落基山研究所

可以为采掘业氢降低能源成本?

化学品和分子漂浮
存在Shutterstock GreenBiz拼贴

矿业公司面临的挑战显著在努力脱碳,并正在寻找更多的机会将动态技术,以帮助这些努力。在许多情况下面临的挑战是要做到这一点,而不限制提取效率和处理系统。可再生能源解决方案可以弥补这些挑战。

对于一些公司,但是,有必要换一种动态的解决方案。正如已在新的挖掘处理应用中,重型车辆和在发电中使用的无排放燃料,氢气具有的灵活性处理一些处理和操作方面的挑战是由采矿业经历。

随着最近宣布,英美资源集团计划以旋出一个内部投资单元以支持氢气的技术,伴随着的联合努力力拓公司,苹果公司,美国铝业公司和为铝冶炼过程脱碳(Elysis),运动在使用氢作为在采矿和采矿相关的过程势头良好脱碳溶液。

像其他许多有抱负的技术,氢能技术经历了伊卡洛斯前一刻技术真正已经成熟。尽管显著规划,并在2000年代初投资,氢气行业未能实现燃料电池技术和财务回报显著部署供投资者参考。这最初的失败,但是,并没有遏制氢国际利益和组织,如IEA(PDF)麦肯锡继续相信氢将在全球能源向低碳经济的转型中发挥关键作用。

在2018年,壳牌发布了其最新的情况下,“天空”勾勒出未来10%的最终能源消耗将来自氢的愿景2燃料在一系列的在工业和商业部门加热,运输部门和应用长持续时间的存储空间扇区中使用。betway必威娱乐同时,机构,称为氢委员会,包括奥迪,宝马,博世,法国天然气苏伊士集团,Equinor,通用,本田,丸红和32个全球领先的生产商,在2017年发布的路线图未来的氢。路线图来计算,到2050年(PDF)氢可以占全球最终总能源消耗的18%,用400辆万辆汽车,1500万至2000辆万辆卡车和500万辆公共汽车使用氢气和减少全球二氧化碳2由60%的排放物。

很多人会纳闷电池技术的进步可如何适用于重型运输车辆,如矿山卡车。事实上,这条路径仍不明朗,需要进一步研究最佳的解决方案可以识别之前。Given this gap and the challenges associated with a mine’s 24/7 production cycle, there is substantial value in investigating and engaging with hydrogen technologies, with a view to finding a mechanism for decarbonizing some of the most entrenched challenges of hard-to-abate industries.

机会申请

正是在这样的背景下,投资者和企业家已经开始探索商业上可行的应用氢,和一个潜在的使用情况是采矿业。持续的驱动,使煤矿更加安全和环境中性的产生在现场制氢使用显著的兴趣,目前主要集中在部署在矿用卡车和移动机械。

许多燃料电池电动汽车(FCEVs)已经购买商业,包括现代ix35和丰田的未来,这表明FCEVs可以取代轻型车辆以及小型四驱车不久。更重要的是,在较大的氢气的应用,例如使用燃料电池的阿尔斯通的CORADIA iLint训练和尼古拉·一大型卡车,表明燃料电池开始提供重要的马力(hp),扭矩和燃料经济的重型机械。

例如,广泛使用的重型采矿车辆,如猫785 d其总马力为1450马力,整车重量为4.6万- 6.7万磅,而Nikola One则是通过一个300千瓦容量的燃料电池,在1.8万- 2.1万磅的卡车车架上产生高达1000马力。如果按比例放大,三个尼古拉320千瓦小时电池组将有重量9,000-12,000英镑和高达6000磅 - 英尺的产生转矩。此媲美的CAT 3512C高清柴油发动机,其具有14650磅在6910磅 - 英尺的速度的峰值转矩的干发动机重量。这种假设仅仅是示范性的应用程序和潜在的氢相关的技术。在尼古拉电池组的线性缩放的应用也仅仅是说明性的,是进一步研究的领域。然而,它显示没有在现场生产中断,并没有牺牲车辆通行能力脱碳潜在能力。

氢也表示用于离网地雷的有效能量存储介质,具有用于产生的燃料和长期过量能量存储能力的多个应用。In the Orkney Islands, excess renewable electricity generated by the European Marine Energy Centre (EMEC) and the islands’ wind turbines is converted into hydrogen by a proton exchange membrane (PEM) electrolyzer and stored by a fuel cell in the islands’ capital to provide dispatchable green power. This flexibility demonstrates that hydrogen has the dynamic value of being usable in a variety of processes around a mine, including as fuel for trucks and loaders, as energy for heating and cooling systems, and as a secondary or backup fuel stock for electricity generation, providing enhanced energy security. This last application potentially could become a mechanism that allows mines to move away from the traditional reliance on diesel backup generators and to move toward a cleaner source of generation that can be efficiently incorporated into the heavy industrial sector.

竞争力和产业的意图

取代柴油的能力,也提供氢的直接合理的市场机遇,得益于柴油的成本,事实上,大多数重型矿山设备的应用柴油动力的电动马达。从能源的美国能源部成本的估计表明,分布式电解(使用低谷电)可达到$ 2.30 / GGE到2020年,氢燃料的价格将达到与美国汽油价格相当的水平。

然而,这是不可能的,以反映更广泛的成本优势,一个质子交换膜电解将添加到minigrid用于矿场,因为它并不代表否则将被削减了电力的价值,也不包括频率值响应这些单元可以提供。因此,燃料过渡到氢报价节省操作和维护成本和物流电位,同时提供如果矿暂时关闭,可出售的副商品。

也有对未来的部门的投资和成本下降了合理的基础。例如,奥钢联在与西门子联合体和伙伴关系,一直在寻找潜在的通过使用氢气去除焦煤和钢铁制造商SSAB由Vattenfall公司和矿工Luossavaara Kiirunavaara的支持下,正计划以消除大部分的CO2由2045排放,考虑氢气作为潜在的解决方案。因此,在上矿场中发生的重加工活动中使用氢演示用于进一步下游使用的潜力。

结论

我们试图说明的是采矿活动的燃料来源,氢潜在应用的强大的套件。虽然氢都存在挑战,但它提供在寻求降低远程水雷的后勤和运营成本潜在的解决方案,同时提供了矿商与系统冗余和备份燃油股票,以及减少对地下矿山通风系统的压力。

这些集体利益应该激励在重工业部门增加投资和部署大型可再生能源提供。此外,对于氢的应用概述这里提供未来的矿井,其中,所述位点的碳足迹实质上减少发展的另一个链和矿既更自给自足,更安全。

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