光伏儲能綠電供能純電動礦卡在夏日哈木鎳鈷礦山的應用研究

李鵬，歐東，孟航曄

（青海黃河礦業有限責任公司，青海 西寧 810000）

青海夏日哈木鎳鈷礦區位于青海省西部東昆侖西段，柴達木盆地南緣。行政區劃隸屬青海省格爾木市烏圖美仁鄉。該地區多年平均氣溫 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℃。

夏日哈木地處偏遠屬于高寒高海拔無電地區，礦區采用孤網光伏+儲能的方式，建設充電樁進行了一系列的純電動礦卡應用試驗研究，并取得了一定的效果。夏日哈木鎳鈷礦用自己的行動在實現2030、2060碳達峰、碳中和進程中依靠能源供給及用能方式做出了探索。

1 光儲配備情況

目前礦區已建成投運光伏3.31MW、配套儲能2.8MWh的分布式光儲供電微網，為礦區各建設工程臨時營地和部分施工現場提供清潔電能，估算每年可減排二氧化碳約870噸。

根據《青海省發展和改革委員會關于青海電網2020～2022年目錄銷售電價和輸配電價有關事項的通知》（青發改價格〔2020〕724號文），正常生產年礦區大工業用電110kV電壓等級的平均電價約為0.40元/kWh。若光伏供電價格按0.3元/kWh考慮，暫按礦區建設30 MW的光伏電站，光伏出力暫按日均50%（光伏發電8小時），則每年礦區可節約電費438萬元。

2 純電動礦卡應用情況

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

（1）車輛拉運趟數及出勤率分析

根據實際數據，自9月17日至12月16日，日歷天數共計91天。總計拉運趟數5515趟，拉運廢石約13.2萬m3，加權平均出勤率65.68%。從不同車型角度分析，雙電機車型出勤率較高（為76.37%，詳見表1）。日均趟數也較高（18.55趟/日），設備保障性相對較好，數據詳見表2。

表1 不同車型平均日拉運趟數

表2 不同車型分月平均日拉運趟數

雙電機車型出勤率較高（最高為11月份三元電池車型91.67%），日均趟數也較高（最高為10月份三元電池車型23.9趟/日），但隨著環境溫度降低、充電時間變長，以及拉運距離的延長整體日均趟數持續走低，并且礦區現場光伏僅白天充電（上午10點～下午4點左右），充電能力不足也對電動礦卡的使用效率低影響較大。

（2）運輸距離及上下坡電耗分析

自9月17日以來，因礦區作業平臺的開拓，拉運距離逐步延長（詳細數據見表3），單趟（往返）拉運距離由最小為0.26km，逐步延長至3.16km。至10月底逐步趨于穩定。

表3 純電動車分月運距及上下坡作業耗電數據

表4 不同車型運距及上下坡耗電數據

總體來說下坡時純電動車可以回收部分電量，上坡電耗明顯高于下坡電耗。

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

3 結論

通過夏日哈木鎳鈷礦山對新能源及純電動礦卡的應用證明高寒高海拔地區礦山生產是可行的。

（1）隨著運距的增加、環境溫度的降低、下坡運距的縮短有效作業時長逐步降低，日公里電耗增加。

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

圖1 利用充電樁給純電動礦卡充電

圖2 純電動礦卡在剝離作業

（3）環境溫度下降，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。