10月下旬的澳大利亞,夏日初現(xiàn),30度的高溫籠罩著這片廣袤的土地。
在澳大利亞西北部,皮爾巴拉地區(qū)以其神秘而豐富的紅色礦區(qū)聞名于世,這里是全球最大的鐵礦石產(chǎn)區(qū)之一,蘊藏著世界上最大的鐵礦床,以及鋁土礦、金、鎳、銅、鉆石等多種礦產(chǎn)資源。
從空中俯瞰皮爾巴拉,紅褐色的土壤綿延不絕,黑色的裂紋將礦區(qū)切割成大小不一的板塊,而點綴其間的斑斕綠色,則為這片紅色大地增添了幾分生機。
在奇切斯特山脈上的圣誕溪礦區(qū),幾輛由柴油驅(qū)動的無人駕駛礦用重卡正在忙碌地工作。它們隸屬于全球第四大鐵礦石生產(chǎn)商福德士河(Fortescue)。
在奇切斯特樞紐,福德士河擁有118輛這樣的無人駕駛礦用重卡。未來,它們將會被純電動礦用重卡和氫燃料礦用重卡所替代。
這是福德士河脫碳戰(zhàn)略的一個關(guān)鍵組成部分。
福德士河由安德魯·福瑞斯特于2003年創(chuàng)立,總部位于西澳大利亞首府珀斯,現(xiàn)已成為全球第四大鐵礦石生產(chǎn)商和澳大利亞第三大鐵礦石出口商。
2022年9月,福德士河宣布將在2030年擺脫對化石燃料的依賴,實現(xiàn)鐵礦石業(yè)務(wù)陸地運營的真正零排放(包括范圍1和2的排放總量,但不包括范圍1中航運的排放),并力爭在2040年實現(xiàn)范圍3的凈零排放。
根據(jù)國際排放核算工具溫室氣體(GHG)核算體系,范圍1排放指企業(yè)直接產(chǎn)生的溫室氣體排放,如能源消耗和制程排放;范圍2排放則指企業(yè)外購電力、熱力或冷源產(chǎn)生的間接排放;范圍3排放則涵蓋了企業(yè)價值鏈中所有其他間接排放,包括購買的商品和服務(wù)、員工通勤等。
相比于另外三大礦業(yè)巨頭的減碳目標,福德士河的脫碳計劃更加“激進”。力拓和必和必拓均設(shè)定在2050年實現(xiàn)運營凈零排放;淡水河谷計劃到2030年前減排33%。
為實現(xiàn)上述目標,福德士河計劃在2024-2028財年投資62億美元(約合441億元人民幣),增設(shè)2-3吉瓦可再生能源發(fā)電、電池存儲及現(xiàn)場基礎(chǔ)設(shè)施。
預(yù)計到2030年,每年將減少排放300萬噸二氧化碳,減少使用約7億升柴油及1500萬吉焦天然氣,并降低運營成本8.18億美元(約合58.17億元人民幣)。
福德士河擁有三大樞紐,共五座礦區(qū),分別是奇切斯特樞紐的圣誕溪和斷云礦區(qū),西部樞紐的所羅門和艾利瓦納礦區(qū),以及鐵橋樞紐的鐵橋礦區(qū)。奇切斯特樞紐和西部樞紐年產(chǎn)鐵礦石量均為1億噸。
今年8月綠色鐵素項目破土動工,計劃2025年底開始投產(chǎn),預(yù)計每年可生產(chǎn)1500多噸的綠色鐵素。
傳統(tǒng)情況下,鋼鐵生產(chǎn)以鐵礦石為主要原料,通過高爐中的冶金煤和焦炭,高溫還原反應(yīng)生成鐵水,再將鐵水倒入煉鋼爐中進一步煉成鋼鐵。其中,高爐冶煉會產(chǎn)生大量的二氧化碳排放。
如果以綠色鐵素為原料進行生產(chǎn),生產(chǎn)工藝則有所不同。綠色鐵素是利用現(xiàn)場生產(chǎn)的綠氫將鐵礦石還原,再通過電熔爐進行冶煉,最終生產(chǎn)出含鐵量達80%以上的生鐵。下游客戶拿到生鐵后可直接煉鋼,省去了高爐冶煉的步驟。綠色鐵素的生產(chǎn)過程中幾乎不產(chǎn)生碳排放。
福德士河表示,它們未來的目標是向中國每年交付1億噸的綠色鐵素,大約能代替2億噸的鐵礦石,整個過程可能需要800萬噸綠氫,并達成減少2億噸碳排放的目標。
2024財年,福德士河的鐵礦石產(chǎn)量約1.9億噸。這意味著,福德士河未來生產(chǎn)的全部鐵礦石幾乎都將通過這一綠色低碳工藝,直接轉(zhuǎn)為綠色鐵素。
當(dāng)前,綠色鐵素的主要生產(chǎn)方式依賴于高品質(zhì)、低矸石的鐵礦石,而澳大利亞僅約5%的鐵礦石適用于綠氫直接還原鐵技術(shù)。為確保澳大利亞綠色鐵素產(chǎn)業(yè)的長期發(fā)展?jié)摿?,福德士河正在努力證明皮爾巴拉赤鐵礦在該領(lǐng)域的商業(yè)價值。
“我們希望在中澳之間搭建一條‘從綠色礦山到產(chǎn)品’的綠色鐵素供應(yīng)鏈,為兩國的經(jīng)濟社會和可持續(xù)發(fā)展提供機遇。”福德士河戰(zhàn)略及創(chuàng)新總監(jiān)柯愛莉(Ellie Coates)在接受界面新聞在內(nèi)的媒體采訪時表示。
綠色鐵素的生產(chǎn)離不開綠氫。綠氫是指通過太陽能、風(fēng)能等可再生能源發(fā)電直接制取的氫氣,需要大量綠色電力。
目前,圣誕溪礦區(qū)的制氫設(shè)施由一個60兆瓦的太陽能發(fā)電廠供電。該太陽能發(fā)電場還為奇切斯特樞紐的日間運營供電,每年可替代約1億升柴油。皮爾巴拉地區(qū)日照時間長,擁有豐富的太陽能資源,這為當(dāng)?shù)氐奶柲馨l(fā)電和綠色能源項目提供了有利條件。
“明年我們還將分別建立30兆瓦和50兆瓦的太陽能發(fā)電站。”一個工作人員介紹道。
圣誕溪礦區(qū)配備了目前澳大利亞在礦上建造的最大的氣態(tài)及液化制氫設(shè)施,其擁有兩個700千瓦的電解槽,每天可生產(chǎn)約530公斤氫氣。液態(tài)制氫設(shè)施每天能在零下244℃左右的溫度下生產(chǎn)約350公斤液氫。
圣誕溪礦區(qū)生產(chǎn)的氫氣,除了未來供給生產(chǎn)綠色鐵素外,還將用于氫燃料重卡的充電。
礦區(qū)運輸環(huán)節(jié)的脫碳,是福德士河實現(xiàn)零排放目標的重要措施。
圣誕溪礦區(qū)已建立3兆瓦礦用重卡快速加氫站等。一位工作人員稱,該加氫設(shè)備能在卡車接近時自動精準定位充電接口,同時觸發(fā)卡車充電防塵蓋的自動開啟。每輛卡車僅需約25分鐘即可完成充電。每臺卡車充滿電后,可持續(xù)運行4-6小時。
福德士河的氫燃料電池礦用重卡原型車“歐羅巴”號(Europa)已在位于珀斯的研發(fā)中心成功運行,并已加入“探路者”號在礦山現(xiàn)場進行測試。目前,這兩輛重卡仍在進一步調(diào)試中,一旦調(diào)試成功,將進行批量生產(chǎn),并投入到礦區(qū)的運營中。
目前,純電動礦用重卡已在福德士河的礦區(qū)投入使用。
一個長3.6米,寬1.6米,高2.4米,總重200噸的巨型機械靜靜地矗立在礦區(qū),這就是名為“探路者”號(Road Runner)的純電動礦用重卡。
區(qū)別于柴油驅(qū)動的重卡,純電動礦用重卡的核心部件是電池,福德士河通過收購以及自主研發(fā)等形式,對電池領(lǐng)域進行了布局。
2022年3月,福德士河斥資2.23億美元(約合15.88億元人民幣)收購英國威廉姆斯先進工程公司(WAE),獲取了電池系統(tǒng)和電氣化核心技術(shù)。由此,福德士河研發(fā)出了適用于礦用重卡的電池組。
此外,福德士河自主研發(fā)出了輸出功率高達6兆瓦的充電器,它能在30分鐘內(nèi)充滿一輛電動礦用重卡所搭載的1.9兆瓦時的巨大電池容量。這也是迄今公布的世界上最快的電動汽車充電器。
在不久前舉行的MINExpo2024國際礦業(yè)博覽會上,福德士河與利勃海爾公司簽署了價值28億美元(約合199.62億元人民幣)的采礦設(shè)備采購協(xié)議,兩家公司將合作打造全球最大的零排放采礦車隊之一。
除了礦區(qū)卡車,鐵礦石運輸還涉及鐵路。
福德士用一條全長760公里的礦用鐵路,將圣誕溪、斷云、所羅門及艾利瓦納四個礦區(qū)緊密連接至黑德蘭港。
位于皮爾巴拉心臟地帶的黑德蘭港,作為全球頂尖的鐵礦石出口港之一,已成為國際鐵礦石貿(mào)易的重要樞紐,對澳大利亞的資源出口及全球鋼鐵產(chǎn)業(yè)鏈具有深遠影響。
福德士河擁有17列、單列長達2.8公里的礦用火車,每列可承載3.5萬噸鐵礦石,由244節(jié)礦車組成。這些火車抵達港口后,會通過翻車機將裝滿鐵礦石的車廂逐一卸空,鐵礦石隨后被堆放到港口的儲料區(qū),滿載而歸的景象在港口隨處可見。
火車脫碳項目正在測試運行中。福德士河的礦用火車由兩節(jié)機車牽引,當(dāng)前仍由柴油驅(qū)動,未來則將轉(zhuǎn)變成由電池電力驅(qū)動,能夠有效減少使用8500多萬升柴油。
作為福德士河的創(chuàng)新引擎,位于珀斯的哈澤梅爾研發(fā)中心承載著大量的研發(fā)任務(wù)。該公司從寧德時代等電池制造商處采購硬件,研發(fā)團隊則專注于電池軟件編程及管理系統(tǒng)的設(shè)計。
一位工作人員透露,福德士河采取了邊研發(fā)、邊制造、邊學(xué)習(xí)、邊改進的并行模式。這種模式使得公司在四個月內(nèi),就將純電動火車機車成功運行在鐵軌上。
作為綠色鐵素供應(yīng)鏈重要的一環(huán),航運方面的碳排放也不容小覷。
今年3月,福德士河的“綠色先鋒”號成功完成了全球首次使用氨燃料作為船舶動力的燃料試驗。綠氨是通過風(fēng)能、太陽能等可再生能源發(fā)電所產(chǎn)生的綠電通過電解水產(chǎn)生氫氣后,與空氣中的氮氣結(jié)合生成的。
福德士河表示,待行業(yè)標準及監(jiān)管環(huán)境成熟后,“綠色先鋒”號采用的技術(shù)有望被應(yīng)用于80艘貨輪的脫碳。
位于皮爾巴拉1000多公里之外的公司“大腦”——礦山開采綜合規(guī)劃與集成運營中心,300多名員工正在這里協(xié)同工作。
他們正在遠程操控礦山及港口的運營,包括無人駕駛鉆機及礦用重卡、火車裝載機、翻車機及取料機等設(shè)備。
“我們最近整合了能源管理控制系統(tǒng)來管理和維護不同的能源資產(chǎn),包括輸電電網(wǎng)、風(fēng)能及太陽能發(fā)電場,我們還有一系列天然氣發(fā)電設(shè)施和備用的柴油發(fā)電設(shè)備,這一切都為了將來將化石燃料全部轉(zhuǎn)化成清潔能源做好準備。”一位工作人員表示。
今年6月18日,中國國務(wù)院總理李強訪問澳大利亞期間,參觀訪問了福德士河位于哈澤梅爾的綠色技術(shù)研發(fā)和測試基地。這是福德士河成立以來,中國政府高層領(lǐng)導(dǎo)的首次來訪。
柯愛莉在上述媒體會上表示,福德士河希望與中國開展更廣泛的合作,共同推動綠色礦業(yè)的發(fā)展。通過構(gòu)建中澳綠色鐵素供應(yīng)鏈,雙方可以充分利用各自的優(yōu)勢資源和技術(shù),實現(xiàn)互利共贏。
她同時指出,項目進展中會面臨很多不確定性,因此公司將分階段進行項目實施,逐步驗證技術(shù)的經(jīng)濟性和可行性,并最終實現(xiàn)擴產(chǎn)和規(guī)?;a(chǎn)。
福德士河市場營銷及船務(wù)總監(jiān)本庫奇(Ben Kuchel)也表示,公司期待未來能與中國在綠色礦業(yè)領(lǐng)域開展更多的合作,包括設(shè)備、技術(shù)等方面的拓展。通過雙方的共同努力和政府的支持,綠色礦業(yè)將成為推動全球可持續(xù)發(fā)展的重要力量。
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