锂电池在采矿业发展中的作用
2024年3月25日
全球各个行业都在努力限制碳排放并减少温室气体排放,而这一转变的关键因素就是采用可再生能源。在当今技术先进的采矿业中,移动空气和电力变得越来越重要,电池在提高生产力和运营效率方面发挥着关键作用。
近年来,采矿等工业应用中广泛使用的电池主要有三种:铅酸电池、镍铁 (Ni-Fe) 电池和锂 (Li-ion) 电池。后者,也就是锂电池,凭借多功能性和高效率而得到认可,而且由于其能量密度高、自放电率相对较低和无记忆效应,它们适用于众多应用。
锂电池的显著优势之一是能够经受许多次的充电和放电,而不会显著降低电池容量。其他电池技术在经历有限次数的充电和放电后,性能就会迅速下降,而锂电池则不同,它可以经受数百次充电和放电,同时保持出色性能。这一耐久性不仅延长了电池循环寿命,而且还可以转化为更具盈利能力的长期投资。
记忆效应曾是传统电池的一个常见问题,而锂电池则不存在这一问题。旧款电池需要完成充电和放电循环才能保持其满容量,而锂电池则不会出现这种现象。它能够在任何负荷水平下进行充电,这种便利性为作业增添了重要价值,同时也延长了电池续航时间。
面向采矿业的基于锂电池的解决方案
在采矿应用的先进、高效解决方案领域,基于锂电池的解决方案预示着更加可持续运营的新时代的到来。在此背景下,阿特拉斯·科普柯在过去几年中一直将自身定位为出色且可靠的优质企业之一,致力于提供无缝集成先进技术的解决方案,以高效且负责任的方式为采矿作业提供动力。这种先进的方法不仅解决了采矿应用的即时电能需求,还彰显了在降低环境影响的同时为采矿业创造更加可持续发展的未来的承诺。阿特拉斯·科普柯采用锂电池供电的解决方案适用于电力、照明和压缩空气等领域,可帮助最终客户提高生产率,并创造更安全、更健康的工作条件。这些解决方案代表着迈向更节能的采矿运营的战略性飞跃,推动整个行业向前发展。
使用移动式电池供电装置生成压缩空气
阿特拉斯·科普柯近期推出的 B-Air 是全球较早问世的电池供电移动式螺杆空压机,这标志着采矿业开始朝着更高效的低碳未来转型。从内燃机改为电机带来许多好处,包括不产生任何本地排放 - 事实上,B-Air 185-12 可减少 140 吨二氧化碳排放,相当于约 30 辆乘用车一年的排放量。
它还能显著减少停机时间和维护需求。与柴油机驱动的空压机相比,B-Air 185-12 的电机的运动部件(由此产生磨损)要少得多,因此每 2000 小时才需要保养一次,而柴油机驱动的装置每 500 小时就需要保养一次。同时,电池组受三层外壳保护,并采用液冷方式,有助于尽可能地提高性能。
先进的变速驱动及其永磁电机可自动调节电机转速,确保随时满足空气需求,这可将能效提高多达 70%。
与所有 阿特拉斯·科普柯移动空压机一样,B-Air 也要经过严格的试验流程,以证明即使在非常恶劣的气候条件(从 +45°C 到 -25°C)下也能发挥出色性能。
储能系统改变采矿作业中的电力供应
依靠电池储能系统 (ESS),采矿公司可通过优化发电、配电和用电,充分控制其临时电力应用。阿特拉斯·科普柯的储能系统包括 ZBP 和 ZBC 系列,均适合安装在偏远地点和难以进出的地方 – 通常用于采石场和地下矿山。对于具有高电能需求和用电需求经常发生变化的应用而言,这些储能系统是理想的选择,可在电网供电受限时提供辅助供电,同时兼顾低负载和峰值负载。
作为支持多种电能输入(如发电机组和可再生能源)的分散式混合系统的核心,这一创新型锂电池 ESS 产品组合既可以独立工作,也可以同步工作。此外,随着移动太阳能发电设备的发展及其与采矿业的整合,储能系统将在存储和分配可再生能源以确保可持续地为现场作业供电方面发挥关键作用。这些基于电池的装置可帮助采矿公司部署灵活、可靠的电源,同时满足法规要求并降低成本,从而引领行业向可持续的移动式能源解决方案转型。
可提高生产率的节能照明解决方案
尽管柴油机驱动型照明灯车一直以来都用于为采矿现场提供照明,以延长工作时间并确保安全的工作条件,但近年来已开发出更节能的替代方案。电力照明灯车和太阳能照明灯车无需消耗燃油,使运营商能够降低成本,确保遵守噪音、光和二氧化碳排放方面的法规要求,受益良多。
阿特拉斯·科普柯推出的新款太阳能照明灯车 HiLight S2+ 配备锂电池,可存储由其光伏电池板所捕获的太阳释放的能量,从而为自身配备的四个 90W LED 泛光灯供电。这款创新型照明灯车拥有高效率、高性能,能为现场施工人员提供良好的光线,在有利的天气条件下它甚至可以实现全年自主运行。
此外,运营商还见证了新型照明解决方案的出现:混合照明灯车。阿特拉斯·科普柯近期推出的 HiLight BI+ 4 结合使用电池和节油型 Stage V 柴油机,提供出色的灵活性。依靠电池运行可减少发动机的使用率,这能延长设备的使用寿命,并打造出具有低总拥有成本 (TCO) 的临时照明解决方案。
锂电池的最终处置
根据国际法规,当电池达到寿命上限时,阿特拉斯·科普柯有责任对其 B-Air 185-12 移动空压机、储能系统产品组合以及太阳能和混合动力照明灯车的电池进行报废处置。处置流程始于将废旧的锂电池收集起来,并安全地临时存放。这一步骤至关重要,可确保根据电池的状况和类型对其进行妥善处置和分离。而后,阿特拉斯·科普柯与具备专业知识和相关设备的专业回收公司合作,采用安全、高效的方式回收锂电池。
经过一段时间后,电池将被拆解,其组件可用于销售。这不仅遵守了环境法规,还通过创收和减少浪费带来了经济效益。阿特拉斯·科普柯产品中使用的电池以循环经济为设计理念;为此,通过再制造过程,还可以赋予电池第二次生命。即使电池容量有所下降,它们仍然可重新用于要求不那么高的一些应用,例如家用供电系统。这种利用电池“二次生命”的做法在很大程度上减少了电子废物和环境影响。尽管电池容量有所下降,但这些再利用的电池仍可提供出色的性能,其使用寿命可延长四年之久。
不同电池类型概览
电池规格 |
铅酸电池 | 镍铁电池 (Ni-Fe) | 锂电池 (Li-ion) |
能量密度 |
25–40 Wh/kg |
40–60 Wh/kg |
90–190 Wh/kg |
效率 |
50%–70% |
70%–90% |
80%–90% |
生命周期放电量 (80%) |
200–1000 |
1000 |
2000–4000 |
DoD |
60% |
80% |
80% |
充电容量 |
8–16 h |
2–4 h |
1 h |
自放电/月 |
5–15% |
20% |
<5% |
最大充电电流 |
0.05C |
1C |
2C |
充电温度限制 |
-20–50ºC |
0–45ºC |
-15–45ºC |
维护要求 |
3–6 个月(均衡) |
30–60 dpi(放电) |
无 |
毒性 |
高 |
高 |
低 |
成本(次/千瓦时) |
中等 |
中等 |
非常低 |
应用 |
固定 |
固定 |
灵活 |