Pourquoi la concentration en cat fines a-t-elle augmenté avec les nouveaux carburants ?

Le problème de l'usure des moteurs des navires causée par les cat fines n'est pas résolu par l'arrivée des biocarburants marins. Le carburant à très faible teneur en soufre (VLSFO pour Very Low Sulfur Fuel Oil) et le carburant à extrêmement faible teneur en soufre (ULSFO pour Ultra Low Sulfur Fuel Oil) respectent les limites de 0,50 % et 0,10 % de soufre dans le carburant, mais ils ont également apporté de nouveaux défis, qui ne diminuent pas lorsque les biocarburants sont mélangés.
Bien qu'ils puissent être perçus comme plus propres du point de vue des émissions de CO2, les fiouls à faible teneur en soufre contiennent souvent plus d'impuretés sous forme de particules abrasives qui endommagent les moteurs, les cat fines.

Normes relatives aux carburants marins et niveaux recommandés

Les spécifications relatives aux carburants marins sont déterminées par la norme internationale ISO 8217. Cette norme a été révisée en 2024 avec un tableau distinct pour les carburants résiduels contenant moins de 0,50 % de soufre, ajouté en raison de difficultés opérationnelles liées à la viscosité et à la stabilité lors du mélange de ces carburants avec des distillats.

En outre, un tableau a été introduit pour couvrir les mélanges de carburants résiduels avec des biocarburants.

La révision de 2024 a maintenu la limite existante de concentration de particules fines de catalyseur dans le fioul de soute, qui est de 60 parties par million (ppm).

Cependant, la limite fixée par la norme ISO 8217 est fondamentalement un compromis. Si elle était plus faible, les raffineries auraient des difficultés à assurer la disponibilité mondiale des fiouls de soute.

Les recommandations des fabricants de moteur marins

À 60 ppm, les fines catalytiques représentent toujours une menace majeure pour les moteurs marins. Les fabricants de moteurs tels que MAN et Wärtsilä recommandent des concentrations de cat fines ne devant jamais dépasser 15 ppm, et 10 ppm ou moins pour un fonctionnement continu.

Une teneur en soufre réduite implique d'augmenter les niveaux de cat fines

Malheureusement pour les armateurs et les exploitants, les niveaux de cat fines dans le fioul de soute n'ont fait qu'augmenter à l'ère de la réduction de la teneur en soufre.

Cela est dû à l'intensification du craquage catalytique, que les raffineries utilisent pour éliminer davantage de soufre. Le soufre est présent dans tous les pétroles bruts et se concentre surtout dans les fractions résiduelles laissées après distillation, qui bouillent à une température plus élevée. Depuis l'adoption généralisée des VLSFO et ULSFO, les raffineurs ont donc davantage recours au craquage pour produire ces qualités, ce qui entraîne une augmentation des fines catalytiques.

Les rapports de l'ensemble du secteur confirment cette évolution. Dans l'étude de 2023 sur les soutes maritimes de Veritas Petroleum Services (VPS), plus de la moitié des VLSFO testés présentaient des niveaux de particules catalytiques supérieurs aux 15 ppm stipulés par les fabricants de moteurs.

Dans cette même analyse, VPS a noté une nette tendance à la hausse de la teneur en particules catalytiques.

L'augmentation des niveaux de fines catalytiques dans le carburant entraîne une augmentation des dommages associés au moteur, d'autant plus que les fiouls à faible teneur en soufre ont tendance à être moins lubrifiants que les fiouls plus lourds.

Le service d'analyse et de conseil sur le soutage de fioul (FOBAS) de Lloyd's Register surveille la qualité du soutage dans les ports du monde entier et émet des alertes en cas de problème. Pourtant, bien que les opérateurs doivent prêter une attention particulière à ces rapports et à d'autres rapports similaires, des dommages peuvent survenir même lorsque le carburant est entièrement conforme à la norme ISO 8217.

Des risques persistants sur la voie du zéro carbone

Comparés aux nouveaux défis à relever pour atteindre le zéro carbone net d'ici 2050, les bouleversements liés à la réglementation sur la teneur en soufre des carburants en 2020 semblent mineurs. Mais les effets de cette dernière, sous la forme d'une augmentation de la teneur en fines de soufre, représentent un danger persistant à long terme.

Lorsque les navires seront prêts à réduire leurs émissions de carbone en étant équipés pour fonctionner au GNL ou au méthanol, ils ne seront plus menacés par les fines catalytiques, à condition que ces carburants soient effectivement utilisés. Cependant, leurs moteurs seront presque certainement des moteurs bicarburants (dual fuel), car si le carburant prévu n'est pas disponible, les navires auront recours à un carburant traditionnel.

De même, si les prix élevés du GNL ou du méthanol entraînent une augmentation considérable desCAPEX, ils peuvent choisir de se rabattre sur des fiouls à faible teneur en soufre. À moins que des incitations financières ne soient mises en place, le prix des carburants sera toujours un facteur.

Pour une grande partie de la flotte mondiale, le choix du mélange des fuels traditionnels avec des biocarburants s'imposera afin de respecter les objectifs de décarbonation dans les années à venir. Les biocarburants purs ne contiennent pas de fines catalytiques, bien qu'ils présentent eux-mêmes des problèmes de stabilité et de manipulation. Cependant, les fines catalytiques entreront en jeu chaque fois que les biocarburants et les fiouls à faible teneur en soufre seront mélangés. En raison des fines catalytiques provenant des huiles résiduelles, une ligne de carburant efficace restera vitale, surtout compte tenu de la teneur accrue et plus complexe en fines de catalyseur d'aujourd'hui.

S'adapter aux exigences en matière de carburant

Dans une certaine mesure, le passage aux carburants à faible teneur en soufre a permis de mieux comprendre les carburants et de mettre en place des stratégies plus sophistiquées de gestion des carburants, mais pas en ce qui concerne les fines catalytiques. Si l'élimination des fines de catalyseur en mer a toujours été un défi, les équipements embarqués nécessaires pour y parvenir reposent sur des technologies matures et bien comprises. Cette familiarité a créé un certain degré de complaisance.

Dans le paysage énergétique à venir, où les fines catalytiques des navires resteront courantes, cette complaisance peut s'avérer extrêmement coûteuse. La filière des carburants pour les huiles est plus pertinente que jamais, et son succès dépend de connaissances actualisées et d'une approche holistique et intégrée.

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