首頁

央企入局，氫能礦卡加速前行

發(fā)布時間：

2024-05-17

在綠色礦山智慧化建設大潮裹挾下，礦卡電動化轉型已經是大勢所趨。氫燃料電池能夠實現(xiàn)零排放，從而被礦產業(yè)所看好，氫能礦卡也在悄然發(fā)力中。

近期，國家能源集團、徐工集團、氫通新能源三方簽約開發(fā)全球首臺套240噸氫能礦用剛性自卸車；中國兵器宣布全球首臺136噸級氫能源礦用車成功下線。這一系列消息，讓氫能礦卡這樣一個龐然大物又回到公眾視野。事實上，近年來眾多企業(yè)一直在加緊氫能礦卡的研發(fā)和推廣，燃料電池礦卡的市場潛力也在逐漸釋放。

燃料電池礦卡因何被央企看好，目前燃料電池礦卡的技術、市場發(fā)展如何？

采礦業(yè)碳減排推動氫能礦卡發(fā)展

采礦業(yè)碳排放占全球排放總量的1-2%，礦業(yè)企業(yè)減碳成為全球礦業(yè)治理的一個重要指標。我國礦業(yè)行業(yè)是碳排放大戶，面對碳達峰、碳中和目標對礦業(yè)行業(yè)提出新的更高要求，眾多礦企將開發(fā)綠色低碳礦山作為了重要目標。

目前絕大部分大型礦卡均使用柴油動力系統(tǒng)，運輸所消耗的柴油可以占到碳排放量的30-50%，因此大型礦卡電動化一直是行業(yè)努力的方向。由于大型礦卡重載、工況惡劣且長時間作業(yè)的實際需求，純電動礦卡因其存在續(xù)駛里程短、充電時間長、電池體積大重量重等弊端，無法很好的滿足實際需求。

煤炭礦山作為典型的“短倒運輸”場景，其里程相對較短、行駛路線相對固定，是適合氫車應用的理想場景。而氫能礦卡既能滿足運輸的大載重，還能長時間連續(xù)工作，可滿足礦山每天20小時以上的高強度作業(yè)，適合礦區(qū)安全、載貨量大的作業(yè)環(huán)境，是實現(xiàn)綠色礦山的重要抓手。在此形勢下，近年來，國內許多企業(yè)加快了氫能礦卡的研發(fā)投入。

今年4月24日，氫通新能源與國家能源集團、徐工集團簽約，憑借國家能源集團廣闊的應用場景，依托徐工集團在礦卡領域的引領技術、發(fā)揮氫通新能源在大功率氫燃料電池開發(fā)能力及資源整合的優(yōu)勢，由三方聯(lián)合開發(fā)全球首臺套240噸氫能礦用剛性自卸車，計劃將于2024年第四季度在國能寶日希勒煤礦交付使用。

1月29日，中國兵器工業(yè)集團有限公司發(fā)布消息稱，全球首臺136噸級氫能源礦用車已成功下線。據悉，這款由兵器工業(yè)集團所屬北方股份研制的136噸級氫能源礦用車載重136噸，搭載業(yè)內領先的質子交換膜燃料電池以及70MPa高壓大容量車載儲氫系統(tǒng)，與等噸位柴油動力礦用車相比，年減少二氧化碳排放1815噸。

此外，由中聯(lián)礦機、閎臻智能、鯤華科技聯(lián)合開發(fā)的中聯(lián)重科ZT125FCEV氫能源礦卡正式成功交付給客戶；陜西同力重工聯(lián)合佛山仙湖實驗室、仙湖氫電共同研發(fā)的氫能源寬體車在內蒙古寶利煤礦落地測試運營。

事實上，除上述企業(yè)外，近年來濰柴集團、福田汽車、勝利能源、鐵辰智能等等企業(yè)也對氫能礦卡進行了布局研發(fā)，并持續(xù)推動氫能礦卡落地應用。

礦卡用燃料電池在持續(xù)進步

礦山不同于一般的燃料電池應用場景，由于礦山道路受地形條件、開采規(guī)模等因素影響，路況極為復雜，路面凹凸不平、坡度大、粉塵多，這對氫能礦卡的性能提出了極為嚴苛的要求。首先是顛簸的路況對礦卡的抗振能力要求極高，抗振性能不足有可能出現(xiàn)支架斷裂、電池箱體開裂。氫通新能源創(chuàng)始人任亞輝告訴高工氫電，為保證氫能礦卡的可靠性和穩(wěn)定性，氫能礦卡在加強車架和車廂設計的同時，他們還對燃料電池系統(tǒng)進行二次開發(fā)，提升了系統(tǒng)本身的抗震能力，再基于強度和疲勞仿真進行支撐結構合理化設計，提升了支撐抗震能力。

其次，惡劣的路況使氫能礦卡對動力要求較高，燃料電池功率往往要超過200kW。目前鯤華科技、氫通新能源等企業(yè)都在開發(fā)大功率的燃料電池。鯤華科技副總裁歐陽端詳表示，目前鯤華科技已經開發(fā)出了單堆250kW氫燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)，其高集成度可有效降低燃料電池在整個車體的占用空間，同時，也大大提升了運行效率。

氫通新能源也針對礦山等大功率場景應用開發(fā)了180kW、220kW、300kW氫燃料電池系統(tǒng)，未來可根據不同配套車型，在有限空間內布置更多的電池系統(tǒng)，以滿足整車動力需求。氫通新能源還通過對燃料電池熱管理系統(tǒng)與整車熱管理系統(tǒng)進行整合，提升了電池的散熱能力。

此外，礦區(qū)粉塵多，空氣中含有大量的雜質，也容易造成對燃料電池污染，加速電池衰減。一般情況下，在空氣進入燃料電池堆之前，通常會使用空氣濾清器對空氣進行處理，一方面要通過物理過濾層對空氣中的顆粒物進行過濾，另一方面還需要對雜質氣體如SO?及NOx等進行化學吸附，以提高反應氣體的純凈度。根據鯤華科技、氫通新能源等企業(yè)介紹，為了避免粉塵污染，他們采用了三重空濾（即兩層物理過濾加一層化學吸附）對空氣進行處理，可有效避免燃料電池吸入雜質。

可見，隨著國內眾多燃料電池企業(yè)的持續(xù)研發(fā)，礦車用燃料電池技術正逐步走向成熟。

閉環(huán)式運營助力氫能礦卡商業(yè)化

盡管氫能礦卡在技術研發(fā)方面有一定的突破，但要讓氫能礦卡真正走向規(guī)?；逃?，依然需要解決成本過高的難題。
據悉，目前一臺氫能礦卡的價格是同等噸量燃油礦卡價格的2.5倍左右。而且，由于氫能礦卡的使用場景是在礦區(qū)而非工業(yè)區(qū)，因此還要在礦區(qū)配套建設加氫站和運氫設施。因此，前期過高的購置、建設成本往往讓用戶望而卻步。

氫通新能源創(chuàng)始人任亞輝介紹，氫通能源正在為氫能礦卡打造一個閉環(huán)的運營場景。氫通新能源攜手中國華能將在呼倫貝爾經濟技術開發(fā)區(qū)建設光伏發(fā)電制綠氫項目，該項目項目建成后，年發(fā)電量為5.08億kW·h，年制氫量約為8710噸，這些綠氫將為氫能礦卡提供廉價氫氣。

據測算，該項目綠電制氫的成本在18元左右，到礦用終端為23～25元/公斤，以130噸氫能礦卡舉例，在其15年的全生命周期內，用氫比用油能多省900～1700萬元。而240噸礦卡單日氫耗是130噸氫能礦卡氫耗的三倍多，在同等的氫氣價格趨勢和系統(tǒng)價格條件下，其TCO成本將更低。

此外，隨著燃料電池核心材料國產化進程加快，以及應用規(guī)模的擴大，燃料電池系統(tǒng)價格不斷下探，未來氫能礦卡的價格下降也會越快。

另一方面，政府政策的支持與鼓勵也給氫能礦卡商業(yè)化提供了有力支撐，很多國內主要礦區(qū)城市均出臺了鼓勵氫能礦卡的應用的政策。今年1月19日，攀枝花市人民政府印發(fā)（2024）1號文關于《攀枝花市碳達峰實施方案》的通知，明確提出：穩(wěn)步推進換電模式和氫燃料電池在重型貨運車輛、營運大客車領域的試點應用，力爭到2030年基本實現(xiàn)電動化。

《青海省氫能產業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2022-2035年）》印發(fā)?！兑?guī)劃》提出：到2025年，綠氫生產能力達4萬噸左右，建設綠電制氫示范項目不少于5個，燃料電池車運營數量不少于150輛，礦區(qū)氫能重卡不少于100輛。

面向未來，礦山終會迎來新一輪的綠色革命。低碳高效的氫能礦卡將是助力綠色智慧礦山節(jié)能減排，提質增效目標達成的重要“法寶”。未來，氫能礦卡將承載我國礦產行業(yè)穩(wěn)穩(wěn)走上綠色發(fā)展之路。

為了獲取更多的信息和技術資料，歡迎聯(lián)系我們400-022-8199。