Энергия в конце туннеля —
Электрификация подземных горных работ
Основываясь на своем 40-летнем опыте в области электрификации, Sandvik продолжает приобретать передовые в отрасли знания и опыт в области технологий BEV, которыми мы стремимся поделиться с горнодобывающими компаниями, поскольку они стремятся оценить преимущества и возможности, на каком бы этапе пути они ни находились.
Каждый рудник в ближайшие несколько лет должен произвести капитальную закупку или замену оборудования, и они упустят свои возможности, если не будут заниматься исследованием или внедрением аккумуляторных технологий.
Джефф Ламарш,
Начальник шахты на руднике New Afton
Как правило, экономическое обоснование для батарейных электрических погрузчиков будет наиболее привлекательным в странах с высокой стоимостью дизельного топлива, низкой стоимостью электроэнергии и уделяющих приоритетное внимание вопросам экологического менеджмента.
Каждый третий действующий подземный рудник может рассчитывать на снижение денежных затрат на тонну продукции с батарейно электрическими погрузчиками* по сравнению с парком ICЕ** уже сегодня.
Сценарии перевозки
Хотя экономика BEV в конечном итоге зависит от переменных уровня шахты, метода добычи и геометрии рудного тела, можно сделать некоторые общие наблюдения относительно профилей транспортировки:
Перевозки по ровной поверхности
Перевозка вверх по склону (полная нагруженность)
Перевозка вниз по склону (полная нагруженность)
-
Перевозки по ровной поверхности
- Перевозки по ровной поверхности являются привлекательным вариантом использования BEV — не требуется энергии для преодоления силы тяжести (в отличие от сценариев со спуском или подъемом)
- В результате этот сценарий обычно связан с меньшей абсолютной средней мощностью и изменениями мощности в течение цикла, что приводит к меньшему износу батареи и увеличению срока его службы
-
Перевозка вверх по склону (полная нагруженность)
- Этот вариант использования раскрывает преимущества производительности BEV за счет более короткого времени цикла на участках с подъемом
- Эти преимущества могут быть реализованы несколькими способами:
- i. Более низкие капитальные затраты: Может потребоваться меньше автомобилей BEV, чем в случае с автомобилями с ДВС, что компенсирует более высокую цену за единицу автомобилей BEV.
- ii. Более короткое время цикла позволяет увеличить производительность за то же время работы автомобиля, что приводит к снижению затрат на техническое обслуживание и оплату труда.
- iii. Дополнительное производство: Если производство ограничено наличием самосвалов (из-за максимального количества автомобилей в цикле, вентиляции и т. д.), преимущества могут быть реализованы за счет увеличения объемов производства на площадке.
- Уклоны малой и средней длины позволят сократить время цикла без необходимости использования дополнительной инфраструктуры для зарядки. Для длинных и крутых уклонов могут потребоваться дополнительные зарядные станции и батареи.
- Однако энергопотребление батареи будет выше, что потенциально может привести к неблагоприятным условиям эксплуатации (повышение температуры батареи и скорости разрядки), что может привести к ускоренному снижению характеристик батареи. Надежные методы работы с батареями для этого варианта использования (и задач с высокой интенсивностью в целом) еще более важны в этом сценарии использования (см. раздел об управлении батареями).
- Этот вариант использования может иметь более высокую долю затрат на электроэнергию, учитывая более частую необходимость в подзарядке, хотя это несколько компенсируется за счет рекуперации энергии при торможении при движении вниз под уклон без нагрузки. Этот вариант использования также подразумевает повышенную экономию дизельного топлива, учитывая, что оборудование с ДВС обычно показывает более высокую скорость сжигания топлива при подъеме в гору.
-
Перевозка вниз по склону (полная нагруженность)
- Этот вариант использования наименее чувствителен к затратам на электроэнергию, поскольку требования по частоте подзарядки менее строгие, что обеспечивается усилением рекуперации при торможении, по сравнению с другими вариантами использования. Это также приводит к снижению затрат на зарядную инфраструктуру.
- Электрические батареи по-прежнему будут подвергаться нескольким циклам зарядки и разрядки, учитывая участки подъема в гору без нагрузки (см. рисунок 17), что приводит к более высоким затратам на батареи, чем при аналогичном цикле перевозки по ровной поверхности.
- Тем не менее, значительная экономия на затратах на дизельное топливо все же достигается, поскольку для преодоления силы тяжести пустому самосвалу по-прежнему требуется энергия (обычно около 40–50 % от объема в нагруженном состоянии).
Ожидается, что в ближайшие годы многие факторы, повышающие конкурентоспособность BEV, еще больше усилятся. Это включает в себя быстрое улучшение характеристик, долговечности и стоимости электрической батареи, а также усиленные законодательные требования в поддержку электрификации.