Карьерные самосвалы на водородном топливе

Одной из самых больших статей расхода горного производства являются энергозатраты, необходимые для добычи и переработки минеральных руд, которые обеспечиваются за счет дизельного топлива или электроэнергии. Для горнодобывающих компаний, работающих в отдаленных районах, основным источником энергии является дизельное топливо. Существенный недостаток применения дизельного оборудования — выделение токсичных веществ, загазованность атмосферы и повышенная дымность, особенно на глубоких горизонтах. В качестве способов расширения базы энергоресурсов и уменьшения негативного влияния на окружающую среду актуально применение альтернативных топлив, например, водорода, самого экологичного альтернативного топлива, получаемого с использованием возобновляемой энергии. Самосвалы, работающие на водороде, обладают существенными преимуществами, это подтверждается опытом их эксплуатации в европейских странах, США и Японии. Такие самосвалы не загрязняют воздух отработавшими газами, что делает рабочую атмосферу более чистой, особенно в глубоком карьере или при подземном способе добычи. В то время как стоимость дизельного топлива постоянно возрастает, стоимость водородного топлива с каждым годом понижается. Условия эксплуатации карьерных самосвалов обеспечивают востребованность водородной энергетики в горнодобывающей промышленности. Затраты на дизельное топливо и электроэнергию на горнодобывающих предприятиях часто чрезмерны, учитывая их относительную изолированность. Поэтому горные компании более других заинтересованы в переходе на водородную энергетику.

Ключевые слова: экология, карьерный самосвал, дизельное топливо, горные работы, отработавшие газы, водород, топливные элементы.
Как процитировать:

Хазин М. Л., Апакашев Р. А. Карьерные самосвалы на водородном топливе // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2022. – № 1. – С. 47–59. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_1_0_47.

Благодарности:
Номер: 1
Год: 2022
Номера страниц: 47-59
ISBN: 0236-1493
UDK: 622. 684
DOI: 10.25018/0236_1493_2022_1_0_47
Дата поступления: 09.11.2021
Дата получения рецензии: 21.11.2021
Дата вынесения редколлегией решения о публикации: 10.12.2021
Информация об авторах:

Хазин Марк Леонтьевич1 — д-р техн. наук, профессор, e-mail: Khasin@ursmu.ru,
Апакашев Рафаил Абдрахманович1 — д-р хим. наук, профессор, e-mail: parknedra@yandex.com,
1 Уральский государственный горный университет.

 

Контактное лицо:

Хазин М.Л., e-mail: Khasin@ursmu.ru.

Список литературы:

1. Humphreys D. Mining productivity and the fourth industrial revolution // Mineral Economics. 2020, vol. 33, рp. 115—125. DOI: 10.1007/sl 3563-019-00172-9.

2. Global Energy Transformation. A roadmap to 2050. IRENA, 2018.

3. Igogo T., Lowder T., Engel-Cox J., Newman A., Awuah-Offei K. Integrating clean energy in mining operations: opportunities, challenges, and enabling approaches. Technical Report NREL/TP-6A50-76156. 2020.

4. Шешко О. Е. Эколого-экономическое обоснование возможности снижения нагрузки на природную среду от карьерного транспорта // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2017. — № 2. — С. 241–252.

5. Taxell P., Santonen T. Diesel engine exhaust: basis for occupational exposure limit value // Toxicological Sciences. 2017, vol. 158, no. 2, pp. 243–251. DOI: 10.1093/toxsci/kfx110.

6. Fleming K. L., Brown A. L., Fulton L., Miller M. Electrification of mediumand heavyduty ground transportation: Status report. Current Sustainable/Renewable Energy Reports. 2021, рp. 1—9. DOI: 10.1007/s40518-021-00187-3.

7. Старостин И. И., Бондаренко А. В. Проветривание карьеров струйными вентиляторами в комплексе с устройством для аэрации // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана. — 2015. — № 1. — С. 32—41.

8. Guerra C. F., Reyes-Bozob L., Vyhmeister E., Caparros M. J., Salazar Navarrete J. L., Godoy-Faundez A., Clemente-Jul C., Verastegui Rayo D. Viability analysis of underground mining machinery using green hydrogen as a fuel // International Journal of Hydrogen Energy. 2020, vol. 45, no. 8, pр. 5112—5121. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2019.07.250.

9. Хазин М. Л. Горные машины и экологические стандарты стран мира // Известия Уральского государственного горного университета. — 2020. — № 1(57). — С. 156—163. DOI: 10.21440/2307-2091-2020-1-156-163.

10. Марков В. А., Бебенин Е. В., Гладышев С. П. Сравнительный анализ альтернативных моторных топлив для дизелей // Известия вузов. Машиностроение. — 2014. — № 5. — С. 43—48.

11. Бойченко С. В. Школьник И. А. Экологические аспекты использования моторных топлив (Обзор) // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2014. — № 5—6. — С. 35—44.

12. Будущее водорода. Использование возможностей сегодняшнего дня. Отчет подготовлен МЭА для саммита G20 в Осаке, Япония // Транспорт на альтернативном топливе. — 2019. — № 5(71). — С. 12—31.

13. Peng T., Zhou S., Yuan Z., Ou X. Life cycle greenhouse gas analysis of multiple vehicle fuel pathways in China // Sustainability. 2017, vol. 9, p. 2183.

14. Maroufmashat A., Fowler M. Transition of Future Energy System Infrastructure; through Power-to-Gas Pathways // Energies. 2017, no. 10, p. 1089. DOI: 10.3390/en10081089.

15. Staffell I., Scamman D. P., Abad A. V., Balcombe P., Dodds P. E., Ekins P., Shah N., Ward K. The role of hydrogen and fuel cells in the global energy system // Energy & Environmental Science. 2018, vol. 12 (Part 2), рp. 463—491. DOI: 10.1039/C8EE01157E.

16. Hirscher M., Yartys V. A., Baricco M., et. al. Materials for hydrogen-based energy storage — past, recent progress and future outlook // Journal of Alloys and Compounds. 2020, vol. 827, article 153548. DOI: 10.1016/j.jallcom.2019.153548.

17. Joshi S., Dahodwala M., Ahuja N., Dhanraj F., Koehler E., Franke M., Tomazic D. Evaluation of hybrid, electric and fuel cell powertrain solutions for class 6—7 medium heavy-duty vehicles // SAE Technical Paper. 2021, no. 1. DOI: 10.4271/2021-01-0723.

18. Луняшин П. Карьерные тяжеловесы: новые пути к совершенству (Ч. 1) // Основные средства. — 2019. — № 2. URL: https://os1.ru/article/19361-tendentsii-v-razvitiisovremennyh-karernyh-samosvalov-na-jestkoy-rame-karernye-tyajelovesy-novye-puti-ksovershenstvu-ch-1 (дата обращения 07.09.2021).

19. Мастепанов А. М. Водородная энергетика России: состояние и перспективы // Энергетическая политика. — 2020. — № 12(154). — С. 54—64. DOI: 10.46920/24095516_2020_12154_54.

20. Kalantari H., Ghoreishi-Madiseh S. A., Sasmito A. P. Hybrid renewable hydrogen energy solution for application in remote mines // Energies. 2020, vol. 13, no. 23, pp. 6365. DOI: 10.3390/en13236365.

21. Pocard N. How proven fuel cell technology is decarbonizing mining and construction. 2021. URL: https://blog.ballard.com/decarbonizing-mining-and-construction (дата обращения 07.09.2021).

22. Breakthrough in hydrogen fuel — high performance paste created powerpaste, available at: https://zen.yandex.ru/media/energofiksik/proryv-v-vodorodnom-toplive-sozdana-vysokoeffektivnaia-pasta-powerpaste-60281d4d331cb763520172f3 (accessed: 07.09.2021).

23. Первый в мире тяжелый грузовик на топливных элементах Hyundai XCIENT Fuel Cell направляется в Европу для коммерческого использования. URL: https://www.hyundaiavtomir.ru/news/pervyj-v-mire-tyazhelyj-gruzovik-na-toplivnyh-ehlementah-hyundai-xcientfuel-cell-napravlyaetsya-v-evropu-dlya-kommercheskogo-ispolzovaniya/ (дата обращения 07.09.2021).

24. Anglo American построит крупнейший автомобиль на водородном топливе. URL: https://regnum.ru/news/it/2866425.html (дата обращения 07.09.2021).

25. «КамАЗ» начнет разработку водородных грузовиков. URL: https://trans.ru/news/ kamaz-nachnet-razrabotku-vodorodnih-gruzovikov-a-nuzhno-li-neftegazovoi-rossii-vodorodnoe-toplivo (дата обращения 07.09.2021).

26. План мероприятий «Развитие водородной энергетики в Российской Федерации до 2024 года» [Электронный ресурс] Распоряжение Правительства РФ от 12.10.2020 № 2634-р. Доступ из справ.-правовой системы «КонсультантПлюс».

27. Перечень инициатив социального-экономического развития Российской Федерации до 2030 года [Электронный ресурс] Распоряжение Правительства Российской Федерации от 06.10.2021 № 2816-р. Доступ на официальном интернет-портале правовой информации.

Наши партнеры

Подписка на рассылку

Раз в месяц Вы будете получать информацию о новом номере журнала, новых книгах издательства, а также о конференциях, форумах и других профессиональных мероприятиях.