打造全电矿山 始于微处，成就未来

始于微处，成就未来 目录 为何要推动矿山电气化转型？为何现在是最佳时机？ 在ABB，我们坚信“始于微处，成就未来”。通过推动技术进步与思维模式转型，我们的团队持续培养协作精神。以此，矿业能够为低碳未来提供关键原料，例如电动汽车所需的锂以及风力发电机所需的稀土元素等。此外，采矿团队还在运营干扰降至最低的情况下，逐步实现碳减排和降成本的双重收益。 技术供应商与企业管理层曾一度将电气化视为一种未来理想。 然而，电气化已不再是未来概念。过去几年的实践表明，电气化是 一 种 能 够显著 提 升业 绩并减 少 排 放 的成熟 方法。从自卸式卡车到装料设备和输送机，当前各式各样的车辆和机械都有望实现电气化。如今，每个企业都可以逐步迈向“全电矿山”，只需稍加调整，便可实现性能飞跃。 事实上，许多矿业领导者都支持变革：53%的受访者表示，预计将在未来五年内推进转型。ABB致力于与矿企紧密合作，开启转型之旅：我们秉持“始于微处，成就未来”的理念，依托技术创新全程护航，赋能未来发展。 这一转型趋势对于采矿业的重要性日益突出，主要有以下原因：首先，采矿业的温室气体排放 量占全球总 量的7%。与此同时，矿石品位的下降需要消耗更多能源进行开采，而新的采矿项目往往位于偏远地区，远离现有电力基础设施。综合考量这些现实因素，采用可再生能源不仅合情合理，而且对于确保完整采矿价值链的可靠、高成本效益且低排放的运营至关重要。此举还能提升生产力、效率及安全性。 加拿大可持续采矿在行动 得益于ABB的自卸式矿卡辅助架线基础设施，加拿大铜山矿业公司（Copper Mountain Mining）实现了电动矿卡架线运行的碳排放量较柴油动力卡车降低90%。不仅如此，电动卡车的速度如今已达以往车速的两倍，为性能表现提供保障。 然而，仍有许多采矿从业者心存疑问，例如有30%的矿企负责人表示其脱碳进度滞后于2030年净零排放目标。虽然远非理想，但这一数字也许并不令人意外。毕竟，实施变革的主体不是企业负责人，而是一线的运营管理团队。更何况，还有KPI、安全第一的准则，以及任何变革都必须在维持或提升盈利能力下推进的前提。 的矿业人士在接受访谈时表示其脱碳进度滞后于2030年净零排放目标 回顾过去五年 矿业在过去五年间发生了翻天覆地的变化。大宗商品价格走低与成本上涨持续挤压行业利润，许多矿业公司未能完成既定的生产目标。随着矿石品位持续下降，开采和加工等量金属所需的能耗越来越高，使得电气化转型变得愈发重要。 在如此复杂的背景下，矿业人才如今抱有更高期望。许多从业者向往技术优先的职场文化，这意味着薪酬公平、就业稳定、灵活的工作方式及良好的职业发展前景已成为行业标准。 尽管近几年的行业环境充满挑战，但电气化仍在稳步推进。那些积极拥抱电气化的矿山开始在速度、效率、安全性以及脱碳方面取得成效。 因此，众多矿业公司达成共识：电气化是提升生产力、效率、安全性以及实现脱碳目标的必由之路。 试点项目正在绘制发展蓝图，有助于构建信心，为未来蓄力。自2021年以来，从加拿大到南非再到澳大利亚，ABB已受托在全球9个国家和地区开展了26项研究，其中包括6个已成功交付的辅助架线系统安装项目，另有第7个项目正在稳步推进中。 全面变革：破除常见疑虑 对具有前瞻性的技术方案保持谨慎的态度无可厚非。毕竟，行业往往更加关注更为紧迫的问题，其中每吨成本始终是首要考量指标。此外，采矿属于战略性产业，将价值数百万美元的柴油车队更新换代，绝非一朝一夕。 让我们深入探讨采矿团队在电气化方面存在的问题、困惑与疑虑，并思考“始于微处，成就未来”的理念能否为您的组织带来价值。 问题一：目前时机是否成熟？ 有些人或许会质疑，现在是否为投资电气化的最佳时机，尤其是考虑到电气化技术仍在不断发展。既然技术在未来可能更加成熟，为何不等五年后再推进电气化转型？ 此外，还有些业内人士担忧电气化将改变其矿山及采矿资产的运营模式。比如，针对由来自多家供应商的车辆组成的车队，他们担心选错技术方案；以及现有基础设施是否需要升级改造以满足新设备的需求。 然而，高效的电气化技术早已发展成熟，并且减排目标在短期内不会凭空消失。如果不立即行动转向电气化技术，那么未来或将面临更大的冲击。采矿团队需要提前布局电气化，这样才能在时机来临时，避免突然的巨额资本支出。 的矿企计划在2026年前投资于运输车队脱碳 更重要的是，电气化是经过验证的迭代升级方案，而非空想，能够切实地提升速度、效率与可靠性。终有一日，所有矿山都将实现电气化。近期研究结果揭示了以下积极趋势： 早期的设计理念与规划是成功的关键。如果您的矿卡 退役在即，需要升 级 换代，那么可先升 级部分车辆，从小规模改造做起，以免未来大费周章。 携手迈向净零未来 •42%的矿企计划在2026年前投资于运输车队脱碳 跨国企业小松（Komatsu）正与ABB联合开发电气化与脱碳解决方案。通过组建一支专项团队，这两家技术领军企业将共同探索市场化策略，其目标是实现重型工业机械的净零排放。 优秀的电气化技术供应商具备前瞻性，且坚持供应商中立原则，这意味着其技术适用于所有车辆类型与OEM厂商，无论未来技术如何演进，均可实现灵活扩展。 •68%的矿企计划在2030年前实现至少25%的车队电气化 安全性增强： 电气化与自动化还可提升员工安全 性：电气化可 有 效 降 低 地下 矿井 中 有 害 污 染 物 浓 度 及 噪 音 水平，而自动运输系统与机器人自动连接装置（ACD）的应用则意味着无需人员执行危险任务。 无需人工干预即可实现多辆电动矿卡自动充电，显著减少因加油或充电导致的作业中断时间。 电动矿卡的车速是柴油矿卡的两倍。 可靠性优势： 脱碳进展： 与柴油发动机相比，电动设备活动部件更少，从而降低设备维护需求，减少停机时间。这种与生俱 来 的 简 约 设 计 增 强了电 动 矿山设备的可靠性。 与柴油矿卡相比，由辅助架 线 系 统 供电的电 动 矿卡可 减少高达90%的碳排放量。 问题二：存在哪些风险？ 变革与风险往往相伴而生。一些业内人士担忧电气化非但不能简化矿山运营，还会增加矿山的复杂性。还有些人则关注电力稳定性，担心意外停机与集成难题，以及电动车队是否会导致电网过载。 事实上，电气化不只局限于燃料的替代，而是更倾向于采矿的智能化。电力平衡解决方案可保障稳定可靠的能源供应。通过对电网基础设施与电池储能系统进行稳健规划，并结合矿山生产预测，可有效降低负荷峰值并应对发电侧波动性。 诚然，将电动车辆（无论是柴电混动还是纯电动力）引入到矿山运营中─ ─电气化之旅的最终阶段─ ─会导致能源负荷需求波动增大。随着可再生能源在偏远地区的利用率增加，这将带来其他限制。 同时，另一附加优势是：在燃料价格日益波动的情况下，主要依赖电力运营的矿业公司（部分采取自主发电）将不会受到化石燃料成本飙升的影响。 新的采矿项目通常位于偏远 地区，远离现有电力基 础设施。这些现实情况使得可再生能源的整合不仅合乎情理，更是确保整个采矿价值链可靠、高成本效益、低排放运营的必然选择。 此外，数字化监测和自动化工具可实现故障预防，借助数字化解决方案使电气化与自动化系统完全整合，从而有效降低运营复杂性。 问题三：我的团队如何适应新变化？ 一些矿企关注劳动力与能力建设问题，尤其担心现有团队无法适应新型车辆与机械。由于操作人员习惯驾驶柴油车队，全新的工艺流程往往意味着重新培训。此外，还有人担忧自动化也许会导致岗位缩减，质疑电气化能否真正让工作变得更安全、更轻松。 事实上，只有电气化与自动化紧密协同，才能取得成功。要迈向电气化和自动化，就要对电力与车队管理系统进行整合，以实现可再生能源的充分利用、能源使用的优化，以及运营效率的提升。 但自动化是员工的帮手，而非对手，能够简化工作流程，使工作环境变得更安全。没有柴油尾气意味着更好的空气质量，对员工健康有益。电气化系统可降低火灾隐患和爆炸风险。此外，减少振动和噪音也将有效缓解员工疲劳，从而降低事故风险。 更重要的是，技术是吸引年轻员工的重要因素。由于劳动力老龄化以及矿业在年轻一代中的负面形象，从未转型的矿山可能很难吸引新人才加入。在这方面，技术同样能够发挥重要作用。技术本身是一种赋能手段，绝大多数(68%)受访者认为技术能够驱动人才多元化发展，尤其能够吸引Z世代人才。毕竟，Z世代是数字一代。技术将向Z世代展示，当今矿山并非人们传统认知中的模样，而是一个拥有数字化、自动化的现代产业。 的受访者认为技术能够驱动人才多元化发展 运输系统电气化 要实现大型自卸式卡车的电气化，矿山需要结合静态与动态两种能量传输方案考量。这两项技术均需对矿山的限制条件进行评估，包括以下方面： •装卸载区域位置•进线装卸载所需资源•整个矿区范围内的供电情况•矿山设计带来的其他运营限制 ABB与原始设备制造商（OEM）及系统集成商建立合作伙伴关系，提供端到端的电气化解决方案，并供应电池、逆变器和驱动等车载设备，以此全力支持矿山电气化转型。通过这种方式，采矿团队可对现有的柴油卡车进行升级改造，减少排放，强化安全，同时促进降本增效。 电气化势在必行，但如何着手？ 赞比亚矿山实现电池寿命最大化 一个典型案例是ABB与日立建机合作实施了全球首个全电超大型自卸式卡车的实地试点项目—— 现已在赞比亚Kansanshi铜金矿投入运行，在严苛工况下展现出高效率、零排放的卓越性能。 在前面三个章节中，我们了解到电气化能够降低每吨成本、提升生产力、吸引新人才，甚至规避燃料价格波动影响。但哪些技术最适合您的矿山？让我们一起探讨一些可选方案。 能量传输技术 静态能量传输 静态能量传输解决方案支持自卸式矿卡停车充电。这种方案可灵活适配不同矿卡规格及特定应用场景。该系统具有互操作性，基于开放标准构建，连接接口对供应商中立，支持手动连接的同时，也可使用自动连接装置（ACD）。 矿山运输车队的电气化涉及动态与静态两种能量传输解决方案。 静态充电解决方案分为四类： 车载快充系统是露天矿场大型矿卡的理想选择。该系统既支持停车充电，亦支持矿卡通过辅助架线系统沿固定距离线路在行车中充电。该系统采用直流电源供电。 离车快充系统非常适用于露天及地下矿山矿卡的临时充电。这类车辆几乎连续作业，空闲时间有限（10-15分钟）。离车快充系统实质是直流充电桩，安装点位固定，遍布矿山区域。 车载慢充系统适合对钻机、锚杆钻机等固定设备进行充电，这类设备偶尔需要在生产区域内移动，且充电时间较长。与全球大多数直接接入电网的设备类似，这类系统可使用交流电。 离车慢充系统适合为间歇性使用的设备（例如人员与设备运输车辆）以及采用换电模式的车辆充电。此类车辆可使用直流电进行较长时间充电。 创新型矿卡充电网点 ABB技术验证产品eMine™机器人自动连接装置（ACD）是一款具有互操作性、全自动化、支持大功率充电的电动矿卡解决方案。该装置已在瑞典北部Boliden公司Aitik矿区等严苛环境中完成测试，旨在实现快速、安全、免手动连接。该ACD装置目前正在进一步研发，通过整合各类车队接口、供应商连接机制及未来标准以确保长期兼容性。 动态能量传输 未来，矿山将采用纯电卡车结合辅助架线系统的运行方式。当矿卡接入辅助架线系统时，车辆不仅能够获取动力，还可为电池补电。在无辅助架线的路段，电池所存储的能量可驱动车辆行驶；在下坡路段，则通过再生制动机制回收动能。 动态充电解决方案通常采用辅助架线系统。该系统可向柴电混动卡车补电，使车辆在整个架线线路上无需使用柴油。 开创采矿业之先河 每辆矿卡均配备受电弓，通过接触架空线路获取电力，与电气化列车相似。其他关键基础设施包括立柱、架空线路系统、站点及整流站，后者将常规的交流电转换为约1000至2600伏直流电。 在ABB和Epiroc的通力协作下，Boliden公司在长达800米的地下矿山测试轨道上部署了首套全电池电动矿卡辅助架线系统，该