中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：目前，一些礦山已開始探索氫能礦卡應(yīng)用，并視其為打造綠色礦山的重要技術(shù)路徑之一。
在當(dāng)前加快綠色礦山建設(shè)的背景下，以氫能礦卡為代表的綠色低碳運(yùn)輸創(chuàng)新應(yīng)用加速落地。
在業(yè)內(nèi)看來，礦山作為典型的“短途運(yùn)輸”場(chǎng)景，運(yùn)輸里程相對(duì)較短，行駛路線相對(duì)固定，是適合氫能車應(yīng)用的理想場(chǎng)景之一。目前，一些礦山已開始探索氫能礦卡應(yīng)用，并視其為打造綠色礦山的重要技術(shù)路徑之一。
主要應(yīng)用場(chǎng)景之一
氫能礦卡在運(yùn)行過程中可以實(shí)現(xiàn)“純水”排放，相比燃油礦卡，每年可減少碳排放1000噸以上，這對(duì)于實(shí)現(xiàn)礦山低碳轉(zhuǎn)型、向零碳化、無人化、智能化方向發(fā)展具有重要意義。
目前，我國氫能礦卡研發(fā)、應(yīng)用取得新進(jìn)展，許多企業(yè)正加快氫能礦卡的研發(fā)投入，并有多個(gè)應(yīng)用案例。早在2022年5月，易控智駕與同力重工在鄂爾多斯礦區(qū)進(jìn)行70T級(jí)氫能源礦用車試驗(yàn)；今年1月，中國兵器工業(yè)集團(tuán)與國家電投南露天礦進(jìn)行了全球首臺(tái)136T級(jí)氫能源礦用車試驗(yàn)；今年5月，氫通新能源與國家能源集團(tuán)、徐工集團(tuán)簽約，計(jì)劃開發(fā)全球首臺(tái)套240噸氫能礦用剛性自卸車，預(yù)計(jì)2024年第四季度交付使用；今年8月，航天重型工程裝備與國家能源集團(tuán)勝利能源公司進(jìn)行了國內(nèi)首臺(tái)110T級(jí)氫能源無人駕駛礦用車試驗(yàn)。
中國煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)科技發(fā)展部副主任張建明在接受《中國能源報(bào)》記者采訪時(shí)指出：“在礦山領(lǐng)域，大量能源消耗來自礦石開采、運(yùn)輸、處理等過程，節(jié)能降碳對(duì)于建設(shè)綠色礦山具有重要意義。只有通過采礦業(yè)提供的‘零碳、低碳’礦產(chǎn)品作為原材料，中下游產(chǎn)業(yè)才有可能真正實(shí)現(xiàn)綠色供應(yīng)?！?
“礦山是氫能重卡的主要應(yīng)用場(chǎng)景之一，其短途、固定路線的特點(diǎn)非常適合氫能礦卡的應(yīng)用。氫能礦卡既能滿足運(yùn)輸?shù)拇筝d重，還能長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作，可滿足礦山每天20小時(shí)以上的高強(qiáng)度作業(yè)，適合礦區(qū)安全、載貨量大的作業(yè)環(huán)境。”一位不愿具名的氫能領(lǐng)域?qū)＜覍?duì)《中國能源報(bào)》記者表示。
仍面臨氫源、成本等制約
多位受訪專家指出，在礦區(qū)大規(guī)模推廣應(yīng)用氫能礦卡有著較好的前景，有望成為未來礦山實(shí)現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型的重要抓手，但目前仍面臨諸多制約。
“目前，我國已初步掌握氫能制備、儲(chǔ)運(yùn)、加氫、燃料電池和系統(tǒng)集成等主要技術(shù)和生產(chǎn)工藝，在部分礦區(qū)實(shí)現(xiàn)了氫能礦卡小規(guī)模示范應(yīng)用。而氫能礦卡在催化劑、質(zhì)子交換膜、電堆、制氫、儲(chǔ)氫、運(yùn)氫等方面成本暫時(shí)較高，盈利比較困難。”張建明表示，氫能礦卡尚處于發(fā)展起步階段，相較于目前礦山主流的燃油、增程、純電礦卡，氫能礦卡的購置、運(yùn)營(yíng)成本均較高。
據(jù)估算，目前氫能礦卡的初始購置成本遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)柴油礦卡，一臺(tái)氫能礦卡的價(jià)格大約是同等噸量燃油礦卡價(jià)格的2.5倍。
購置成本之外，氫能礦卡在運(yùn)營(yíng)過程中也可能面臨用氫難題?！爱?dāng)前我國氫能產(chǎn)業(yè)仍處發(fā)展初期，無論是綠氫生產(chǎn)成本還是氫能儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)以及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等方面，均是氫能礦卡的發(fā)展限制因素?！鄙鲜霾辉妇呙臍淠茴I(lǐng)域?qū)＜冶硎?，比如，氫燃料汽車加注綠氫成本較高，導(dǎo)致綠氫產(chǎn)業(yè)鏈整體成本居高不下，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力不足，嚴(yán)重制約了綠氫的應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。氫能的資源與需求在空間分布上不匹配，且目前氫能長(zhǎng)距離長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)不夠成熟、成本較高，也制約了氫能的大規(guī)模生產(chǎn)與消納。此外，目前相應(yīng)的加氫站等配套基礎(chǔ)還很有限，特別是在偏遠(yuǎn)和經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)更是如此，這限制了氫能技術(shù)的普及和商業(yè)化進(jìn)程。
在技術(shù)方面，礦山道路條件復(fù)雜，對(duì)氫能礦卡的抗振能力和動(dòng)力要求極高，抗振性能不足可能導(dǎo)致支架斷裂、電池箱體開裂等問題。
加快全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展
當(dāng)前，多家企業(yè)正加速氫能礦卡研發(fā)和應(yīng)用，為氫能礦卡的商業(yè)化和規(guī)?；瘧?yīng)用奠定了基礎(chǔ)。當(dāng)務(wù)之急是配套氫能產(chǎn)業(yè)鏈條要跟上，這樣才能避免礦用氫能重卡研發(fā)實(shí)踐的“急先鋒”沒有“糧草”可用。
上述不愿具名的氫能領(lǐng)域?qū)＜冶硎?，安全性和?jīng)濟(jì)性是氫能產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的基礎(chǔ)和內(nèi)在要求，需要建立健全氫能安全監(jiān)管制度和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，強(qiáng)化重大安全風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)防和管控，提升全過程安全管理水平。同時(shí)，通過技術(shù)創(chuàng)新降低氫能使用成本，加大氫能全產(chǎn)業(yè)鏈安全技術(shù)研發(fā)應(yīng)用。加速布局包括制氫、氫儲(chǔ)運(yùn)、燃料電池系統(tǒng)與部件等領(lǐng)域在內(nèi)的氫能全產(chǎn)業(yè)鏈?！翱赏ㄟ^打造閉環(huán)的運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景，如光伏發(fā)電制綠氫項(xiàng)目，為氫能礦卡提供廉價(jià)氫氣，降低運(yùn)營(yíng)成本?！?
在技術(shù)突破方面，張建明認(rèn)為：“第一，研發(fā)高效的氫燃料電池是關(guān)鍵，通過提高燃料電池性能，使礦卡能夠在重載情況下依然有足夠動(dòng)力。通過改進(jìn)電極材料和膜材料，提升電池的能量轉(zhuǎn)換效率。第二，應(yīng)加強(qiáng)氫燃料電池系統(tǒng)與車輛底盤、車身等機(jī)械部件的集成，確保動(dòng)力系統(tǒng)的布局合理，減少系統(tǒng)的體積和重量，同時(shí)提高系統(tǒng)的可靠性和維修便利性。第三，研發(fā)快速高效的加氫技術(shù)。目前加氫時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，不利于礦卡的高效運(yùn)營(yíng)，應(yīng)開發(fā)高壓力、大流量的加氫設(shè)備，將加氫時(shí)間縮短。第四，研究加氫站的安全技術(shù)。由于氫氣的易燃易爆特性，加氫站的安全至關(guān)重要，需要開發(fā)先進(jìn)的氫氣泄漏檢測(cè)、防爆和消防技術(shù)?！?
