La progression naturelle des huiles moteur au gaz naturel.

Ce n’est un secret pour personne que les fabricants de moteurs du monde entier ont travaillé activement pour développer et affiner des moteurs plus efficaces qui fonctionnent avec des carburants plus propres et plus durables. Un fruit important de cet effort est le développement et l’adoption subséquente de moteurs alimentés au gaz naturel pour les applications hors route. 

Cette transition vers les énergies renouvelables représente une opportunité majeure pour les spécialistes du marketing des lubrifiants, a déclaré David Tsui, chef de projet dans la pratique de l’énergie de la société de conseil Kline & Co., lors d’un webinaire en ligne fin mai. Les opportunités sont particulièrement répandues pour les spécialistes du marketing qui entretiennent des liens étroits avec les fabricants d’équipement d’origine, a-t-il déclaré. 

Le webinaire était centré sur l’étude de Kline « Natural Gas Engine Oils : Global Market Analysis and Opportunities ». L’étude a exploré la demande d’huiles pour moteurs à gaz naturel sur certains marchés du monde entier dans des applications autres que les transports et a utilisé 2021 comme année de référence. Des marchés tels que le pétrole et le gaz, les centrales électriques, les pipelines, l’agriculture, le commerce et le résidentiel ont été inclus dans l’étude. Cependant, les applications de transport, comme les bus et les camions, les bateaux et les voitures ont été exclues de l’étude.

À quel point le gaz naturel est-il propre ?

Quels sont les avantages d’utiliser le gaz naturel par opposition aux carburants plus traditionnels, comme l’essence ou le diesel? 

Selon l’Energy Information Administration des États-Unis, « la combustion de gaz naturel à des fins énergétiques entraîne moins d’émissions de presque tous les types de polluants atmosphériques et de dioxyde de carbone que la combustion de charbon ou de produits pétroliers pour produire une quantité égale d’énergie. Environ 117 livres de CO ₂ sont produites par million d’unités thermiques britanniques équivalent de gaz naturel, contre plus de 200 livres de CO ₂ par MMBtu de charbon et plus de 160 livres par MMBtu de mazout distillé. 

Le site Web de Chevron a confirmé que « tous les moteurs au gaz naturel émettent moins de particules que les moteurs diesel de puissance comparable ». 

En quoi les huiles pour moteurs à gaz naturel sont-elles différentes ? 

D’abord et avant tout, les moteurs alimentés au gaz naturel créent certaines conditions qui ne peuvent souvent pas être gérées par les huiles pour moteurs diesel ou à essence. 

« L’une des plus grandes opportunités est cette focalisation sur les gaz alternatifs ou les carburants alternatifs ; qu’il s’agisse d’hydrogène «vert» ou d’autres types de carburants gazeux, ils fourniront différents environnements de combustion pour les huiles moteur », a déclaré Tsui. « Il y aura donc certainement un besoin pour différents types d’huile moteur ou d’huile moteur personnalisée ou sur mesure pour des applications spécifiques. »

Mais en quoi les moteurs au gaz naturel diffèrent-ils exactement des autres moteurs à combustion interne, et comment ces différences obligent-elles à modifier les formulations d’huile moteur utilisées pour les lubrifier ? 

Un article publié par Machinery Lubrication indique que les moteurs au gaz naturel doivent être équipés pour brûler plusieurs types de gaz naturel. Ceux-ci incluent le gaz acide, qui contient du soufre ; le gaz non corrosif, qui ne contient aucun soufre et seulement une petite quantité de dioxyde de carbone ; le gaz humide, qui contient des niveaux relativement élevés de composants gazeux, comme le butane ; ainsi que le gaz de digestion ou de décharge, composé principalement de méthane et de dioxyde de carbone et contenant souvent des halogènes tels que le fluor et le chlore. 

Selon Castrol, « les moteurs à gaz naturel ont des exigences d’huile moteur très similaires à celles des moteurs diesel ». Cependant, il y a quelques différences clés qui doivent être prises en compte. Par exemple, « les moteurs au gaz naturel ont des températures de combustion et de fonctionnement plus élevées », a déclaré le fabricant de lubrifiants. « La combustion du carburant est plus complète et les moteurs au gaz naturel ne génèrent pas de suie. Le besoin d’additifs détergents et dispersants est nettement inférieur à celui des moteurs diesel. 

« La combustion du carburant est plus complète et les moteurs au gaz naturel ne génèrent pas de suie. Le besoin d’additifs détergents et dispersants est nettement inférieur à celui des moteurs diesel.– CASTROL

Cependant, le gaz naturel de qualité pipelinière brûle un peu différemment du gaz d’enfouissement. Selon Chevron, le gaz d’enfouissement contient 40 à 60 % de méthane et est jonché de quantités considérables de siloxanes et d’autres contaminants. Pour cette raison, les lubrifiants utilisés dans les moteurs brûlant des gaz d’enfouissement doivent protéger contre des niveaux plus élevés de corrosion acide et nécessiteront probablement des niveaux d’additifs plus élevés pour faire le travail. En d’autres termes, l’indice de base des huiles moteur utilisées pour lubrifier les moteurs alimentés au gaz corrosif ou d’enfouissement est généralement supérieur à celui utilisé dans les moteurs alimentés au gaz naturel par pipeline.  

L’indice de base – communément appelé BN – est une mesure de l’alcalinité d’une huile moteur. Selon Chevron, la réserve alcaline d’une huile neutralise les acides générés pendant le processus de combustion du carburant. « Ces acides attaquent de manière agressive les surfaces métalliques », a déclaré la société, « il est donc très important de formuler des huiles moteur avec une réserve alcaline suffisante pour aider à prévenir l’usure du moteur. »

Les huiles pour moteurs à gaz naturel peuvent atteindre le BN souhaité en incluant une « combinaison de détergents, de dispersants et d’antioxydants » dans la formulation, a déclaré Chevon. 

Les moteurs au gaz naturel fonctionnent à des températures beaucoup plus élevées que de nombreux autres moteurs à combustion interne. En raison de ces températures de fonctionnement plus exigeantes, la stabilité à l’oxydation et à la nitration de l’huile sont également des caractéristiques nécessaires des huiles pour moteurs à gaz naturel. 

« Des températures de combustion plus élevées dans les moteurs à gaz naturel rendent les soupapes d’échappement plus sensibles et sujettes aux dépôts de cendres », a ajouté Castrol. « Bien que ces cendres puissent aider à protéger contre la récession des soupapes, des niveaux élevés de cendres peuvent créer des dépôts pouvant entraîner l’incendie des soupapes. » Pour cette raison, les huiles pour moteurs à gaz naturel sont généralement formulées pour contenir de faibles quantités de cendres. En fait, près de 70 % du marché des huiles pour moteurs à gaz naturel est composé d’huiles à faible teneur en cendres. 

La récession des soupapes est l’usure prématurée du siège de soupape dans la culasse. 

Bien sûr, les émissions de gaz d’échappement de tous les types de moteurs à combustion interne sont maintenant et continueront d’être une préoccupation sérieuse. Pour contrôler ou même éliminer ces émissions, certaines des conceptions actuelles de moteurs au gaz naturel sont équipées de convertisseurs catalytiques. Cet ajout limite nécessairement les types et les quantités d’additifs pouvant être utilisés dans les lubrifiants. C’est-à-dire que les additifs brûlés peuvent laisser des cendres, ce qui peut endommager les dispositifs de post-traitement, tels que les catalyseurs d’échappement. 

Outre les additifs, l’huile de base fait partie intégrante de chaque formulation d’huile moteur. Pour les huiles pour moteurs à gaz naturel, l’huile de base doit être stable à l’oxydation. 

En 2021, quelques types d’huiles de base différents étaient utilisés pour formuler des huiles pour moteurs à gaz naturel, mais l’écrasante majorité (75 %) des huiles de base utilisées dans les applications au gaz naturel appartiennent au groupe II, selon Kline’s Tsui. 

Le groupe II a largement remplacé le groupe I dans les huiles pour moteurs à gaz naturel. « En termes de prix, il a été assez comparable au groupe I en raison de la diminution des approvisionnements », a déclaré Tsui. « Il existe certains marchés où le groupe I est assez facilement disponible, de sorte que les spécialistes du marketing l’utilisent toujours dans certaines formulations NGEO. »

Il a ajouté que « la demande d’huiles de base du groupe III et des catégories supérieures est considérablement faible par rapport aux autres catégories d’huiles de base. Les huiles de base du groupe III et au-dessus sont comparativement plus chères que les autres huiles de base et n’ont donc pas pu pénétrer le marché. 

L’utilisation d’huiles de base du groupe III et d’huiles de base synthétiques, telles que les polyalphaoléfines et les esters, est actuellement faible mais croissante, a-t-il ajouté.

Croissance projetée pour les huiles moteur au gaz naturel 

Dans la quête d’une énergie plus propre, il va de soi que la demande de gaz naturel augmenterait. En fait, la consommation mondiale de gaz naturel a généralement augmenté jusqu’en 2020, lorsque la pandémie de COVID-19 a frappé et perturbé le marché en pleine expansion.

Alors même que les effets de la pandémie s’estompaient, d’autres perturbations du marché du gaz naturel sont survenues. Beaucoup se demandent si l’invasion russe de l’Ukraine et les sanctions américaines et européennes qui ont suivi sur les produits énergétiques russes réduiront la demande de gaz naturel, et dans quelle mesure. De plus, de nombreux pays ont mis en œuvre des politiques gouvernementales pour s’éloigner de tous les combustibles fossiles, y compris le gaz naturel, ce qui étouffe encore plus la demande. 

« Nous nous attendons à voir la consommation de gaz naturel se redresser et continuer à croître », a déclaré Tsui. « Mais les taux de croissance seront plus lents que les projections précédentes » en raison de ces perturbations.

Kline & Co. a prévu que la demande mondiale d’huiles pour moteurs à gaz naturel dans les applications autres que les transports augmentera à un taux annuel composé de 4 % jusqu’en 2026 et dépassera 600 000 tonnes métriques, car la lutte contre le changement climatique stimule l’utilisation de moteurs alimentés par gaz naturel. 

D’où vient la majeure partie de cette demande d’huile pour moteurs à gaz naturel ?

Selon Tsui, l’Amérique du Nord représentait plus de la moitié des 500 000 tonnes estimées de la demande mondiale d’huile pour moteurs à gaz naturel l’année dernière. Les États-Unis représentaient à eux seuls près de la moitié de la demande mondiale d’huile pour moteurs à gaz naturel l’année dernière, a découvert le cabinet de conseil. Après l’Amérique du Nord, l’Asie-Pacifique et l’Europe. 

Tsui a expliqué que l’Asie-Pacifique, à savoir la Chine, a beaucoup plus de place pour la croissance du pétrole pour moteurs à gaz naturel, car le pays consomme étonnamment peu de pétrole pour moteurs à gaz naturel compte tenu de sa capacité électrique installée.

« En Chine, ils utilisent en fait beaucoup de moteurs diesel convertis et convertissent les moteurs diesel en gaz naturel pour la production d’électricité », a-t-il déclaré. Cependant, le pays a continué d’utiliser de l’huile moteur à usage intensif pour lubrifier ces moteurs au lieu de l’huile moteur au gaz naturel.

« Ce sont des opportunités pour les spécialistes du marketing des lubrifiants de leur montrer pourquoi l’utilisation d’une huile moteur à usage intensif dans une application NGEO n’est pas vraiment la meilleure façon de tirer le meilleur parti » de leurs moteurs au gaz naturel, a-t-il déclaré.

Qui est en tête du peloton ?

Le principal fournisseur d’huile pour moteurs à gaz naturel dans les 16 pays clés couverts par l’étude de Kline était ExxonMobil, suivi de Shell, Chevron, Phillips 66, Citgo et Petro-Canada.

Pourquoi certains fabricants d’huiles pour moteurs à gaz naturel pourraient-ils vendre plus que d’autres ? 

« Les recommandations OEM jouent un rôle énorme dans la façon dont ces distributeurs de lubrifiants se comparent », a expliqué Tsui. Cela est souvent dû aux contrats de maintenance pendant les périodes de garantie, car ces contrats prévoient généralement un entretien utilisant uniquement des fluides recommandés par les FEO.  ( Origine article : lubesngreases Sidney Moore – 6 juillet 2022)