关于柴油矿用卡车改造以利用电池电力一事,相关人士阐述了将其纳入考量的原因。
在矿业领域,许多企业希望在将某项技术投入生产应用之前,先对其有所了解。如今,围绕矿用设备电气化技术成熟度和规模应用的限制正逐步得到解决,许多公司正朝着这一方向迈进。对于部分公司而言,电气化进程推进迅速;而另一些公司则因需积累相关认知而暂缓脚步。不过,众多采矿企业和矿主都能看到矿用设备电气化这一全新运营时代的到来。
对柴油动力矿用运输卡车进行改造或许是使矿用车队实现电气化的更快途径
从全球范围来看,对电池驱动矿用车辆的需求增长迅猛。尽管可持续发展目标在一定程度上推动了这一趋势,但对于许多矿山企业而言,真正的驱动力是成本因素,这里所指的是运营支出(opex),而非资本支出(capex)。矿业公司一如既往地致力于降低成本、提高效率。
总部位于澳大利亚的一家专业律师事务所指出,2025 年,金属和矿业领域将面临“完美风暴”——地缘政治格局变动、金融形势不确定性、技术革新以及环境、社会和治理(ESG)需求波动。不过,那些能够盈利与可持续发展并重、效率与责任兼顾、创新与适应能力并行的矿业公司,将在竞争中脱颖而出。
在矿场,柴油动力车辆和设备是排放的主要来源。据有关数据公司预测,在露天矿场,移动式柴油设备产生的排放占第一类排放(直接排放)的 25% - 90%。随着脱碳压力不断增大,截止日期日益临近,车辆和设备显然是解决方案中的关键一环。
电气化带来的益处不仅限于减少排放:降低燃油成本和减少维护需求,进而降低运营支出,是电气化车队带来的额外优势。《电气化矿山联盟》(EMC)2020 - 2024 年报告证实了这一点。通过模型和情景分析,该报告得出结论:电气化具有显著的正向财务回报,其净现成本仅为柴油动力情景的 56%。
电池电动汽车为降低总拥有成本(TCO)提供了明确路径。成本降低源于燃油消耗减少、维护更简单以及设备使用寿命延长。相关数据显示,澳大利亚矿业公司对这些益处有着清晰的认识。一份矿业现代化报告显示,73% 的澳大利亚矿业公司计划到 2030 年实现至少 25% 的车队电气化,这一比例高于全球平均水平。这反映出澳大利亚矿业公司不仅对减少排放有着强烈意愿,还希望降低燃油、维护和通风成本。
然而,EMC 的报告也指出了一个障碍:由于所需的资本投资以及对未来运营表现的不确定性,电气化投资的财务回报对业内许多企业而言是一道难题。不过,已经证明存在一个可行的解决方案:将柴油驱动的矿用卡车改造为电池电动汽车。
ABB 对土耳其努赫水泥(Nur Cement)位于科贾埃利 - 科尔费兹(Kocaeli-Körfez)矿山使用的一辆已有 30 年车龄的柴油动力尤克利德(Euclid)R85B 型运输卡车进行了改造
更具商业价值的是经济效益:节省燃油、减少因零部件减少而带来的维护成本,以及在不购置新设备的情况下延长车辆使用寿命。通过升级传动系统而非更换卡车,矿企可以在提高性能的同时,将资本支出推迟数年。改用电池电动卡车还能通过更平稳的扭矩和加速提高生产效率,这意味着更短的循环时间和更高的设备利用率。
当综合考虑燃油节省、维护减少和运行时间延长等因素时,电气化设备的终身成本通常比柴油设备低 25% - 50%。诚然,减少排放和改善空气质量至关重要,但对于大多数运营商而言,商业可行性才是推动决策的关键因素。对于许多矿场而言,卡车改造项目在几年内就能收回成本,尤其是在柴油价格波动以及 ESG 激励措施的影响下。这一方案似乎正逐渐获得认可。
去年,总部位于珀斯的电力转换澳大利亚公司向世界展示了其“绿色机器”——一辆卡特彼勒 777 矿用自卸车的电池电动改造版本。该车满电状态下可运行长达 8 小时,使用智能充电技术不到一小时即可充满电。该公司表示,已承诺每年改造多达 70 辆卡车。
对于考虑卡车改造潜力的矿场和矿主而言,总拥有成本建模至关重要。需将改造成本与持续使用柴油运营的成本进行对比,同时考虑燃油价格趋势、预期电池寿命、维护周期、能源成本以及碳排放罚款等因素。在许多情况下,从经济角度考量,电气化已经更具优势。
此外,还需考虑其他因素,包括:运输路线情况,持续、中等距离的运输循环最适合电池电动汽车;基础设施,包括现场充电站、可能的电网升级或可再生能源整合;车辆改造期间的停机时间,有时可能长达数月。同时改造多辆卡车可以简化流程并增强成本效益。制定与整体车队战略相契合的计划也十分重要,需要考虑改造是实现全面电气化的过渡阶段吗,以及现有基础设施能否满足未来新增电动设备的需求。
气候条件也很重要。在高温或寒冷地区,电池的热管理对于保护电池循环寿命和效率至关重要。但无论地形如何,改造项目在总拥有成本方面的核心优势——燃油节省、维护成本降低和设备使用寿命延长——依然成立。
在澳大利亚,还存在一些其他独特的考量因素,但这些挑战也带来了机遇。偏远矿场距离电网基础设施数百公里,这“为可再生能源微电网的发展提供了契机,可同时降低运营支出和碳排放。”其他问题还包括高温和粉尘对电池造成的损耗,这意味着配备先进冷却系统的坚固耐用解决方案至关重要。最后,在澳大利亚,物料运输距离往往长达数公里,因此制定周全的充电方案至关重要,该方案需提供快速充电、电池更换或在运输循环关键节点充电的服务。
随着努赫水泥、电力转换澳大利亚公司等踏上更具创新性且可能成本更低的电气化之路,矿业更高效、更可持续的未来之路似乎出现了一些意想不到的转折,而改造方案如今已成为明确的发展方向。不过,改造不应被视为一种妥协;相反,它往往是明智的财务决策。通过升级而非更换设备,可以保留资本,大幅降低运营成本,并使运营不受未来燃油成本上涨和排放法规的影响。这不仅有利于地球环境,更对利润大有裨益。