地下矿井CAT蓄电池电力解决方案的扩展

地下矿井CAT蓄电池电力解决方案的扩展
电气化是过去五年矿商议程上稳步上升的话题。随着企业脱碳目标的临近，运营成本的增加以及大多数应用现在都有商业上可行的电池电动车辆（BEVs），电气化的采用有很强的驱动力，特别是在绿地项目中，运营设计和基础设施可以得到优化。

电池技术也取得了长足的进步，采用了新的化学成分，改进了电池组的冷却系统，并提供了快速充电选项。然而，对于OEM和矿商来说，大规模实施电池驱动的矿用卡车，尤其是这一点，比最初想象的要困难。高昂的价格、最佳充电解决方案的不确定性以及行业在技术上似乎落后于公路运输部门，使得许多矿商处于等待状态，不确定何时投资，或者选择柴油型号
Jonas Ranggård，Boliden矿业公司的电气化项目经理，最近发布了一份白皮书，概述了露天矿电气化的关键考虑因素。例如，白皮书中提到的电池定价和适用性等多个观点，对于地下矿 operation 也具有很高的参考价值。

“地下矿用电池电动设备已经存在了很多年，但通常以原型或试点形式存在，”Ranggård在去年十二月我们坐下来讨论其中的经验教训时告诉我。“这些设备是不错的，但另一个问题是，采矿公司是否会在大规模上购买它们。”

“对我们（Boliden）来说的挑战是没有用于运输的电池电动设备，这是目前最大的柴油消费者。越来越多的卡车型号变得可用，但许多矿山中最重要的拼图仍未解决。”

Boliden是BEV技术的早期采用者；该公司多年来一直在地下运输中使用沃尔沃和斯堪尼亚的在路上卡车，并且现在正在测试它们的电池电动版本。正如Ranggård在他的论文中解释的那样，越来越多的矿山开始倾向于源自在路上运输的电池解决方案。

“当然，这些车辆的耐用性没有那些专为采矿设计的车辆那么强，”他告诉《E&MJ》。“它们的使用寿命更短，也许它们的载重量不同，但它们更快、更便宜，而且由于携带的高容量电池解决方案，它们也很经济地电气化。”

他还指出，白皮书（可在Ranggård的Linkedin页面上获取，对有兴趣的朋友开放）是基于Boliden几年前为实现其2030年二氧化碳减排目标而进行的大规模信息请求——在报价请求之前的调研步骤——所获得的经验教训而诞生的。

“我们为Aitik运营请求了大约20辆300吨容量的电池牵引卡车，”Ranggård说。“白皮书是我们对所得到的答案感到沮丧的结果。我们觉得公路上发生的事情和采矿中发生的事情之间存在很大的差异，我希望突出这一点。”

“许多经验教训同样适用于地下矿，尤其是在适应高容量电池解决方案时。例如，当涉及到运营成本（OPEX）时，与柴油的能源吞吐成本比较对于制定准确的商业案例至关重要。”

化学：安全与性能

虽然市场上有各种各样的电池化学成分，但Ranggård解释说，未来在道路和矿用运输的高产量应用中，只有两种电池有可能被大量使用：镍锰钴（NMC）和锂铁磷酸（LFP）。

“在比较NMC和LFP时，并没有显著的差异，”他在论文中写道。“NMC曾被认为由于更高的能量密度将主导汽车市场。然而，近年来的情况是，LFP已经发展到被认为是‘足够好’的，由于其更低的价格和减少对有争议的金属（如钴）的依赖，LFP在即将到来的几年中在市场份额上超过了NMC。”

在地下采矿应用中也是如此。“这基本上只是公共道路的反映，”他向我解释道。“不过，我们现在确实看到了向磷酸铁锂（LFP）化学成分的重大转变。在欧洲，引入了立法，重点是使镍钴锰（NMC）电池工厂能够生产，而磷酸铁锂由于其较低的能量密度（这意味着更短的行驶范围）几乎被排除在外。然而，磷酸铁锂化学成分已经变得更好，并且它们的成本比镍钴锰低得多，因此价格已经成为采矿公司决策中的主要因素。我认为，随着时间的推移，磷酸铁锂将继续获得市场份额。”

安全是另一个可能主导销售讨论的问题。LFP电池在安全性方面表现出比NMC更高的特性，而且在防火安全方面也有一定的优势。然而，正如Ranggård在白皮书中解释的那样：“基于在公共道路上多年的电动化——到目前为止NMC占主导地位——电动汽车发生火灾的可能性显著低于内燃机汽车。因此，基于NMC的电池车辆在采矿中被排除是不合理的。”