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Nov 23, 2023

Le jeu de puissance de Wabtec

Gregory R. Trauthwein couvre le marché maritime mondial depuis plus de 25...

Gregory R. Trauthwein couvre le marché maritime mondial depuis plus de 25...

30 août 2022

Alors que les armateurs sont pressés de mettre à niveau leurs machines pour atteindre de nouveaux objectifs d'émissions stricts, il y a beaucoup de confusion avec les bavardages entourant la "décarbonisation" et les "futurs carburants", des solutions qui n'existent pas aujourd'hui - et pourraient ne pas exister en masse pour une autre génération - encombrant la conversation. Entrez Wabtec, anciennement GE Transportation, qui propose aujourd'hui un moteur conforme Tier 4 sans besoin d'urée. Est-ce la solution de propulsion la moins chère du marché ? Non. Mais le constructeur de moteurs basé en Pennsylvanie présente un dossier convaincant pour son moteur diesel 250MDC basé sur les performances, l'efficacité énergétique et les coûts du cycle de vie.

Offrir une solution d'alimentation qui a fait ses preuves dans toutes les industries et qui est conforme à la réglementation environnementale la plus élevée avec l'avantage d'y parvenir sans les coûts supplémentaires et les tracas d'un système de traitement à l'urée faciliterait apparemment la tâche de Patrick Webb. Mais apparemment ce n'est pas le cas.

"Il y a une confusion autour des exigences d'émissions EPA Tier 4 et de la décarbonisation", a déclaré Webb, un vétéran de l'industrie maritime qui occupe le poste de directeur principal des ventes mondiales de Wabtec, Marine, Stationary and Drill Group. "Là où l'EPA se concentre sur la réduction des polluants qui causent de graves problèmes de santé, les médias semblent se concentrer sur la réduction du carbone. De plus, il y a très peu de disponibilité réelle de différentes énergies renouvelables (sources de carburant) aux États-Unis et dans le monde."

Webb et son équipe de Wabtec, basée en Pennsylvanie, sont impatients de partager l'histoire du moteur à vitesse moyenne de l'entreprise, conforme à la norme EPA Tier 4, qui compte aujourd'hui plus de 100 moteurs installés dans des navires, ce qui représente un total de plus de 1 000 000 d'heures de fonctionnement cumulées. "Wabtec a une solution géniale et éprouvée qui permet aux navires de fonctionner au niveau d'émission extrême EPA Tier 4, sans aucun besoin d'urée, mais de nombreux clients se battent toujours pour essayer de trouver des moyens d'éviter cette norme d'émission", citant des exemples récents où les opérateurs – commerciaux et gouvernementaux – choisissent d'installer un plus grand nombre de moteurs de plus petite puissance pour contourner efficacement les normes d'émission Tier 4. "On parle beaucoup d'émissions plus propres, mais en coulisses, des efforts ont également été déployés pour éviter les émissions plus propres et le coût et les tracas perçus de ce niveau supérieur de contrôle des émissions."

Malgré les défis, Wabtec a connu un succès mesuré ces dernières années. « Wabtec Marine Diesel est passé d'une part de marché proche de 0 % aux États-Unis avant la publication des règles Tier 4 de l'EPA », a déclaré Webb. « Six ans plus tard, le Wabtec Marine Diesel Tier 4 a capté près de 50 % de ces ventes de nouveaux moteurs dans la gamme de puissance de 1,7 MW à 4,5 MW. Ce succès est en grande partie lié au fait que Wabtec Marine Diesel est le seul moteur de sa gamme. type qui peut atteindre les normes d'émission les plus strictes sans avoir besoin d'urée."8L250MDC. Image reproduite avec l'aimable autorisation de Wabtec

Le moteur Les moteurs diesel L250/V250MDC de Wabtec sont conformes aux normes d'émissions US EPA Tier 4 et IMO Tier III avec une circulation avancée des gaz d'échappement (EGR) et sans avoir besoin d'utiliser de l'urée. L'omission de l'urée est une désignation particulièrement importante. "L'avantage Wabtec avec son moteur Tier 4 commence par le fait qu'il n'y a pas besoin d'urée, ce qui signifie que vous n'avez pas à allouer l'espace pour l'équipement supplémentaire nécessaire pour les réservoirs et le stockage de l'urée ; et aussi, du coût de propriété », a déclaré Matthew Hart, responsable de la plate-forme, Marine & Stationary Power Systems, Wabtec. "Le produit Tier 4 250MDC est basé sur l'EGR, avec une robustesse accrue intégrée à l'ensemble de puissance, un turbocompresseur à deux étages et une injection de carburant à haute pression. Il s'agit également d'efficacité énergétique et de son impact sur le coût total de possession." Alors que l'équipe Wabtec s'empresse d'admettre que le 250MDC n'est pas le moteur le moins cher du marché, selon Hart. Lorsque tout est pris en considération, il y a une période de récupération d'environ 18 à 24 mois.

En plus du matériel, Wabtec a intégré au moteur un réseau de capteurs commun à ses clients ferroviaires et commence maintenant à faire des progrès dans l'industrie maritime. "Ce sont des moteurs numériques", a déclaré Hart. "Cela s'accompagne d'une capacité accrue de diagnostic embarqué sur le moteur Tier 4, il y a des diagnostics améliorés grâce à tous les capteurs liés au contrôle des émissions Tier 4.

Selon Hart, l'industrie ferroviaire est plus avancée dans la collecte et l'utilisation des données, avec des modems sur les locomotives qui diffusent en continu des données. "Nous avons un centre mondial d'optimisation des performances qui collecte ces données et envoie des actions recommandées. C'est un peu une structure de service différente dans l'espace des locomotives, mais nous examinons comment nous pouvons étendre cela du côté maritime."

Il a noté que la connexion de données du côté maritime est la partie la plus difficile. "Les navires opèrent partout, et souvent sans connectivité, il y a donc une étape plus manuelle pour rendre les données accessibles, puis les traiter."

En fin de compte, lui et l'équipe de Wabtec espèrent aider l'industrie maritime à passer d'une surveillance basée sur le calendrier à une surveillance basée sur l'état, "il ne s'agit donc pas seulement de diagnostiquer quand quelque chose échoue, mais nous passons à la maintenance prédictive, en disant" Hé, vous devriez changez cette pièce, changez ce filtre parce que nous voyons cette tendance sur le moteur."

Alors que certaines entreprises peuvent hésiter à partager des données, Peter Twichell, directeur, gestion de projet, assistance client marine, a déclaré qu'un partage et une analyse accrus des données peuvent aider les propriétaires à augmenter leur temps de disponibilité. "La disponibilité est essentielle dans l'industrie maritime, et d'après notre expérience, ils ont été très favorables", a déclaré Twichell. "Nous n'avons vraiment pas beaucoup de réaction du client lorsque nous demandons des fichiers journaux si nous l'expliquons en ce qui concerne le dépannage ou la gestion prédictive, en particulier si nous pouvons identifier et résoudre un problème plus rapidement."

"Tant que les moteurs que nous exploitons sont modernes et bien entretenus et que nos formes de coque sont correctes, il n'y a pas de moyen de transport plus efficace..." – Christian Reinauer, Reinauer Transportation. Image reproduite avec l'aimable autorisation de Reinauer Transportation

Mettre à l'épreuve (Reinauer) Christian Reinauer, Reinauer Transportation, peut-être mieux que quiconque, peut donner un aperçu de la valeur à long terme de la solution Wabtec Tier 4. Reinauer exploite une flotte d'ATB et de remorqueurs au départ de New York, avec un total de 24 barges et 23 remorqueurs. De cette flotte, Reinauer possède quatre remorqueurs construits par Senesco Marine de trois classes utilisant les moteurs de la série Wabtec 250 : Bert Reinauer avec 2x 12V250 ; et les Josephine, Kristy Ann et Janice Ann Reinauer, toutes équipées de 2x 6L250.

En discutant de la justification du choix de Wabtec, Reinauer a déclaré : "Nous avions construit une flotte de navires utilisant la série MTU 16V4000, et avec l'exigence de niveau 4, MTU n'avait pas de solution approuvée à offrir."

Reinauer a donc commencé à examiner la gamme complète des offres de moteurs de tous les fabricants, il a opté pour la conception Wabtec avec l'omission de l'urée comme argument de vente majeur. "Nous avons estimé que la conception EGR était un bon choix car elle existait depuis un certain temps", a déclaré Reinauer. "Les solutions DEF nécessitaient une conception considérable du système d'échappement, pour laquelle nous n'avions vraiment pas de place, ainsi qu'environ 8 % de la capacité des navires dédiés au stockage du DEF. Le fluide DEF est quelque peu caustique pour les métaux, de sorte que les réservoirs devraient être spécialement enduit pour le manipuler, ce qui sur la route serait un casse-tête d'entretien."

Reinauer a également déclaré que la maintenance doit être effectuée sur les catalyseurs, "ce qui a encore une fois rendu la conception pour faciliter la maintenance un casse-tête et un coût supplémentaire pour la révision. Les moteurs (Wabtec) étaient plus chers au départ et plus difficiles à installer mais à la fin du jour, nous avons une meilleure économie et un meilleur confort de l'équipage pour la durée de vie du navire."

Même dans les meilleures conditions, il y a des courbes d'apprentissage et des problèmes techniques lors de l'intégration de nouvelles machines dans une flotte, et Reinauer n'était pas exempté. "Nous n'avons eu que quelques problèmes avec des conséquences réelles : quelques refroidisseurs et vannes EGR que (nos) ingénieurs peuvent échanger eux-mêmes ; une pompe à eau et une pompe à eau de mer ; quelques alimentations moteur et capteurs. Sinon, selon Reinauer, les pièces ont été installées en fonction de l'entretien prévu.

Reinauer Transportation est connu dans les milieux maritimes comme un acteur de longue date exploitant un tonnage de qualité avec un penchant pour attirer et retenir les talents techniques dont il a besoin. "Le support, au début, était un peu difficile à comprendre, mais avec le support de la plupart des OEM, nous pensons que nous sommes notre meilleure première option", a déclaré Reinauer. "Nous formons nos ingénieurs, leur fournissons toutes les pièces de rechange nécessaires et ne faisons appel à leurs techniciens que pour un soutien supplémentaire."

"Certains propriétaires font fonctionner le moteur et travaillent par l'intermédiaire de nos partenaires de distribution pour l'entretien et les réparations réguliers, concentrant leur attention sur d'autres aspects de la gestion de leur entreprise", a déclaré Twichell. "Ensuite, vous avez des clients comme Reinauer qui sont indépendants. Si l'un de leurs moteurs a besoin d'une modification sur le terrain, Chris Reinauer dira : 'Envoyez-nous simplement la pièce et les instructions, nous l'installerons. Nous savons ce que nous faisons.' "

Comme toute personne qui exploite des navires peut en témoigner, maintenir les machines en marche est une partie de l'équation, maintenir les machines en marche tout en maintenant la rentabilité est une autre affaire, d'autant plus que les prix du carburant ont grimpé en flèche ces derniers mois. "Nous constatons une très bonne consommation de carburant et une consommation d'huile extrêmement faible, ce qui est l'un des moyens d'atteindre les émissions Tier IV sans post-traitement", a déclaré Reinauer. "La facilité d'entretien est très bonne, pas aussi simple qu'un EMD mais ils ont leurs avantages dans d'autres domaines en ce qui concerne le niveau 4."

A l'intérieur de l'usine Wabtec. Image reproduite avec l'aimable autorisation de Wabtec

Carburants et émissions futurs Reinauer Transportation, comme de nombreux propriétaires, est confronté à des choix difficiles en ce qui concerne les choix effectués aujourd'hui qui auront un impact sur ses coûts et ses opérations à l'avenir. Chris Reinauer aime rester simple : "Tant que les moteurs que nous utilisons sont modernes et bien entretenus et que nos formes de coque sont correctes, il n'y a pas de moyen de transport plus efficace. Certaines personnes pensent que les émissions zéro sont au coin de la rue, mais malheureusement, c'est tout ce que vous entendez venant de certains cercles politiques. Je suis d'accord qu'il faut avancer mais les batteries ne sont pas la réponse surtout quand on considère l'énergie utilisée pour les produire. Les navires hybrides devraient être utilisés là où les transits sont plus courts et les émissions locales ont tendance à Les ferries sont une merveilleuse application pour cela, ainsi que les remorqueurs d'accostage, les navires qui ne tirent ou ne poussent pas 24 heures sur 24 », a déclaré Reinauer. "Nous, d'un autre côté, n'avons pas ce luxe et avons besoin de la quantité d'énergie la plus concentrée pour fonctionner à pleine puissance jusqu'à une semaine dans certains cas. Le GNC fait des percées, mais l'infrastructure pour que nous l'utilisions est d'une décennie ou plus. loin », citant la densité d'énergie plus faible et le besoin de réservoirs de carburant plus grands comme principaux inconvénients. "Nous examinons en permanence le développement de carburants alternatifs, et très probablement dans les 10 prochaines années, nous commencerons à les mettre en œuvre quelque part dans notre flotte."

Wabtec exploite deux usines de fabrication en Pennsylvanie : une à Grove City, sa principale, de 440 000 pieds carrés. usine de fabrication et une usine sœur à environ une heure de route à Erie, une installation principalement dédiée à la remise à neuf des moteurs de locomotives. "Outre les pièces moulées et les pièces forgées, qui sont sourcées, il s'agit d'une usine complète de fabrication, d'assemblage et d'essais de moteurs finaux", a déclaré Twichell. Avec un total de 650 employés de fabrication répartis entre les deux usines, Wabtec construit généralement environ 1 500 moteurs par an, principalement pour les locomotives et la marine.

En plus de concevoir un produit solide pour démarrer, Wabtec réalise pleinement la puissance d'un réseau de partenaires revendeurs qualifiés, ou " Partenaires de distribution " comme les appelle Wabtec, selon Tamara Gromacki, VP, Marine, Stationary Power and Drill Business. Wabtec surveille de près les performances de son partenaire de distribution, et "si nous constatons qu'ils peuvent avoir des difficultés dans certains domaines de service, Pete Twichell et son équipe entreront et essaieront de les aider à augmenter leurs compétences". Devenir et rester un partenaire de distribution Wabtec n'est pas à perpétuité, car les contrats durent généralement un an ou deux, et le processus de renouvellement examine leurs compétences et leur personnel cumulés pour s'assurer que l'organisation conserve sa capacité à servir le client final, en restant "la parfait pour Wabtec."

Bien que l'usine de fabrication principale existe depuis 1971, il s'agit pratiquement d'une usine nouvelle et moderne grâce à une transformation de 2017 via le programme "Brilliant Factory" de General Electric, avec des machines améliorées - y compris l'usinage NC, la gravure au laser, le soudage au laser, la cellule robotisée et le plein tests d'émissions ainsi - plus un nouvel éclairage et de la peinture.

Grâce à ses bancs d'essais internes, Wabtec est en mesure d'expérimenter une gamme complète de technologies et de carburants pour s'assurer que ses moteurs sont non seulement prêts à relever les défis d'aujourd'hui, mais aussi à préparer efficacement le moteur pour les changements à venir. La future conversation sur les carburants est omniprésente dans tout Wabtec et, selon Hart, elle se décompose en deux groupes : l'un serait les biocarburants, le biodiesel et le diesel renouvelable ; le second serait les carburants à plus faible teneur en carbone : hydrogène, méthanol et ammoniac. Il a dit que le diesel renouvelable est la « goutte d'eau » la plus immédiate.

"Vous entendrez de nombreux fournisseurs de carburants renouvelables que cela aura l'impact le plus immédiat, cependant, c'est assez cher et doit être subventionné pour être une solution rentable. Mais, pour un fournisseur de luxe ou quelqu'un qui fait vraiment une baisse de leurs émissions de carbone, c'est une option fantastique », a déclaré Hart. "Donc, nous envisageons de fonctionner avec du diesel 100 % renouvelable, et les plus grandes interactions existent sur le système de carburant, les élastomères et la filtration, en s'assurant que tout fonctionnera de manière fiable. Il y a certainement des impacts de maintenance pour certains des biodiesels. , et nous envisageons de faire des tests de durabilité et des tests sur le terrain avec certains de nos armateurs et partenaires de distribution pour valider pleinement

Passant aux options de carburant à faible teneur en carbone et sans carbone de l'hydrogène méthanol ammoniac, Hart revient à l'axiome immobilier de «emplacement, emplacement, emplacement», notant que le choix dépendra en grande partie de l'endroit où un propriétaire est situé et opère et en attendant le l'accès au carburant dans des lieux spécifiques. "L'hydrogène semble être un peu plus propice à un point d'accès fixe ou terrestre. Le méthanol et l'ammoniac semblent être un peu plus ce que l'industrie maritime favorise, et ce que nous voyons aussi, c'est que l'industrie est en quelque sorte en train d'être encore fragmenté sur les taux de substitution à inclure. Ainsi, vous ne pourrez peut-être pas utiliser 100% d'hydrogène ou 100% de méthanol ou d'ammoniac.

En fin de compte, la future question du carburant se situe à l'extérieur de la salle des machines et dans tout le navire, car les densités d'énergie variables exigeront des modifications importantes de la conception du navire pour les réservoirs et les machines supplémentaires. Le remorqueur Josephine possède une paire de 6L250. Photo publiée avec l'aimable autorisation de Reinauer Transportation

Maintenir la cybersécurité du "moteur numérique"Alors que les propriétaires de navires et de bateaux adoptent de plus en plus la promesse que la numérisation promet de tenir - de la surveillance et de la maintenance basées sur l'état à l'optimisation des moteurs et des voyages - le risque potentiel de cyberattaques doit être pris en compte, de peur qu'un navire ne voie son réseau de propulsion arrêté, mettant le navire, l'équipage et l'environnement en danger. À cette fin, l'équipe Wabtec a travaillé avec diligence pour obtenir la certification ABS CyberSafety Service Provider.

« Wabtec a créé un rapport et une analyse des vulnérabilités conformément aux exigences de l'ABS CyberSafety Volume 7 », a déclaré Mike Taylor, responsable technique, Marine & Stationary System Engineering, Wabtec. "Ce rapport est un examen complet du système de contrôle, répertoriant les points d'accès, la topologie ou l'architecture du système, et une analyse des vulnérabilités potentielles au sein du système."

Wabtec a fourni une documentation complète concernant la gestion des risques internes, les politiques et procédures, la gestion des changements et le contrôle de la configuration, ainsi que des détails sur l'équipe de réponse aux incidents de Wabtec, a déclaré Taylor. En outre, il a conçu et présenté une formation sur la cybersécurité à tous les employés concernés. Pour obtenir le PDA du fournisseur de services avec ABS, Wabtec a effectué un test de type avec la société de classification présente, ainsi qu'un audit de cybersécurité, pour démontrer que le système de contrôle Wabtec ECS-4 répond aux exigences de l'équipement ABS, selon Taylor. Enfin, Wabtec a préparé et présenté un exercice sur table de cybersécurité, un exercice conçu pour éduquer et amener les participants à réfléchir aux risques potentiels de cybersécurité et aux pistes d'action.

"Nous essayons de réduire le nombre de points de pénétration et de nous assurer que nous ne propageons aucune partie d'un problème de cybersécurité car ces navires sont extrêmement complexes. Le moteur n'est qu'un élément et il existe de nombreux points d'accès pour le navire pour pouvoir entrer dans le moteur. Nous voulons nous assurer que nous essayons d'avoir un tampon entre tous les autres points de pénétration, qui pourraient être disponibles dans un autre système tiers qui pourrait également pénétrer notre système. Par exemple, tout le chargement de nos logiciels se fait via un outil logiciel que Wabtec a développé, pour se débarrasser des cybermenaces via les clés USB."