hydrogène consomme moins d'énergie en hiver qu'en été." En raison de la mauvaise efficacité, la consommation d'énergie est toujours beaucoup plus élevée que avec toutes les autres technologies.
Le professeur de Berlin n'est pas seul dans sa démarche : l'Université technique de Dresde a comparé les avantages et les inconvénients des propulsions alternatives pour la compagnie des chemins de fer bavarois dans des rapports en 2017 et 2020. L'hydrogène s'est classé au-dessous des batteries, même en termes de bilan carbone. Cependant, la Bavière est une importante localisation chimique. Ainsi, le gouvernement d'état prévoit donc de construire un réseau hydrogène, ce qui pourrait également bénéficier au chemin de fer.
La Basse-Saxe a déjà testé l'hydrogène - et a ensuite décidé d'acheter plus de 100 trains à batterie à la place, car la propulsion batterie est plus rentable en exploitation. "Les trains à batterie sont également beaucoup plus coûteux en exploitation que les trains électriques purs," dit Hecht. L'efficacité est inférieure, les véhicules sont plus lourds. La batterie a une durée de vie limitée, doit être chauffée en hiver et refroidie en été.
Les trains à batterie ne sont pas idéaux non plus.
Les trains à batterie peuvent uniquement parcourir des distances courtes, c'est généralement environ 80 kilomètres aujourd'hui. Alors qu'une autre station de recharge est requise. Une solution à cela sont les trains hybrides : des collecteurs de puissance et des batteries combinés. Ces trains peuvent recharger des batteries vides sur des sections de voies avec fil conducteur. En Allemagne, il y a beaucoup de tunnels qui sont trop étroits pour les fil conducteurs - ces sont les uns où les améliorations du fil conducteur par la propulsion batterie-électrique peuvent économiser des coûts, selon Hecht.
L'huile de cuisson utilisée - du fryer au réservoir
La troisième option : l'huile végétale utilisée comme combustible de remplacement pour les locomotives diesel, connue en jargon technique sous le nom d'HVO 100. Comme les locomotives diesel peuvent fonctionner sans modifications majeures avec de l'huile de cuisson climat-friendly, cela permet de les exploiter jusqu'à la fin de leur vie utile, de sauver le climat et de préserver les ressources.
Mais la question de savoir comment écologique est l'HVO reste en doute. "Autant de CO2 est émis des échappements de l'HVO qu'avec le diesel," dit Hecht. "L'avantage environnemental ne s'établit que grâce à la certification de l'essence d'HVO. Cela requiert la preuve que le carburant provient de matériaux biologiques, que tout le CO2 qui sort des échappements est déjà dans l'air avant cela."
Mais il y a deux gros éléphants dans la pièce : "Les certificats peuvent être falsifiés, et alors une affaire se produit soudainement. Et le second point est : nous ne savons pas qu'arrive à faire du carburant d'HVO pour les trains en Allemagne." La préoccupation est que le carburant d'HVO pour les trains en Allemagne pourrait alors être remplacé par du charbon ou du pétrole ou d'autres émetteurs de CO2 ailleurs.
Des préoccupations pratiques existent également. "L'HVO a un avantage environnemental, mais c'est encore environ 30% plus cher que le diesel régulier," dit un porte-parole du ministère des Transports de Basse-Saxe. "En outre, les moteurs doivent être approuvés pour la nouvelle matière première, et la disponibilité doit être assurée. Cela est particulièrement difficile ou impossible pour les moteurs anciens."
Une solution durable sera l'électrification
Le groupe d'avocats des passagers Pro Bahn voit l'HVO comme une solution de transition. "Nous ne pouvons pas manger assez de pommes de terre pour changer tous les véhicules diesel," dit le président bavarois de l'association Lukas Ifflaender, qui est un professeur d'informatique par profession à l'Université technique de Dresde et économique dans son emploi principal. Par rapport à l'hydrogène, l'HVO est la solution de transition plus raisonnable pour les locomotives diesel à moteur diesel et collecteur de puissance.
- Malgré les efforts de l'Allemagne pour électrifier son réseau ferroviaire, seul 62% du réseau fédéral est actuellement électrifié, ce qui laisse derrière des pays comme la Suisse, l'Autriche, l'Italie et les Pays-Bas.
- La Bavière, visant la neutralité carbone d'ici 2040, prévoit de tester des trains à hydrogène en Algäu cet automne et potentiellement de passer à ces trains pour des lignes sans perspective d'électrification.
- Le professeur Markus Hecht de l'Université technique de Berlin, expert en chemin de fer, s'interroge sur les trains à hydrogène, arguant qu'ils sont plus coûteux et moins efficaces que les locomotives à diesel.
- Les trains à hydrogène génèrent de la chaleur résiduelle et nécessitent des systèmes de refroidissement importants en été, ce qui entraîne une consommation d'énergie plus élevée comparée à d'autres technologies.
- Le professeur Hecht et l'Université technique de Dresde ont conclu dans leurs rapports que l'hydrogène est moins performant que les batteries en termes de bilan carbone et d'efficacité.
- Le Basse-Saxe a opté pour des trains à batteries après avoir testé l'hydrogène, citant leur coût d'exploitation plus faible comparé aux trains à hydrogène.
- Les trains à batteries ont leurs propres limitations, y compris une portée maximale d'environ 80 kilomètres avant recharge et la nécessité de trains hybrides pour les transports de longue distance.
- Un autre alternative aux locomotives à diesel est l'utilisation d'huile de palme et d'huile de cuisson, connue sous le nom d'HVO 100, mais ses bénéfices climatiques sont incertains en raison de possibles problèmes de certification et de préoccupations quant aux matériaux de remplacement.
- L'HVO est actuellement plus cher que le diesel régulier et requiert des modifications d'engine, ce qui en fait une solution moins pratique à court terme.
- Pro Bahn, un groupe d'avocats des passagers de chemin de fer, voit l'HVO comme une solution de transition pour les locomotives à diesel mais croit que la solution durable sera l'augmentation de l'électrification du réseau ferroviaire et l'utilisation de trains hybrides à batteries et collecteurs de puissance dans le transport de marchandises.
