光伏储能绿电供能纯电动矿卡在夏日哈木镍钴矿山的应用研究

李鹏，欧东，孟航晔

（青海黄河矿业有限责任公司，青海 西宁 810000）

青海夏日哈木镍钴矿区位于青海省西部东昆仑西段，柴达木盆地南缘。行政区划隶属青海省格尔木市乌图美仁乡。该地区多年平均气温 3.8℃，最冷月1月份月平均气温－11.5℃，最热月 7 月份月平均气温 17.3℃，年平均气温差28.8℃。

夏日哈木地处偏远属于高寒高海拔无电地区，矿区采用孤网光伏+储能的方式，建设充电桩进行了一系列的纯电动矿卡应用试验研究，并取得了一定的效果。夏日哈木镍钴矿用自己的行动在实现2030、2060碳达峰、碳中和进程中依靠能源供给及用能方式做出了探索。

1 光储配备情况

目前矿区已建成投运光伏3.31MW、配套储能2.8MWh的分布式光储供电微网，为矿区各建设工程临时营地和部分施工现场提供清洁电能，估算每年可减排二氧化碳约870吨。

根据《青海省发展和改革委员会关于青海电网2020～2022年目录销售电价和输配电价有关事项的通知》（青发改价格〔2020〕724号文），正常生产年矿区大工业用电110kV电压等级的平均电价约为0.40元/kWh。若光伏供电价格按0.3元/kWh考虑，暂按矿区建设30 MW的光伏电站，光伏出力暂按日均50%（光伏发电8小时），则每年矿区可节约电费438万元。

2 纯电动矿卡应用情况

夏日哈木镍钴矿共有10辆车，其中D1、D3为双电机车型电池容量335kWh，电池类型为三元锂电池；D2、D5、D6为单电机车型，电池类型与前者相同，容量为260kWh；D7、D8、D9、D10、D11为双电机车型电池容量420kWh，电池类型为磷酸铁锂电池。

（1）车辆拉运趟数及出勤率分析

根据实际数据，自9月17日至12月16日，日历天数共计91天。总计拉运趟数5515趟，拉运废石约13.2万m3，加权平均出勤率65.68%。从不同车型角度分析，双电机车型出勤率较高（为76.37%，详见表1）。日均趟数也较高（18.55趟/日），设备保障性相对较好，数据详见表2。

表1 不同车型平均日拉运趟数

表2 不同车型分月平均日拉运趟数

双电机车型出勤率较高（最高为11月份三元电池车型91.67%），日均趟数也较高（最高为10月份三元电池车型23.9趟/日），但随着环境温度降低、充电时间变长，以及拉运距离的延长整体日均趟数持续走低，并且矿区现场光伏仅白天充电（上午10点～下午4点左右），充电能力不足也对电动矿卡的使用效率低影响较大。

（2）运输距离及上下坡电耗分析

自9月17日以来，因矿区作业平台的开拓，拉运距离逐步延长（详细数据见表3），单趟（往返）拉运距离由最小为0.26km，逐步延长至3.16km。至10月底逐步趋于稳定。

表3 纯电动车分月运距及上下坡作业耗电数据

表4 不同车型运距及上下坡耗电数据

总体来说下坡时纯电动车可以回收部分电量，上坡电耗明显高于下坡电耗。

平均作业电耗三元锂电池双电机车型耗电量最低，为3.046kWh/km，单电机车型电耗最高为4.303kWh/km。上下坡平均公里电耗方面，三元电池双电机车型下坡回馈电量较好，上下坡电耗差值为2.839kWh/km。

3 结论

通过夏日哈木镍钴矿山对新能源及纯电动矿卡的应用证明高寒高海拔地区矿山生产是可行的。

（1）随着运距的增加、环境温度的降低、下坡运距的缩短有效作业时长逐步降低，日公里电耗增加。

（2）环境温度下降，有效作业时长逐步降低（详见图2）。以D1车为例，10月份日最低平均气温-7.01℃，D1车辆平均有效作业时长为8.36小时；11月份日最低平均气温-11.75℃，D1车辆平均有效作业时长为6.05小时，12月份日最低平均气温-16.58℃，D1车辆平均有效作业时长为4.97小时。10月份D1车辆平均有效作业时长分别较11月份、12月份高出2.31小时、1.08小时。

图1 利用充电桩给纯电动矿卡充电

图2 纯电动矿卡在剥离作业

（3）环境温度下降，公里电耗逐步升高。以D1车为例，12月份D1车辆平均每公里电耗较11月份、10月份分别高出1.549kWh/km、0.868kWh/km。