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礦業(yè)在全球經(jīng)濟(jì)中占據(jù)舉足輕重的地位，是驅(qū)動(dòng)全球能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵角色。然而，礦業(yè)長(zhǎng)久以來嚴(yán)重依賴于柴油等化石能源，將其用作采礦設(shè)備及工廠運(yùn)作的主要?jiǎng)恿碓?。?jù)麥肯錫測(cè)算數(shù)據(jù)得知，礦業(yè)的二氧化碳排放量約占全球碳排放總量的4%至7%。其中，柴油動(dòng)力設(shè)備及作業(yè)的碳排放量占有很大比例；并且視實(shí)際地理、地質(zhì)情況，其在采礦過程中直接產(chǎn)生的溫室氣體排放量占比可達(dá)30%，甚至高達(dá)80%。

在我國(guó)，礦業(yè)不僅是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，更是建設(shè)新型工業(yè)化強(qiáng)國(guó)的重要支撐，而作為我國(guó)能源消耗和碳排放的重點(diǎn)行業(yè)，礦業(yè)也是推進(jìn)綠色低碳發(fā)展的重要領(lǐng)域。在“雙碳”背景下，礦業(yè)企業(yè)正面臨著數(shù)字化轉(zhuǎn)型與可持續(xù)發(fā)展、工藝與質(zhì)量控制、效率與效益提升等多重挑戰(zhàn)；整個(gè)行業(yè)亟需加快推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整優(yōu)化，以加速“數(shù)字化”和“綠色低碳”雙轉(zhuǎn)型，通過由“以量謀大”向“以質(zhì)圖強(qiáng)”的轉(zhuǎn)變，穩(wěn)步實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。

金屬及礦物資源需求將持續(xù)增加，推動(dòng)清潔能源技術(shù)革新

與基于化石燃料的同類設(shè)施/設(shè)備相比，建造諸如太陽(yáng)能發(fā)電廠、風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)和新能源電動(dòng)汽車（EV）等以綠色能源技術(shù)為核心的設(shè)施/設(shè)備，需要投入更多金屬和礦物資源。例如，一輛新能源汽車所需的礦物資源約為一輛傳統(tǒng)燃油汽車的6倍。因而，隨著清潔能源產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展，礦業(yè)也將在促進(jìn)全球可持續(xù)發(fā)展方面扮演著愈發(fā)重要的角色。

世界銀行的最新報(bào)告預(yù)測(cè)，到2050年，全球市場(chǎng)對(duì)金屬及礦物資源的需求量將增加近500%，主要用于滿足清潔能源等綠色技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。對(duì)廣大礦業(yè)企業(yè)而言，其面臨的核心挑戰(zhàn)在于既要滿足市場(chǎng)對(duì)金屬和礦物資源的龐大需求，同時(shí)也要結(jié)合綠色、低碳化技術(shù)，嚴(yán)格控制自身在采礦過程中的碳排放。

“數(shù)綠”升級(jí)，助力礦業(yè)企業(yè)邁向可持續(xù)

借助先進(jìn)的數(shù)字技術(shù)和綠色低碳技術(shù)，企業(yè)可使用低碳或脫碳電力代替化石燃料，為流程作業(yè)、設(shè)備及發(fā)電設(shè)施提供動(dòng)力，這將成為礦業(yè)減少碳足跡的重要途徑。在露天采礦作業(yè)設(shè)備層面，如電動(dòng)卡車取代以往礦場(chǎng)通常采用以柴油、汽油為燃料的傳統(tǒng)運(yùn)輸卡車；在井下采礦作業(yè)設(shè)備層面，采用無軌電車運(yùn)輸?shù)纫讶怀蔀槠髽I(yè)實(shí)現(xiàn)減碳、控碳的有力替代方案。

應(yīng)用數(shù)字技術(shù)也是礦山企業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的重要手段，如采用AVEVA APC先進(jìn)過程控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)井下按需通風(fēng)，即風(fēng)機(jī)運(yùn)行負(fù)荷自動(dòng)依據(jù)氧濃變頻調(diào)節(jié)；采用EMS能源管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)能源實(shí)時(shí)監(jiān)控、分析優(yōu)化等方面的提升；以及，采用MES制造執(zhí)行系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)計(jì)劃調(diào)度優(yōu)化、智能作業(yè)排程等以促進(jìn)高效生產(chǎn)。

國(guó)際采礦及金屬協(xié)會(huì)（ICMM）預(yù)測(cè)，目前全球范圍內(nèi)正投入使用的大型礦用運(yùn)輸卡車約有28,000輛。這些礦用車輛每年排放的二氧化碳總量超過6800萬噸，相當(dāng)于850多萬戶家庭一年能耗的碳排量。而通過以電動(dòng)卡車替換這些汽油或柴油動(dòng)力車輛，如此大量的碳排放將幾乎可以被完全消除。因此，該方案在幫助礦業(yè)企業(yè)減少碳足跡方面意義非凡。

包括位于加拿大安大略省的Borden礦區(qū)在內(nèi)的多地礦區(qū)實(shí)踐已經(jīng)表明：在保證礦場(chǎng)正常生產(chǎn)運(yùn)作的同時(shí)，實(shí)施數(shù)字化、綠色低碳化轉(zhuǎn)型是可行的。在Borden礦區(qū)，紐蒙特礦業(yè)公司（Newmont）通過數(shù)字化改造，將其整個(gè)地下卡車車隊(duì)從柴油動(dòng)力升級(jí)為電池動(dòng)力，不僅降低了自身碳排量，改善了礦區(qū)周邊空氣及環(huán)境質(zhì)量，還節(jié)省了高昂的內(nèi)燃機(jī)維護(hù)成本，同時(shí)減少了噪音污染。

以數(shù)字、綠色低碳技術(shù)對(duì)地下采礦作業(yè)進(jìn)行升級(jí)改造，將加速企業(yè)邁向脫碳生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。究其原因，電力發(fā)動(dòng)機(jī)的能效約為90%，而柴油發(fā)動(dòng)機(jī)僅在30%左右。另一方面，由于發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的殘余熱量將被排放至周圍空氣中，礦場(chǎng)需要對(duì)作業(yè)環(huán)境進(jìn)行通風(fēng)。而在地下采礦作業(yè)中，通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)作約占總能耗的30%至50%，因此電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)還能幫助減少30%的通風(fēng)需求。

平衡電力供需，穩(wěn)定推進(jìn)電動(dòng)轉(zhuǎn)型

以往，礦區(qū)所面臨的主要能源顧慮在于運(yùn)輸物流和加油作業(yè)，需要確保有足夠的柴油、汽油供給，滿足正常生產(chǎn)運(yùn)作；而經(jīng)過數(shù)字化、綠色低碳化改造后，礦區(qū)則需要更加聚焦于自身的電力供需計(jì)劃和調(diào)度能力，以維持整個(gè)管理系統(tǒng)的正常運(yùn)行，這也將增加其升級(jí)改造的復(fù)雜性。

• 電力需求側(cè)：在將設(shè)備資產(chǎn)和生產(chǎn)流程從化石燃料動(dòng)力轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏?dòng)力后，礦區(qū)還需要對(duì)自身進(jìn)行全方位的能源管理，既要平衡新的電力負(fù)荷以確保系統(tǒng)運(yùn)作的穩(wěn)定性，也要革新電力基礎(chǔ)設(shè)施以滿足電動(dòng)設(shè)備的動(dòng)力需求。
• 電力供應(yīng)側(cè)（礦區(qū)供電）：從化石燃料動(dòng)力轉(zhuǎn)型至電力動(dòng)力，可能會(huì)致使礦區(qū)的電力需求量成倍增加，因此需要盡可能地利用風(fēng)能、地?zé)崮芎吞?yáng)能等可再生能源作為電力來源。

制定清晰的轉(zhuǎn)型路線圖，加快礦區(qū)升級(jí)進(jìn)程

以數(shù)字、綠色低碳技術(shù)改造傳統(tǒng)的柴油動(dòng)力運(yùn)輸和裝載設(shè)備等資產(chǎn)以及生產(chǎn)流程，將成為礦業(yè)企業(yè)降低自身碳排放的主要途徑之一。同時(shí)這還將帶來其他生產(chǎn)效益，包括改善操作人員和礦工的作業(yè)環(huán)境條件，如減少熱量排放和噪音，以及在一些情況下還可以降低礦區(qū)的通風(fēng)需求，降低能耗。

在此過程中，企業(yè)的關(guān)鍵挑戰(zhàn)在于如何根據(jù)礦區(qū)的實(shí)際需求重新設(shè)計(jì)電力基礎(chǔ)設(shè)施，并保障足夠的電力供給來實(shí)現(xiàn)其降碳、控碳的目標(biāo)。為此，礦業(yè)企業(yè)可以與施耐德電氣的專家團(tuán)隊(duì)合作，制定符合自身的個(gè)性化且可擴(kuò)展的數(shù)字化、綠色低碳化轉(zhuǎn)型路線圖，而基于施耐德電氣可靠的規(guī)劃設(shè)計(jì)，企業(yè)可確保采礦流程作業(yè)的連續(xù)性，并穩(wěn)步推進(jìn)其脫碳目標(biāo)。同時(shí)，針對(duì)礦區(qū)全生命周期的升級(jí)改造，施耐德電氣還將提供相應(yīng)的策略指導(dǎo)，幫助企業(yè)厘清能源資源的分配方式，滿足礦區(qū)改造前后的能源需求，進(jìn)而為其全周期的生產(chǎn)運(yùn)作保駕護(hù)航。

作為礦業(yè)領(lǐng)域“雙轉(zhuǎn)型”進(jìn)程中可靠的合作伙伴，施耐德電氣將基于自身自動(dòng)化和能源管理領(lǐng)域的先進(jìn)理念和技術(shù)，以數(shù)字化為抓手，通過覆蓋全生命周期的解決方案與服務(wù)，為客戶創(chuàng)造“安全穩(wěn)定、敏捷高效、綠色低碳、以人為本”四大價(jià)值，進(jìn)而攜手礦業(yè)企業(yè)一同邁向更可持續(xù)的未來工業(yè)。