氢能降低采掘工业的能源成本吗?

2018年10月9日,

矿业公司在脱碳的努力中面临着重大挑战，它们正在寻找更多机会采用动态技术来帮助这些努力。在许多情况下，挑战是在不限制提取和处理系统的效率的情况下做到这一点。可再生能源解决方案可以抵消这些挑战中的许多。

然而，对于一些公司来说，需要一个可选的动态解决方案。作为一种已用于新的采矿加工应用、重型车辆和发电的无排放燃料，氢具有灵活性，可解决采矿部门正在经历的一些加工和操作挑战。

最近的声明英美资源集团另外，为了支援氢技术，还计划成立内部投资机构拓，苹果和美国铝业在炼铝过程中脱碳(Elysis)，在采矿和与采矿有关的过程中使用氢作为脱碳解决方案的运动正在获得动力。

像许多其他有抱负的技术一样，氢技术在技术真正成熟之前就经历了伊卡洛斯时刻。尽管在21世纪初进行了大量的规划和投资，但氢工业未能为燃料电池技术的部署和投资者带来重大的财务回报。然而，最初的失败并没有遏制国际上对氢的兴趣，以及诸如国际能源机构(PDF)和麦肯锡继续相信氢将在全球能源向低碳经济转型中发挥关键作用。

2018年，壳牌公司发布了最新的产品场景中,“天空”,提出了未来总能源消耗的10%将来自氢的愿景2用于工业和商业加热部门、运输部门和长期存储空间部门的一系列应用的燃料。betway必威娱乐与此同时，由奥迪、宝马、博世、Engie、Equinor、通用汽车、本田、丸红和其他32家全球领先制造商组成的一个名为氢理事会(Hydrogen Council)的机构在2017年发布了一份关于氢未来的路线图。路线图计算出，到2050年，4亿辆轿车、1500万至2000万辆卡车和500万辆公共汽车将使用氢气，并减少全球CO2排放量减少了60%。

到2050年，氢将占全球最终能源消耗总量的18%，届时将有4亿辆轿车、1500万至2000万辆卡车和500万辆公交车使用氢。

许多人想知道电池技术的进步如何应用于重型运输车辆，如矿用卡车。事实上，这条路径仍然是不确定的，需要进一步研究才能确定最优解。考虑到这一差距以及与矿山24/7生产周期相关的挑战，研究和参与氢技术具有重大价值，目的是找到一种机制，以脱碳一些最根深蒂固的难以消除的工业挑战。

应用的机会

正是在这种背景下，投资者和企业家开始探索氢在商业上可行的应用，其中一个潜在的用途是采矿部门。为了使矿山更安全、更环保，人们对现场氢的使用产生了极大的兴趣，目前主要集中在采矿卡车和移动机械上。

包括现代ix35和丰田Mirai在内的许多燃料电池汽车(FCEVs)已经可供商业购买，这表明燃料电池汽车将很快取代轻型汽车和小型4x4汽车。更重要的是，燃料电池在更大范围的氢应用中，例如阿尔斯通的Coradia iLint火车和尼古拉一大型卡车，证明燃料电池开始为重型机械提供显著的马力(hp)，扭矩和燃油经济性。

例如，广泛使用的重型采矿车，如猫785 d在重量为46000 - 67000磅的车辆上，该车的总马力为1450马力，而在重量为18000 - 21000磅的车架上，通过300千瓦容量的燃料电池，Nikola One的总马力可达1000马力。如果按比例放大，三组尼古拉320千瓦时电池组的重量就会增加9000 - 12000磅并产生高达6000磅英尺的扭矩。这比CAT 3512C HD柴油机它的干引擎重量为14650磅，在6910磅英尺的速度下峰值扭矩。这个假设只是说明了氢相关技术的应用和潜力。线性缩放的尼古拉电池组的应用也是纯粹的说明，是一个进一步研究的领域。然而，它显示了在不中断现场生产和不牺牲车辆能力的情况下脱碳的潜在能力。

氢也是离网矿的一种有效的能量存储介质，其生产的燃料有多种用途，并具有长期的过剩能量存储能力。在奥克尼群岛，欧洲海洋能源中心(EMEC)和岛上的风力涡轮机产生的多余可再生电力，通过质子交换膜(PEM)电解槽转化为氢气，并由岛上首府的燃料电池储存，从而提供可分派的绿色能源。这种灵活性表明，氢具有动态价值，可用于矿山周围的各种过程，包括作为卡车和装载机的燃料，作为加热和冷却系统的能源，作为发电的二次或备用燃料，提供了更高的能源安全性。这种最后的应用可能会成为一种机制，使矿山摆脱对柴油后备发电机的传统依赖，转向一种可以有效地纳入重工业部门的更清洁的发电来源。

竞争力和行业意向

替代柴油的能力也为氢提供了一个相当直接的市场机会，这要归功于柴油的成本以及大多数重型采矿设备使用柴油来驱动电动机的事实。美国能源部的成本估计表明，分布式电解(使用非高峰电)可以达到2.30美元/专家组(加仑汽油当量)，使其成本与美国汽油价格具有竞争力。

替代柴油的能力也为氢提供了一个相当直接的市场机会。

然而,这可能反映了更大的成本优势,PEM电解槽将增加一个minigrid我的网站,因为它并不代表电力的价值,否则会被削减,也不包括频率响应单位能提供的价值。因此，燃料过渡到氢能在操作和维护费用和后勤方面有节省的潜力，同时提供一种可在矿场暂时关闭时出售的次级商品。

这也为该行业未来的投资和降低成本奠定了合理的基础。例如,钢联该公司与西门子(Siemens)和Verbund合作，一直在研究通过氢的使用去除焦煤的可能性SSAB，由Vattenfall和矿商Luossavaara Kiirunavaara支持的该公司计划消除大部分CO22045年的排放，考虑氢作为一个潜在的解决方案。因此，在矿场进行的重加工活动中使用氢，表明有可能在下游进一步使用氢。