大规模推广应用氢能矿卡有望成为未来矿山实现低碳转型的重要抓手

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《中国能源报》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《中国能源报》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。”