Aji Cold Ironing

5/12/2018 Aji Cold Ironing - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/aji-cold-ironing 1/66

DGITM/DST/PTF

Contact AJI-EUROPEChristian DELAVELLE 01 46 89 01 22

[email protected]

EEttuuddee dduu bbrraanncchheemmeenntt ddeess nnaavviirreessaauuxx rréésseeaauuxx dd’’aalliimmeennttaattiioonn

éélleeccttrriiqquuee tteerrrreessttrreess

RRaappppoorrtt ffiinnaall rréévviisséé

17 JUIN 2009

EFECCONSULTANTS



A J I E u r o p e / EFE C Consultants ________________________________________________________________ 2.

Etude du b ranc hement élec trique des navires à q uai – Rap po rt final – Juin 2009

S S O O M M M M AA I I R R E E

1 CONTEXTE ET OBJECTIFS ________________________________________ 3

2 METHODOLOGIE _______________________________________________ 5

3 LA DEMANDE D’ELECTRICITE PAR LES NAVIRES A QUAI __________________ 6

4 LA PROBLEMATIQUE TECHNOLOGIQUE _____________________________ 11

5 CONTRAINTES PORTUAIRES ET TERRESTRES _________________________ 22

6 CONTRAINTES NAVIRES ________________________________________ 24

7 CONTRAINTES D’EXPLOITATION __________________________________ 26

8 LA PROBLEMATIQUE « NORMALISATION »___________________________ 27

9 LA PROBLEMATIQUE JURIDIQUE __________________________________ 31

10 LA PROBLEMATIQUE ECONOMIQUE ________________________________ 33

11 LA PROBLEMATIQUE ENVIRONNEMENTALE __________________________ 47

12 ANALYSE D’EXEMPLES EXISTANTS ________________________________ 54

13 SYNTHESE ET PERSPECTIVES ____________________________________ 56





11

C C O O N N T T E E X X T T E E E E T T O O B B J J E E C C T T I I F F S S

11..11.. CCOONNTTEEXXTTEE

Le branchement des navires aux réseaux d’alimentation électrique terrestres permetd’assurer l’ensemble des besoins énergétiques des navires à quai : principalementl’éclairage, le chauffage, l’air conditionné, l’eau chaude, mais aussi dans certains cas, latempérature contrôlée des conteneurs ou des autres marchandises, les pompes deballastage, les équipements de manutention, chaudières et treuils d’amarrage.

Il constitue l’une des solutions possibles, parmi plusieurs autres, pour réduire les émissionsde CO2 et de polluants (NOx, SOx, particules) dans les grands ports maritimes1.

Son développement à grande échelle soulève toutefois d’importants problèmes, dontcertains ne sont pas totalement résolus : absence de normalisation, difficultés techniques demise en œuvre dues en particulier aux différences de tension et de fréquence selon lesnavires, contraintes de sécurité draconiennes, investissements lourds au niveau des

infrastructures portuaires et capacité électrique insuffisante au niveau de certains ports ou decertaines parties du réseau de distribution électrique national. En outre, la grande majoritédes navires existants n’est pas conçue pour ce type d’alimentation et devra subir desadaptations.

11..22.. OOBBJJEECCTTIIFFSS DDEE LL’’EETTUUDDEE

Ce rapport présente l’état des lieux et analyse le développement du branchementélectrique terrestre des navires à quai. Il vise les objectifs suivants :

comprendre la nature et l’intensité des différents enjeux, en tenant compte desaspects spécifiques au contexte français

caractériser les avantages et les contraintes de toutes natures que ce systèmeimpliquerait sur les différents profils d’acteurs concernés et en déduire l’opportunitéd’une politique de développement de ces pratiques en France

1 L’annexe VI de la convention MARPOL définit les contraintes réglementaires en matière delimitation de la teneur en soufre des combustibles lourds utilisés à bord des navires afin de limiter les

émissions de SOx. Elle est complétée par la directive 2005/33 qui fixe un niveau maximum de 0,1%pour tous les navires à quai dans les ports européens à partir de 2010.





déboucher sur une synthèse et sur des propositions concrètes destinées àalimenter le débat sur les instruments de réduction des émissions atmosphériqueset sur l’amélioration de l’efficacité énergétique du transport maritime.

Branchement des navires aux réseaux d’alimentation électrique terrestres=Courant quai

Plusieurs termes ou expressions sont utilisés pour qualifier le branchement des navires auxréseaux d’alimentation électrique terrestres :

- En anglais, on utilise couramment l’expression « Onshore Power Supply » et parfois« Alternative Marine Power ». L’expression « Cold ironing », souvent utilisée, est inadaptéeau plan technique (les fumées ne chauffent pas la cheminée du navire….)

- En français, on utilise fréquemment les expressions « Courant quai » et « Connexionélectrique des navires à quai (CENAQ) ».

Afin de ne pas alourdir inutilement le texte de ce rapport, nous utilisons systématiquementdans les pages ci-après l’expression simplifiée « Courant quai », qui a l’avantage d’être à lafois simple et explicite.





2 2

M M E E T T H H O O D D O O LLO O G G I I E E

L’étude est articulée autour de deux approches complémentaires :

l’analyse des problématiques : enjeux, contraintes, bénéfices escomptés,…

l’analyse d’exemples de systèmes de courant quai existants ou en projet,illustrant la diversité des situations et montrant les problèmes rencontrés et lessolutions mises en oeuvre pour les surmonter. Ces exemples sont décrits enannexe sous la forme de fiches.

Après une recherche bibliographique approfondie, une quarantaine d’entretiens ont étéréalisés avec des autorités portuaires, armateurs, fournisseurs d’électricité, concepteursde systèmes, organisations professionnelles et experts.





3 3

LLAA D D E E M M AAN N D D E E D D ’ ’ E E LLE E C C T T R R I I C C I I T T E E P P AAR R LLE E S S N N AAV V I I R R E E S S AA Q Q U U AAI I

33..11.. LLEESS DDEETTEERRMMIINNAANNTTSS DDEE LLAA DDEEMMAANNDDEE DD’’EELLEECCTTRRIICCIITTEE PPAARR LLEESS

NNAAVVIIRREESS AA QQUUAAII

Trois critères principaux permettent de caractériser les besoins en consommationd’électricité par un navire à quai dans un port donné

Le type de navire et la puissance des moteurs auxiliaires

Le nombre et la régularité des escales réalisées par le navire chaque année dans leport

La durée moyenne de chaque escale.

Plusieurs autres facteurs peuvent également avoir un impact important sur laconsommation électrique des navires à quai

L’alimentation de gros consommateurs tels que les propulseurs d’étraveDans certains ports, l’armateur demande, pour une question de sécurité, que lespropulseurs d’étrave (« bow trusters ») soient opérationnels même lorsque le navire est àquai 2(puissance de l’ordre de 1MW par propulseur, 2 ou 3 propulseurs par navire). Laprobabilité d’avoir à utiliser ces propulseurs à quai est de l’ordre de deux ou trois jours paran. Cela se traduit par une augmentation sensible de la puissance électrique installée.

La climatisationLa consommation électrique due à la climatisation (navires de croisière, ferries…) peut varier

fortement selon le port en fonction du climat……un ferry faisant escale au Havre consommemoins d’électricité à quai qu’un ferry identique à Marseille.

La température dirigéeLes navires transportant des produits en température dirigée ont des besoins en électricité àquai généralement très élevés (jusqu’à 8 MW pour un porte-conteneurs « reefer »).

L’age du navireLes progrès technologiques se traduisent souvent par une augmentation du nombre et de lapuissance des consommateurs électriques à bord.

2 C’est le cas pour le projet de l’armateur Louis Dreyfus sur un ferry au port du Havre.





Les variations de la puissance demandée pendant la durée de l’escaleLa ventilation des zones de garage des véhicules dans les navires Ro-Ro et les Ro-Paxrequiert une puissance importante, mais pendant une durée brève correspondant auchargement et au déchargement des véhicules. Il faut préciser toutefois que cette puissancede ventilation n’est pas nulle en dehors des opérations commerciales. La ventilation estpermanente dans ces espaces.

De même, les navires en température dirigée ont une consommation électrique à quai trèsfluctuante (graphique ci-dessous).

Variations de la consommation électrique d’un cargo transportant des fruitsen conteneurs réfrigérés (« Dole vessel ») durant l’escale

33..22.. LLAA CCOONNSSOOMMMMAATTIIOONN DDEE VVAAPPEEUURR PPAARR LLEESS NNAAVVIIRREESS AA QQUUAAII

Les navires à quai consomment également de la vapeur3, en particulier pour : le chauffage des cabines (ferries, navires de croisière), les buanderies, les

cuisines

le maintien en température du système de traitement du fioul lourd le réchauffage des soutes de combustible de propulsion (qui ne peut pas circuler

dans les pompes en dessous de 80 °C) ainsi que des canalisations de circulationde combustible « lourd »

le réchauffage des cuves dédiées à la cargaison dans le cas des transporteurs devracs liquides (la température peut atteindre 200°C pour les transporteurs debitume) ainsi que celui des canalisations afférentes.

l’alimentation, le cas échéant, des treuils d’amarrage à vapeur l’alimentation, le cas échéant, des turbopompes de déchargement (dans le cas des

pétroliers).

3 C’est un choix de conception. Tous les navires n’utilisent pas de vapeur.





Cette vapeur est produite, au port, par des chaudières dites « de mouillage ». Les naviresbranchés sur une alimentation électrique à quai continueront donc à utiliser leurschaudières4.

33..33.. UUNN NNOOMMBBRREE CCRROOIISSSSAANNTT DDEE NNAAVVIIRREESS CCOONNSSOOMMMMEE DDUU CCOOUURRAANNTTMMOOYYEENNNNEE TTEENNSSIIOONN

Cette évolution est liée à l’accroissement des besoins en puissance, pour plusieurscatégories de navires.

Besoins en basse vs. moyenne tension à quai selon le type de navire(BT: Basse tension soit 440V ou 660V / MT: Moyenne tension, généralement 6600V)

Type de navire Circuit interne BT Circuit interne MT

PaquebotsNavires de croisière

X (navires à propulsion électrique)La MT sert souvent à alimenter les propulseurs

d’étrave.

Ferries

XLes ferries à propulsion

mécanique ont unréseau interne en BT(ils représentent la

majorité des ferries enservice)

XLes ferries récents ont fréquemment desconsommateurs MT.

Certains ferries sont équipés de 2 réseaux enparallèle : un « petit réseau » MT et un « grand

réseau » BT.Porte-conteneurs x X (reefers)

Pétroliers x

Méthaniers

x XMéthaniers de « nouvelle génération » à propulsion

électrique.La SNECMA, via sa filiale NG2, travaille sur unsystème destiné à alimenter les méthaniers.

33..44.. QQUUEELLSS TTYYPPEESS DDEE NNAAVVIIRREESS CCOONNSSTTIITTUUEENNTT LLEESS CCIIBBLLEESS

PPRRIIOORRIITTAAIIRREESS DDUU CCOOUURRAANNTT QQUUAAII ??

3 3 ..4 4 ..11.. LLe e s s n n a a v v i i r r e e s s R R o o - - P P a a x x e e t t R R o o - - R R o o c c o o n n s s t t i i t t u u e e n n t t l l a a c c i i b b l l e e p p r r i i o o r r i i t t a a i i r r e e d d u u c c o o u u r r a a n n t t q q u u a a i i

Les navires Ro-Pax (ferries) font des escales régulières et fréquentes, accostentgénéralement au même quai (systèmes de courant quai dédiés), souvent proche descentres-villes (cf. Göteborg et Lübeck). Certains ont toutefois des temps d’escaleincompatibles avec l’utilisation du courant quai (les navires transmanche à Calais ne restent

4 Le port de Juneau fait exception puisque l’armateur Princess Cruise à non seulement équipé ses

navires de croisière d’un système de branchement électrique à quai mais également d’une connexion« vapeur » directe à quai.





à quai que 20 à 40 minutes). En effet, l’opération de connexion nécessite entre 5 et 15minutes selon le système utilisé (une durée équivalente est à prévoir pour la déconnexion).D’autre part, certaines liaisons de ferries réduisent, voire interrompent leur service pendantla saison creuse (trafics sur la Corse par exemple).

Les navires Ro-Ro ont une consommation électrique plus faible que les Ro-Pax, mais cetinconvénient est compensé par des temps d’escale généralement plus longs (24h et plus).

Pour ces deux catégories de navires, l’enjeu du courant quai est particulièrement élevé dansl’UE car le cabotage maritime et les trafics de ferries sont très développés du fait de laprésence de mers intérieures (Baltique, Mer du Nord,…) et du fait des trafics vers les îles(Grande-Bretagne, Corse,…)

3 3 ..4 4 ..2 2 .. LLe e b b r r a a n n c c h h e e m m e e n n t t d d i i r r e e c c t t d d e e s s n n a a v v i i r r e e s s d d e e c c r r o o i i s s i i è è r r e e ,, d d e e s s p p o o r r t t e e - - c c o o n n t t e e n n e e u u r r s s ,, d d e e s s p p é é t t r r o o l l i i e e r r s s e e t t d d e e s s v v r r a a q q u u i i e e r r s s / / c c h h i i m m i i q q u u i i e e r r s s e e s s t t p p l l u u s s p p r r o o b b l l é é m m a a t t i i q q u u e e

Les navires de croisière ont une consommation électrique à quai très élevée (jusqu’à 15 MWpour le Queen Mary !). C’est à la fois un avantage (l’enjeu de réduction des émissionspolluantes) et un risque (déstabilisation du réseau électrique en amont du port). D’autre part,les durées d’escales sont souvent courtes. Enfin, la présence de nombreux grosconsommateurs critiques du point de vue de la sécurité conduit à un dimensionnement très« majorant » en terme de puissance installée. Un navire équipé pour être alimenté en 13 MWne consommera en réalité que 8 MW (ce qui suppose jusqu’à 4 connexions par navire).

Les porte-conteneurs ont une bonne régularité d’escale mais sont handicapés par leur faiblefréquence de passage. En outre, ils n’accostent pas toujours au même quai (ou au même

emplacement sur un quai donné). Toutefois, si l’on se place du point de vue « du quai », ladurée moyenne d’utilisation des quais par les porte-conteneurs est élevée.

Les pétroliers « supertankers » (ULCC et VLCC) restent de moins en moins longtemps àquai. D’une manière générale, un pétrolier a une faible fréquence d’escale dans un mêmeport.

Les vraquiers consomment généralement peu d’électricité à quai. Certains ont toutefois desdurées d’escales élevées.

Positionnement des différents types de navires par rapport à l’utilisation du courant quai

Ro-Pax(ferries)

Ro-Ro Croisière Porte-conteneurs

Pétroliers Vraquiers GNL

Puissanceconsommée à quai

- + + * +/- ** - +/- **

Régularité desescales

+ + + +

Fréquence desescales

+ + - - -

Temps d’escale Variable + - +Accostage toujours au

même quai

+ +

Accostage prochecentre-ville

+ +



A J I E u r o p e / EFE C Consultants _______________________________________________________________ 10.


Ro-Pax(ferries)

Ro-Ro Croisière Porte-conteneurs

Pétroliers Vraquiers GNL

Fluctuationssaisonnières du trafic

Variable

* Porte-conteneurs en température dirigée (reefers)** Les pétroliers et transporteurs de GNL consomment de fortes puissances à quai audéchargement pour les pompes de cargaison. Dans la majorité des cas, il s’agit de vapeur, saufpour les 3 méthaniers de Gaz de France Suez qui représentent un cas particulier dans la flotte deméthanier.

33..55.. TTYYPPOOLLOOGGIIEE DDEESS NNAAVVIIRREESS SSEELLOONN LLEEUURR PPRROOFFIILL DDEE

CCOONNSSOOMMMMAATTIIOONN DD’’EELLEECCTTRRIICCIITTEE AA QQUUAAII

Ro-Pax(5-80h)

Puissance

Fréquence/ Régularité

Croisière(8h-12h)

Pétroliers(20-60h)

Porte-Conteneur(20 à 80 H, parfois moins)

Ferries(3h-12h)

Faible

MoyenneElevée

Vraquiers30 à 100h

ex: Cimentier Nice (24h)

Durée de séjour à quai =

(Reefers)

Ro-Ro(5-80h)





4 4

LLAA P P R R O O B B LLE E M M AAT T I I Q Q U U E E T T E E C C H H N N O O LLO O G G I I Q Q U U E E

44..11.. CCOONNFFIIGGUURRAATTIIOONN GGEENNEERRAALLEE DD’’UUNN SSYYSSTTEEMMEE DDEE CCOOUURRAANNTT QQUUAAII

Le schéma ci-dessous montre la configuration la plus répandue, consistant en un systèmeconnecté au réseau, avec alimentation du navire en courant moyenne tension. Comme nous

le verrons par la suite, de nombreuses variantes sont envisageables.

Principaux maillons d’un système de courant quai(avec alimentation du navire en moyenne tension)

1- Alimentation au réseau national

2- Connexion au réseau national: Les grands ports maritimes français sont alimentésen général en 20kV.

3- Installation à terre- Transformateur HT/MT en amont du convertisseur de fréquence (lorsque ce dernier existe)- Convertisseur de fréquence : Cet équipement est facultatif. Il permet d’alimenter lesnavires, si besoin est, en 50 Hz ou 60 Hz- Transformateur MT/MT en aval du convertisseur de fréquence- Borne à quai

4- Système de connexion « bord à quai » : Un (ou plusieurs) câbles de raccordement quai-navire, avec une (ou plusieurs) prises débrochables. Les prises MT sont plus petites et pluslégères que les prises BT (plus la tension est élevée, plus l’intensité est faible et donc plus laprise est petite). Une prise MT peut-être manipulée par une seule personne, alors qu’il faut

jusqu’à 5 personnes pour manipuler une prise BT.





5- Equipements à bord :- Transformateur à bord MT / BT (lorsque nécessaire)- Connexion au tableau de distribution électrique du navire.

La technologie des convertisseurs de fréquence statiques a connu de grands progrèsdepuis une dizaine d’années en terme de puissance et de « qualité » du courant fourni

Le courant est de meilleure qualité (moins « haché ») Le convertisseur se règle automatiquement sur la fréquence du navire branché à quai.

Toutefois, un poste ne peut délivrer de l’énergie à plusieurs navires qu’à la conditiond’avoir la même fréquence

Pas de vibrations (système statique) Pas de courant d’appel (qui peut représenter jusqu’à 5 fois la puissance des

consommateurs dans le cas d’un convertisseur dynamique). Faibles contraintes de maintenance Suppression des dangers d’occurrence d’harmoniques sur le réseau qui peuvent perturber

ou endommager les appareils électroniques.

Mais les convertisseurs de fréquence statiques restent coûteux (c’est l’équipement le pluscoûteux d’un système de courant quai) et ne doivent être envisagés que pour des ports enayant réellement l’utilité.

44..22.. CCOONNFFIIGGUURREERR UUNN SSYYSSTTEEMMEE DDEE CCOOUURRAANNTT QQUUAAII :: LLEESS

AALLTTEERRNNAATTIIVVEESS TTEECCHHNNOOLLOOGGIIQQUUEESS

Définir la configuration technique d’un système de courant quai suppose d’effectuer denombreux choix, souvent liés au contexte spécifique du port concerné. Les principalesalternatives sont les suivantes :

Electricité « réseau » ou système autonome mobile ? Autoproduire son électricité ou se brancher sur le réseau ? Alimenter les navires en basse où en moyenne tension ? Installer un système mono ou bi-fréquence ? Quel type de connexion « bord à quai » ? Systèmes de synchronisation avec les navires. Automatismes et procédures pour

ne pas déstabiliser le réseau électrique en amont

Chacune d’entre elles est décrite et analysée ci-après.

4 4 ..2 2 ..11.. E E l l e e c c t t r r i i c c i i t t é é « « r r é é s s e e a a u u »» o o u u s s y y s s t t è è m m e e a a u u t t o o n n o o m m e e m m o o b b i i l l e e ? ?

Les constructeurs de systèmes ont développé deux alternatives technologiques :

Système alimenté par le réseau électrique Système autonome, mobile, modulaire.

4 4 ..2 2 ..2 2 .. S S y y s s t t è è m m e e a a l l i i m m e e n n t t é é p p a a r r l l e e r r é é s s e e a a u u é é l l e e c c t t r r i i q q u u e e

C’est le cas le pus fréquent (développé par Siemens, SAM, ...).





Ces systèmes peuvent alimenter les navires en MT ou en BT. Les progrès réalisés cesdernières années en matière d’électronique de puissance ont permis d’améliorerconsidérablement la qualité du courant MT fourni aux navires.

Outre les ports maritimes, les chantiers navals utilisent également des systèmes alimentéspar le réseau électrique pour tester le réseau électrique interne des navires avant la mise enfonctionnement des moteurs auxiliaires.

4 4 ..2 2 ..3 3 .. S S y y s s t t è è m m e e a a u u t t o o n n o o m m e e ,, m m o o b b i i l l e e ,, m m o o d d u u l l a a i i r r e e

Ces systèmes peuvent alimenter les navires en MT ou en BT. La mise au point récente decette technologie par Clean Air Marine Power (« Dual Frequency Multi-Voltage ») ouvre denouvelles perspectives. Elle pourrait répondre aux besoins des ports accueillant des naviresfaisant escale à intervalles irréguliers (vraquiers, …) et sur des quais différents.

Le concept de système autonome mobile5 est séduisant dans son principe : sa flexibilité lui

permet en effet de fournir de l’électricité à quai à tout navire équipé faisant escale, quel quesoit le lieu d’accostage. Il peut constituer une solution intéressante dans les contextesspécifiques suivants :

- ports qui ne disposent pas d’une réserve suffisante de capacité électrique disponible

- ports dont la localisation par rapport au réseau national de distribution d’électricité est telleque le fournisseur d’électricité n’a pas la capacité technique pour répondre à la demandesupplémentaire induite par le courant quai (sauf à réaliser des investissementsdisproportionnés par rapport à l’enjeu)

- ports ayant des besoins très ponctuels de branchement direct à quai (ex. navire cimentier à

Nice)

- ports ne souhaitant pas investir dans des infrastructures lourdes mais voulant répondre àune demande constituée de navires variés et dont les escales sont irrégulières (portd’Oakland)

- ports ne disposant pas de l’espace nécessaire dans le port pour une implanter uneinstallation fixe.

Toutefois, le système autonome mobile présente plusieurs faiblesses: une inconnueconcernant le bilan économique, l’absence d’économie d’échelle et le fait que l’utilisation dugaz naturel comporte des incertitudes en matière de logistique d’approvisionnement par les

ports.

Système « réseau » Système autonome

Puissanceunitaire

1 à 25 MW 1- 2 MW

Tension fournieaux navires MT ou BT MT ou BT

Degré dedéveloppement

Une dizaine de ports équipés (USA etEurope)

Tests au port d’Oakland (Californie) avecAPL

5 Il s’agit du système DFMV proposé par la société Clean Air Power.





Points fortsPuissance électrique fournie élevée

Systèmes techniquement éprouvés

- Ports ne disposant pas d’une capacitéélectrique suffisante- Ports ne souhaitant pas investirlourdement dans le courant quai- Ports où les navires effectuent desescales irrégulières ou à des quais

différents

Points faibles

Investissement lourd

Installation de câbles enterrés sous les quais

Les émissions polluantes sont « déplacées »vers les unités centrales de productiond’électricité.

Puissance électrique inadaptée auxnavires gros consommateurs

Manque de références

Les émissions polluantes sont émiseslocalement et dépendent du combustiblefossile utilisé.

Pour les deux systèmes, le gain environnemental sur les émissions de CO2 est du mêmeordre 6. Cette remarque s’applique à la « moyenne européenne ». Pour le CO2 et le CO, le

gain pour les ports français sera plus favorable, l’électricité étant en majorité d’originenucléaire.

A l’exception du port d’Oakland (Californie) et des tests réalisés par le port de Los Angeles,tous les ports étudiés se sont équipés de systèmes branchés sur le réseau électrique. Leprincipal atout de cette solution réside dans la qualité technologique de l’offre proposée parplusieurs intégrateurs (ABB, SAM Electronics, Siemens). En outre, dans le contexte français,l’utilisation d’électricité d’origine nucléaire en majorité conduit à une élimination quasi-totaledes émissions polluantes et des émissions de CO2.D’une manière générale, tout port s’engageant dans la réalisation d’un système de courantquai devrait effectuer une étude préalable pour évaluer l’intérêt du système autonomemobile.

4 4 ..2 2 ..4 4 .. AAu u t t o o p p r r o o d d u u i i r r e e s s o o n n é é l l e e c c t t r r i i c c i i t t é é o o u u s s e e b b r r a a n n c c h h e e r r s s u u r r l l e e r r é é s s e e a a u u ? ?

La production décentralisée d’électricité constitue une solution possible permettant à un portd’acquérir une autonomie en matière de production électrique.

Ainsi, le port de Los Angeles étudie la possibilité de construire un barrage hydroélectriquepour ses propres besoins.

De son coté, le port de Rotterdam étudie l’option d’une centrale à gaz cogénérationou trigénération, à l’image de l’installation réalisée par l’aéroport de Malpensa (Milan). Onpourrait imaginer une solution de cogénération dans le cas du port du Havre par exemple,l’énergie électrique étant utilisée par le port et la chaleur par la municipalité pour le chauffageurbain. Cela suppose toutefois de s’assurer de la pertinence de cette option dans le contextedes ports français, la cogénération étant à priori plus polluante que l’électricité « réseau »produite en France. Le contexte est en effet très différent de la Californie et des Pays-Bas,pays où l’électricité est principalement d’origine thermique.

6 Voir analyse détaillée de l’impact environnemental au chapitre 11.





4 4 ..2 2 ..5 5 .. AAl l i i m m e e n n t t e e r r l l e e s s n n a a v v i i r r e e s s e e n n b b a a s s s s e e o o ù ù e e n n m m o o y y e e n n n n e e t t e e n n s s i i o o n n ? ?

Les équipements électriques des navires (pompes, moteurs, compresseurs etc….)fonctionnent selon différents voltages : 110, 220, 380, 440, 480, 600 et jusqu’à 6600Volts.

Pour un gros porte-conteneurs ou un gros car-ferry dont la puissance électrique consomméeatteint plusieurs Mégawatts :

- l’alimentation en BT peut conduire à des intensités de plusieurs milliers d’ampères (del'ordre de 10 000 ampères pour 4 MW en 440 V). Cela suppose un câble de cuivre deplusieurs dizaines de centimètres carrés de section ;- l’alimentation en MT (6 kV ou 12 kV) permet d’alimenter le navire avec un câble unique etplus petit mais suppose un transformateur de tension MT/BT dans le navire.

Au port de Los Angeles, 10% des porte-conteneurs sont alimentés en 6,6 kV (MT), le restanten 440V (BT). Pour une puissance consommée de 2 MW, l’utilisation de la MT ne nécessitequ’un câble d’alimentation alors qu’en BT il en faut 9.

Les principaux critères discriminants du choix de la tension sont: le budget, la sécurité,l’espace à quai, la fiabilité, la rapidité de connexion et le type de navire.

Les premiers systèmes de courant quai étaient basés sur une alimentation des navires en440 Volts. Depuis quelques années la balance penche nettement en faveur de l’alimentationmoyenne tension (6600 Volts), pour plusieurs raisons :

- les besoins énergétiques croissants des navires modernes exigent de plus en plusfréquemment des circuits électriques MT à bord. C’est le cas en particulier des paquebots etdes navires de croisière à propulsion électrique, des ferries, des méthaniers de nouvellegénération et des porte-conteneurs « reefers ».

- la finalisation au début de 2009 du projet de norme internationale CEI/ISO relative auxsystèmes de courant quai MT fixe un cadre de référence. La mise en vigueur de cette normeest imminente.

- la facilité opératoire : un seul employé est nécessaire pour manipuler et brancher le câbleMT, là où il en faut 3 ou 4 avec un câble BT.

Sauf cas spécifique, la solution recommandée pour les ports français est l’alimentation desnavires en moyenne tension. Tous les ports ayant installé récemment un nouveau systèmede courant quai ont d’ailleurs choisi cette technologie. Ceux qui avaient développé des

systèmes BT et prévoient une extension réfléchissent à un basculement vers la MT.

4 4 ..2 2 ..6 6 .. I I n n s s t t a a l l l l e e r r u u n n s s y y s s t t è è m m e e m m o o n n o o o o u u b b i i - - f f r r é é q q u u e e n n c c e e ? ?

Les réseaux de distribution électrique terrestres d’Amérique du nord, d’une partie del’Amérique du sud, de Taiwan et du Japon (ainsi que quelques états africains et l’ArabieSaoudite) sont en 60 Hz alors que l’Europe, le reste de l’Asie et l’Afrique sont en 50 Hz.





Fréquences et tension des systèmes de distribution électrique terrestre

Source : United States Coast Guard Proceedings - 2009

La quasi-totalité des navires effectuant des trajets transocéaniques sont alimentés en 60 Hz.C’est le cas pour 94% des navires transocéaniques faisant escale au port de Rotterdam.

A contrario, la proportion du 60 Hz n’est que de 37% à Rotterdam pour les navires detransport maritime courte distance et de 50% pour une sélection aléatoire de 300 naviresfaisant escale dans ce port.

Les navires en construction sont également conçus en 60 Hz en très grande majorité.

La solution mono-fréquence présente un intérêt dans le cas des ports qui décident defocaliser leur investissement de courant quai sur un nombre restreint de navires, enpartenariat avec un armateur (Marseille, Le Havre). A contrario, dès lors qu’un port souhaitedévelopper le courant quai à grande échelle, la solution bi-fréquence apparaît clairementcomme le meilleur choix dans une perspective de développement à moyen terme.

La deuxième solution est plus coûteuse, d’une part en terme d’investissement (elle nécessitel’achat d’un convertisseur de fréquence, soit env. 1 M€ pour une puissance de 2 à 4 MW),d’autre part en terme de coût d’exploitation (5 à 10% de la puissance électrique est dissipéesous forme de chaleur lors de la conversion de fréquence).

4 4 ..2 2 ..7 7 .. Q Q u u e e l l t t y y p p e e d d e e c c o o n n n n e e x x i i o o n n « « b b o o r r d d à à q q u u a a i i »» ? ?

Deux conceptions différentes sont possibles : soit la connexion est effectuée sur le navire enlevant le câble à partir du quai, soit au contraire le câble est descendu du navire et branchésur le quai. La seconde solution est plus fréquemment utilisée que la première car ladescente du câble depuis le navire suppose une installation moins complexe.

Par contre la solution consistant à lever le câble comporte plusieurs avantages :- elle dispense les navires d’avoir à transporter un câble en permanence, d’où un gain

d’espace à bord.- un navire ne disposant pas d’un câble à bord sera tenté de faire escale en priorité dans unport qui lui propose une connexion « à bord ».





- si l’armateur est obligé d’équiper son navire avec un ou plusieurs câbles, c’est pour lui uncoût direct. Au contraire, si le port fournit le câble, le coût sera plus faible pour l’armateur carle port peut amortir son achat sur l’ensemble des navires touchant le quai.

Les ports français devraient opter de préférence pour un système de liaison bord à quai

offrant la plus grande flexibilité aux navires (choix de pratiquer la connexion à bord ou àquai).

4 4 ..2 2 ..8 8 .. S S y y s s t t è è m m e e s s d d e e s s y y n n c c h h r r o o n n i i s s a a t t i i o o n n q q u u a a i i - - n n a a v v i i r r e e

Il faut que la connexion du navire s’effectue sans interruption de l'alimentation électrique desappareils du bord, et de manière simple et sûre.

4 4 ..2 2 ..9 9 .. AAu u t t o o m m a a t t i i s s m m e e s s s s y y s s t t è è m m e e - - r r é é s s e e a a u u

Les conditions de couplage du navire au réseau sont cruciales car le courant quai entraînedes risques de déstabilisation du réseau électrique en amont du port. Il faut veiller à ce qu’aumoment du branchement du navire, ce dernier ne consomme pas à son maximum afin deréduire le risque de chute de tension sur le réseau. La demande doit donc être progressiveet synchronisée, à travers des automatismes « intelligents ».

D’autre part, il y a un risque de pollution électrique du réseau (apparition d’harmoniques…)notamment en cas d’utilisation d’un convertisseur de fréquence. Ces contraintes fortesnécessitent des vérifications et études préalables. La future norme CEI / ISO prévoit destests, notamment lors de la première connexion du navire.

Le décret n° 2003-229 du 13 mars 2003 fixe prescriptions techniques générales de

conception et de fonctionnement auxquelles doivent satisfaire les installations en vue deleur raccordement au réseau public de distribution de l'électricité. Son arrêté d’application du17 mars 2003 traite des précautions que doivent prendre les installations afin de ne pasperturber le réseau public de distribution auquel ils sont raccordés.

44..33.. UUNNEE OOFFFFRREE DD’’EEQQUUIIPPEEMMEENNTTSS QQUUII CCOOMMMMEENNCCEE AA SS’’EETTOOFFFFEERR

L’offre des concepteurs / fournisseurs de systèmes intégrés de courant quai répond auxbesoins de la demande en matière de qualité (côté quai et côté navire) et de sécurité.

Principaux fournisseurs de systèmes intégrés connectés au réseau : ABB Converteam ESL : Petit fabricant américain, travaillant principalement pour la marine américaine et la

plaisance SAM Electronics : systèmes embarqués, intégrés sous forme de « package » dans un

conteneur Siemens STX France

Fournisseurs de systèmes autonomes mobiles

Clean Air Marine Power (DFMV - Dual Frequency Multi Voltage).





Les fournisseurs d’équipements spécifiques correspondant aux différents maillons dusystème (transformateurs, câbles, convertisseurs de fréquence, connectique…) sontnettement plus nombreux.

44..44.. LLEESS AAUUTTRREESS TTEECCHHNNIIQQUUEESS PPOOSSSSIIBBLLEESS PPOOUURR RREEDDUUIIRREE LLEESSEEMMIISSSSIIOONNSS PPOOLLLLUUAANNTTEESS DDEESS NNAAVVIIRREESS AA QQUUAAII

4 4 ..4 4 ..11.. D D e e s s s s o o l l u u t t i i o o n n s s n n o o m m b b r r e e u u s s e e s s s s o o n n t t e e n n v v i i s s a a g g e e a a b b l l e e s s à à c c o o u u r r t t e e t t à à m m o o y y e e n n t t e e r r m m e e

Au plan technique, le courant quai constitue une alternative parmi beaucoup d’autres pourréduire les émissions polluantes des navires à quai. Plusieurs autres solutions techniquesexistent, opérationnelles ou en développement selon les cas.

On distingue deux grandes catégories :

les technologies basées sur des combustibles propres, qui permettent de réduireles émissions polluantes : utilisation de fioul BTS, bio fioul, fioul émulsifié, fiouloxygéné, injection directe d’eau, GNL.

les technologies basées sur le traitement des émissions polluantes : systèmecatalytique de nettoyage des fumées, lavage des fumées à contre-courant….

Utilisation de fioul BTSL’utilisation d’un fioul à 0,1% de soufre (basse teneur en soufre - BTS) permettra derépondre aux exigences de la réglementation internationale pour les navires en escale deplus de 2h dans les ports de l’UE.

Avantages : On continue à utiliser les moteurs auxiliaires existants, sans avoir à procéder àdes investissements supplémentaires.

Inconvénients : prix élevé du fioul BTS l’emploi du fioul BTS résout le problème des émissions de SOx mais pas celui des

NOx ni, dans une large mesure, celui des émissions de particules.

D’autres solutions basées sur des carburants « améliorés » sont envisageables à plus longterme:- bio fioul- fioul émulsifié- fioul oxygéné

Système catalytique de nettoyage des fumées ( Selective Catalytic reduction - SCR)Ce système est basé sur un nettoyage des fumées par injection d’urée aqueuse.

Avantage : Permet de réduire le taux de NOx d’environ 95%

Inconvénient : Ne réduit pas les émissions de SOx.

Degré de développement : Déjà utilisé en Norvège sur certains navires.





Le système « Selective Catalytic Reduction » (SCR) de traitement des fumées des naviresn’apporte qu’une réponse partielle aux exigences de la réglementation future sur lesémissions polluantes. Il permet de réduire le taux d’émission de NOx mais pas de SOx.

Le lavage des fumées (scrubbers)Cette technologie consiste en une colonne de lavage des fumées à contre-courant(« scrubbers » à l’eau) couplées en aval à un système de neutralisation à l’eau de mer (cedernier n’est pas nécessaire dans les zones ou l’eau de mer est suffisamment alcaline, cequi n’est pas le cas de la Baltique par exemple).

Avantages :Permet de réduire les émissions SOx.

Inconvénients :

Les boues de « scrubbing » doivent être débarquées et traitées dans desinstallations de destruction des déchets Il n’est pas possible techniquement d’utiliser simultanément le SCR et les scrubbers

sur un moteur diesel car on dépasse la contre-pression autorisée. C’est donc l’unou l’autre.

Degré de développement :A l’exception de quelques navires norvégiens, ce système est peu développé. Le « Pride ofKent » de P&O sur le transmanche l’utilise à titre expérimental, de même que le « Hal » enAlaska.

Les systèmes de lavage des fumées (« scrubbers ») permettent de réduire les émissions deSOx mais ne peuvent pas, pour des raisons techniques, être utilisés simultanément avec lessystèmes SCR. En outre, ils posent le problème du traitement des eaux de lavage.

L’injection directe d’eau (« direct water injection »)

Cette technologie consiste à effectuer une injection directe d’eau à l’admission des moteursauxiliaires, avec trois variantes possibles :

humidification de l’air d’admission / injection d’eau dans l’air d’admission injection directe d’eau dans le cylindre (injecteur distinct ou injection stratifiée) émulsions eau-mazout.

Elle est déjà opérationnelle sur quelques navires.

Avantages : Réduit les émissions de NOx de 30 à 40%.

Inconvénients : Problèmes de corrosion. Le « direct water injection » permet d’atteindre l’objectif de réduction de 20% fixé

par l’annexe 6 de la réglementation MARPOL sur les émissions de NOx à l’horizon2011. Par contre, seul le système catalytique de nettoyage des fumées décrit ci-avant permettra d’atteindre les objectifs du « tir 3 ».

L’injection directe d’eau diminue les émissions de NOx mais ne permettra pas d’atteindre lesobjectifs à moyen terme fixés par l’Annexe VI de Marpol.





Navires alimentés au GNLLa propulsion des navires par des moteurs alimentés au GNL apparaît comme une solutiontrès prometteuse à moyen terme pour plusieurs catégories de navires, en particulier les« paquebot du futur » et les ferries. Elle apporte en effet une solution à la problématique desémissions des navires en mer et à quai.

Avantages : Réduction de 80% sur les NOx, de 100% sur les SOx et de 100% sur les PM.

Obstacles à surmonter : Le GNL pose deux problèmes :- La contrainte logistique : comment les ports seront-ils approvisionnés en GNL : au moyende petits méthaniers, de camions… ?. En outre, comment fera un navire qui accoste dans unport où le GNL n’est pas disponible ? Il s’agit là d’un problème important et difficile àrésoudre.

- D’autre part, le problème du stockage du GNL (en particulier sur les navires à passagers)

est en passe d’être surmonté. La réglementation internationale est en cours d’élaboration àl’OMI pour l’utilisation du gaz naturel de propulsion sur navires autres que méthaniers. Cetteélaboration se fait en prenant en compte la réglementation déjà développée par la Norvègepour sa navigation nationale.

Degré de développement :Les chantiers STX de Lorient vont bientôt livrer à un armement norvégien 3 ferries de 400kW chacun (L=49m, l= 12m, 600 passagers) à propulsion à gaz. La Norvège pratique eneffet une politique de taxation forte en matière d’émissions de NOx. D’autre part, les pouvoirspublics norvégiens ont assoupli la réglementation nationale sur l’usage du GNL, au moyende dérogations.

La technologie des navires au GNL est prometteuse mais les obstacles techniques etlogistiques sont tels que son développement à grande échelle ne semble pas envisageableavant plusieurs années.

La multiplicité des options technologies envisageables à court / moyen termepour réduire les émissions polluantes des navires à quai souligne la nécessité depromouvoir une R&D active sur le sujet.

Dans ce cadre, les chantiers navals et les équipementiers électriques marins travaillentdans deux directions:

la promotion de projets de R&D dans le cadre du programme « Naval Innovation ».Depuis 7 ou 8 ans, les programmes maritimes sont dispersés entre 3 ministères(Pêche, MEEDDAT, finances, Recherche, toutefois le secrétariat à la mer joue un rôlede coordinateur) et souffrent de l’absence d’un « guichet maritime unique »;

la mise en place d’un « Conseil d’orientation stratégique pour le naval » à l’image dece qui existe déjà pour le terrestre et l’aéronautique. Si l’importance de l’enjeu ducourant quai se confirme, cela renforcera la nécessité d’en faire une thématique pourla R&D française, pour « ne pas perdre pied ».





Le courant quai constitue actuellement l’alternative la plus appropriée à l’utilisation du fioul BTS dans les ports. C’est d’ailleurs le choix effectué par la plupart des ports maritimeseuropéens. Dans le cas des ports français, l’intérêt potentiel du courant quai est renforcé parle fait que l’électricité est majoritairement d’origine nucléaire, ce qui apporte une réponse à

toutes les contraintes d’émissions.Néanmoins, pour lutter contre les émissions de CO2 et de polluants, la complémentarité estde mise. Si le courant quai représente une solution prometteuse pour réduire les émissionsdes navires à quai, il ne doit pas pour autant éclipser les approches destinées à réduire lesémissions des navires en mer ou à l’approche des ports.

En outre, il est également nécessaire de soutenir activement la R&D dans les autresdomaines, en particulier celui des navires au GNL. Le « Grenelle de la mer » constitue uneoccasion d’inscrire dans les priorités le soutien à un programme de R&D ciblé sur lestechnologies de réduction des émissions des navires à quai (courant quai et technologiesalternatives).





5 5

C C O O N N T T R R AAI I N N T T E E S S P P O O R R T T U U AAI I R R E E S S E E T T T T E E R R R R E E S S T T R R E E S S

Au niveau des infrastructures terrestres, l’installation d’un système de courant quai estsoumise à de multiples contraintes, pouvant être liées entre autres :

à la capacité du réseau de distribution électrique en amont du port à la capacité électrique du port au risque de déstabilisation du réseau électrique en amont du port aux risques d’interférences avec l’activité industrielle et logistique du port.

55..11.. LLAA CCAAPPAACCIITTEE DDUU RREESSEEAAUU DDEE DDIISSTTRRIIBBUUTTIIOONN EELLEECCTTRRIIQQUUEE EENN

AAMMOONNTT DDUU PPOORRTT

L’appel de puissance supplémentaire lié au courant quai est susceptible, pour certains portssitués en bout de réseau, d’entraîner des risques de pannes d’alimentation. Pour les ports

concernés (par exemple Nice) des études de capacité sont indispensables pour vérifier si leréseau est capable de fournir le surcroît de puissance ou si des investissementsd’infrastructure sont nécessaires, en différenciant nettement les besoins correspondant auxprojets à court et à moyen/long terme.

55..22.. LLAA CCAAPPAACCIITTEE EELLEECCTTRRIIQQUUEE DDUU PPOORRTT

Les ports français sont généralement connectés au réseau national en 20 kV. Chaque portcorrespond à une problématique spécifique, qui dépend:

de la puissance électrique requise par le branchement direct des navires à quai.

Dès lors qu’un port envisage de délivrer une puissance importante (supérieure àenviron 40 MW) il doit s’alimenter au réseau de transport d’électricité7

de la marge de capacité dont dispose le port en terme de puissance électrique poursatisfaire cette consommation supplémentaire

de la capacité du réseau public de distribution à répondre à cette demandesupplémentaire, selon que le port se trouve plus ou moins en bout de réseau.

A titre d’exemple, les bassins « est » de Marseille sont configurés pour une capacité de 11MW, achètent 10,5 MWh et consomment 7 à 8 MWh. Par comparaison, le besoin à court

7

Les tensions de références, fonction des puissances, sont fixées par le décret 2003-229. Unraccordement au réseau de transport (>63kV) doit être réalisé au delà de 40MW.





terme pour le courant quai correspond à une capacité installée de 2MW, pour uneconsommation de 1,3 MWh.

55..33.. LLEE RRIISSQQUUEE DDEE DDEESSTTAABBIILLIISSAATTIIOONN DDUU RREESSEEAAUU EELLEECCTTRRIIQQUUEE

Les conditions de couplage du navire au réseau sont cruciales. Il faut veiller à ce que aumoment du branchement du navire, ce dernier ne consomme pas à son maximum afin deréduire le risque de chute de tension sur le réseau national. La demande doit donc êtreprogressive et synchronisée (à travers des automatismes « intelligents »). D’autre part, il y aun risque de « pollution » électrique du réseau (apparition d’harmoniques…) notamment àcause des convertisseurs statiques.

55..44.. LLEESS IINNTTEERRFFEERREENNCCEESS AAVVEECC LL’’AACCTTIIVVIITTEE IINNDDUUSSTTRRIIEELLLLEE EETT

LLOOGGIISSTTIIQQUUEE DDUU PPOORRTT

5 5 ..4 4 ..11.. LL’ ’ i i n n s s t t a a l l l l a a t t i i o o n n d d e e s s c c â â b b l l e e s s d d e e c c o o n n n n e e x x i i o o n n Le passage de nouveaux câbles sous les quais peut s’avérer problématique (encombrementau sol, sécurité, circulation des véhicules)

5 5 ..4 4 ..2 2 .. LL’ ’ i i m m p p l l a a n n t t a a t t i i o o n n d d e e l l ’ ’ a a r r m m o o i i r r e e d d e e c c o o n n n n e e x x i i o o n n s s u u r r l l e e q q u u a a i i Le point de branchement direct des navires à quai doit se trouver le plus près possible dubateau. Or les rails de roulement des grues et portiques sont des contraintes inévitables qu’ilfaut intégrer, de même que la circulation des véhicules sur les quais : il est parfois difficile detrouver un emplacement pour l’armoire contenant le convertisseur.

Des essais ont été effectués au port de Los Angeles en 2004 en utilisant des barges pour lesporte-conteneurs (les portiques empêchent en effet l’installation des postes de branchementle long du quai). Ils se sont révélés très coûteux (le coût de la barge est supérieur à celui dusystème).

Une solution développée par Cavotec consiste à implanter le point de branchement sous lequai et à faire sortir le(s) câble(s) latéralement au dessus de l’eau. Cette solution estrelativement coûteuse mais élimine les problèmes d’implantation sur le quai.





6 6

C C O O N N T T R R AAI I N N T T E E S S N N AAV V I I R R E E S S

La plupart des navires se connectent sur le réseau BT du port lors des arrêts techniques. Ils’agit dans ce cas de maintenir en activité des équipements tels que l’éclairage et laventilation du navire. Toutefois ce branchement ne permet pas de couvrir les besoinsélectriques totaux du navire à quai en escale normale.

66..11.. LL’’IINNSSTTAALLLLAATTIIOONN DDUU CCOOUURRAANNTT QQUUAAII SSUURR DDEESS NNAAVVIIRREESS

EEXXIISSTTAANNTTSS ((RREETTRROOFFIITT))

L’espace requis dans le cas d’une alimentation en MT, du fait des contraintes liées auxnormes de sécurité, est parfois difficile à trouver pour installer la prise MT et letransformateur MT/BT à bord (dimension : 1 à 2 mètres de côté).

Pour les porte-conteneurs, la solution consistant en un système embarqué dans unconteneur mange inutilement de l’espace pendant le voyage en mer.

Le retrofit d’un navire est beaucoup plus coûteux que l’équipement d’un navire neuf, sauf sile navire a été « pré équipé » à l’origine (emplacement prévu pour le transformateur).

Le surcoût lié à la synchronisation bord-quai est élevé (système de contrôle-commandecomplexe).

Une solution élégante : le branchement sur le réseau moyenne tension du navire.Cette solution est possible pour les navires équipés d’un circuit de distribution électriqueinterne en MT (en particulier pour les navires équipés de moteurs de propulsionélectriques). Elle se traduit par les avantages suivants :

il n’est pas nécessaire d’installer un transformateur MT/BT à bord puisqu’onutilise le transformateur existant dans le sens opposé à la pratique en opération

économies de câblage.

C’est le choix effectué par la compagnie APL pour ses porte-conteneurs dans le portd’Oakland.

66..22.. LL’’IINNSSTTAALLLLAATTIIOONN DDUU CCOOUURRAANNTT QQUUAAII SSUURR DDEESS NNAAVVIIRREESS NNEEUUFFSS

Le coût est plus faible que celui d’un retrofit car les études sont faites en amont. D’autre partle sujet est traité dans le cadre de la certification du navire dans son ensemble.





Pourtant, à l’exception des navires de croisière, les navires actuellement en constructiondans les chantiers (grecs, croates français..) ne sont en général pas pré-équipés pour lecourant quai. L’absence de norme officielle fait défaut.





7 7

C C O O N N T T R R AAI I N N T T E E S S D D ’ ’ E E X X P P LLO O I I T T AAT T I I O O N N

La sécuritéLa connexion navire-quai peut être contrôlée par un système automatique connecté au pontdu navire. La communication entre le navire et le quai est assurée par un câble en fibre

optique qui permet le contrôle continu des paramètres de la connexion.

Un disjoncteur coupe automatiquement le circuit en cas de défaillance du réseau. Quelquesminutes sont alors nécessaires au redémarrage des moteurs auxiliaires du navire.

La contrainte de continuité d’alimentation électriqueEn cas de coupure accidentelle du courant, la convention SOLAS8 prévoit qu’un navirepuisse basculer en moins de 45 secondes sur son alimentation électrique interne(moteurs auxiliaires ou de secours) afin d’assurer le fonctionnement de ses fonctions desécurité vitales.

Le temps nécessaire pour effectuer le branchement. A Göteborg, dans le cas des

navires Cobelfret, la connexion des navires ne prend que quelques minutes (connexionproprement dite et arrêt des machines du navire)

La contrainte de températureLe froid pose de nombreux problèmes pour la connexion des prises (les métaux neglissent plus)

Les moyens humains nécessairesAvec un système HT, une seule personne suffit pour réaliser le branchement (horspersonnel de bord qui contrôle le démarrage de l’alimentation). Il en faut 3 à 5 pour unsystème BT.

8 SOLAS = Safety of Life at Sea. La convention SOLAS stipule des normes minimales deconstruction, d'équipement et d'exploitation des navires, compatibles avec leur sécurité. Elle est

généralement considérée comme le plus important de tous les traités internationaux concernant lasécurité des navires de commerce et est intégrée à la Convention des Nations Unies de 1982 sur ledroit de la mer.





8 8

LLAA P P R R O O B B LLE E M M AAT T I I Q Q U U E E « « N N O O R R M M AALLI I S S AAT T I I O O N N »»

88..11.. LLEE DDEEFFIICCIITT DDEE NNOORRMMAALLIISSAATTIIOONN

Jusqu’au début de l’année 2009, il n’existait aucun cadre normatif pour le branchementdirect des navires à quai en MT9. Les conséquences de ce déficit de normalisation sont

multiples:

Absence de compatibilité entre les installations conçues par les différentsfabricants. Chaque équipement est conçu pour satisfaire aux normes desécurité usuelles applicables à toute installation électrique mais en l’absencede tout cadre global

Un navire équipé pour le branchement direct à quai, lorsqu’il arrive dans un portéquipé d’un système de courant quai, ne peut pas se brancher (sauf si lesystème lui est dédié) si le format de la prise de raccordement, la fréquence oula conception du système de liaison bord à quai sont incompatibles

Les armateurs hésitent à installer le courant quai dans leurs navires enconstruction.

Au niveau de la fréquence, on constate au niveau mondial une normalisation « de fait »en 60 Hz dans les ports nord-américains. Les ports européens s’équipent pour lemoment en 50 Hz ou en bi-fréquence.

88..22.. LLEESS CCOONNSSEEQQUUEENNCCEESS DDUU DDEEFFIICCIITT DDEE NNOORRMMAALLIISSAATTIIOONN

L’absence de normalisation constitue un problème majeur pour les concepteurs ainsique les ports et les armateurs.

8 8 ..2 2 ..11.. P P o o u u r r l l e e s s a a r r m m a a t t e e u u r r s s

La mission des organismes de certification consiste à attester la conformité des naviresà certaines règles de classification, dont les sources sont en général liées à la CEI. Ainsile Lloyd’s (GB), Bureau Veritas (France) et RINA (Ita) conditionnent la délivrance deleurs agréments de navigation au respect de règles très strictes : arrimage et capotagedes équipements, local dédié sur le navire avec accès limité, verrouillage (mécanique ouélectronique) des connexions même si le branchement s’effectue à quai, pilotage du

9 La situation a évolué en 2009. Voir paragraphe 8.3.2





démarrage du système depuis le navire, manœuvres effectuées par le personnel debord….

Actuellement, l’analyse du système de branchement se fait sur la base du volontariat,car il n’existe encore aucune contrainte réglementaire. Dans ce cas les organismescertificateurs ont déjà inclus un règlement sur le branchement à terre, consistant engénéral en une vérification du design par rapport au draft de la norme courant quai.

8 8 ..2 2 ..2 2 .. P P o o u u r r l l e e s s p p o o r r t t s s

L’absence de norme sur le courant quai a incité jusqu’à présent la plupart des ports àinvestir dans des quais dédiés à un ou deux navires (toujours les mêmes, généralementdes ferries ou des Ro-Ro).

L’officialisation d’une norme internationale pour le branchement électrique à quai est unpré requis pour de nombreux ports avant de faire des investissements à grande échelle

dans le courant quai.

8 8 ..2 2 ..3 3 .. P P o o u u r r l l e e s s c c h h a a n n t t i i e e r r s s n n a a v v a a l l s s

Face à cette contrainte, certains chantiers navals prévoient l’espace disponible pourl’installation des équipements à bord (c’est le cas d’une partie des paquebots construits parles chantiers STX), mais la plupart d’entre eux ignorent le problème. Or le retrofit d’un navireest beaucoup plus coûteux que l’équipement d’un navire neuf (0,7 à 0,8 M€ contre 0,3 à0,5M€).

8 8 ..2 2 ..4 4 .. LLe e s s « « s s o o u u h h a a i i t t s s »» d d e e s s c c o o n n c c e e p p t t e e u u r r s s d d e e s s y y s s t t è è m m e e s s d d e e c c o o u u r r a a n n t t q q u u a a i i

Chaque concepteur / fabricant préconise des choix technologiques et des procéduresspécifiques (précautions minimales…) qu’il souhaiterait voir intégrer à la future norme.

Exemple des choix suggérés par un grand constructeur de systèmes de courant quai- Raccordement unique débrochable avec verrouillage du côté du quai pour empêchertoute déconnexion lors du fonctionnement ;- Sécurité du personnel assurée par un système de verrou ;- Démarrage automatique de l’alimentation pilotée du navire quand le raccordement estprêt (il faut réduire progressivement la puissance des auxiliaires) ;- Adaptation automatique de la fréquence coté quai ;- Alimentation protégée par un disjoncteur ;- Equipements MT fixés rigidement sur le navire- Le port ne doit « rien avoir à faire ». La fonction de dialogue est menée à partir dunavire. Le système doit permettre au personnel de bord de faire lui-même l’ensembledes opérations.





88..33.. LLEESS PPRROOGGRREESS VVEERRSS LLAA NNOORRMMAALLIISSAATTIIOONN

8 8 ..3 3 ..11.. LLa a r r e e c c o o m m m m a a n n d d a a t t i i o o n n 2 2 0 0 0 0 6 6 / / 3 3 3 3 9 9 / / C C E E

En 2006, la recommandation 2006/339/CE de la Commission européenne intitulée« Promotion de l’utilisation du réseau électrique terrestre par les navires à quai dans lesports de la Communauté » a permis de définir les premières orientations en vue d’une futurenorme. Cette recommandation précise les prescriptions techniques relatives aux systèmesde branchement direct susceptibles d’être mis en place dans les ports européens. Cesprescriptions s’appuient sur une alimentation des navires en moyenne tension. Elles ontservi de base à la CEI pour l’élaboration de ses spécifications :

1) Connexion au réseau électrique national à 20-100 kV à partir d’un poste de transformationlocal, où elle est transformée en électricité à 6-20 kV.2) Câbles amenant le courant 6-20 kV depuis le poste de transformation jusqu’au terminalportuaire.3) Transformation du courant, le cas échéant. (La distribution d’électricité dans laCommunauté se fait en général à une fréquence de 50 Hz.4) Câbles amenant l’électricité au terminal. Ces câbles peuvent être installés dans desconduites souterraines nouvelles ou existantes.5) Dispositif d’enroulement des câbles, pour éviter la manipulation des câbles à hautetension. Ce dispositif peut être installé sur le quai pour accueillir un enrouleur, un treuil etune structure.6) Une prise de courant à bord du navire pour le câble de liaison.7) Un transformateur à bord du navire pour transformer l’électricité à haute tension encourant à 400 V.

8) L’électricité est distribuée dans tout le navire, et les moteurs auxiliaires sont coupés.

Dans cette recommandation, la Commission incite également les États membres à :- proposer des incitations économiques aux exploitants de navires pour les encourager àutiliser le réseau électrique terrestre- sensibiliser les autorités locales dont relèvent les zones portuaires, les autorités maritimes,les autorités portuaires…- « échanger les meilleures pratiques » sur « la fourniture d’électricité par le réseauélectrique terrestre et l’harmonisation des procédures pour assurer ce service »

8 8 ..3 3 ..2 2 .. LLe e p p r r o o j j e e t t d d e e n n o o r r m m e e I I S S O O / / C C E E I I

Pour les systèmes BTLes normes existent : IEC 60092-201, clause 14, et IEC 60092-507.

Pour les systèmes MTL’ISO et la CEI ont travaillé conjointement sur la définition d’un standard relatif aucourant quai, destiné à permettre aux autorités portuaires et aux armateurs de disposerd’un cadre de référence pour développer les infrastructures.

Fin 2008, l’ISO et la CEI ont finalisé le document ISO/IEC PAS 60092-510, concernantles systèmes HVSC (Publicly available Specifications for High-Voltage Shore ConnectionSystem) en s’inspirant largement du premier draft de l’ISO. Ce document est destiné àdevenir la spécification commune ISO/CEI. Le vote en vue de l’officialisation est





imminent, la date limite de remise des ultimes commentaires par les parties prenantesétait fin mars 2009.

L’ISO et l’IEC ont approuvé la publication de ce document en tant que « Specificationpubliquement disponible » 10, document que les ports et les armateurs peuvent utiliser

comme guide technique de référence pour la mise en place du courant quai dans lesports et à bord de certains types de navires, pendant que le processus normald’approbation du standard international se poursuit.

La norme est prescriptive uniquement en terme technique, notamment en définissant unformat de prise MT (y compris les dimensions). Par contre la description des systèmesnormalisés est fondée sur des exemples (un exemple par type de navire). Pour lesnavires de croisière, la norme s’appuie sur l’exemple des navires de P&O au port deJuneau - Alaska) (P&O branche ses navires depuis 2001 au moyen de prises« Kalenberg » de Potton & Cook (fabricant US)).

L’absence de normalisation n’a pas empêché le développement du courant quai mais aindiscutablement freiné sa croissance. Elle est particulièrement problématique pour lesarmateurs. La configuration du type de connexion n’est envisageable aujourd’hui que dans lecadre d’une approche au cas par cas, pour un ou plusieurs navires spécifiques, à travers desaccords entre port et armateur. Elle complique également la tâche des chantiers navals, quine peuvent pas standardiser la conception des navires en construction.

Les avancées récentes et conjointes de la CEI et l’ISO pour mettre en place unenormalisation internationale couvrant la totalité des aspects constituent un facteur très positif.

L’UTE (Union Technique de l’Electricité) devrait peser de tout son poids pour que la normeCEI/ISO soit officialisée dans les meilleurs délais. Cela permettrait également de rationaliserles choix possibles lors de la préparation des appels d’offres publics, et éviterait auxarmateurs français tout risque d’incompatibilité technique entre le navire et le port lorsqu’unde leurs navires fait escale dans un port étranger (par exemple CMA/CGM dans les portscaliforniens).

10 Publicly Available Specification (PAS) ISO/IEC PAS 60092-510 (source : IMO)





9 9

LLAA P P R R O O B B LLE E M M AAT T I I Q Q U U E E J J U U R R I I D D I I Q Q U U E E

99..11.. UUNN CCAADDRREE PPLLUUSS CCOONNTTRRAAIIGGNNAANNTT AAUUXX EETTAATTSS--UUNNIISS QQUU’’EENN

EEUURROOPPEE

Aucune législation ou règlementation nationale ou européenne ne contient actuellement dedisposition susceptible de contraindre un armateur à utiliser le courant quai. Une telleobligation pourrait, en l’état de la réglementation, être immédiatement contestée, enparticulier parce qu’elle ne concernerait que certains navires et introduirait de ce fait desdistorsions de concurrence.

Le contexte est différent dans les ports de Los Angeles et de Long Beach, qui imposent desobjectifs progressifs de réduction des émissions polluantes et proposent en parallèle desaides aux armateurs pour les aider dans leurs investissements.

99..22.. LLAA SSEECCUURRIITTEE DDEESS OOPPEERRAATTIIOONNSS DDEE CCOOUURRAANNTT QQUUAAII

9 9 ..2 2 ..11.. P P r r o o d d u u i i t t s s t t r r a a n n s s p p o o r r t t é é s s p p a a r r l l e e n n a a v v i i r r e e

Nos n’avons pas identifié de réglementation spécifique susceptible de limiter l’utilisationdu courant quai pour certains types de navires.

9 9 ..2 2 ..2 2 .. S S é é c c u u r r i i t t é é e e n n m m a a t t i i è è r r e e d d ’ ’ e e x x p p l l o o i i t t a a t t i i o o n n d d u u s s y y s s t t è è m m e e

Nous avons déjà vu (cf. chapitre 7) qu’en cas de coupure accidentelle du courant, laconvention SOLAS prévoit qu’un navire puisse basculer en moins de 45 secondes surson alimentation électrique interne (moteurs auxiliaires ou de secours) afin d’assurer lefonctionnement de ses fonctions de sécurité vitales.

9 9 ..2 2 ..3 3 .. P P a a r r t t a a g g e e d d e e s s r r e e s s p p o o n n s s a a b b i i l l i i t t é é s s e e n n c c a a s s d d ’ ’ a a c c c c i i d d e e n n t t o o u u d d e e d d y y s s f f o o n n c c t t i i o o n n n n e e m m e e n n t t d d u u s s y y s s t t è è m m e e

La mise en œuvre du branchement direct des navires ne conduit pas à des modificationsdans le partage des responsabilités en cas de dysfonctionnement ou d’accident:

- Si l’origine du problème se situe au niveau du système à terre, c’est la responsabilité du

gestionnaire du système (le port ou un tiers)





- Si le problème est lié à une rupture d’alimentation électrique, c’est la responsabilité dugestionnaire du système, qui peut se retourner le cas échéant vers le gestionnaire de réseauauquel son installation est raccordée.

La question de la responsabilité peut toutefois se poser si l’origine du problème se situe auniveau de la connexion bord à quai, selon que le câble de connexion appartient au port ouau navire et selon la méthode employée pour effectuer la connexion (connexion à quai ouconnexion à bord). Dans ce cas l’origine du dommage est plus difficile à déterminer mais leprincipe, suivant lequel la responsabilité est assumée en fonction de l’origine du dommage,demeure.

99..33.. LLAA FFOOUURRNNIITTUURREE DDEE PPRREESSTTAATTIIOONNSS DDEE SSEERRVVIICCEE DDAANNSS LLEESS

PPOORRTTSS

Dans le cadre de la réforme portuaire, l’autorité portuaire concentre son activité sur

l’exploitation patrimoniale du port. Cependant, en qualité de gestionnaire de son patrimoine,elle conserve un droit de regard sur l’aménagement des terminaux, notamment lorsque cesaménagements exigent d’importants travaux (tranchées, ajout d’un réseau électrique….)

Dans le cadre de la réforme portuaire en cours, la vente de prestations est désormaisassurée par les opérateurs de terminaux, qui sont de ce fait des acteurs clés dudéveloppement du courant quai sur des quais privés. Les ports, en ce qui les concerne,peuvent vendre sur les quais publics des prestations de service incluant la fournitured’électricité

L’analyse des exemples à l’étranger montre qu’en pratique les ports continuent à jouer unrôle décisif dans la mise en place des systèmes de courant quai sur des quais publics.

99..44.. LLAA FFOOUURRNNIITTUURREE DD’’EELLEECCTTRRIICCIITTEE

La libéralisation des marchés de l’énergie en Europe donne aux consommateurs, y comprisaux navires à quai, le choix de leur fournisseur d’énergie :

Selon la directive européenne 2003/54/CE, les navires à quai sont desconsommateurs éligibles et peuvent choisir leur fournisseur d’électricité. Ceciimplique que les navires peuvent demander un raccordement direct au réseaupublic d’électricité.

En pratique, il est hautement improbable que la concurrence s’instaure sur cette« niche ».





110 0

LLAA P P R R O O B B LLE E M M AAT T I I Q Q U U E E E E C C O O N N O O M M I I Q Q U U E E

1100..11..IINNTTRROODDUUCCTTIIOONN

La question est comment s’insère la problématique économique alors que les motivations

sont prioritairement environnementales.

Cette problématique part du constat de base suivant : La mise en place du courant quaiimpose des doublons dans les équipements. En effet alors que sa mise en œuvre nécessitedes équipements complémentaires, à bord comme à terre, totalisant plusieurs millionsd’euros, ceux ne se substituent pas aux équipements existant (groupe électrogènes à bord).

Face à ce constat l’espérance d’un retour sur investissement semble, a priori, illusoire. C’estce que semblent admettre la plupart des études déjà effectuées sur le sujet.

Ainsi l’analyse économique de ces études se focalise sur le coût de la tonne de pollutionévitée par le système étudié.

Le corollaire implicite est que ce système s’inscrit dans une problématique de subvention oude taxation des actions économiques.

Certaines études vont plus loin en évoquant les modalités et l’ordre de grandeur de lasubvention envisagée pour stimuler économiquement la mise en place de ce système.

Pour notre part nous prolongeons ces premières approches par une remise à plat del’équation économique, une analyse des enjeux à travers le positionnement des acteursintervenant dans cette problématique :

Etudes donnant une estimation du coût de la pollution évitée Etudes donnant une estimation de l’insuffisance de retour sur investissement Analyse des enjeux Conclusions

1100..22.. EETTUUDDEESS DDOONNNNAANNTT UUNNEE EESSTTIIMMAATTIIOONN DDEE LLAA PPOOLLLLUUTTIIOONN EEVVIITTEEEE

Ces études ramènent le coût du système (investissement et dépenses de fonctionnement)au montant des dépenses par tonnes de polluant.Dans certains cas le coût ne prend en compte qu’un polluant, dans d’autre plusieurs

composants sans intégrer un facteur de pondération entre eux.





110 0 ..2 2 ..11.. R R e e p p o o r r t t o o n n C C o o l l d d i i r r o o n n i i n n g g – – E E t t u u d d e e C C a a l l i i f f o o r r n n i i e e n n n n e e - - ( ( 0 0 3 3 / / 0 0 6 6 / / 2 2 0 0 0 0 6 6 ) )

Les principales hypothèses relatives à cette étude sont:Coût de kWh terre : 0,08 US$ (page IV-8)Rendement des diesel Bord : 35%

Prix du Fuel bord : $485/tonneDurée des équipements : 10 ans (taux d’actualisation : 5%).

Les conclusions économiques sont :Coût de la tonne de NOx économisée (NOx uniquement) pour un navire faisant plus de 6escales/an dans le port de Los Angeles ou Long Beach (POLA+POLB):

- Porte container : $15.500 (page V-5)- Passenger ship ; $17.000 (page VI-4)- Reefer ship : $32.000 (page VII-3)- Tanker : $33.000 (page VIII-6)- Bulk :$55.000 (page IX-3)

- Vehicle carrier : $85.000 (page X-3).

110 0 ..2 2 ..2 2 .. C C o o l l d d i i r r o o n n i i n n g g e e f f f f e e c c t t i i v v e e n n e e s s s s s s t t u u d d y y ( ( 3 3 0 0 / / 0 0 3 3 / / 2 2 0 0 0 0 4 4 ) ) E E N N V V I I R R O O N N

Port de Juneau (Alaska) équipé pour des passengerships (Page 4) :

Le système étudié- Port d’escale de 5 navires de croisière.

-

Puissance demandée par navire dans le port : 7 à 11MW selon le navire- Alimentation: 6,6KV / 60Hz.

Les données économiques :- Investissements par navire : 500.000$ dont 150.000$ pour modifier le process de

synchronisation avec le réseau terrestre.

- Investissement dans le port : 5,5M$ pour la production électrique et la vapeur

- Prix d’achat bord du kWh fourni par la terre : non spécifié mais indiqué comme 1/3 duprix pratiqué dans les ports californiens.

Surcoût estimé à $1000 par jour par navire, lorsque celui-ci se fournit à terre au lieude son propre équipement.

Ports de Long Beach et Los Angoles (POLB+POLA)L’étude sur la mise en situation de 12 navires de plusieurs types (porte container, paquebot,reefer, tanker, RoRo, Dry Bulk) escalant régulièrement dans le port en question.

Conclusions générales :

- 1er type de résultat : Le premier constat est que le surcoût diminue avec la quantitéd’électricité consommée sur le réseau terrestre.





La consommation minimum du navire par an nécessaire à un coût de revient inférieurà $15.000/tonne émise économisée est de 1,8 MWh (page 10).

- 2ème type de résultat : Chiffrage du surcoût par navire retenu « efficace »

Le critère d’efficacité est mesuré par le ratio suivant : cumul des flux financiersactualisés ($)/total des émissions de tous les polluants (tonne).

Les flux sont les montants des investissements et des coûts opérationnels du courantquai desquels sont déduites les économies engendrées par l’arrêt des moteurs àbord durant l’escale.

Seuls 6 des navires ne dépassent pas le seuil de 15.000$ (page 86) :

Hanjin Paris (PC) : $15.000 OOCL California (PC) : $11.000 Chiquita Joy (Reefer) : $11.000

Ecstasy (Cruise) : $9.000 Alaskan Frontier (Tanker) : $15.000

On notera que cette étude repose cependant sur des coûts d’investissement très importantspar rapport à ce qui est envisagé actuellement dans les ports français (tableau en milliers de$).

SHIP TYPE

INFRASTUCTURE

COST BY

INDIVIDUAL

BERTH

BARGE CAPIATL

COST

INITIAL

RETROFIT COSTS

RETROFITING

COST / VESSEL

TOTAL

INVESTMENT

HANJIN PARIS PC 3498 2216 1106 777 7597

OOCL CALIFORNIA REEFER 1066 2216 977 714 4973

CHIQUITA JOY REEFER 1473 2048 751 594 4866

ECSTASY CRUISE 3855 0 574 510 4939

ALASKAN FRONTIER TANKER 4055 0 457 0 4512

- Coût de kWh terre : 0,223 US$ en moyenne soit allant de US$ 0,1644 à US$0,2752pour les 6 navires retenus comme « efficace ». (page 83)

- Tonne d’émission : CO+NOx+SOx+PM+VOC- Taux d’actualisation des flux : 4% (page 78)

110 0 ..2 2 ..3 3 .. AALLT T R R AAN N : : T T o o o o l l K K i i t t S S h h o o r r e e P P o o w w e e r r ( ( 113 3 ..1111..0 0 8 8 ) )

1er exemple de calcul : Port de Vancouver (Canada) page 17: coût de la tonne de NOx+SOx+PM+VOC économisée : 3.800US$Reposant sur les hypothèses suivantes :

Coût des infrastructures terrestres : 9.9 million US$ Coût des équipements spécifiques à bord : 368.000 US$/navire (retrofiting de 27

navires) Durée d’amortissement 15 ans avec un taux d’actualisation des flux de 7% Coût de kWh terre : 0,065 US$

(342 escales par 27 navires ; consommation par escale : 67,5 MWh soit 23.000MWh par an)





2ème exemple de calcul (page 36) : cout de la tonne de SO2 supprimé en passant du FO-2,7% au DO low sulfur -0,1%) : 2500€/tonne.

Ce calcul repose sur l’hypothèse d’un differentiel de coût entre les deux types decombustible de 130€/tonne.

1100..33.. EETTUUDDEE DDOONNNNAANNTT UUNNEE EESSTTIIMMAATTIIOONN DDEE LL’’IINNSSUUFFFFIISSAANNCCEE DDEE

RREETTOOUURR SSUURR IINNVVEESSTTIISSSSEEMMEENNTT

Ce type d’analyse économique peut se résumer à une analyse comparative entre les coûtsde l’option 1 : alimentation par le bord et les coûts de l’option 2 : alimentation par la terre.

Ceci est repris dans le tableau ci-dessous :

COMPARISONSSHIP POWER

OPTION

SHORE

POWER

OPTION

ECART

FIXED COSTS

SHIP DIESEL & GENERATOR EQUIPMENT X X nil

SHIP COLD IRONING EQUIPEMENT Y Y

PORT INFRASTRUCTURE COLD IRONING Z Z

VARIABLE COSTS

ENERGY A B B-A

MAINTENANCE C1 C2 C2-C1OPERATING COST D D

TOTALX+A+C1

X+Y+Z+B+C2

+D

Y+Z+(B-A)-(C2-

C1)+D

110 0 ..3 3 ..11.. E E T T U U D D E E « « S S H H O O R R E E S S I I D D E E E E LLE E C C T T R R I I C C I I T T Y Y F F O O R R S S H H I I P P S S I I N N P P O O R R T T S S ( ( N N o o r r t t h h S S e e a a C C o o m m m m i i s s s s i i o o n n / / 6 6 o o f f J J u u l l y y 2 2 0 0 0 0 4 4 ) )

Le système étudié

- Navette de 3 navires entre Rotterdam et Immingham.

- Equipement d’un poste à quai dans chacun des 2 ports

- Puissance demandée par navire dans chacun des ports : 700kW

- Nb heures de connexion par poste : 4300 heures par an

- Consommation annuelle correspondante dans chacun des ports : 3 GW.

- Alimentation: 6 ou 10kV transformé en 400V à bord.

Les données économiques :- Investissements par navire : 90.000€





- Investissement dans chaque port : il n’en est pas tenu compte

- Prix d’achat bord du kWh fourni par la terre : 0,082€ (moyenne pondérée des 2 ports)

- Coût résiduel de maintenance des équipements à bord (en cas de choix du courantquai) : 1200€ par an par navire.

- Coût de maintenance des équipements à bord (choix production bord) : 1,63€ parheure de marche.

ETUDE 6/7/04 OPTION 1 OPTION 2


OPTION

SHORE POWER

OPTIONECART

FIXED COSTS

SHIP DIESEL & GENERATOR EQUIPMENT X X

SHIP COLD IRONING EQUIPEMENT 11 655.41 € 11 655.41 €PORT INFRASTRUCTURE COLD IRONIG 0 0.00 €

VARIABLE COSTS

ENERGY 111 184 € 167 257 € 56 073 €

MAINTENANCE 9 508 € 2 400 € - 7 108 €

OPERATING COST 0 0

TOTALX+A+C1 X+Y+Z+B+C2+D 60 620.25 €

Les conclusions économiques du rapport font ressortir un surcoût annuel de plus de60.000€ pour l’ensemble des équipements.

Cette étude doit cependant faire l’objet des remarques suivantes :

- Il n’est pas tenu compte des investissements à terre.

- Le coût de maintenance des équipements à bord est relativement bas (1,63€ / heurede marche ?)

- A l’époque (2004) le prix du MGO low sulfur (0,2%) est très faible (227€/ton).

Ces trois hypothèses qui jouent dans des sens contradictoires sont assez éloignées desréalités telles qu’elles peuvent être perçues actuellement pour servir de base à des décisionsà venir.

Cependant en rectifiant ou actualisant ces hypothèses de la façon suivante :- 800 k€ d’équipement dans chaque port

- Doublement du cout de maintenance des équipements à bord

- Prix du MGO low sulfur actuel : 460$ à 1,32$/€ (soit 348€/ton)

la perte annuelle se monte à près de 130k€.





ETUDE 6/7/04 (actualisation données) OPTION 1 OPTION 2

COMPARISONS SHIP POWER SHORE POWER ECART

FIXED COSTS


SHIP COLD IRONING EQUIPEMENT 11 655.41 € 11 655.41 €

PORT INFRASTRUCTURE COLD IRONIG 138138.2133 138 138.21 €

VARIABLE COSTS

ENERGY 170 450 € 167 257 € - 3 193 €

MAINTENANCE 19 016 € 2 400 € - 16 616 €

OPERATING COST 0 0

TOTAL X+A+C1 X+Y+Z+B+C2+D 129 984.63 €

En gardant toutes les hypothèses fixes par ailleurs il faudrait que le prix du MGO low sulfuraugmente de 75% pour atteindre une équivalence économique entre les deux systèmes.

Prendre cette hypothèse de hausse du MGO reste cependant peu rigoureux : il serait plus judicieux d’accepter l’hypothèse qu’il existe un coefficient de corrélation à moyen ou longterme entre les différents coûts de l’énergie : bord et terre.

Un des moyens cependant d’éviter le fonctionnement de ce coefficient serait de fixer sur lelong terme le coût de l’énergie terre avec le fournisseur.

110 0 ..3 3 ..2 2 .. E E T T U U D D E E « « S S H H O O R R E E C C O O N N N N E E C C T T E E D D P P O O W W E E R R F F O O R R T T H H E E F F E E R R R R Y Y / / R R O O R R O O V V E E S S S S E E LLS S I I N N T T H H E E P P O O R R T T O O F F R R O O T T T T E E R R D D AAM M ” ” ( ( 4 4 s s e e p p t t e e m m b b r r e e 2 2 0 0 0 0 8 8 ) )

Le système étudié- Equipement de 2 postes à quai dans le port de Rotterdam : un pour recevoir deux

navires (à « rétrofiter ») demandant une puissance 750kW chacun et l’autre postepour deux autres navires neufs demandant une puissance de 3MW chacun.

- Nb heures de connexion par poste : 4000 heures par an

- Consommation annuelle correspondante dans chacun des ports : 15 GW.

- Alimentation 6 ou 10kV transformé en 400V à bord.

Les données économiques :

- Investissements par navire : 745k€- Investissement dans chaque port : 4.300k€ (cf annexe 1)

- Prix d’achat bord du kWh fourni par la terre : 0,1234€ (moyenne pondérée des 2ports)

- Coût de maintenance des équipements à bord (en cas de choix du courant quai) :12,5€/15.71€ par heure par couple de navires selon le type (750kW ou 3000kW)auxquels s’ajoute la consommation d’huile 1,3litres/2litres par heure à 1,85€ le litre.

- Coût de maintenance des équipements à terre : 73Kk€ par an





ETUDE 4/9/08 OPTION 1 OPTION 2

COMPARISONS

SHIP POWER

OPTION (new

3MW)

SHORE

POWER

OPTION

ECART

FIXED COSTS


SHIP COLD IRONING EQUIPEMENT 337 595.96 € 337 595.96 €

PORT INFRASTRUCTURE COLD IRONIG 487 899.24 € 487 899.24 €

VARIABLE COSTS

ENERGY 2 424 728 € 1 857 923 € - 566 805 €

MAINTENANCE 128 876 € - € - 128 876 €

OPERATING COST 72 875 € 72 875 €

TOTALX+A+C1

X+Y+Z+B+C2

+D202 689.72 €

Les conclusions économiques de ce rapport font ressortir un surcoût annuel de plus de200.000€ pour l’ensemble des équipements.

L’importance du surcoût explique une des conclusions des analystes demandant que 60%du coût des équipements à terre soit pris en charge sous forme de subvention d’équipementpar une collectivité publique.

Individualisé au navire la comparaison donne un surcoût de 64k€ pour les navires de 3MWet 37k€ pour les navires de 750kW. La différence entre les deux types de navire s’expliquepar le meilleur rendement des machines des nouveaux navires. Cependant cette analyserepose sur un coût d’investissement par navire identique entre navires à « refiter » et lesnavires neufs. En divisant le coût des investissements par 2 pour les navires neufs (371K€)par navire, le surcoût par navire neuf tombe alors à 21k€ par an.

Ces chiffres suscitent cependant quelques remarques.- Les lourds investissements portuaires et notamment le coût du convertisseur de

fréquence.

- Le coût peut-être important du kwh acheté à terre : 0,1234€.

Si l’on retient de nouvelles hypothèses suivantes :- Diminution par deux des investissements à terre (2,1M€) en gardant le montant de

372K€ pour les navires neufs.

- Multiplication par 2 prix du MGO low sulfur actuel, soit 920$ à 1,32$/€ = 696€/ton

Alors le surcoût est de 67k€ par an pour l’ensemble des 2 quais.

L’équilibre ne devient possible que si le prix du kWh acheté à terre passe à 0,113€ soit unebaisse de 9% par rapport à l’hypothèse précédente!





MGO (DMA DMX)

Add Your Deal: Price ($/MT) QTY(MT)Add

Date $/MT Hi Low ch/d ch/% ch/m Qty

Apr 17 460.00 460.00 460.00 -3.50 -0.8 +21.00 50Apr 16 463.50 469.00 460.00 +0.50 +0.1 +37.00 50Apr 15 463.00 470.00 458.00 -1.50 -0.3 +53.00 50

Apr 14 464.50 470.00 460.00 +1.00 +0.2 +72.00 50Apr 9 463.50 475.00 440.00 +26.50 +6.1 +98.50 50Apr 8 437.00 443.00 432.00 -16.50 -3.6 +62.00 50Apr 7 453.50 460.00 447.00 -11.50 -2.5 +72.00 50

Cost of the shore infrastructure (Etude du 04 septembre 2008 Rot’m):

4 MVA net connection Eneco with STATIC converterNet connection 23 kV based on DTE EnecoCable connection based on DTE EnecoDrilling tracks, way other obstacles (estimation) EnecoRemoving current net connection (estimation) EnecoResearch cable run Eneco





kWh-meter EnecoTotal ENECO-Netbeheer € 853.875

Sub 23kV-MDB-A1 HV distribution boardSubstation Distribution transformersCombined substation A

Substation(s)Engineering and commissioningPLC for security and automationSubtotal INFRA € 624.870Static Frequency converter with heat exchanger € 2.828.000Total € 4.306.745

1100..44.. AANNAALLYYSSEE DDEESS EENNJJEEUUXX

110 0 ..4 4 ..11.. LLE E S S C C O O N N D D I I T T I I O O N N S S D D ’ ’ O O P P T T I I M M I I S S AAT T I I O O N N

Rappel du tableau des éléments de l’équation à optimiser :


OPTION

SHORE

POWER

OPTION

ECART

FIXED COSTS

SHIP DIESEL & GENERATOR EQUIPMENT X X nil

SHIP COLD IRONING EQUIPEMENT Y Y

PORT INFRASTRUCTURE COLD IRONING Z Z

VARIABLE COSTS

ENERGY A B B-A

MAINTENANCE C1 C2 C2-C1

OPERATING COST D D

TOTALX+A+C1

X+Y+Z+B+C2

+D

Y+Z+(B-A)-(C2-

C1)+D

- équipements complémentaires (Y et Z), ils ne se substituent pas aux équipements de

l’option 1 (X).

- L’optimisation de l’équation réside dans la minimisation du différentiel des autrespostes soit :

o Réduire le coût des investissements complémentaires (Y et Z)

o Réduire les coûts de fonctionnement (C2-C1)

o Accroître le différentiel sur les coûts de production de l’énergie : diminution de(B).

o Réduire les coûts opérationnels et de maintenance du système (branchement

et entretien des équipements)





Source : rapport Altran 13.11.2008

- Y : Equipements de courant quai à bord

Deux facteurs semblent déterminants :o le coût du retrofit est sensiblement supérieur à l’équipement sur un navire neufo il est impératif de s’assurer qu’il y ait une offre plurielle pour faire jouer la

concurrence. (cf. schéma ci-dessus)

-

Z : Infrastructure de courant quai à terre

Les coûts principaux résident dans :o Les transformateurso Le convertisseur de fréquence.o Le câblage pour l’acheminement de la puissance électrique à quai.

Sur les deux premiers points, il est nécessaire de s’assurer de l’existence d’une concurrencesuffisante entre les équipementiers.

Sur le 3ème point, étant données les contraintes de sécurité, le coût d’acheminement peutdevenir très élevé si les distances longues.

Un des axes d’optimisation est justement de s’assurer d’un réseau de distribution efficace.





- B-A : cette différence est fondamentale.

Si les coûts de revient de l’autoproduction à bord (A) sont sous la responsabilité del’armateur (coût du DO et de la maintenance), le prix du kWh terre varie au contraire trèsfortement suivant le contexte. Les études montrent qu’un coefficient de 1 à 4 n’est pas exclu.

Rationnellement le différentiel repose sur : d’une part la différence de rendement des machines de production d’énergie entre

les deux systèmes d’autre part la prise en compte du coût d’acheminement, qui n’existe que dans le

cas du courant quai d’autre part.

Théoriquement l’optimisation vient de l’organisation du système de production terrestre. Laconstruction d’une centrale sur place (réduction du coût d’acheminement) ayant desrendements élevés (co-génération par exemple) peut être une piste. (le rendementénergétique d’un diesel classique est de 30-35% alors que la co-géneration permettrait unrendement de plus de 60%).

Evolution à moyen terme du prix du fioul BTSL’opinion des professionnels de l’industrie du pétrole11

La réduction des teneurs maximum en soufre à 1% dans les ECA en 2010 et à 3,5%globalement en 2012 ne devrait pas poser de difficultés majeures.

Les réductions à 0,1% dans les ECA en 2015 et 0,5% globalement en 2020 ou 2025 sontbeaucoup plus problématiques :

- A ces basses teneurs en soufre, les combustibles seront essentiellement composés dedistillats, en substitution des produits résiduels actuels.

- Cela nécessitera des équipements lourds, dits de « conversion profonde » dont la capacitéactuelle dans le monde est insuffisante.- Ces mesures viennent s’ajouter aux effets de la croissance de la demande mondiale endistillats et aux mesures de réduction des teneurs en soufre des gazoles routiers (<0,001%). Elles nécessiteront un triplement ou un quadruplement du rythme de constructiondes unités.- Ceci conduira à des difficultés de premier ordre, voire insurmontables à partir de 2015. Onne voit pas comment le raffinage pourrait opérer la mutation nécessaire à la production deces combustibles.

- Coûts opératoires du courant quai (D).

Le montant de ces postes semble fortement varier d’un cas à l’autre.

Des ports californiens demandent la mise à disposition d’une barge impliquant 3 postes detravail pour le pilotage, la conduite (marnage) et la sécurité électrique. Le projet Plug (LeHavre) ne nécessitant aucune manutention par la terre, les écarts sont importants.

En l’occurrence il semble possible de réduire ces postes à des montants qui restent de plusnégligeables comparativement aux enjeux des autres postes de dépenses.

11 Source : Total direction scientifique, Total direction stratégie raffinage marketing (article paru dansLa Revue Maritime ° 482).





110 0 ..4 4 ..2 2 .. LLE E C C AAS S D D E E S S P P O O R R T T S S D D E E M M AAR R S S E E I I LLLLE E E E T T LLE E H H AAV V R R E E

La situation dans ces deux ports est actuellement la suivante :

Marseille

Le port a proposé à l’armateur SNCM un calcul de retour sur investissement positif reposantsur des hypothèses optimisées suivantes :

- Coût d’équipement bord : 850k€ (Y)- Coût d’investissement spécifiques terre : 450k€ (Z)- Economie de maintenance bord (100K€ par an par navire) (C )- Tarification énergie terre (B). Elle est structurée de la manière suivante :

Le coût du kWh est composé de 2 parties : l’abonnement et la consommation.L’abonnement se décompose en 3 parties :

- Une quote part de l’abonnement EDF facturé au part

-

Une quote part du coût des infrastructures du réseau actuel. Le calcul fait au proratade la consommation donne 15 à 20%. Il a été choisi de limiter ce quotient à 10% quiest l’équivalent du coût d’une boucle autonome (poste 74).

- La totalité des investissements spécifiques à ce système : transfo + installation à quai+ cellules électriques.

Le coût du kWh consommé est un « cost plus » (assez faible : probablement inférieur à10%). Cependant il s’agit de la consommation en sortie 20 000 volts alors que la puissancelivrée (transfert de responsabilité se fait à la borne à quai) soit en 6 600 volts. Il y a environ 2à 3% de perte en ligne et de transformation.

Il n’y a pas de coût d’exploitation terre, le branchement (prise) se fait sur la borne à quai, parle bord.

Comme mentionné en annexe 2, il est préférable de facturer la fourniture d’énergie dans uncadre général de fourniture de services (eau, redevances…)

Ce chiffrage reste confidentiel, comme l’hypothèse de coût du DO « low sulfur » (0,1%) (A)qui sert de base à la justification d’un retour sur investissement sur 9 ans (durée de la DSPactuelle renouvelée).

A ce stade on peut faire deux observations :

Ce projet réussit à :- Eliminer les coûts opérationnels terre qui sont largement déployés dans les projets

californiens.- Rendre les coûts d’équipement spécifiques plutôt raisonnables en comparaisons aux

projets californiens. Rien ne permet cependant de penser que ce type de coût nepeut encore être optimisé.

Par ailleurs il faut noter que :- La SNCM pense pouvoir diminuer le coût de maintenance (C) des équipements bord

ce qui amoindrit le différentiel.- Les coûts proposés du kWh de terre dépendent du coût d’achat auprès de ERDF.

- Les hypothèses de coût du kWh à bord sont sujettes à interrogation rendantprobablement le calcul peu fiable.





Le Havre

Il s’agit dans une première phase de l’équipement du terminal ferry transmanche.

Aucune approche comparative des coûts n’a été sérieusement effectuée, le prix d’achat dukWh n’ayant pas été abordé.La problématique semble actuellement évoluer vers la prise en charge globale du systèmepas un opérateur privé.

1100..55.. CCOONNCCLLUUSSIIOONNSS :: LLEESS CCOONNDDIITTIIOONNSS DD’’UUNN DDEEVVEELLOOPPPPEEMMEENNTT DDUU

CCOOUURRAANNTT QQUUAAII SSAANNSS IINNCCIITTAATTIIOONN FFIINNAANNCCIIEERREE DDEE LLAA PPUUIISSSSAANNCCEE

PPUUBBLLIIQQUUEE

Il apparaît deux conclusions principales :

110 0 ..5 5 ..11.. D D é é s s é é q q u u i i l l i i b b r r e e d d e e l l ’ ’ a a d d é é q q u u a a t t i i o o n n r r i i s s q q u u e e / / r r e e t t o o u u r r s s u u r r i i n n v v e e s s t t i i s s s s e e m m e e n n t t : : l l e e r r ô ô l l e e f f o o n n d d a a m m e e n n t t a a l l d d u u f f o o u u r r n n i i s s s s e e u u r r d d ’ ’ é é n n e e r r g g i i e e

Le constat commun à l’ensemble des études est le suivant. Dans la mesure où la mise enplace du courant quai est un investissement non rentable financièrement, il est nécessaireque la puissance publique intervienne pour assurer son développement.

Cette intervention peut se faire sous la forme de subvention pour dédommager les décideurspénalisés financièrement.

Cette approche accepte l’ordre établi dans le rôle actuel des acteurs : les investisseurs(armateurs et surtout gestionnaires des ports) sont pénalisés financièrement alors que lesbénéficiaires (équipementiers et surtout fournisseurs d’énergie) perçoivent les marges issuesde ces nouveaux marchés qui s’ouvrent à eux.

En fait, il y a un déséquilibre entre les acteurs investisseurs dont le retour n’est pas assuré etles autres acteurs dont le risque inhérent à ce nouveau marché n’intègre pas le coût de miseen place.

COLD IRONING risqueretour sur

investissementGESTIONNAIRE DE

PORT/TERMINALIMPORTANT NEGATIF

ARMATEUR IMPORTANT NEGATIF

FOURNISSEUR ENERGIE LIMITE SANS LIEN

EQUIPEMENTIER LIMITE SANS LIEN

En réalité il apparaît que le fournisseur d’énergie, principal bénéficiaire de ces nouveauxmarchés, est au centre de la problématique économique. Dans toutes les études etréalisations en cours ce n’est pas le cas. Le replacer devant cette réalité devrait permettre de

remettre en cause sérieusement la nécessité de recours aux incitations financières de lapuissance publique.





110 0 ..5 5 ..2 2 .. AAp p p p r r o o c c h h e e p p r r o o g g r r e e s s s s i i v v e e o o u u a a p p p p r r o o c c h h e e g g l l o o b b a a l l e e ? ?

Approche progressive : Il s’agit de mettre en place le courant quai en optimisant les

conditions économiques de sa mise en place. C’est le cas des opérations ponctuelles :équipement de 1 ou deux postes à quais. Recherche de situation ou les investissementsterrestres sont faibles par exemple. C’est le cas semble t-il du projet à Marseille : le coût desinvestissements terrestres annoncés sont de 450K€ (pour 1 poste à quai pour #3GWh par andisponible) contre 4 voire 5 millions pour 2 postes à Rotterdam (pour #15 GWh par andisponible).

Approche globale : le cas des opérations à grande échelle : généralisation du système àl’ensemble des quais d’un port.Dans ce cas l’optimisation économique devra reposer sur des facteurs plus génériques,comme les économies d’échelle sur les équipements voire sur le système pris globalement(cf. trigénération).





1111

LLAA P P R R O O B B LLE E M M AAT T I I Q Q U U E E E E N N V V I I R R O O N N N N E E M M E E N N T T AALLE E

1111..11..LLAA RREEGGLLEEMMEENNTTAATTIIOONN

1111..11..11.. LLe e s s é é m m i i s s s s i i o o n n s s d d ’ ’ o o x x y y d d e e s s d d e e s s o o u u f f r r e e ( ( S S O O x x ) )

L’Annexe VI de la convention internationale Marpol définit les contraintes règlementaires enmatière de limitation de la teneur en soufre des combustibles lourds utilisés à bord desnavires afin de limiter les émissions de SOx12. Elle est complétée par la directive 2005/33/CEdu 6 juillet 2005 (modifiant la directive 1999/32/CE) qui fixe, entre autres, un niveaumaximum de 0,1% pour tous les navires au mouillage dans les ports européens. La teneuren soufre au plan mondial dans les combustibles de soute est actuellement de 2,7%.

12

La zone SECA englobe la mer Baltique (depuis octobre 2005), la mer du Nord et la Manche(depuis août 2007).

2020 (ou 2025)201520122010

4,5%

3,5%

1%

0,5%

0,1%

OMI : plafond

mondial

1,5%

Actuel

UE: Pour les navires

restant plus de 2 h àquai

Zone SECA (Baltique

(depuis 2006), mer duNord et Manche (depuis2007)

UE: diesels marins

vendus dans l’UE pourles navires pasagers

entre ports de lacommunauté

2,7 %

Moyenne mondialeactuelle

Teneur en soufre





1111..11..2 2 .. LLe e s s é é m m i i s s s s i i o o n n s s d d ’ ’ o o x x y y d d e e s s d d ’ ’ a a z z o o t t e e ( ( N N O O x x ) )

L’annexe VI de MARPOL fixe également des objectifs de réduction des émissions de NOxpar paliers. On se trouve actuellement, jusqu’en 2011, dans la plage d’objectif correspondantà une réduction d’environ 20%.

1111..22.. LLEE MMIIXX--EENNEERRGGEETTIIQQUUEE DDEE LLAA PPRROODDUUCCTTIIOONN FFRRAANNÇÇAAIISSEE

PPOOUURRRRAAIITT EETTRREE UUNN AATTOOUUTT DDEECCIISSIIFF PPOOUURR LLEE CCOOUURRAANNTT QQUUAAII

La production électrique française est basée à 90% sur des filières n’émettant pas depolluant atmosphérique (hydraulique, nucléaire, énergies renouvelables). Seuls 10% de laproduction correspond à des centrales thermiques utilisant des combustibles fossiles (gaz et

fioul lourd principalement). A contrario, l’autoproduction des navires est basée intégralementsur l’utilisation de fioul.

Evolution du mix-énergétique de la production française d’électricité

Partant de ce constat, le courant quai devrait donc avoir un impact environnementalparticulièrement favorable en France. Il réduirait de 90% les émissions de polluantsatmosphériques par les navires branchés.

Cette conclusion doit toutefois être nuancée. En effet, si le mix-énergétique global de laFrance est favorable, il n’est pas garanti qu’il correspondra à la fourniture d’électricité pourles navires à quai car cette consommation viendra s’ajouter marginalement auxconsommations actuelles. C'est un marché nouveau pour les producteurs d'énergie, quidoivent raisonner en marginal et non en moyenne. Cela met en exergue le positionnementcentral des producteurs d’électricité dans le développement du courant quai





Une analyse approfondie serait nécessaire pour tenir compte de l’impact environnementalpotentiel des émissions des centrales à cogénération ou des émissions à la source descentrales thermiques, sachant que le rendement de ces centrales est nettement plus élevéque celui des moteurs auxiliaires des navires

1111..33.. CCAARRAACCTTEERRIISSAATTIIOONN QQUUAALLIITTAATTIIVVEE DDEE LL’’IIMMPPAACCTT

EENNVVIIRROONNNNEEMMEENNTTAALL DDEESS EEMMIISSSSIIOONNSS PPOOLLLLUUAANNTTEESS DDEESS NNAAVVIIRREESS AA

QQUUAAII

Il est important de noter que les navires à quai engendrent avant tout une pollution locale,dont les effets sont sensibles dans un périmètre géographique généralement limité13. De cefait, les quais situés à proximité des centres-villes (situation très fréquente dans les portseuropéens) sont particulièrement exposés au problème de la pollution. A cet égard, lescontextes sont différents dans l’UE et aux USA. Les ports de commerce de l’UE sont plusfréquemment localisés à proximité de zones urbaines.

Caractérisation des impacts environnementaux des émissions des navires à quaiCritère Nature d’impactActeurs directementconcernés par lesémissions

Riverains (émissions polluantes)

Tous (effet de serre)

SOx

NOx

PM

Pollution locale / Quelques heures à quelques jours / réversible / intensité pouvant être localement forte

Pollution globale / plusieurs années / réversible / intensitéfaible du fait de la diffusion.

CO2 Persistance dans l'atmosphère très longue (120 ans)

Etendue géographique /

Durée d’effet / Réversibilité / Intensité

Bruit Réversibilité totale

SOx

SO et SO2 sont des gaz ou aérosols :- co-responsables des pluies acides (les oxydes de soufreSOx avec de l'eau donnent de l'acide sulfurique H2SO4)

- précurseurs de certaines particules toxiques.

Cause de maladies respiratoires.

NOx

- Gaz co-responsables des pluies acides (le dioxyde d'azoteNO2 avec de l'eau donne de l'acide nitrique HNO3)

- Précurseurs de l'ozone O3 et de l'oxygènemonoatomique O qui sont toxiques et précurseurs dusmog (brouillard urbain)

Impact surl’environnement et surla santé

PM Les particules PM1, PM2,5 et PM10, de natures et de taillesdiverses responsables d'allergies, d'agressions de l'appareilrespiratoire et de cancers. On estime que les particulesproduites par le transport maritime sont responsablesd’environ 60 000 décès par an dans le monde. Elles13

Ceci sera précisé une fois établi l’Inventaire National Spatialisé dynamique des émissions depolluants atmosphériques (projet INS) sur le territoire français, en cours de développement, dontl’achèvement est prévu en 2010.





représentent probablement le principal souci de santépublique causé par les émissions des navires.

CO2 Effet de serre

BruitLe bruit des navires est sensible, en particulier celui desgroupes électrogènes et celui des opérations demanutention.

1111..44.. IIMMPPAACCTT EENNVVIIRROONNNNEEMMEENNTTAALL DDUU CCOOUURRAANNTT QQUUAAII SSUURR LLAA

RREEDDUUCCTTIIOONN DDEESS EEMMIISSSSIIOONNSS PPOOLLLLUUAANNTTEESS EETT DDEE CCOO22

1111..4 4 ..11.. S S y y s s t t è è m m e e b b r r a a n n c c h h é é « « r r é é s s e e a a u u »» v v s s .. s s y y s s t t è è m m e e m m o o b b i i l l e e a a u u t t o o n n o o m m e e

Le tableau ci-dessous indique l’impact relatif résultant de l’utilisation du courant quai enterme de réduction des émissions polluantes, en prenant la situation de référence 2010,c’est-à-dire un navire utilisant ses moteurs auxiliaires avec du fioul BTS à 0,1% de soufre.

Il est important de noter que les facteurs d’émission utilisés dans cette comparaison pour laproduction d’électricité à quai sont basés sur une structure de production « moyenneeuropéenne ». Les résultats dans le contexte français seraient certainement encorebeaucoup plus favorables.

Impact sur les émissions polluantes et de CO2

d’un système branché « réseau » et d’un système autonome(impact exprimé en % de réduction des émissions par rapport à un navire utilisant ses

moteurs auxiliaires avec du fioul BTS à 0,1% de soufre)

Système alimenté"réseau" Système autonomealimenté en gaz naturel

NOx 94- 97 % 89,0%

CO 96 - 97,8% 27,3%

PM 89% n.s

dont PM10 46% 100%

SOx 85%14 100%

CO2 46%- 47,8% 49,6%

Sources: CAMP, port de Los Angeles, port de San Diego, port d'Helsinki, ENTEC

Les systèmes de courant quai alimentés par le réseau entraînent une réduction trèssignificative des émissions de NOx, de CO, de particules et de SOx.

Les systèmes autonomes mobiles alimentés au gaz naturel (c’est le combustible le moinspolluant que l’on puisse utiliser pour de tels systèmes) conduisent à une réductionimportante des émissions de NOx, de particules et de SOx.

14

Dans le cas du système autonome, les émissions de SOx pour un fioul à 0,5% et ont étéextrapolées à un fioul à 0,1%.





Dans les deux cas les émissions de CO2 sont réduites d’environ moitié.

1111..4 4 ..2 2 .. LL’ ’ e e n n j j e e u u q q u u a a n n t t i i t t a a t t i i f f à à c c o o u u r r t t e e t t m m o o y y e e n n t t e e r r m m e e p p o o u u r r l l e e s s p p o o r r t t s s f f r r a a n n ç ç a a i i s s

Compte tenu des nombreux facteurs d’incertitude, toute estimation de l’enjeuenvironnemental du courant quai doit être considérée comme un ordre de grandeur àmanier avec précaution.

L’estimation a été réalisée à deux horizons différents, sur les quatre principaux portsmaritimes français :

l’horizon court terme (2011-2012) correspondant aux projets « dans lescartons »

l’horizon moyen/long terme (2015-2020) correspondant à l’hypothèse d’undéveloppement à grande échelle du courant quai sur la majorité des quais desports concernés.

Le calcul du potentiel de réduction des émissions est basé sur la situation de référence2010, c’est-à-dire l’utilisation de fioul BTS par les navires à quai.

Estimation du potentiel de réduction des émissions des navires à quailié au développement du courant quai

(cumul des ports de Dunkerque, Le Havre, Marseille et Rouen)

Le développement du courant quai pourrait conduire à une réduction d’environ 10 000

t/an à court terme des émissions de CO2 et de 200 t/an des émissions de NOx.

A plus long terme, si l’intérêt du courant quai se confirme, son développement sur unegrande échelle pourrait conduire à une réduction d’environ 300 000 t/an des émissionsde CO2 et de 5 000 t/an des émissions de NOx.

Le report énergétique du fioul vers l’électricité serait de l’ordre de 16 GWh à court termeet de 425 GWh à long terme. A titre de comparaison, ce dernier nombre représenteenviron 4 à 5% de la production annuelle d’une tranche nucléaire française.

5 t

8 t

195 t

17 t

11 600 t

16 GWh

Impact desprojets à court-

terme

200 tEmissions SOx

130 tEmissions PM

5 000 tEmissions NOx

400 t

300 000 t

425 GWh

Calcul basé surle nombre total

d’escales en2007

Emissions CO

Emissions CO2

Impact énergétique potentiel (annuel)

Hypothèse retenue pour les émissions àquai: fioul à 0,1% de soufre

5 t

8 t

195 t

17 t

11 600 t

16 GWh

Impact desprojets à court-

terme

200 tEmissions SOx

130 tEmissions PM

5 000 tEmissions NOx

400 t

300 000 t

425 GWh

Calcul basé surle nombre total

d’escales en2007

Emissions CO

Emissions CO2

Impact énergétique potentiel (annuel)

Hypothèse retenue pour les émissions àquai: fioul à 0,1% de soufre





1111..4 4 ..3 3 .. LLe e s s é é m m i i s s s s i i o o n n s s d d e e s s n n a a v v i i r r e e s s à à q q u u a a i i s s e e m m b b l l e e n n t t ê ê t t r r e e d d u u m m ê ê m m e e o o r r d d r r e e d d e e g g r r a a n n d d e e u u r r q q u u e e l l e e s s é é m m i i s s s s i i o o n n s s p p e e n n d d a a n n t t l l e e u u r r p p h h a a s s e e d d ’ ’ a a p p p p r r o o c c h h e e d d u u p p o o r r t t ( ( c c e e s s d d e e r r n n i i è è r r e e s s é é t t a a n n t t t t r r è è s s v v a a r r i i a a b b l l e e s s s s e e l l o o n n l l e e p p o o r r t t c c o o n n s s i i d d é é r r é é ) )

Les informations fournies par AtmoPACA à partir de leur base de données sur l’inventaire

des émissions en PACA concernent les émissions (pour l’année de référence 2004) duesaux activités maritimes sur le port de Marseille avec distinction entre les phases àquai/manœuvre et approche portuaire.

Ces émissions concernent uniquement les émissions issues des navires et ne comprennentpas les émissions dues aux autres activités terrestres présentes sur la zone portuaire. Deplus, les émissions en phase d’approche portuaire sont directement dépendantes de ladistance parcourue par les navires. Pour les besoins de la plateforme régionale de prévisionde la qualité de l’air, AtmoPACA prend comme zone d’étude de l’inventaire régional unedistance d’environ 30km au large des côtes15.

Bilan des émissions 2004 sur le port de Marseille (Bassin EST uniquement)(Source : AtmoPACA : "Inventaire AtmoPACA 2004"Unité : tonnes/an – Données arrondies à la tonne)

Emissions« Manœuvre +quai »

Emissions« Croisière »

% de « manœuvre +quai » dans le total

SOx 2 197 4 108 34,8%NOx 1 472 4 456 24,8%CO 3112 432 87,8%PM 46,6 70 40,0%

PM10 46,6 70 40,0%PM 2,5 46 ,6 70 40,0%

CO2 124 229 187 007 39,9%

Ces données montrent que les émissions « manœuvre + quai » ne sont pas négligeables parrapport aux émissions des navires en phase d’approche portuaire. Toutefois, elles nepermettent pas d’apporter de conclusion précise sur la part des émissions à quai16.

Les inventaires réalisés par plusieurs régions présentent en outre l’inconvénient d’êtreréalisés avec des maillages et des typologies de polluants souvent différents. Les donnéesde l’« Inventaire National Spatialisé des Emissions de Polluants Atmosphériques » (projet

15 Pour plus d’informations sur l’inventaire régional des émissions en PACA, on peut se référer aurapport d’études correspondant « Pollution atmosphérique et gaz à effet de serre – Inventaired’émissions 2004 » disponible sur le site internet :http://www.atmopaca.org/files/et/090223_Rapport_Inventaire_PACA_2004_V2009.pdf

16 Durant la phase de manœuvre on utilise le moteur principal du navire dont la puissance, laconsommation et donc les émissions sont élevées et ne sont pas remplaçables par du courant quai. Ilconvient de noter que la méthode de calcul des émissions utilisée par AtmoPACA fait la distinctionentre les émissions « en approche », « en manœuvre » et « à quai » Des extractionscomplémentaires permettant d’obtenir les données détaillées pourront être demandées à AtmoPACA

(et aux autres centres Atmo) dans une phase ultérieure.





INS) devraient, à partir de 2010, apporter des éléments d’information cohérents etcomparables au niveau des différents ports français.

1111..4 4 ..4 4 .. LLe e s s é é m m i i s s s s i i o o n n s s d d e e s s n n a a v v i i r r e e s s à à q q u u a a i i d d a a n n s s l l ’ ’ e e n n s s e e m m b b l l e e d d e e s s é é m m i i s s s s i i o o n n s s

p p o o l l l l u u a a n n t t e e s s d d e e l l a a z z o o n n e e

Nous ne disposons pas de données permettant d’estimer la part des émissions des navires àquai dans les émissions locales totales (activités portuaires + émissions des navires à quai +émissions des zones industrielles attenantes au port). Ce ratio est pourtant important. Ilserait également utile de l’approfondir.





112 2

AAN N AALLY Y S S E E D D ’ ’ E E X X E E M M P P LLE E S S E E X X I I S S T T AAN N T T S S

L’inventaire des systèmes de courant quai opérationnels et des projets à l’étude ou en coursde réalisation dans différents pays résulte d’une analyse bibliographique approfondie et decontacts ciblés avec les concepteurs de systèmes, les autorités portuaires, les chantiersnavals et les compagnies maritimes.

112 2 ..11..11.. LLe e s s s s y y s s t t è è m m e e s s o o p p é é r r a a t t i i o o n n n n e e l l s s

12 ports maritimes et 3 chantiers navals équipés de systèmes opérationnels de courant quaiont été recensés, dont 8 en Europe et 7 en Amérique du Nord. A l’exception du portd’Oakland, ils sont tous basés sur la logique du système branché « réseau ».

RéseauNavires de croisière2009Vancouver

RéseauFerries, Ro-Ro2000Helsinki

RéseauRo-Ro, Ro-Pax, Ferry2008Lübeck (Allemagne)

RéseauPorte-conteneurs2009Anvers

RéseauPorte-conteneurs, croisièresLong Beach (Calif.)

RéseauBPC » (bâtiments de projectionet de commandement)

Toulon

RéseauNavires en construction1998, 2006STX Saint-Nazaire, Flender WerftAG, FlensburgerShiffbaugesellscahft

RéseauNavires de croisière2005Seattle (Wash.)

Réseau

Réseau / mobile

Mobile (13 camions)

Réseau

Réseau

Système « réseau » /mobile

Navires de croisière

Tests

Porte-conteneurs

Porte-conteneurs, croisières

Ferries, Ro-Ro

Types de navires

2004Los Angeles (Calif.)

1989, 2000Göteborg (Suède)

Richmond (USA)

Tests en 2007Oackland (Calif.)

2001Juneau (Alaska)

Date de miseen service

RéseauNavires de croisière2009Vancouver

RéseauFerries, Ro-Ro2000Helsinki

RéseauRo-Ro, Ro-Pax, Ferry2008Lübeck (Allemagne)

RéseauPorte-conteneurs2009Anvers

RéseauPorte-conteneurs, croisièresLong Beach (Calif.)

RéseauBPC » (bâtiments de projectionet de commandement)

Toulon

RéseauNavires en construction1998, 2006STX Saint-Nazaire, Flender WerftAG, FlensburgerShiffbaugesellscahft

RéseauNavires de croisière2005Seattle (Wash.)

Réseau

Réseau / mobile

Mobile (13 camions)

Réseau

Réseau

Système « réseau » /mobile

Navires de croisière

Tests

Porte-conteneurs

Porte-conteneurs, croisières

Ferries, Ro-Ro

Types de navires

2004Los Angeles (Calif.)

1989, 2000Göteborg (Suède)

Richmond (USA)

Tests en 2007Oackland (Calif.)

2001Juneau (Alaska)

Date de miseen service

Outre ces exemples, de nombreux ports ont mis en service des systèmes récemment ou ontdes projets à l'étude :

en Allemagne : projets à Brême, Kiel, Rostock et Hambourg (dans ce dernier port ils’agit d’équiper d'un terminal croisière).





en Finlande, outre Helsinki, 3 ports semblent équipés en MT pour des navires Ro-Ro : Kotka, Kemi et Oulu. Les deux derniers sont utilisés par l'armateur Stora Ensoqui touche déjà à Zeebrugge et Göteborg.

au Canada, le gouvernement fédéral a alloué en 2008 une enveloppe de $5.6

millions sur 4 ans pour aider le développement du courant quai dans ses portsmaritimes.

en Corée du Sud, au port de Pusan, le projet « Pusan New Port » (relocalisation à25 km du port actuel) prévoit 8 connections de courant quai dès 2009.

China Merchants Group, principal opérateur portuaire chinois, veut mettre enœuvre le courant quai à grande échelle, déclarant que 70% des émissionspolluantes dans les ports à conteneurs proviennent des navires à quai.

112 2 ..11..2 2 .. LLe e s s e e x x e e m m p p l l e e s s é é t t u u d d i i é é s s

12 exemples de ports équipés du courant quai ou ayant des projets et un exemple dechantier naval sont présentés en annexe sous la forme de fiches.

Anvers Göteborg Helsinki Le Havre Juneau Long Beach Los Angeles

Lübeck Marseille Nice Rotterdam Chantier naval STX de Saint-Nazaire Toulon (base militaire).





113 3

S S Y Y N N T T H H E E S S E E E E T T P P E E R R S S P P E E C C T T I I V V E E S S

L’analyse réalisée dans les chapitres précédents sur les différentes problématiques dudéveloppement du courant quai et leur illustration par des exemples concrets fournit lamatière nécessaire pour répondre aux questions clés du développement futur du courantquai dans les ports français à court et moyen terme :

Quels sont les avantages du courant quai pour les différents profils d’acteurs ? Qui sont

les acteurs moteurs du développement du courant quai ?

Quelles sont les motivations des ports ayant investi dans le courant quai ?

Pourquoi les stratégies des ports européens sont elles plus prudentes que celles des portsaméricains ?

Le courant quai est-il la meilleure solution au plan environnemental ?

Quel est le modèle économique le plus approprié ?

Quel est le modèle organisationnel le plus approprié ?

1133..11.. QQUUEELLSS SSOONNTT LLEESS AAVVAANNTTAAGGEESS DDUU CCOOUURRAANNTT QQUUAAII PPOOUURR LLEESS

DDIIFFFFEERREENNTTSS PPRROOFFIILLSS DD’’AACCTTEEUURRSS ?? QQUUII SSOONNTT LLEESS AACCTTEEUURRSS

MMOOTTEEUURRSS DDUU DDEEVVEELLOOPPPPEEMMEENNTT DDUU CCOOUURRAANNTT QQUUAAII ??

Pour les armateurs l’usage du courant quai permet de répondre aux contraintesrèglementaires en matière de limitation des émissions polluantes (ce qui n’est pas le cas dela plupart des autres technologies existantes ou en développement). Pourtant, ils semblentpeu convaincus de l’intérêt du courant quai. Ils en perçoivent surtout les inconvénients

immédiats, principalement le coût d’investissement élevé pour équiper les navires neufs oupour modifier les navires existants et l’espace requis à bord par les équipements.

Pour les ports, le courant quai contribue à résoudre les problèmes posés par la pollutionlocale et constitue une bonne occasion de renforcer leur image « écologique ». D’autre part,ils sont poussés par la nécessité d’offrir un niveau de service au moins équivalent à celui desports concurrents déjà équipés ou en voie de l’être17. En pratique, les ports jouent un rôledécisif dans le développement des systèmes de courant quai.

17

Pour un ferry, il est important de pouvoir disposer d’un branchement dans les ports situés aux deuxextrémités de la liaison.





Pour les opérateurs de terminaux portuaires, comme pour les ports, le courant quai devientune prestation indispensable. Ils deviennent de ce fait des acteurs clés du développement ducourant quai.

Pour les fournisseurs d’électricité le courant quai constitue une perspective de débouchécommercial non négligeable. La courbe de charge permet au gestionnaire de réseau dedimensionner correctement les ouvrages (un fournisseur d’électricité est surtout sensible auxcalendriers et horaires des consommations, en fonction du prix de l’électricité sur lesmarchés de trading).

Les chantiers navals utilisent déjà couramment le courant quai pour leurs propres besoins enélectricité pendant la construction des navires. Dans l’attente d’une norme internationaleofficielle, ils s’adaptent aux demandes des clients (soit d’équiper le navire, soit de prévoirsimplement l’emplacement pour une installation future des équipements). Le courant quaiconstitue pour eux une piste technique parmi d’autres pour réduire les émissions polluantesdes navires à quai.

Pour les collectivités locales le courant quai contribue positivement à la réduction de lapollution locale, qui constitue un problème aigu lorsque les ports sont situés proche descentres-villes (cas fréquent en Europe).

Elles sont incitées à participer à l’effort financier et à imposer des choix car elles accordentune importance croissante à leur image et aux enjeux de santé des habitants. Le contextegéographique, touristique et météorologique de chaque ville a un impact déterminant sur leschoix.

Pour les riverains des zones portuaires (résidents, hôtels, restaurants) le courant quaiapporte une réponse aux désagréments liés à la pollution dans les ports (à Lübeck, lescommerçants menaçaient de déménager si aucune solution n’était trouvée pour réduire la

pollution engendrée par les nombreuses rotations de navires Ro-Ro). La pression des clientsvis-à-vis des croisiéristes et celle des riverains des zones portuaires vis-à-vis des portsconstituent fréquemment un facteur clé dans la décision d’investir dans le courant quai.

Pour les pouvoirs publics, compte tenu de la structure de la production française d’électricité,le courant quai résout les contraintes liées aux émissions de produits polluants (SOx, NOx,PM, CO2, CO) et devrait, à priori,contribuer à la réalisation des objectifs de réduction desémissions de CO2

18.

Il faut toutefois se méfier d’un effet pervers que le Ministère doit connaitre pour pouvoir lecombattre efficacement. En effet, si le courant quai peut s’avérer positif au niveau global enterme d’émissions de CO2, il est susceptible de représenter au contraire une contraintesupplémentaire pour l’Etat dans le cadre du protocole de Kyoto car :

les émissions terrestres dues au courant quai seront incluses dans le bilan CO2 dupays où se trouve le port ;

les émissions des navires seront au contraire gérées dans un bloc commun« Transport maritime ».

18 La situation est en effet moins favorable dans la plupart des pays ne disposant pas d’uneproduction d’électricité nucléaire ou renouvelable significative, car le courant quai conduit alors à« déplacer » la pollution locale existante vers une pollution au niveau des centrales thermiques (gaz,fioul, charbon). Ce déplacement s’accompagne toutefois d’une diminution des émissions polluantes,

les centrales thermiques européennes étant soumises à la réglementation des grandes installationsde combustion, qui impose des seuils d’émission déjà très faibles.





L’utilisation du courant quai conduit également à une réduction des coûts sociaux (santé,…)liés à la pollution engendrée par les navires à quai dans les ports.

1133..22.. QQUUEELLLLEESS SSOONNTT LLEESS MMOOTTIIVVAATTIIOONNSS DDEESS PPOORRTTSS AAYYAANNTT IINNVVEESSTTIIDDAANNSS LLEE CCOOUURRAANNTT QQUUAAII ??

Dans le cas des ports de Long Beach et de Lübeck la pression exercée par les riverains aconstitué le facteur déclencheur.

Dans le cas des ports de Los Angeles et de Long Beach, la stratégie volontariste deréduction des émissions polluantes préconisée à la fois par les municipalités et par l’état deCalifornie a été déterminante.

Au port de Göteborg deux facteurs ont joué un rôle moteur : l’anticipation de la

réglementation sur la limitation des émissions des navires à quai et le souhait conjoint duport et de la compagnie maritime de renforcer leur image « écologique ».

Dans le cas du port de Rotterdam, le degré de pollution par les navires a atteint un tel niveauque les pouvoirs publics néerlandais font de la mise en place du courant quai une conditionpréalable à toute aide au projet d’extension du port.

Le port de Juneau correspond à une situation très spécifique de complémentarité entre lesbesoins en électricité de la ville (principalement pendant l’hiver) et les besoins en électricitépour le courant quai (principalement en été pour les navires de croisière), créant uneopportunité évidente de synergie.

Les motivations ayant poussé plusieurs ports européens et américains à s’équiper desystèmes de courant quai visent principalement à réduire les émissions polluantes et àaméliorer l’image « écologique ». Elles s’inscrivent le plus souvent dans des problématiqueslocales.

1133..33.. PPOOUURRQQUUOOII LLEESS SSTTRRAATTEEGGIIEESS DDEESS PPOORRTTSS EEUURROOPPEEEENNSS

SSOONNTT EELLLLEESS PPLLUUSS PPRRUUDDEENNTTEESS QQUUEE CCEELLLLEESS DDEESS PPOORRTTSS

AAMMEERRIICCAAIINNSS ??

Tous les ports de l’Union européenne ayant mis en œuvre un système de courant quai ontadopté une stratégie consistant à cibler un nombre restreint de navires dont lescaractéristiques de consommation électrique à quai et les profils d’escale (durée, fréquence)sont très favorables.

Deux types de navires sont particulièrement bien adaptés au contexte du courant quai : lesRo-Pax (ferries) et les Ro-Ro. L’enjeu quantitatif énergétique et environnemental du courantquai pour ces navires est élevé dans l’Union européenne du fait du degré de développementdu cabotage maritime et des nombreuses liaisons par ferries (mers intérieures, profil côtiertrès découpé, nombreuses îles…). Ces navires présentent de multiples atouts pour lecourant quai : des escales régulières et fréquentes (trajets pendulaires) et un accostage

toujours au même quai. En outre, dans le cas des ferries, l’accostage fréquent dans deszones proches des centres-villes accroît l’impératif de réduction des émissions polluantes. Acontrario, les ferries sont pénalisés par des durées d’escales parfois très courtes (moins de





20 minutes dans le cas des ferries transmanche à Calais, excluant toute possibilité debranchement électrique direct à quai) et par la saisonnalité des trafics qui oblige à amortir lesystème sur une durée d’utilisation relativement courte.

Les ports de Los Angeles et de Long Beach ont opté pour une stratégie de développementdu courant quai radicalement différente, visant à développer à grande échelle lebranchement électrique direct des porte-conteneurs, des cargos en température dirigée etdes navires de croisière, par étapes. Cette stratégie résulte à la fois d’une démarcheenvironnementale volontariste s’inscrivant dans la politique de l’état de Californie et desmunicipalités propriétaires des ports, et de la structure du trafic maritime de ces deux ports(la part relative des ferries et des navires Ro-Ro est en effet beaucoup plus faible que dansla plupart des ports européens).

L’utilisation du courant quai pour les porte-conteneurs étant pénalisée par la faible fréquenced’escale des navires, ces deux ports développent une stratégie ambitieuse visant à proposerà l’horizon 2020 une offre de branchement à quai à tout navire faisant escale au port.

Les navires de croisière constituent un cas particulier car leur consommation électrique àquai est extrêmement élevée (jusqu’à 15 MW par navire). C’est un atout en terme d’enjeude réduction des émissions polluantes. Le revers de la médaille est la lourdeur desinvestissements et les risques de déstabilisation du réseau électrique alimentant le port.

Le développement d’un projet de courant quai dans un port donné s’inscrit, selon la stratégiedu port, dans deux échelles de temps totalement différentes :

- les projets à court terme, ciblés sur des navires dont les caractéristiques de consommationélectrique sont très favorables, sur des quais dédiés (évitant de ce fait tout problème decompatibilité entre l’installation navire et l’installation à quai) et dont la rentabilité est à priorifacilement atteignable ;

- les projets à moyen/long terme, à plus grande échelle, permettant de fournir du courantquai à tout navire qui se présente dans le port, qui nécessiteront une harmonisation au planinternational et pour lesquels la norme ISO/CEI sera très stimulante.

1133..44.. LLEE CCOOUURRAANNTT QQUUAAII EESSTT--IILL LLAA MMEEIILLLLEEUURREE SSOOLLUUTTIIOONN AAUUXX

PPLLAANNSS EENNVVIIRROONNNNEEMMEENNTTAALL ??

Les analyses développées au chapitre 11 conduisent aux conclusions suivantes :

113 3 ..4 4 ..11.. LL’ ’ e e n n j j e e u u q q u u a a n n t t i i t t a a t t i i f f e e n n t t e e r r m m e e d d e e r r é é d d u u c c t t i i o o n n d d e e s s é é m m i i s s s s i i o o n n s s e e s s t t m m o o d d é é r r é é à à c c o o u u r r t t t t e e r r m m e e m m a a i i s s s s i i g g n n i i f f i i c c a a t t i i f f à à l l o o n n g g t t e e r r m m e e

Le développement du courant quai dans les 4 principaux ports maritimes françaispourrait conduire à une réduction des émissions de CO2 d’environ 10 000 t/an à courtterme et de 200 t/an des émissions de NOx.

A plus long terme, si l’intérêt du courant quai se confirme, son développement à grandeéchelle pourrait conduire à une réduction d’environ 300 000 t/an des émissions de CO2

et de 5 000 t/an des émissions de NOx.





Le report énergétique du fioul vers l’électricité serait de l’ordre de 16 GWh à court termeet de 425 GWh à long terme. A titre de comparaison, ce dernier nombre représenteenviron 4 à 5% de la production annuelle d’une tranche nucléaire française.

113 3 ..4 4 ..2 2 .. LLe e s s é é m m i i s s s s i i o o n n s s d d e e s s n n a a v v i i r r e e s s à à q q u u a a i i s s e e m m b b l l e e n n t t ê ê t t r r e e d d u u m m ê ê m m e e o o r r d d r r e e d d e e g g r r a a n n d d e e u u r r q q u u e e l l e e s s é é m m i i s s s s i i o o n n s s d d e e s s n n a a v v i i r r e e s s p p e e n n d d a a n n t t l l e e u u r r p p h h a a s s e e d d ’ ’ a a p p p p r r o o c c h h e e d d u u p p o o r r t t

Les données fournies par AtmoPACA pour la présente étude ont permis de réaliser unepremière estimation de l’enjeu relatif du courant quai. Elles montrent que les émissionsen « manœuvre + quai » ne sont pas du tout négligeables par rapport aux émissions desnavires en phases de croisière (c’est-à-dire en phase d’approche du port).

113 3 ..4 4 ..3 3 .. LL’ ’ é é v v a a l l u u a a t t i i o o n n d d e e l l a a p p a a r r t t d d e e s s é é m m i i s s s s i i o o n n s s d d e e s s n n a a v v i i r r e e s s à à q q u u a a i i d d a a n n s s l l e e s s é é m m i i s s s s i i o o n n s s l l o o c c a a l l e e s s t t o o t t a a l l e e s s r r e e s s t t e e à à a a p p p p r r o o f f o o n n d d i i r r

Nous ne disposons d’aucune donnée permettant d’estimer la part des émissions des naviresà quai dans les émissions locales totales (activités portuaires + émissions des navires à quai+ émissions des zones industrielles attenantes au port). Ce ratio est pourtant important. Ilserait utile de l’approfondir.

113 3 ..4 4 ..4 4 .. LL’ ’ i i n n t t é é r r ê ê t t d d e e s s a a l l t t e e r r n n a a t t i i v v e e s s t t e e c c h h n n o o l l o o g g i i q q u u e e s s a a u u c c o o u u r r a a n n t t q q u u a a i i r r e e s s t t e e é é g g a a l l e e m m e e n n t t à à a a p p p p r r o o f f o o n n d d i i r r

Des analyses complémentaires seraient nécessaires pour mieux cerner les enjeux

quantitatifs et économiques des différentes alternatives envisageables pour réduire lesémissions des navires à quai (cf. technologies décrites au chapitre 4.4).

Dans l’état actuel des connaissances, il semble important d’inscrire le courant quai dansune perspective large et, sans minimiser son intérêt évident, d’approfondir d’autrespistes technologiques plus ou moins avancées.

Le « Grenelle de la mer » constitue une occasion de stimuler la R&D et de :- pousser des projets de R&D (navires au GNL, ..) dans le cadre du programme « NavalInnovation » ;- créer un « guichet maritime unique » (les programmes maritimes sont dispersés entrequatre ministères : agriculture et pêche, écologie-énergie-développement durable et

aménagement du territoire, économie, enseignement supérieur et recherche) ;- mettre en place un « Conseil d’orientation stratégique pour le naval » à l’image de cequi existe déjà pour le terrestre et l’aéronautique ;- faire du courant quai une thématique pour la R&D française.





1133..55.. QQUUEELL EESSTT LLEE MMOODDEELLEE EECCOONNOOMMIIQQUUEE LLEE PPLLUUSS

AAPPPPRROOPPRRIIEE ??

113 3 ..5 5 ..11.. C C r r é é e e r r u u n n e e n n v v i i r r o o n n n n e e m m e e n n t t i i n n c c i i t t a a t t i i f f p p r r o o p p i i c c e e a a u u d d é é v v e e l l o o p p p p e e m m e e n n t t d d e e n n o o u u v v e e a a u u x x p p r r o o j j e e t t s s

Le développement futur du courant quai dans les ports français sera largement conditionnépar la capacité et la volonté des fournisseurs d’électricité de proposer un prix du kWhattractif. Ces prix seront fortement corrélés à l’évolution du prix de l’électricité sur lesmarchés de gros. En Europe ils évoluent en grande partie fonction des cours du baril depétrole.

Le scénario qui consisterait, à l’image des ports de Los Angeles et de Long Beach, àimposer une réglementation avec des objectifs progressifs de réduction des émissionspolluantes (en proposant en parallèle des aides aux armateurs pour les aider dans leurs

investissements) ne semble pas transposable en Europe.De même, il semblerait peu réaliste d’instaurer une taxe dont seraient dispensés les naviresqui recourent au courant quai. Une telle taxe ouvrirait en effet la voie à des contestations,étayées par le fait qu’en fonction des choix techniques du port, certains navires quisouhaiteraient utiliser le courant quai n’y auraient pas droit, ou plus généralement par lesdistorsions de concurrence que la taxe introduirait.

Au plan économique, en tenant compte des contraintes règlementaires imposées par larèglementation Marpol, les études de faisabilité analysées et nos propres simulationsdémontrent que le coût du kWh produit pour le courant quai n’est pas compétitif avec le coûtde l’autoproduction par les navires à partir de fioul BTS. Cette conclusion est toutefois à

relativiser dans le contexte français puisque le prix de revient de l’électricité est, a priori, plusfaible que dans la plupart des autres pays de l’Union européenne.

De ce fait, le courant quai ne se développera que si les conditions économiques créent uneincitation à son usage. La clé de son développement dans les ports français passe par ladéfinition d’un modèle économique suffisamment incitatif pour convaincre les ports et lesarmateurs d’investir dans cette solution.

113 3 ..5 5 ..2 2 .. LL’ ’ é é t t a a t t d d e e v v r r a a a a s s s s u u m m e e r r l l e e s s c c o o n n s s é é q q u u e e n n c c e e s s d d e e s s o o n n c c h h o o i i x x d d e e f f a a i i r r e e d d e e s s p p o o r r t t s s f f r r a a n n ç ç a a i i s s d d e e s s p p o o r r t t s s « « v v e e r r t t s s »»..

Pour rétablir l’équilibre et atténuer la contrainte financière (difficile à répercuter dans le coûtdu fret tant que le système n’est pas généralisé) un système de couverture des surcoûts ducourant quai permettant aux ports de vendre un service de branchement à quai à un prixcompétitif semble donc indispensable.

Deux solutions sont envisageables :

- soit un mécanisme de compensation 19 à l’image de ce qui se fait pour les énergiesrenouvelables et les clients en difficulté. Le fonctionnement de la CSPE (Contribution au

19

Le système des certificats d'économie d'énergie ne semble pas pouvoir s’appliquer dans le casdu courant quai car il n'y a pas d' « économie d'énergie » mais simplement une modification de lasource énergétique.





Service Public de l’Électricité) pourrait ainsi être élargi au courant quai, une subventionétant reversée aux ports en fonction de l’écart de coût entre le kWh courant quai et lekWh autoproduit par les navires. Le parallèle entre les mécanismes n'est toutefois pasévident car dans le cas des énergies renouvelables, l'obligation concerne le rachat del'énergie autoproduite à un prix fixe. La création d'un fond financé par l'ensemble desclients de la compagnie d'électricité (comme pour le mécanisme de solidarité pour lesclients en difficulté) paraît difficile à justifier dans ce cas.

- soit une aide publique destinée à financer une partie de l’investissement initial. Unenotification à la Commission européenne sera nécessaire, avec justification de l’aide parla mise en évidence des services rendus à la collectivité. En contrepartie, la Commissiondemandera un engagement d’utilisation du système (70% dans le cas du port d’Anvers).En outre, une réflexion est nécessaire pour déterminer si cette aide publique sera fournieseulement aux « grands ports maritimes » ou également à d’autres ports, et jusqu’à quelpoint.

La stratégie actuelle de la plupart des ports européens est orientée vers l’obtention d’une

aide publiqueA Göteborg, la ville, propriétaire du port, a subventionné l’investissement.

A Anvers, l’opérateur de terminal ITM a mis en service un système de courant quai en 2009.Ce système a été subventionné par le port à 45%. En contrepartie, le port a du effectuer unedemande de notification auprès de la CE (système dérogatoire) du fait de la distorsion deconcurrence induite vis-à-vis des autres terminaux du port. Cette demande a été acceptéesous deux conditions :

que l’opérateur s’engage à utiliser le courant quai au minimum pendant 90% dutemps d’escale

que le port s’engage à apporter la même aide, au même niveau, à tout opérateurqui en ferait la demande.

A Rotterdam le port a choisi une approche originale. Il voudrait mettre en place un systèmeincitatif à partir de 2010, basé sur des ristournes. Le port est soumis à une pressionenvironnementale intense, du fait de la dégradation de la qualité de l’air liée àl’accroissement rapide de l’activité du port et des zones industrielles. La réduction desémissions constitue pour les pouvoirs publics néerlandais une condition à la réalisation del’important projet d’extension du port.

Au port du Havre le terminal ferry fait partie du champ de la réforme portuaire en cours.Actuellement c’est le port qui fournit l’énergie. Cela va changer puisque l’outillage seratransféré à l’opérateur du terminal (LDA). On peut donc penser que ce dernier prendra encharge la totalité de la gestion, y compris celle du courant quai.

Au port de Juneau (Alaska) l’armateur Princess Cruise a financé la totalité del’investissement, y compris les installations à quai.

Une aide publique ou un système de compensation approprié permettrait aux ports françaisde proposer le kWh à un prix compétitif avec le coût de l’autoproduction des navires. C’est lasolution adoptée (ou préconisée) par la plupart des ports européens ayant réalisé dessystèmes de courant quai.





113 3 ..5 5 ..3 3 .. O O p p t t i i m m i i s s e e r r l l e e s s m m o o d d a a l l i i t t é é s s d d e e t t a a r r i i f f i i c c a a t t i i o o n n d d u u k k W W h h a a u u x x a a r r m m a a t t e e u u r r s s

La tarification « verte »Le principe consiste en une ristourne sur les droits de port et les prestationscomplémentaires fournies par le port (livraison d’eau, d’électricité, mise à disposition de

passerelles, de grues,….) en faveur des navires qui polluent peu : facturation des services à un prix compétitif incluant une marge faible facturation des droits de port (droits de passage) à un tarif incitatif pour les navires

qui utilisent des fiouls peu polluants.

C’est la solution envisagée par le port de Rotterdam (index de pollution environnementale),couplée à un système d’indexation des navires en fonction de leur taux de pollution à quai20.

Tarification binôme ou intégration à la redevance portuaire ?Le GPM de Marseille envisage de mettre en place une tarification binôme simple :abonnement annuel et tarif unique du kWh consommé.

Cette tarification apparaît justifiée tant que le champ du courant quai est limité à des clientsqui ont tous des besoins (puissance et consommation) du même ordre de grandeur, ce quiest le cas aujourd’hui à Marseille (les besoins des navires de la SNCM sont homogènes).

Les modalités envisageables pour la tarification des services de courant quai (intégrationdans le montant de la redevance portuaire, facturation forfaitaire incluse dans une prestationglobale de services) combinées à d’éventuels mesures incitatives en faveur des navires« verts » conduisent à une multiplicité de stratégies possibles. Ce point fait débat dans denombreux ports. L’essentiel est de proposer aux armateurs une tarification facilement lisible.Des travaux complémentaires sont nécessaires pour approfondir ce point important.

113 3 ..5 5 ..4 4 .. F F a a v v o o r r i i s s e e r r l l a a m m i i s s e e e e n n p p l l a a c c e e d d e e c c o o n n t t r r a a t t s s e e n n c c a a s s c c a a d d e e e e n n t t r r e e l l e e s s a a c c t t e e u u r r s s

Pour l’armateur, l’existence d’un contrat avec le port ou le gestionnaire de terminal, luigarantissant un tarif tout compris du kWh (incluant la redevance d’infrastructure) constitueraitune incitation forte à équiper ses navires. D’une durée d’un an au minimum et renouvelable,ce contrat pourrait porter sur un ou deux navires à brancher, ou mieux, pour un armateurdonné, sur l’ensemble de ses navires faisant escale dans le port.

Parallèlement, le port passe un contrat avec son fournisseur d’électricité afin de sécuriser

ses conditions d’achat.

Des clauses de responsabilité en cas de défaillance peuvent également être incluses dansces contrats.

20 La notion de « Green Award » est développée depuis longtemps par le port de Rotterdam. Dans lecas du courant quai, le principe s’appuie sur le fait qu’il est logique de faire payer une taxe portuaire

plus faible aux navires qui acceptent de se brancher, la ristourne étant fonction de la réductioncalculée du coût environnemental. Cela revient à dire que le port rétrocède à l’armateur le gainenvironnemental correspondant.





113 3 ..5 5 ..5 5 .. I I m m p p l l i i q q u u e e r r é é g g a a l l e e m m e e n n t t l l e e s s c c l l i i e e n n t t s s d d e e s s a a r r m m a a t t e e u u r r s s d d a a n n s s l l e e p p r r o o c c e e s s s s u u s s

L’investissement dans un système de branchement électrique direct constitue un risque nonnégligeable pour l’armateur.

Il lui est en effet très difficile d’anticiper sur ses coûts économiques du fait des fluctuationsprévisibles du coût du fioul sur la période d’amortissement de l’installation. Une solutionenvisageable pour se prémunir contre ce risque consiste, dans le cas d’un navire affrété, à« revendre » à l’affréteur l’amortissement du système de courant quai en l’incluant dans letaux de fret. Cette solution permet à la fois à l’armateur et à l’affréteur de conforter leurimage « verte » (Ikea,…).

Il est souhaitable d’intégrer autant que possible les clients des armateurs dans la chaîne deresponsabilité du courant quai.

113 3 ..5 5 ..6 6 .. O O p p t t i i m m i i s s e e r r l l e e s s a a p p p p e e l l s s d d ’ ’ o o f f f f r r e e s s p p u u b b l l i i c c s s

Dans certains cas, les appels d’offres pour la réalisation des investissements seront émis parles autorités portuaires et seront donc soumis à la procédure « marchés publics ».

Il est nécessaire de définir des exigences techniques précises pour que les candidatsrépondent dans des conditions comparables : système mono ou bi-fréquence, tensiond’alimentation des navires, type de liaison « bord-à-quai », besoins de synchronisation. Ilsera également utile de définir des spécifications homogènes faisant référence à la normeCEI/ISO, même si celle-ci n’est pas encore officielle.

Le nombre restreint de fournisseurs d’équipements et d’intégrateurs dans le domaine ducourant quai suppose de veiller à ce que les niveaux des prix soient raisonnables. Si unnombre élevé de ports décide de réaliser du courant quai au cours des prochaines années, ilest probable que la demande va progressivement « créer l’offre » et que l’on passera d’unmarché de niche à un marché plus ouvert.

1133..66.. QQUUEELL EESSTT LLEE MMOODDEELLEE OORRGGAANNIISSAATTIIOONNNNEELL LLEE PPLLUUSS

AAPPPPRROOPPRRIIEE ??

Il n’y a pas d’organisation « idéale » pour la mise en œuvre et l’exploitation d’un système decourant quai. La diversité des situations envisageables nécessite en effet une approche au

cas par cas.Toutefois, il est important que la répartition des responsabilités dans la mise en œuvre dumodèle économique s’inscrive de manière cohérente dans la logique de la réforme portuaire.L’autorité portuaire a désormais pour vocation de gérer le développement de l’infrastructureportuaire, tandis que les opérateurs de terminaux vendent des prestations aux armateurs.Néanmoins, en qualité de gestionnaire du patrimoine, l’autorité portuaire conserve un droitde regard sur l’aménagement des terminaux, notamment lorsque ces aménagementsexigent d’importants travaux (tranchées, ajout d’un réseau électrique….).

Le schéma organisationnel le plus efficient au plan économique et le plus cohérent avec lecadre de la réforme portuaire semble être le suivant:

Dans le cas d’un quai privé : l’utilisateur est le gestionnaire du terminal privé. Il prend encharge l’investissement du système de courant quai à l’intérieur de son périmètre. Il





dispose d’un contrat d’accès au réseau et achète directement l’électricité au fournisseurd’électricité.

Dans le cas d’un quai public : le port prend en charge les travaux d’installation du systèmede courant quai. L’armateur paie au port une prestation incluse dans un ensemble deservices (dont un « droit d’usage » du quai, à l’image de ce qui se pratique classiquementsur de nombreux quais de ferries).

Le fait que l’acteur soit public ou privé ne change pas les mécanismes contractuels

A l’exception du port d’Helsinki, tous les ports européens équipés de systèmes de courantquai recensés dans le cadre de l’étude ont fait le choix de cette solution.

Dans le cas d’un quai privé, une autre solution est envisageable, dans laquelle le portassure un rôle d’intégrateur de services. Dans ce scénario, le port fait l’interface entre lefournisseur d’électricité et l’armateur.

Il passe un contrat d’accès au réseau ainsi qu’un contrat avec le fournisseurd’électricité21. Il prend en charge la réalisation de l’infrastructure de base (tranchées, installation

de la sous-station,..) pour apporter l’électricité en limite du terminal. Il peut alors vendre un « service » permettant aux navires de se brancher. En tant

que client c’est lui qui négocie le prix du kWh avec le fournisseur d’électricité. Atravers cette prestation, le port vend ses exigences en tant que port « vert ».

1133..77.. PPRROOPPOOSSIITTIIOONN DD’’IINNDDIICCAATTEEUURRSS DDEE PPEERRFFOORRMMAANNCCEE

PPOOUUVVAANNTT EETTRREE SSUUIIVVII DDAANNSS LLEE TTEEMMPPSS

L’intérêt potentiel d’un jeu d’indicateurs de performance est double :

pouvoir effectuer une comparaison et un suivi entre les performances des différentsports

stimuler le dialogue entre les acteurs concernés et en premier lieu les ports.

21 Les fournisseurs d’électricité ne fournissent que des consommations. Ce sont les gestionnaires de

réseaux qui mettent en place les éléments réseau (lignes, transformateurs) jusqu’au point de livraison

du client (interface réseau privé/réseau public). Ils réalisent donc les raccordements et assurent lecomptage de l’énergie distribuée.





Proposition d’un jeu d’indicateurs annuels de performancepour un port donné

Indicateur Sources d’informationDistances des points de connexion aux zones àforte densité de population les plus proches PortNombre d’escales connectées au courant quaipendant l’année, par type de navireEnergie électrique totale consomméeTaux d’utilisation (sur une année)Ratio : Puissance consommée / puissanceinstallée par le système de courant quai

Port, opérateurs de terminaux

Impact en terme de réduction des émissionslocales de :NOxSOx

PMCO2

Facteurs d’émission des naviresà quai, par type de navire

Durées d’escales

Impact en terme de réduction des émissionstotales de :NOxSOxPMCO2

Facteurs d’émission des naviresà quai, par type de navire.

Facteurs d’émission de laproduction électrique « réseau »

Durées d’escalesImpact des émissions évitées en % desémissions totales de la zone portuaire Réseau « Atmo ».

Aji Cold Ironing

Documents

Transcript of Aji Cold Ironing