北部非洲专题
[发布时间：2022-05-09 浏览次数：986]
利勃海尔表示正在研究多项新技术，目的是实现采矿设备零排放。该公司已经取得重大进步，以架线辅助系统为例，载重量100吨及以上的所有利勃海尔卡车都装备了交流电驱动系统，均可选配架线辅助系统。该公司目前在第一量子矿业公司（FQM）Cobre Panama铜矿运行的360吨级架线辅助卡车机队是全球规模最大的机队。利勃海尔也是全球首家利用架线辅助系统运行100吨级卡车的采矿设备原始设备制造商。这些卡车已在奥地利的VA Erzberg铁矿投入运行。目前，该矿成为了拥有全球最长架线的矿山，架线全长约5千米。
现在，利勃海尔的所有矿用挖掘机也可配置电力驱动系统和电缆管理系统，提供正铲和反铲两种配置，已经销售了60多台此类设备。基于该公司在挖掘机领域的30多年的经验，利勃海尔现在提供适合双台阶作业的电动反铲挖掘机。通过从电网提供可再生能源混合电力实现挖掘和运输设备电气化，经过现场验证的解决方案可以使温室气体的排放量减少80%。最后但同样重要的是，截至目前，利勃海尔的所有矿用卡车和液压式挖掘机的柴油发动机可以使用高达100%的氢化植物油作为燃料。该公司表示，利勃海尔决心寻找多种解决方案实现内燃机的减碳目标。氢化植物油的应用在这方面提供了支持。
利勃海尔表示，展望未来，该公司的解决方案组合将减少对电网电力的依赖，提供更大的机动性，这些方案可能将基于多种技术组合。为了提供机动性，采矿设备将使用基于蓄电池的机载储能系统或可再生燃料，例如氢气或氢基衍生物燃料（氨、甲醇或更复杂的合成燃料）。该公司已经完成了甲醇发动机燃烧系统的研制，可以根据市场需求随时进行系列发动机的工业化生产。目前，正在该公司的瑞士工厂测试氢气燃烧发动机。一旦更复杂的合成燃料具有竞争力并可大规模供应，随时可以在装备了利勃海尔发动机的采矿设备上使用这些燃料。利勃海尔认为，氨气作为重型高能耗设备的燃料具有巨大潜力。
利勃海尔采矿设备公司工程与制造业务部研发执行副总裁Oliver Weiss介绍了这项发展战略。
International Mining (IM)：过去18个月来，矿业行业的减碳需求显著增长，导致许多矿业企业宣布了温室气体减排目标。这对你们的经营活动有何影响？
Oliver Weiss (OW)：这进一步加快了现有的减碳解决方案的实施，但是也引发了各种讨论，提出了未来潜在解决方案的开发项目。这些行动和计划与利勃海尔的价值观完全吻合，我们认为有责任为矿业企业的减碳作出贡献。过去，利勃海尔在利用电网为采矿设备供电的研发方面取得了许多成果，现在的市场转型证明，利勃海尔当时的选择是正确的。市场转型为利勃海尔提供了很好的机遇，该公司现在可以利用自有的许多核心能力部署已有的解决方案，同时，开发未来的解决方案。
IM：在矿业企业的这些变更中，利勃海尔如何贡献自己的力量？你们的目标是什么？
OW：我们的目标非常宏大和明确。从我们的设备研发至产品生命周期结束，综观这些设备的整个生命周期，我们认为设备使用阶段排放的温室气体量约占90%。也就是说，除了致力于减少整个业务流程的碳足迹，我们的关注重点是减少我们的设备在使用阶段的温室气体排放量。为了解决这个问题，我们决定分两步实施，即设计近期和中期解决方案及行动计划。第一步，从2022年开始，我们将提供低碳排放解决方案，例如，为各类卡车和挖掘机提供电力驱动系统、架线辅助系统和电缆卷筒。另外，使用利勃海尔内燃机的设备将首次可以选择使用可再生燃料驱动内燃机传动系统。第二步，最迟至2030年，我们将提供经过了实践验证的不使用化石燃料的采矿设备。挖掘、运输和推土设备将基于不同的动力传动技术，例如蓄电池电源模块、氢燃料电池电源模块以及使用多种可再生燃料解决方案的内燃机，具体将取决于设备类型。
IM：你们在规划和设计实现温室气体零排放目标的合适采矿设备时采取什么策略？背后的推动因素有哪些？
OW：直接电气化提供最大的温室气体减排潜力，实施速度也最快。这正是我们过去致力于解决的问题。现在，我们将很快完成我们的全系列矿用卡车和挖掘机电网电气化。然而，我们也试图提供不使用化石燃料的解决方案。我们特别重视对不同设备的整个生命周期内的温室气体排放量进行比较。另外，我们正在仔细研究“从钻井到车辆”的整个能源生态系统。我们只有进行了全面了解才能评价温室气体排放的真实影响。我们也考虑采矿作业的工艺条件，这些条件影响合适类型能源的选择。我们开发适合各类能源和传动系统的解决方案。利勃海尔的所有技术都在公司内部开发，因此我们可以自由地制定为客户提供最大价值的各种解决方案。任何特定的矿山应用具有特定运营边界条件。在这些应用中，我们要回答的问题不一定是有可能使用哪些类型的能源，而是在环境影响、安全可靠性、设备可维修性以及资本支出和运营成本方面有哪些可能适合的传动系统。
IM：这似乎是一项重要的工作。你们如何确保至2030年真正达到这些目标？
OW：关键的问题是，维持与我们的客户的对话和合作。我们公司内部的知识和能力中心向我们的客户开放。在规划未来传动系统的总体布置和设计时，必须考虑未来的运营条件，我们与客户共同定义这些条件。战略合作伙伴关系也非常重要。战略合作可以让我们评价“从钻井到车辆”的能源策略。在MINExpo 2021展览会上，我们将宣布两项战略合作，一项令人兴奋的合作将让我们能够认识绿氢和氢基衍生物燃料的所有相关问题及优势。另一项合作将能够为我们的客户就架线辅助系统基础设施的实施如何满足他们的需求提供咨询意见。在过去几年里，利勃海尔系统地增加了公司内部的核心能力，我们认为这些能力是实现温室气体减排目标所必须的。为了至2030年提供经过验证的采矿解决方案，计划在2024年至2026年期间为上述可能的解决方案部署第一批设备。
IM：你们提到了利用内燃机减少温室气体排放的机会，可以详细解释一下吗？
OW：利勃海尔对内燃机开展了大量的研究和开发工作，发现将内燃机与可再生燃料相结合，具有温室气体减排的巨大潜力。使用可再生燃料的内燃机设备为矿山提供机动性，涉及的技术为人们所熟知并经过了验证，其优势是已拥有完善的供应链，可以对设备进行全生命周期管理。例如，利勃海尔的自行式起重机分部提供的所有自行式起重机使用氢化植物油燃料。如果采矿设备被批准使用氢化植物油，利勃海尔可以让我们的矿山客户在运营我们设备的同时，使“从钻井到车辆”的碳排放量减少80%~90%，而且不会影响生产运营，仅增加少量成本。另外，客户也可以不使用100%的氢化植物油，而是使用这类燃料与柴油的混合燃料，同样可以达到减排的效果。为了取代利勃海尔的大型发动机，公司已经完成了甲醇发动机燃烧系统的研制，可以根据市场的需求随时进行甲醇发动机系列的工业化生产。氨气发动机燃烧系统的研制正在进行之中。我们相信这项技术具有市场潜力。因此，从2022年开始，我们将为我们的超级采矿设备提供可选配的利勃海尔发动机，这些发动机在将来能够使用正在兴起的可再生燃料。模块化发动机设计概念允许使用各类可再生燃料的不同发动机实现商业化生产。
IM：矿山在转型至电气化和将来的无化石燃料解决方案时将面临哪些挑战？利勃海尔如何计划帮助矿山克服这些挑战？
OW：对于大多数应用，采矿方式将发生改变。采用绿色能源驱动设备时，对设备利用率提出了不同的要求，必须对除设备以外的能源供应链基础设施进行重大改造。另外，不同的地区需要不同类型的能源，这些能源在当地的成本可能因地区而异。这将导致设备之间的差异增大，为客户定制的设备增加。为了应对这一挑战，我们开发适合多种应用的产品，提供各种可以互换或补充的解决方案。例如，架线辅助系统可以与蓄电池、燃料电池或基于可再生燃料的内燃机驱动的卡车结合使用。这可以利用两方面的最佳优势，一是尽可能地利用最廉价的绿色电能，二是增加设备的机动性。对于采用新技术的矿山来说，初期投资可能是一个财务壁垒。利勃海尔的电气化解决方案可以提高卡车的生产率或甚至可以减少电动卡车的数量（由于爬坡速度更快），这些优势弥补了安装架线基础设施的资本支出。电动液压挖掘机降低生命周期内的运营成本。为了支持客户的矿山设备配置，我们提供电缆拖拽系统和半自动化电缆卷筒，也提供双台阶作业概念设计方案。
IM：未来的零排放动力传动系统概念如何影响卡车和液压挖掘机的设计？
OW：考虑到各种减碳技术在应用时可以进行非常多的组合，我们采取了设备和传动系统模块化设计的策略。这将允许进行功率输出自适应，增加技术选择的灵活性。另外，必须认识到，将来的传动系统必须可以适合加装至已有的设备。我们承诺在这一过程中为客户提供支持，向客户提供解决方案，利用将来的零碳排放传动系统更新最近采购的型号。多年来，我们按照模块化设计理念设计我们的液压挖掘机，其目的是为了方便从柴油机驱动升级至电力驱动系统。对于未来可能的可再生能源驱动系统的集成或加装，这种模块化设计也非常有用。
IM：大家都在谈论未来的传动系统。设备本身的未来如何?现在的设备设计是否为帮助向温室气体减排转型提供了重要的机会？
OW：这是一个非常重要的问题。答案绝对是肯定的，在这方面有潜力。我给你举两个例子：我们的大型矿用卡车的载重量或空车重量与载重量的比值处于市场领先水平。对于零排放来说，这是一个重要的赋能因素，例如我们可以考虑减少部分载重量，以便集成架线系统或电池电源模块，同时，载重量仍能满足客户的需求。另一个例子是安装了利勃海尔能效控制系统的R 9600型挖掘机，现场应用证明，每小时的燃油消耗量可减少20%。这不但提高了生产率，也导致每吨开采矿岩的燃油消耗量节省29%。现在，利勃海尔能效控制系统已经集成至R 9150型和R 9200型挖掘机中，至2021年末将集成至R 9800型挖掘机中。在今后2~3年内，该系统将集成至其余的设备中。对于上面提到的设备，利勃海尔也提供加装选配件，通过对已经投入使用的设备加装解决方案，可以支持客户减少温室气体排放量和成本。温室气体减排幅度在5%以内，加装选配件后的设备的减排幅度更小，但是由于加装选配件非常容易，这仍然是一项非常重要的改进。
标签：利勃海尔零排放架线辅助系统电气化可再生燃料
