如何让矿山重卡真正“氢”起来？

转自：中国环境网

在当前加快绿色矿山建设的背景下，以氢能矿卡为代表的绿色低碳运输创新应用加速落地。

在业内看来，矿山作为典型的“短途运输”场景，运输里程相对较短，行驶路线相对固定，是适合氢能车应用的理想场景之一。目前，一些矿山已开始探索氢能矿卡应用，并视其为打造绿色矿山的重要技术路径之一。

主要应用场景之一

氢能矿卡在运行过程中可以实现“纯水”排放，相比燃油矿卡，每年可减少碳排放1000吨以上，这对于实现矿山低碳转型、向零碳化、无人化、智能化方向发展具有重要意义。

目前，我国氢能矿卡研发、应用取得新进展，许多企业正加快氢能矿卡的研发投入，并有多个应用案例。早在2022年5月，易控智驾与同力重工在鄂尔多斯矿区进行70T级氢能源矿用车试验；今年1月，中国兵器工业集团与国家电投南露天矿进行了全球首台136T级氢能源矿用车试验；今年5月，氢通新能源与国家能源集团、徐工集团签约，计划开发全球首台套240吨氢能矿用刚性自卸车，预计2024年第四季度交付使用；今年8月，航天重型工程装备与国家能源集团胜利能源公司进行了国内首台110T级氢能源无人驾驶矿用车试验。

中国煤炭工业协会科技发展部副主任张建明在接受记者采访时指出：“在矿山领域，大量能源消耗来自矿石开采、运输、处理等过程，节能降碳对于建设绿色矿山具有重要意义。只有通过采矿业提供的‘零碳、低碳’矿产品作为原材料，中下游产业才有可能真正实现绿色供应。”

“矿山是氢能重卡的主要应用场景之一，其短途、固定路线的特点非常适合氢能矿卡的应用。氢能矿卡既能满足运输的大载重，还能长时间连续工作，可满足矿山每天20小时以上的高强度作业，适合矿区安全、载货量大的作业环境。”一位不愿具名的氢能领域专家对记者表示。

仍面临氢源、成本等制约

多位受访专家指出，在矿区大规模推广应用氢能矿卡有着较好的前景，有望成为未来矿山实现低碳转型的重要抓手，但目前仍面临诸多制约。

“目前，我国已初步掌握氢能制备、储运、加氢、燃料电池和系统集成等主要技术和生产工艺，在部分矿区实现了氢能矿卡小规模示范应用。而氢能矿卡在催化剂、质子交换膜、电堆、制氢、储氢、运氢等方面成本暂时较高，盈利比较困难。”张建明表示，氢能矿卡尚处于发展起步阶段，相较于目前矿山主流的燃油、增程、纯电矿卡，氢能矿卡的购置、运营成本均较高。

据估算，目前氢能矿卡的初始购置成本远高于传统柴油矿卡，一台氢能矿卡的价格大约是同等吨量燃油矿卡价格的2.5倍。

购置成本之外，氢能矿卡在运营过程中也可能面临用氢难题。“当前我国氢能产业仍处发展初期，无论是绿氢生产成本还是氢能储运技术以及基础设施建设等方面，均是氢能矿卡的发展限制因素。”上述不愿具名的氢能领域专家表示，比如，氢燃料汽车加注绿氢成本较高，导致绿氢产业链整体成本居高不下，市场竞争力不足，严重制约了绿氢的应用和产业链的发展。氢能的资源与需求在空间分布上不匹配，且目前氢能长距离长时间储运技术不够成熟、成本较高，也制约了氢能的大规模生产与消纳。此外，目前相应的加氢站等配套基础还很有限，特别是在偏远和经济欠发达地区更是如此，这限制了氢能技术的普及和商业化进程。

在技术方面，矿山道路条件复杂，对氢能矿卡的抗振能力和动力要求极高，抗振性能不足可能导致支架断裂、电池箱体开裂等问题。

加快全产业链发展

当前，多家企业正加速氢能矿卡研发和应用，为氢能矿卡的商业化和规模化应用奠定了基础。当务之急是配套氢能产业链条要跟上，这样才能避免矿用氢能重卡研发实践的“急先锋”没有“粮草”可用。

上述不愿具名的氢能领域专家表示，安全性和经济性是氢能产业化发展的基础和内在要求，需要建立健全氢能安全监管制度和标准规范，强化重大安全风险的预防和管控，提升全过程安全管理水平。同时，通过技术创新降低氢能使用成本，加大氢能全产业链安全技术研发应用。加速布局包括制氢、氢储运、燃料电池系统与部件等领域在内的氢能全产业链。“可通过打造闭环的运营场景，如光伏发电制绿氢项目，为氢能矿卡提供廉价氢气，降低运营成本。”

在技术突破方面，张建明认为：“第一，研发高效的氢燃料电池是关键，通过提高燃料电池性能，使矿卡能够在重载情况下依然有足够动力。通过改进电极材料和膜材料，提升电池的能量转换效率。第二，应加强氢燃料电池系统与车辆底盘、车身等机械部件的集成，确保动力系统的布局合理，减少系统的体积和重量，同时提高系统的可靠性和维修便利性。第三，研发快速高效的加氢技术。目前加氢时间相对较长，不利于矿卡的高效运营，应开发高压力、大流量的加氢设备，将加氢时间缩短。第四，研究加氢站的安全技术。由于氢气的易燃易爆特性，加氢站的安全至关重要，需要开发先进的氢气泄漏检测、防爆和消防技术。”