在綠色礦山(shān)智慧化建設大潮裹挾下，礦卡電(diàn)動化轉型已經是大勢所趨。氫燃料電(diàn)池能(néng)夠實現零排放，從而被礦産(chǎn)業所看好，氫能(néng)礦卡也在悄然發力中(zhōng)。 

近期，國(guó)家能(néng)源集團、徐工(gōng)集團、氫通新(xīn)能(néng)源三方簽約開發全球首台套240噸氫能(néng)礦用(yòng)剛性自卸車(chē)；中(zhōng)國(guó)兵器宣布全球首台136噸級氫能(néng)源礦用(yòng)車(chē)成功下線(xiàn)。這一系列消息，讓氫能(néng)礦卡這樣一個龐然大物(wù)又(yòu)回到公(gōng)衆視野。事實上，近年來衆多(duō)企業一直在加緊氫能(néng)礦卡的研發和推廣，燃料電(diàn)池礦卡的市場潛力也在逐漸釋放。 

燃料電(diàn)池礦卡因何被央企看好，目前燃料電(diàn)池礦卡的技(jì )術、市場發展如何？

采礦業碳減排推動氫能(néng)礦卡發展

采礦業碳排放占全球排放總量的1-2%，礦業企業減碳成為(wèi)全球礦業治理(lǐ)的一個重要指标。我國(guó)礦業行業是碳排放大戶，面對碳達峰、碳中(zhōng)和目标對礦業行業提出新(xīn)的更高要求，衆多(duō)礦企将開發綠色低碳礦山(shān)作(zuò)為(wèi)了重要目标。 

目前絕大部分(fēn)大型礦卡均使用(yòng)柴油動力系統，運輸所消耗的柴油可(kě)以占到碳排放量的30-50%，因此大型礦卡電(diàn)動化一直是行業努力的方向。由于大型礦卡重載、工(gōng)況惡劣且長(cháng)時間作(zuò)業的實際需求，純電(diàn)動礦卡因其存在續駛裏程短、充電(diàn)時間長(cháng)、電(diàn)池體(tǐ)積大重量重等弊端，無法很(hěn)好的滿足實際需求。 

煤炭礦山(shān)作(zuò)為(wèi)典型的“短倒運輸”場景，其裏程相對較短、行駛路線(xiàn)相對固定，是适合氫車(chē)應用(yòng)的理(lǐ)想場景。而氫能(néng)礦卡既能(néng)滿足運輸的大載重，還能(néng)長(cháng)時間連續工(gōng)作(zuò)，可(kě)滿足礦山(shān)每天20小(xiǎo)時以上的高強度作(zuò)業，适合礦區(qū)安(ān)全、載貨量大的作(zuò)業環境，是實現綠色礦山(shān)的重要抓手。 在此形勢下，近年來，國(guó)内許多(duō)企業加快了氫能(néng)礦卡的研發投入。

今年4月24日，氫通新(xīn)能(néng)源與國(guó)家能(néng)源集團、徐工(gōng)集團簽約，憑借國(guó)家能(néng)源集團廣闊的應用(yòng)場景，依托徐工(gōng)集團在礦卡領域的引領技(jì )術、發揮氫通新(xīn)能(néng)源在大功率氫燃料電(diàn)池開發能(néng)力及資源整合的優勢，由三方聯合開發全球首台套240噸氫能(néng)礦用(yòng)剛性自卸車(chē)，計劃将于2024年第四季度在國(guó)能(néng)寶日希勒煤礦交付使用(yòng)。 

1月29日，中(zhōng)國(guó)兵器工(gōng)業集團有(yǒu)限公(gōng)司發布消息稱，全球首台136噸級氫能(néng)源礦用(yòng)車(chē)已成功下線(xiàn)。據悉，這款由兵器工(gōng)業集團所屬北方股份研制的136噸級氫能(néng)源礦用(yòng)車(chē)載重136噸，搭載業内領先的質(zhì)子交換膜燃料電(diàn)池以及70MPa高壓大容量車(chē)載儲氫系統，與等噸位柴油動力礦用(yòng)車(chē)相比，年減少二氧化碳排放1815噸。 

此外，由中(zhōng)聯礦機、闳臻智能(néng)、鲲華科(kē)技(jì )聯合開發的中(zhōng)聯重科(kē)ZT125FCEV氫能(néng)源礦卡正式成功交付給客戶；陝西同力重工(gōng)聯合佛山(shān)仙湖(hú)實驗室、仙湖(hú)氫電(diàn)共同研發的氫能(néng)源寬體(tǐ)車(chē)在内蒙古寶利煤礦落地測試運營。 

事實上，除上述企業外，近年來濰柴集團、福田汽車(chē)、勝利能(néng)源、鐵辰智能(néng)等等企業也對氫能(néng)礦卡進行了布局研發，并持續推動氫能(néng)礦卡落地應用(yòng)。

礦卡用(yòng)燃料電(diàn)池在持續進步

礦山(shān)不同于一般的燃料電(diàn)池應用(yòng)場景，由于礦山(shān)道路受地形條件、開采規模等因素影響，路況極為(wèi)複雜，路面凹凸不平、坡度大、粉塵多(duō)，這對氫能(néng)礦卡的性能(néng)提出了極為(wèi)嚴苛的要求。 首先是颠簸的路況對礦卡的抗振能(néng)力要求極高，抗振性能(néng)不足有(yǒu)可(kě)能(néng)出現支架斷裂、電(diàn)池箱體(tǐ)開裂。氫通新(xīn)能(néng)源創始人任亞輝告訴高工(gōng)氫電(diàn)，為(wèi)保證氫能(néng)礦卡的可(kě)靠性和穩定性，氫能(néng)礦卡在加強車(chē)架和車(chē)廂設計的同時，他(tā)們還對燃料電(diàn)池系統進行二次開發，提升了系統本身的抗震能(néng)力，再基于強度和疲勞仿真進行支撐結構合理(lǐ)化設計，提升了支撐抗震能(néng)力。 

其次，惡劣的路況使氫能(néng)礦卡對動力要求較高，燃料電(diàn)池功率往往要超過200kW。目前鲲華科(kē)技(jì )、氫通新(xīn)能(néng)源等企業都在開發大功率的燃料電(diàn)池。鲲華科(kē)技(jì )副總裁歐陽端詳表示，目前鲲華科(kē)技(jì )已經開發出了單堆250kW氫燃料電(diàn)池發動機系統，其高集成度可(kě)有(yǒu)效降低燃料電(diàn)池在整個車(chē)體(tǐ)的占用(yòng)空間，同時，也大大提升了運行效率。 

氫通新(xīn)能(néng)源也針對礦山(shān)等大功率場景應用(yòng)開發了180kW、220kW、300kW氫燃料電(diàn)池系統，未來可(kě)根據不同配套車(chē)型，在有(yǒu)限空間内布置更多(duō)的電(diàn)池系統，以滿足整車(chē)動力需求。氫通新(xīn)能(néng)源還通過對燃料電(diàn)池熱管理(lǐ)系統與整車(chē)熱管理(lǐ)系統進行整合，提升了電(diàn)池的散熱能(néng)力。 

此外，礦區(qū)粉塵多(duō)，空氣中(zhōng)含有(yǒu)大量的雜質(zhì)，也容易造成對燃料電(diàn)池污染，加速電(diàn)池衰減。一般情況下，在空氣進入燃料電(diàn)池堆之前，通常會使用(yòng)空氣濾清器對空氣進行處理(lǐ)，一方面要通過物(wù)理(lǐ)過濾層對空氣中(zhōng)的顆粒物(wù)進行過濾，另一方面還需要對雜質(zhì)氣體(tǐ)如SO₂及NOx等進行化學(xué)吸附，以提高反應氣體(tǐ)的純淨度。 根據鲲華科(kē)技(jì )、氫通新(xīn)能(néng)源等企業介紹，為(wèi)了避免粉塵污染，他(tā)們采用(yòng)了三重空濾（即兩層物(wù)理(lǐ)過濾加一層化學(xué)吸附）對空氣進行處理(lǐ)，可(kě)有(yǒu)效避免燃料電(diàn)池吸入雜質(zhì)。 

可(kě)見，随着國(guó)内衆多(duō)燃料電(diàn)池企業的持續研發，礦車(chē)用(yòng)燃料電(diàn)池技(jì )術正逐步走向成熟。 

閉環式運營助力氫能(néng)礦卡商(shāng)業化

盡管氫能(néng)礦卡在技(jì )術研發方面有(yǒu)一定的突破，但要讓氫能(néng)礦卡真正走向規模化商(shāng)用(yòng)，依然需要解決成本過高的難題。
據悉，目前一台氫能(néng)礦卡的價格是同等噸量燃油礦卡價格的2.5倍左右。而且，由于氫能(néng)礦卡的使用(yòng)場景是在礦區(qū)而非工(gōng)業區(qū)，因此還要在礦區(qū)配套建設加氫站和運氫設施。因此，前期過高的購(gòu)置、建設成本往往讓用(yòng)戶望而卻步。 

氫通新(xīn)能(néng)源創始人任亞輝介紹，氫通能(néng)源正在為(wèi)氫能(néng)礦卡打造一個閉環的運營場景。氫通新(xīn)能(néng)源攜手中(zhōng)國(guó)華能(néng)将在呼倫貝爾經濟技(jì )術開發區(qū)建設光伏發電(diàn)制綠氫項目，該項目項目建成後，年發電(diàn)量為(wèi)5.08億kW·h，年制氫量約為(wèi)8710噸，這些綠氫将為(wèi)氫能(néng)礦卡提供廉價氫氣。

據測算，該項目綠電(diàn)制氫的成本在18元左右，到礦用(yòng)終端為(wèi)23～25元/公(gōng)斤，以130噸氫能(néng)礦卡舉例，在其15年的全生命周期内，用(yòng)氫比用(yòng)油能(néng)多(duō)省900～1700萬元。而240噸礦卡單日氫耗是130噸氫能(néng)礦卡氫耗的三倍多(duō)，在同等的氫氣價格趨勢和系統價格條件下，其TCO成本将更低。

此外，随着燃料電(diàn)池核心材料國(guó)産(chǎn)化進程加快，以及應用(yòng)規模的擴大，燃料電(diàn)池系統價格不斷下探，未來氫能(néng)礦卡的價格下降也會越快。 

另一方面，政府政策的支持與鼓勵也給氫能(néng)礦卡商(shāng)業化提供了有(yǒu)力支撐，很(hěn)多(duō)國(guó)内主要礦區(qū)城市均出台了鼓勵氫能(néng)礦卡的應用(yòng)的政策。今年1月19日，攀枝花(huā)市人民(mín)政府印發（2024）1号文(wén)關于《攀枝花(huā)市碳達峰實施方案》的通知，明确提出：穩步推進換電(diàn)模式和氫燃料電(diàn)池在重型貨運車(chē)輛、營運大客車(chē)領域的試點應用(yòng)，力争到2030年基本實現電(diàn)動化。 

《青海省氫能(néng)産(chǎn)業發展中(zhōng)長(cháng)期規劃（2022-2035年）》印發。《規劃》提出：到2025年，綠氫生産(chǎn)能(néng)力達4萬噸左右，建設綠電(diàn)制氫示範項目不少于5個，燃料電(diàn)池車(chē)運營數量不少于150輛，礦區(qū)氫能(néng)重卡不少于100輛。 

面向未來，礦山(shān)終會迎來新(xīn)一輪的綠色革命。低碳高效的氫能(néng)礦卡将是助力綠色智慧礦山(shān)節能(néng)減排，提質(zhì)增效目标達成的重要“法寶”。未來，氫能(néng)礦卡将承載我國(guó)礦産(chǎn)行業穩穩走上綠色發展之路。

為(wèi)了獲取更多(duō)的信息和技(jì )術資料，歡迎聯系我們400-022-8199。