电动个性

问：您能否解释一下，您所说的民用电网改造与矿山电网之间的协同效应具体指什么？

这种协同效应建立在自主微电网与分布式能源（尤其是可再生能源）发展的基础之上。大多数矿山都位于偏远地区，只有少数矿山接入民用电网，而且即便接入，通常也需要通过长距离输电线路。

因此，合理的方案是发展带可再生能源的独立微电网（太阳能、风能，且不久的将来可能加入氢能），以此摆脱集中式电网模式的局限。由于微电网架构已在推动电网转型，因此无需大幅改动，即可直接用于构建矿山电网。

此外，矿山当前的电力基础设施、运维成本高度依赖柴油发动机与发电机，这直接影响能源成本。矿山微电网既能解决这些局限，同时也能支撑100%可再生能源的转型。

电网通过整合可再生能源实现电力转型，再加上电池储能技术与电动汽车技术的成熟，共同加速了矿山电动化进程。目前已有多款商用电动机械与电池车辆可供矿山使用，同时针对矿山大型运输卡车的氢能车辆试验也在进行中。

问：为什么您认为现在是电动化的最佳时机，尤其是在矿山领域？

关键在于电力电子技术的进步——它是可再生能源与电动交通系统的核心使能技术。在所有电力电子应用中，相似的电路拓扑利用半导体进行电能转换，以完成特定功能。

例如，在微电网中，双向变流器可以为电池充电或为负载供电；而同款变流器也可以在电动汽车静止时为其电池充电，或在车辆行驶时驱动电机（制动时作为发电机控制）。

此外，半导体开关器件（特别是宽禁带器件）的进步，使得高功率密度、低成本的变流器成为可能。因此，成熟的电力电子产品自然被应用到矿山设备中。

问：对于担心设备电动化成本的矿山企业，电动化能带来哪些收益？

我们不能低估减碳作为矿山设备从内燃机转向电动化的驱动力。但我认为，矿山电动化最主要的好处，在于系统效率的提升与控制便捷性带来的改善和机遇。

柴油发动机在额定负载下效率不超过35%，轻载时效率更低。需要强调的是，低效率运行同时会产生大量热量与高排放（柴油颗粒物）。而电机与驱动系统在很宽的负载范围内效率都可超过80%。

此外，矿山行业需要最大化正常运行时间。电机驱动系统还为矿山带来多项优势：低噪音、低振动、可靠性更高、机械部件更少、维护与服务成本降低。而且，电气系统让矿山作业的过程监控与故障检测变得无缝且简便，这对未来矿山至关重要。

问：矿山开始电动化后，员工技能再培训的难度有多大？

这件事既难也易，但最重要的是必须做。并非所有矿山员工都需要具备同等水平的电动化知识。高层层面，矿山所有者必须认同电动化的价值，因此需要了解整体集成如何运作。而一线工程师则必须接受多方面培训，包括电力电子、电机驱动、微电网系统组件与控制。

在阿德莱德大学，我们已经在培养学生适应这些全新的电动化现实。我们开设了多种项目，助力该领域未来的劳动力发展，其中包括覆盖所有现代分布式能源技术的课程。

我们还建立了澳大利亚储能知识库，分享带电网级电池储能的现代微电网平台。此外，我们牵头负责澳大利亚未来电池产业合作研究中心的矿山电动化项目，目标也是为广大矿业领域人员提供培训。