光伏儲(chǔ)能綠電供能純電動(dòng)礦卡在夏日哈木鎳鈷礦山的應(yīng)用研究

李鵬，歐東，孟航曄

（青海黃河礦業(yè)有限責(zé)任公司，青海 西寧 810000）

青海夏日哈木鎳鈷礦區(qū)位于青海省西部東昆侖西段，柴達(dá)木盆地南緣。行政區(qū)劃隸屬青海省格爾木市烏圖美仁鄉(xiāng)。該地區(qū)多年平均氣溫 3.8℃，最冷月1月份月平均氣溫－11.5℃，最熱月 7 月份月平均氣溫 17.3℃，年平均氣溫差28.8℃。

夏日哈木地處偏遠(yuǎn)屬于高寒高海拔無電地區(qū)，礦區(qū)采用孤網(wǎng)光伏+儲(chǔ)能的方式，建設(shè)充電樁進(jìn)行了一系列的純電動(dòng)礦卡應(yīng)用試驗(yàn)研究，并取得了一定的效果。夏日哈木鎳鈷礦用自己的行動(dòng)在實(shí)現(xiàn)2030、2060碳達(dá)峰、碳中和進(jìn)程中依靠能源供給及用能方式做出了探索。

1 光儲(chǔ)配備情況

目前礦區(qū)已建成投運(yùn)光伏3.31MW、配套儲(chǔ)能2.8MWh的分布式光儲(chǔ)供電微網(wǎng)，為礦區(qū)各建設(shè)工程臨時(shí)營地和部分施工現(xiàn)場提供清潔電能，估算每年可減排二氧化碳約870噸。

根據(jù)《青海省發(fā)展和改革委員會(huì)關(guān)于青海電網(wǎng)2020～2022年目錄銷售電價(jià)和輸配電價(jià)有關(guān)事項(xiàng)的通知》（青發(fā)改價(jià)格〔2020〕724號(hào)文），正常生產(chǎn)年礦區(qū)大工業(yè)用電110kV電壓等級(jí)的平均電價(jià)約為0.40元/kWh。若光伏供電價(jià)格按0.3元/kWh考慮，暫按礦區(qū)建設(shè)30 MW的光伏電站，光伏出力暫按日均50%（光伏發(fā)電8小時(shí)），則每年礦區(qū)可節(jié)約電費(fèi)438萬元。

2 純電動(dòng)礦卡應(yīng)用情況

夏日哈木鎳鈷礦共有10輛車，其中D1、D3為雙電機(jī)車型電池容量335kWh，電池類型為三元鋰電池；D2、D5、D6為單電機(jī)車型，電池類型與前者相同，容量為260kWh；D7、D8、D9、D10、D11為雙電機(jī)車型電池容量420kWh，電池類型為磷酸鐵鋰電池。

（1）車輛拉運(yùn)趟數(shù)及出勤率分析

根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)，自9月17日至12月16日，日歷天數(shù)共計(jì)91天。總計(jì)拉運(yùn)趟數(shù)5515趟，拉運(yùn)廢石約13.2萬m3，加權(quán)平均出勤率65.68%。從不同車型角度分析，雙電機(jī)車型出勤率較高（為76.37%，詳見表1）。日均趟數(shù)也較高（18.55趟/日），設(shè)備保障性相對(duì)較好，數(shù)據(jù)詳見表2。

表1 不同車型平均日拉運(yùn)趟數(shù)

表2 不同車型分月平均日拉運(yùn)趟數(shù)

雙電機(jī)車型出勤率較高（最高為11月份三元電池車型91.67%），日均趟數(shù)也較高（最高為10月份三元電池車型23.9趟/日），但隨著環(huán)境溫度降低、充電時(shí)間變長，以及拉運(yùn)距離的延長整體日均趟數(shù)持續(xù)走低，并且礦區(qū)現(xiàn)場光伏僅白天充電（上午10點(diǎn)～下午4點(diǎn)左右），充電能力不足也對(duì)電動(dòng)礦卡的使用效率低影響較大。

（2）運(yùn)輸距離及上下坡電耗分析

自9月17日以來，因礦區(qū)作業(yè)平臺(tái)的開拓，拉運(yùn)距離逐步延長（詳細(xì)數(shù)據(jù)見表3），單趟（往返）拉運(yùn)距離由最小為0.26km，逐步延長至3.16km。至10月底逐步趨于穩(wěn)定。

表3 純電動(dòng)車分月運(yùn)距及上下坡作業(yè)耗電數(shù)據(jù)

表4 不同車型運(yùn)距及上下坡耗電數(shù)據(jù)

總體來說下坡時(shí)純電動(dòng)車可以回收部分電量，上坡電耗明顯高于下坡電耗。

平均作業(yè)電耗三元鋰電池雙電機(jī)車型耗電量最低，為3.046kWh/km，單電機(jī)車型電耗最高為4.303kWh/km。上下坡平均公里電耗方面，三元電池雙電機(jī)車型下坡回饋電量較好，上下坡電耗差值為2.839kWh/km。

3 結(jié)論

通過夏日哈木鎳鈷礦山對(duì)新能源及純電動(dòng)礦卡的應(yīng)用證明高寒高海拔地區(qū)礦山生產(chǎn)是可行的。

（1）隨著運(yùn)距的增加、環(huán)境溫度的降低、下坡運(yùn)距的縮短有效作業(yè)時(shí)長逐步降低，日公里電耗增加。

（2）環(huán)境溫度下降，有效作業(yè)時(shí)長逐步降低（詳見圖2）。以D1車為例，10月份日最低平均氣溫-7.01℃，D1車輛平均有效作業(yè)時(shí)長為8.36小時(shí)；11月份日最低平均氣溫-11.75℃，D1車輛平均有效作業(yè)時(shí)長為6.05小時(shí)，12月份日最低平均氣溫-16.58℃，D1車輛平均有效作業(yè)時(shí)長為4.97小時(shí)。10月份D1車輛平均有效作業(yè)時(shí)長分別較11月份、12月份高出2.31小時(shí)、1.08小時(shí)。

圖1 利用充電樁給純電動(dòng)礦卡充電

圖2 純電動(dòng)礦卡在剝離作業(yè)

（3）環(huán)境溫度下降，公里電耗逐步升高。以D1車為例，12月份D1車輛平均每公里電耗較11月份、10月份分別高出1.549kWh/km、0.868kWh/km。