如何讓礦山重卡真正“氫”起來？
目前，一些礦山已開始探索氫能礦卡應用，並視其爲打造綠色礦山的重要技術路徑之一。
在當前加快綠色礦山建設的背景下，以氫能礦卡爲代表的綠色低碳運輸創新應用加速落地。
在業內看來，礦山作爲典型的“短途運輸”場景，運輸里程相對較短，行駛路線相對固定，是適合氫能車應用的理想場景之一。目前，一些礦山已開始探索氫能礦卡應用，並視其爲打造綠色礦山的重要技術路徑之一。
主要應用場景之一
氫能礦卡在運行過程中可以實現“純水”排放，相比燃油礦卡，每年可減少碳排放1000噸以上，這對於實現礦山低碳轉型、向零碳化、無人化、智能化方向發展具有重要意義。
目前，我國氫能礦卡研發、應用取得新進展，許多企業正加快氫能礦卡的研發投入，並有多個應用案例。早在2022年5月，易控智駕與同力重工在鄂爾多斯礦區進行70T級氫能源礦用車試驗；今年1月，中國兵器工業集團與國家電投南露天礦進行了全球首臺136T級氫能源礦用車試驗；今年5月，氫通新能源與國家能源集團、徐工集團簽約，計劃開發全球首臺套240噸氫能礦用剛性自卸車，預計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勝利能源公司進行了國內首臺110T級氫能源無人駕駛礦用車試驗。
中國煤炭工業協會科技發展部副主任張建明在接受《中國能源報》記者採訪時指出：“在礦山領域，大量能源消耗來自礦石開採、運輸、處理等過程，節能降碳對於建設綠色礦山具有重要意義。只有通過採礦業提供的‘零碳、低碳’礦產品作爲原材料，中下游產業纔有可能真正實現綠色供應。”
“礦山是氫能重卡的主要應用場景之一，其短途、固定路線的特點非常適合氫能礦卡的應用。氫能礦卡既能滿足運輸的大載重，還能長時間連續工作，可滿足礦山每天20小時以上的高強度作業，適合礦區安全、載貨量大的作業環境。”一位不願具名的氫能領域專家對《中國能源報》記者表示。
仍面臨氫源、成本等制約
多位受訪專家指出，在礦區大規模推廣應用氫能礦卡有着較好的前景，有望成爲未來礦山實現低碳轉型的重要抓手，但目前仍面臨諸多制約。
“目前，我國已初步掌握氫能製備、儲運、加氫、燃料電池和系統集成等主要技術和生產工藝，在部分礦區實現了氫能礦卡小規模示範應用。而氫能礦卡在催化劑、質子交換膜、電堆、制氫、儲氫、運氫等方面成本暫時較高，盈利比較困難。”張建明表示，氫能礦卡尚處於發展起步階段，相較於目前礦山主流的燃油、增程、純電礦卡，氫能礦卡的購置、運營成本均較高。
據估算，目前氫能礦卡的初始購置成本遠高於傳統柴油礦卡，一臺氫能礦卡的價格大約是同等噸量燃油礦卡價格的2.5倍。
購置成本之外，氫能礦卡在運營過程中也可能面臨用氫難題。“當前我國氫能產業仍處發展初期，無論是綠氫生產成本還是氫能儲運技術以及基礎設施建設等方面，均是氫能礦卡的發展限制因素。”上述不願具名的氫能領域專家表示，比如，氫燃料汽車加註綠氫成本較高，導致綠氫產業鏈整體成本居高不下，市場競爭力不足，嚴重製約了綠氫的應用和產業鏈的發展。氫能的資源與需求在空間分佈上不匹配，且目前氫能長距離長時間儲運技術不夠成熟、成本較高，也制約了氫能的大規模生產與消納。此外，目前相應的加氫站等配套基礎還很有限，特別是在偏遠和經濟欠發達地區更是如此，這限制了氫能技術的普及和商業化進程。
在技術方面，礦山道路條件複雜，對氫能礦卡的抗振能力和動力要求極高，抗振性能不足可能導致支架斷裂、電池箱體開裂等問題。
加快全產業鏈發展
當前，多家企業正加速氫能礦卡研發和應用，爲氫能礦卡的商業化和規模化應用奠定了基礎。當務之急是配套氫能產業鏈條要跟上，這樣才能避免礦用氫能重卡研發實踐的“急先鋒”沒有“糧草”可用。
上述不願具名的氫能領域專家表示，安全性和經濟性是氫能產業化發展的基礎和內在要求，需要建立健全氫能安全監管制度和標準規範，強化重大安全風險的預防和管控，提升全過程安全管理水平。同時，通過技術創新降低氫能使用成本，加大氫能全產業鏈安全技術研發應用。加速佈局包括制氫、氫儲運、燃料電池系統與部件等領域在內的氫能全產業鏈。“可通過打造閉環的運營場景，如光伏發電制綠氫項目，爲氫能礦卡提供廉價氫氣，降低運營成本。”
在技術突破方面，張建明認爲：“第一，研發高效的氫燃料電池是關鍵，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力。通過改進電極材料和膜材料，提升電池的能量轉換效率。第二，應加強氫燃料電池系統與車輛底盤、車身等機械部件的集成，確保動力系統的佈局合理，減少系統的體積和重量，同時提高系統的可靠性和維修便利性。第三，研發快速高效的加氫技術。目前加氫時間相對較長，不利於礦卡的高效運營，應開發高壓力、大流量的加氫設備，將加氫時間縮短。第四，研究加氫站的安全技術。由於氫氣的易燃易爆特性，加氫站的安全至關重要，需要開發先進的氫氣泄漏檢測、防爆和消防技術。”
文丨本報記者 李玲
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出品 | 中國能源報（ID：cnenergy）
責編丨李慧穎