2025-09-26 00:45:44 来源: 智慧生活笔记 
河北采矿行业电气化的未来在很大程度上依赖于充电技术的进步。
快速、动态和混合充电解决方案的发展，使得电池电动汽车（BEVs）在地下和地面矿山中越来越普遍。矿业技术的母公司GlobalData指出，截至2025年第一季度，全球已有近400辆矿业BEVs在运营。
为了给这些车队提供动力，主要矿业公司正在探索创新的充电技术，以提高运营效率并减少碳排放。
然而，不同类型的车辆与充电基础设施之间的互操作性尚未大规模实现。如果充电解决方案能够实现标准化，全球矿业行业的全面电气化运营就能成为现实。
随着采矿车辆逐渐摆脱柴油，电气化的进程中，运营速度仍然是矿工们的首要考虑，以满足或超越生产目标，避免关键资产停机——这一需求通过快速充电来满足。
Echion Technologies的首席商务官Ben Ting确认，“行业对快速充电的标准是24小时内充电一个小时”。Echion是剑桥大学的衍生公司，提供基于铌的阳极材料，并得到了全球最大铌矿商CBMM的战略投资。
研究发现，快速充电是地下矿山中最常用的技术，通过优化充电时间（例如在工人休息期间）来提高生产力。
然而，快速充电技术的一个缺点是，BEVs在充电过程中通常是静止的。
“采矿中的超大级BEVs拥有超过一兆瓦时（MWh）的电池，充电时需要进行很多准备工作——比如停车、连接大电缆，以及安全地连接和断开，”Ting解释道。
“在动态矿山环境中，这些因素累积起来会耗费太多时间，而在这种环境中，保持持续移动是非常重要的。”
另一种常见的方法是电池更换，即将耗尽的电池更换为充满电的电池。不过，这仍然需要专门的充电站和精确的停车对齐。
这就是动态充电的应用场景，它可以在电动汽车（BEV）运行时进行充电。据Ting介绍，这通常是通过将卡车连接到接触网来实现的，目前最先进的接触网可以提供6-8MWh的电力。
不同尺寸的电动汽车充电效率也有所差异。日立能源全球运输部门经理Bruce Warner 曾告诉矿业技术，对于较小的车辆，充电技术相当成熟，但对于较大的卡车，“需要时间和投资才能使其达到广泛应用的水平”，并指出，动态充电是一种很有前景的解决方案。
ABB全球eMine矿业解决方案经理Nic Beutler告诉矿业技术，“虽然资本成本不容忽视，但现在更容易证明其合理性。”
“模块化和可扩展性是常被忽视的优势，因为矿山不需要一次性全面改造。它们可以从小规模开始，验证概念，并随着车队的电气化逐步扩大。”
确实，新的充电解决方案目前存在一定的前期投资风险，但目前正在努力构建和标准化解决方案，以实现整个行业的电气化。
行业采纳的一个关键障碍是充电技术、基础设施和车辆类型之间缺乏互操作性。
充电接口倡议（CharIN）协会正在推动将联合充电系统作为电动汽车（EV）的全球标准，正在与国际矿业与金属理事会（ICMM）合作解决这一瓶颈。
“结果是一个清晰的路线图，围绕三种互补技术构建，”CharIN技术项目经理达尼埃拉·索莱尔解释道。
这些技术包括用于高功率静态充电的坚固型兆瓦充电系统（R-MCS）；支持动态充电的动态充电接口（DCI）；以及极端型兆瓦充电系统（X-MCS），旨在为大型运输卡车提供超快速的原始设备制造商（OEM）无关充电。
凭借这些进展，CharIN的目标是实现“自动化、耐用和可扩展”，但互操作性仍然是首要任务，索莱尔表示。“矿业车队多种多样，通常使用来自多个OEM的设备，在不同气候的不同地点运营。如果每个OEM或地点都需要各自的专有充电系统，成本、复杂性和风险就会大幅增加。”
国际矿业与金属理事会（ICMM）创新总监布莱奥尼·克利尔·希尔补充道：“标准化支持高功率充电器和动态能量传输系统的部署，这对大型矿业车辆尤其重要，特别是在苛刻的环境中。”
数字化也是一个重要的部分。正如比尤特勒强调的：“现在，许多充电系统都是反应式的——插入、充电，然后继续前进。我们需要的是更智能的基础设施，能够掌握车队调度、电力网络负荷和供应的多样性，甚至包括可再生能源的输入。”
随着越来越多的数字和实体充电解决方案进入矿业市场，市场过饱和的风险也在增加。廷认为“标准化应该在实验之后进行。尽管矿业行业希望获得高水平的确定性，但应该测试许多不同的方法，然后确定应该成为标准的内容。”
除了更广泛的倡议外，主要矿业公司一直在追求试点项目，快速充电仍然是一个受欢迎的途径。
廷指出，澳大利亚矿业巨头福特斯丘在这个领域处于领先地位。到2024年底，该公司获得了来自澳大利亚可再生能源署的1000万澳元（648万美元）资助，以开发用于重型电动汽车的6MW快速充电器，基于其之前的原型。
在太平洋彼岸，加拿大的新蒙特博登金矿正在转型为世界上第一个全电动地下矿——这一目标得益于快速充电站和电力配电系统，配有额外的电力线路和一千伏的电源。
混合解决方案也在不断涌现，使矿工能够获得快速和动态充电的综合好处。Elonroad首席执行官Karin Ebbinghaus表示，随着充电技术的改善，“对大型电池的需求减少，因此矿用车辆将变得更便宜，因为电池往往是车辆中最昂贵的部分。”该公司为矿工提供动态充电站，并估计行业电气化水平仅为0.5%。
混合充电对矿业来说是“全新的”，Ting评论道。“小型矿工对试验表现出浓厚的兴趣，这样他们就能成为跟进者。”
与此同时，主要的设备制造商（OEM）仍在不断推出更多充电解决方案。最近，在MINExpo 2024上，卡特彼勒推出了其动态能量传输系统，该系统包括一个电源模块、电气化轨道系统和一个将能量传输到操作卡车的机器系统。
在MINExpo 2024上，Komatsu展示了其首款具备地面电池更换功能的电池电动自卸卡车，以及与ABB合作开发的eMine™机器人自动连接装置，该装置可以自动连接和断开矿用电动车与充电站的连接。
“这是一种全新的思维方式，结合了新技术，因此在不同环境下进行测试非常重要，”Ebbinghaus说。“在一个大型生态系统中，OEM和电网公司也需要参与其中。这是关于将新的人聚集在一起进行讨论，这可能是一个挑战。”
Hill强调，“充电技术的成功开发依赖于各方利益相关者的合作，以推动矿业电气化。”
矿业充电技术的进步正在稳步上升，Ting坚称，特别是混合解决方案具有卓越的前景。
“大多数矿场将采用带有车载充电的混合系统，”他说。“在设计和规划矿场时，从一开始就考虑充电基础设施，绿色场地将有很大的机会。”
Ebbinghaus表示赞同，敦促利益相关者继续在已有的进展基础上进行建设。“行业已经在研究自主和电气化操作上投入了大量资金，现在是时候把它们结合起来，专注于充电基础设施了。”
当然，充电解决方案只是矿业电气化更大拼图的一部分，必须与其他清洁能源矿业解决方案如电池和现场微电网的可再生能源一起发展。
Beutler确认：“矿山将越来越依赖于预测充电计划、能源感知路由以及与可再生能源供应的协调。”
正如Soler所说，充电领域的进展也可以为港口和重型铁路等其他行业提供借鉴。
CharIN预计R-MCS和DCI系统将在短期内在矿山部署，而X-MCS将在更长的时间框架内，可能会在不同产业中与柴油加油竞争，甚至有可能超越。
Soler总结道：“最终，充电将从技术挑战转变为战略优势，提升生产力、降低排放，并为矿业运营提供未来保障。”
