Transition énergétique du transport Ferroviaire à l'échelle mondiale d'ici 2050: Appréciation du marché et analyse technico-économique des solutions de décarbonation - Le cas des trains régionaux et du fret ferroviaire

Energy transition of rail transport worldwide by 2050: Market evaluation and techno-economic analysis of decarbonized alternatives - A study of regional trains and rail freight

• Auteur / Autrice : Antoine Belleguie
• Direction : François Combes, Martin Koning
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences économiques
• Date : Inscription en doctorat le 01/11/2021
• Etablissement(s) : Université Gustave Eiffel
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Ville, Transports et Territoires
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : SPLOTT - Systèmes Productifs, Logistique, Organisation des Transports et Travail

Mots clés

Mots clés libres

Ferroviaire

Transition énergétique

Mobilité durable

Décarbonation ferroviaire

Train hydrogène

Train batterie

Rail transport

Energy transition

Sustainable mobility

Rail decarbonization

Hydrogen train

Battery train

Résumé

Cette thèse se concentre sur la transition énergétique du transport ferroviaire à l'échelle internationale d'ici 2050. Ce travail de recherche, axé sur les trains régionaux et le fret ferroviaire, vise à mener une analyse approfondie de la compétitivité des alternatives ferroviaires totalement et partiellement décarbonées (hydrogène, électrique, batterie, biocarburant) sur plusieurs cas d'usage dans différents pays (France, Allemagne, Pays-Bas, États-Unis et Australie). Le marché de la décarbonation ferroviaire, compte tenu de la grande variété des applications et des cas d'utilisation ferroviaires, se caractérise par une hétérogénéité d'alternatives décarbonées (single-mode, bi-mode, tri-mode, hybride, avec tender/powercar, etc.). Grâce à une approche innovante en trois étapes portant sur (1) la faisabilité technique (efficacité énergétique, consommation), (2) l'impact environnemental (GES, polluants atmosphériques, PRG) et (3) l'évaluation économique (TSC, TCO, TEC, coût d'abattement, méthode Monte Carlo), il est possible de mesurer et de comparer la compétitivité des alternatives ferroviaires décarbonées. Ce travail doctoral poursuit deux objectifs : Premièrement, il vise à contribuer aux connaissances en économie des transports en abordant spécifiquement le sujet peu étudié du ferroviaire décarboné. Plus précisément, il vise à mettre en évidence l'adéquation entre les différentes options technologiques envisagées, leurs domaines de pertinence et les caractéristiques de la demande. Deuxièmement, cette thèse vise à analyser le positionnement des fabricants de matériel ferroviaire par rapport à la question de la décarbonation, ainsi que la nécessité et l'opportunité des politiques publiques pour soutenir le choix des alternatives ferroviaires décarbonées.

This thesis focuses on the energy transition of rail transport on an international scale by 2050. This research work, focusing on regional trains and rail freight, intends to conduct an in-depth analysis of the competitiveness of fully and partially decarbonized rail alternatives (hydrogen, electric, battery, biofuel) on multiple use cases in various countries (France, Germany, Netherlands, United States and Australia). The rail decarbonization market, given the wide variety of rail applications and use cases, is characterized by a heterogeneity of decarbonized alternatives (single-mode, dual-mode, tri-mode, hybrid, with tender/powercar, etc.). Through an innovative three-step approach covering the (1) technical feasibility (energy efficiency, consumption), (2) the environmental impact (GHG, air pollutants, GWP) and (3) the economic evaluation (TSC, TCO, TEC, abatement costs, Monte Carlo method), it is possible to measure and compare the competitiveness of decarbonized rail alternatives. This doctoral work pursues two objectives: First, it aims to contribute to the knowledge in transport economics by specifically adressing the understudied topic of decarbonized rail. More precisely, it aims at highlighting the adequacy between the different technological options considered, their fields of relevance and the characteristics of the demand. Secondly, this thesis aims at analyzing the positioning of railway manufacturers with respect to the decarbonization issue, as well as the necessity and opportunity of public policies to support the choice of decarbonized rail alternatives.