在我国全面推进绿色矿山建设的背景下,国内新能源矿卡的销量持续增长,态势明显。近年来,我国新能源矿卡的年均销量已超过千台。2023年,我国矿卡销量突破3万台,同时新能源矿卡的销量也达到了1500台的水平。
而在新能源矿卡的发展进程中,“氢能”逐渐被视为打造绿色矿山的重要技术路线之一,不少制造商也开始积极探索氢能矿卡的应用。
“氢能”的风最终也吹到了矿卡市场~
氢能矿卡
短途运输的理想之选
氢能矿卡在运行过程中可以实现“纯水”排放,相比燃油矿卡,每年可减少碳排放1000吨以上。
同时,在业内看来,煤炭矿山作为典型的“短倒运输”场景,其里程相对较短、行驶路线相对固定,是适合氢车应用的理想场景。氢能矿卡既能满足运输的大载重,还能长时间连续工作,可满足矿山每天20小时以上的高强度作业,适合矿区安全、载货量大的作业环境,是实现绿色矿山的重要抓手。
目前,我国已初步掌握氢能制备、储运、加氢、燃料电池和系统集成等主要技术和生产工艺,在部分矿区实现了氢能矿卡小规模示范应用。
政策持续升温
2025或是氢能爆发之年
在当前的实际应用中,灰氢占比较大,绿氢占比不高,工业用途为主,燃料二次能源为辅,在新兴领域的应用尚且处在起步阶段。
但我们再绿氢炼化、氢冶金等工业新应用以及氢能在交通、电力和建筑等非工业部门示范应用的步伐明显加快,且整体氢能产业也已具备较强的实力。
同时,顶层政策支持力度趋势也有增无减,持续氢能产业的发展提供扎实保障。今年,十四届全国人民代表大会常务委员会第十二次会议也表决通过了《中华人民共和国能源法》(下称《能源法》),正式将氢能列入能源范畴,与石油、煤炭、天然气、核电、水能等并列作为能源进行管理。这意味着在法律层面对氢能作为能源的认可。
近年来,上海、北京、内蒙古、山西等二十余个省市也已纷纷制定了氢能产业中长期发展规划,助力能源转型升级,扶持氢能产业发展。《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》也提出,到2035年,形成氢能产业体系,构建涵盖交通、储能、工业等领域的多元氢能应用生态。
从中央到地方,氢能行业在政策端得到了空前的支持力度,氢能产业将步入加速发展期。部分专家也表示,2024年是氢能行业准备年,顶层政策定调+地方政策示范推进,政策已为明年爆发奠基。
“碳”索矿区
企业加速推进氢能矿卡布局
而在矿山场景中,多家企业也正加紧氢能矿卡研发和应用,为氢能矿卡的规模化应用奠定了基础。
易控智驾&同力重工70T级氢能源矿用车
早在2022年5月份,易控智驾的首台氢燃料电池非公路宽体自卸车便在内蒙古宝利煤矿落地测试运营,这也是矿山行业的首台氢能源运输用车。
这台氢能源宽体车是由同力重工联合佛山仙湖实验室、佛山仙湖氢电科技有限公司共同研发,车长10.8米,宽3.7米宽,高4.2米高,总重100吨,车辆载重70吨。
这台氢能源宽体车的实地运营测试,不仅意味着氢能源在交通运输领域应用的关键技术难点得到突破,也为绿色矿山的建设翻开了新的篇章。
中联重科ZT125FCEV氢能源矿卡
ZT125FCEV氢能源矿卡则是中联重科独立研发的国内首创大吨位氢能源宽体矿用自卸车,载重达到80吨,为全球最大。该车搭载两台120KW高性能氢燃料电池,工程化和成熟度高,最高效率达到65%,氢耗低于行业平均水平,可显著降低车辆的运营成本。
为实现能量回收,进一步降低能源消耗,该车还搭载了一套120KWh的电池组,可实现高倍率充放电。重载下坡工况下比燃油车节能80%,综合工况比传统燃油车节能20%-30%以上。
在中联重科2022年12月份的新能源产品及智慧工地发布会上,中联重科就一举推出多款氢能关键零部件以及一款氢燃料重型底盘,形成了“加-储运-燃电-主机”一体化全链条解决方案,实现了“加氢-储氢-氢燃料电池-底盘-整机”全面打通,为工程机械的新能源化打造出一条与锂电新能源互补的技术路径。
北方股份NTH150全球首台136T级氢能源矿用车
今年5月,北方股份研制的136吨级新型氢燃料与锂电池混合动力矿用车交付使用。
该车自重115吨,载重136吨,搭载业内领先的质子交换膜燃料电池以及70MPa高压大容量车载储氢系统,与等吨位柴油动力矿用车相比,年减少二氧化碳排放1815吨,约等于600辆乘用车的排放量。
徐工集团&国家能源集团&氢通新能源
全球首台240吨氢能矿用刚性自卸车
今年8月,氢通新能源与国家能源集团、徐工集团签约,凭借国家能源集团广阔的应用场景,依托徐工集团在矿卡领域的引领技术、发挥氢通新能源在大功率氢燃料电池开发能力及资源整合的优势,由三方联合开发全球首台套240吨氢能矿用刚性自卸车,计划将于2024年第四季度在国能宝日希勒煤矿交付使用。
航天重型工程装备&国家能源集团胜利能源公司
国内首台110T级氢能源无人驾驶矿用车
日前,国内首台110吨级氢电混动无人驾驶重型矿卡在国家能源集团胜利能源有限公司的露天矿区正式亮相。
这台矿卡自重90吨,载重能力高达110吨,其动力系统由氢燃料电池反应堆和磷酸铁锂电池组合而成,总输出功率最大可达900千瓦。其中,4个单堆功率为140千瓦的氢燃料电池反应堆,结合高效的能量管理系统,确保了矿卡在各种工况下都能保持强劲的动力性能。同时,整车还配备了70兆帕斯卡高压大容量储氢系统,总储氢量达到5052升,重量为203千克,单次加氢可持续运行100公里以上,真正实现了零碳排放的绿色运输。
Hydra 英美资源集团氢能矿卡
2022年5月6日,全球矿业领先企业英美资源集团正式推出零排放运输解决方案
nuGen™。这是一款氢动力的超级矿用运输卡车。在车型尺寸和载重吨位上,是世界上第一台在真实的矿山条件下运营、载重量达到290吨的创新设计。它将在英美资源位于南非的铂金矿山 Mogalakwena PGM 正式启用。
此外,nuGen™解决方案中还包括在该矿区制氢、存储和加氢的综合设施,包括其投用的非洲最大电解槽制绿氢产线。
小松&通用汽车930E氢燃料电池矿卡
2023年,小松和通用汽车宣布将共同开发氢燃料电池功率模块,用于小松的 930E 电驱动矿用卡车。
据悉,双方将利用通用汽车的 Hydrotec 品牌的“电源立方体”,将其安装到小松的 930E 矿用卡车中。每个电源立方体包含 300 个独立的氢燃料电池,可输出 80 千瓦的新电力。每辆卡车将需要多个电源立方体,以提供超过 2 兆瓦的电力,满足其巨大的动力需求。
小松930E 矿用卡车重量超过 500 吨,能够产生 3,500 马力,额定有效载荷为 320 吨。首台搭载氢燃料电池动力模块的930E矿卡原型机将于2025年在小松亚利桑那州试验场进行测试。
利勃海尔氢动力T 264卡车
日前,据外网报道,利勃海尔(liebherr)和澳大利亚矿业巨头Fortescue开发的第一辆氢动力T 264拖运卡车原型已抵达Fortescue位于西澳大利亚皮尔巴拉地区的圣诞溪矿场,将在现实采矿环境中进行测试。
T 264利勃海尔运输卡车,配备了福特斯克WAE内部开发的1.6兆瓦时电池和500千瓦的燃料电池。该原型车可以存储超过380公斤的液态氢。
在双碳大背景下,誉为“21世纪终极能源”的氢能无疑当前的理想能源,我们也初步掌握了制备、储运、加氢、燃料电池和系统集成等主要技术和生产工艺。未来,在矿区大规模推广应用氢能矿卡预将有着较好的前景,有望成为未来矿山实现低碳转型的重要抓手。
但与此同时,我们也仍面临着诸多制约,氢能矿卡在催化剂、质子交换膜、电堆、制氢、储氢、运氢等方面成本暂时较高,盈利比较困难。加之,氢能矿卡尚处于起步阶段,购置成本也较燃油、纯电矿卡较高,规模化落地任重道远。
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