这个由9名成员组成的财团的产品——壳牌的越野车辆采矿业电气化解决方案——旨在帮助采矿业实现脱碳,在不影响运营效率或安全的情况下减少排放,同时旨在在成本上与柴油驱动的业务相比具有竞争力。
除了Shell,成员还包括Skeleton、Microvast、Stäubli、Carnegie Robotics、Heliox、Spirae、Alliance Automation和Worley。该试点方案结合了具有超快充电的高功率电池解决方案和标准化的微电网能源系统,所需的解决方案可以与现场或通过电网的可再生发电相补充。
壳牌部门脱碳与创新副总裁Grischa Sauerberg表示,该解决方案“绝对”适用于整个采石业和集料行业。
Sauerberg补充说:“我们正在构建的解决方案是为220吨的卡车设计的,但组件也可以根据卡车的大小进行缩放,以便充电和通电。”“所以它也可以用于配备更小电池组的小型车辆。”
他补充说,该解决方案也适用于建筑、林业和海洋应用。
壳牌表示,该解决方案中使用的新型超级电池——由总部位于德国的快速储能公司Skeleton生产——可以在90秒内完成400千瓦小时的能量传输充电,比锂离子电池快得多。
该解决方案的原型计划于明年在德国汉堡的壳牌研究中心进行地面测试。壳牌表示,将于2024年对采矿业客户进行现场测试,目标是在2025年实现商业化和可扩展。
壳牌表示,作为一种替代能源,电气化为越野车行业提供了立即摆脱长期依赖柴油的潜力。报告补充说,对于矿业等难以减少的行业来说,这是至关重要的。根据咨询公司麦肯锡的数据,移动设备占采矿业二氧化碳排放量的40%到50%,据估计,到2030年,电池-电力运输卡车将降低总拥有成本(TCO),维护成本降低20%,燃料成本比现有柴油卡车低40%。
Sauerberg说:“越来越明显的是,没有任何一个组织能够单独解决脱碳问题。”“在像采矿业这样的碳密集型行业,合作的必要性尤其明显,这方面的挑战很大,但机会更大。为了克服这些挑战,释放这些机遇,壳牌正在帮助该行业的一些最具创新性的公司聚集在一起——电气化被证明是朝着形成明确的脱碳路径迈出的重要的第一步。”
壳牌的越野车辆矿用电气化解决方案包含三个主要元素。
电力供应和微电网,旨在以安全稳定的方式提供持续可靠的可再生能源供应。
通过灵活、耐用、有弹性的现场超快充电站,可在大约90秒内完成超快充电,旨在为资产提供在最具挑战性的环境下持续运行的能力。
通过结合先进的电池和电容技术,车载储能旨在提供长寿命、超快充电和高性能。
壳牌表示,运营商将从端到端解决方案中受益,该方案覆盖了电子从产生到在驱动系统中传输的整个过程。
该解决方案还可以在不同的原始设备制造商(OEM)之间互操作。
Sauerberg说:“脱碳的挑战是巨大的,但不是不可能的——只要合作和创新始终齐头并进。”在最近的创新挑战赛上,这两项技术都得到了展示。在该挑战赛上,壳牌领导的由设备制造商、技术合作伙伴、行业专家和壳牌能源(我们的可再生能源内部供应商)组成的联盟,推动了像采矿业等难以减少的行业的可能性的边界。我们成功的解决方案证明了,整个行业如何通过实现现有技术的全部潜力来推动进步——无论是通过电气化、数字工具还是低碳燃料。”
Sauerberg表示,壳牌不再仅仅是一家石油和天然气供应商,现在可以被描述为一家能源转型公司。
他补充说,该联盟正在计划进一步的发展,包括缩短充电时间和延长车载电池的生命周期。
Skeleton Technologies汽车和业务发展副总裁Sebastian Pohlmann表示,在矿车和其他重型应用的电气化过程中,最大的挑战是确保机器大部分时间都在工作,而不是站在角落里充电。
他补充说,该联盟提供快速充电技术的解决方案为这个问题提供了一个解决方案:“今天的锂离子电池有一个问题,你不能那么快地充电,”Pohlmann说。“这意味着你需要比通常安装的更大的电池系统。今天最常见的锂离子电池使用的是钴和镍等材料,这些材料在欧洲是无法获得的。我们知道这些材料会带来可持续性问题。”
他说,与电动汽车不同,电动汽车可能每天只使用几个小时,矿车理想的情况是每天最多使用24小时,以充分利用商业案例。
“这些都是我们试图用新能源储存技术解决的挑战,”Pohlmann说。“超级电池的主要优势是充电速度快。它的充电速度大约是锂离子电池的100倍,充电时间是90秒,而不是90分钟。这意味着你不再需要专门的充电点或充电时间。你可以在车辆在运输周期中停止的地方充电。”
波尔曼表示,超级电池是一项从超级电容器发展而来的新技术。他补充说,这种电池在工业电池中已经显示了5万个生命周期。它不含钴、镍和石墨,使用铝箔代替铜。
“超级电池工业电池已经被证明是安全的,即使是在压碎、过热或穿孔的情况下,”波尔曼说。“现在我们可以提供工业电池样品,我们计划在2024年底开始生产电池和模块产品。”
壳牌公司的一位发言人表示,该解决方案是针对越野车充电的,目前还没有将其用于道路电动汽车充电的计划。