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以可持续电力解决方案,助力“白色石油”高效开采

日期:2021-12-14    来源:国际能源网

国际电力网

2021
12/14
11:15
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关键词: 施耐德电气 节能降碳 矿业电力系统解决方案

中国北京, 2021年12月14日——日前, 施耐德电气与瓦锡兰携手,面向全球采矿运营商,共同打造了全新的可持续、不间断电力解决方案。该解决方案目前已经在世界最偏远的锂矿场应用和落地,为其带来高达27%整体资本支出减少、20%二氧化碳排放量降低和40%的能源成本节约的同时,还通过引领行业发展的三大维度创新,给采矿企业在 “双碳”目标提出背景下的升级和转型,提供了一套能够在未来激烈行业竞争中持续保持领先的切实可行范本。

助力“双碳”目标达成的“白色石油”开采同样面临降碳压力

锂是生产便携电子设备和新能源汽车电池的重要元素。此外,锂金属还是打造光伏、风电等分布式能源储能设施的核心部件,可帮助新能源行业实现高效储能,为全球摆脱化石燃料依赖和实现“双碳”目标提供助力。因此,被誉为“21世纪的能源金属”和“白色石油” 的锂元素,已经成为各国当前最重要的“战略资源”之一。随着各国“双碳”目标的提出,锂矿开采行业正迎来新一轮的高速发展期。但不为人知的是,能够助力“双碳”目标达成的锂矿开采行业,同样也面临着节能降碳的压力。

本文探讨的锂矿场位于极寒的高海拔地区。受其所处环境空气绝缘强度低和散热能力差等因素的影响,该矿场电力系统的部署受到诸多严苛的限制。同时,该矿场采用更为高效的直接提取工艺进行锂矿开采,需要可用性高达到99.5%充沛电能供应才能实现工艺设施的稳定运行。此外,作为高耗能行业,面对日趋严格的能源和可持续发展法规,锂矿开采系统在实现稳定能源供应的同时,还需要通过数字化技术打造更加智能的电力系统,进一步降碳并提升效率,以满足政府对于环境合规的要求。

三大创新和高性能软硬件产品组合 构建高效低碳的矿业电力系统

施耐德电气与瓦锡兰来联手打造的矿业电力系统解决方案,整合了双方在过去20余年中200多个项目中的合作经验以及各自在电气化、数字化、智能化以及燃机领域的先进技术,通过开发协同模式、用能结构重组、前瞻技术方案的三大维度创新和高性能软硬件产品组合,帮助矿场实现了贯穿其全生命周期各个阶段的成本和可靠性优化。对于亟需实现脱碳化、可持续和能源节约的锂矿开采行业而言,该解决方案的落地应用,为行业未来发展提供了一个新的探索方向。

创新性开发模式协同:传统矿业电力系统通常是由工程公司(EPC)或采矿行业的最终用户凭借自身在工艺方面的专业知识及以往的项目经验设计而成,只关注单一设备,缺乏对整个配电系统的全局考虑,建设及运营成本较高、占地面积大,已经无法满足当下锂矿采集企业在脱碳化、可持续和节约能源等方面的复杂需求。为此,该解决方案创新性的推动最终用户、EPC和设备制造商三方联手,共同部署和打造矿场的能源供应系统,让矿场实现贯穿其全生命周期各个阶段的成本和可靠性优化成为可能,帮助企业从容应对“双碳”目标提出背景下的节能减碳挑战。

创新性用能结构重组:锂矿开采是高能耗行业。传统锂矿的运营通常需要公共电网的能源输送才能实现量产。但锂资源储量丰富的海外矿场往往地处偏僻,远离公共电网。而为矿场铺专用的输电线路成本高、周期长。针对这一问题,该解决方案充分整合瓦锡兰分布式能源发生设备和天然气内燃机制造方面的技术优势,开创性的将微电网、火力发电、储能以及其他可再生能源系统融入矿场能源供应体系,能够帮助矿场实现自给自足的充沛能源供应。分布式能源的部署还最大限度降低了采矿作业对矿场周边生态环境的影响,让矿场的碳排放进一步降低。

创新性前瞻技术方案:由于锂矿开采设施对于电力可用性的要求极高。而发电和电网架构选择对矿业电力系统的电力可用性影响极大。为了该解决方案的电力可用性, 施耐德电气结合自身前瞻性的洞察和开放性的EcoStruxure配电架构,对高海拔因素影响下的不同方案进行分析评估及优化。最终,该解决方案通过完善的电能质量优化,实现了闪弧和人员触电风险的降低;通过贯穿项目CapEx和OpEx阶段的全生命周期资产管理,实现了矿场总拥有成本的减少;通过智慧化的供配电保护系统选择性配合,实现了保障工艺设备和矿场关键负载连续运行的高可用性供电。

高性能软硬件产品组合:为了保障业务的连续性,矿区需要配置备用发电机和UPS,以满足非工艺设施(营地、办公室、水处理设施、消防系统等)及浓缩过程中部分关键负载在电力系统故障发生时的用电需求。在此方面,施耐德电气有着丰富多元的产品线,能够全面满足矿场在恶劣自然环境下的连续用能和应急供电需求。同时,这些产品具备强大数字化基因,能够与施耐德电气各类边缘控制软件和应用分析与服务无缝衔接,实现防微杜渐的预防性维护,从源头避免矿场因配电系统故障而发生的业务中断,助力矿场实现高质量的连续生产。

未来可期 用行业标杆范本助力中国企业海外锂矿开采布局

值得一提的是,由于这套方案中涉及的元器件、电源和维护成本均可预测,使其可普遍适用于包括矿石和卤水提取等在内的各类型新建和存量矿场。我国虽坐拥全球锂矿资源储量21%,但本土提锂的成本相对偏高。因此,头部锂矿开采企业开始将目光转向提锂成本更加低廉的海外,开始积极布局海外资源开发。而该解决方案开创性的用能结构重组,让地处偏远、自然环境恶劣的海外矿场获得可持续、不间断供电成为可能,也给我国锂矿开采企业,提供了一套能够在未来激烈行业竞争中持续保持领先的切实可行范本。

施耐德电气矿业、矿产和金属业务副总裁兼区域负责人Vivek Kapoor表示:“此联合解决方案的益处远不止有利开展锂矿开采。要创造净零碳排放的未来,电动汽车和可再生能源存储必须朝着更经济、更易于获得的方向发展。该解决方案将赋能采矿运营商减少矿场对当地环境的影响,并降低生产成本。此外,还能够促进下一代技术的发展,并最终为建设净零碳排放社会奠定基础。如今,全球相关的运营商都需要尽快实现业务脱碳,并朝着使用100%可再生能源的方向迈进。该解决方案为应对上述挑战提供了破解之道,使整体作业变得更加透明和高效。”

未来,施耐德电气与瓦锡兰将以本次合作为支点,在构建面向未来的矿业电力系统方面展开更多的尝试与深入合作。双方已就矿业能源解决方案开发业务签署了框架合作协议,并合作撰写发布了针对矿业电力系统解决方案的商业白皮书。同时,在中国本土锂原料产量缺口持续存在的大背景下,施耐德电气期望依托遍及全球100多个国家和地区的供应链和服务网络,用先进技术打造更加完善的解决方案,帮助中国采矿行业客户创造更大的利益,为他们在海外的采矿权取得和矿场建设提供助力。

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