“掘金”离网采矿脱碳：金铜矿区的太阳能-储能发电
据BloombergNEF报道，占世界能源需求6%的采矿业正面临着越来越大的去碳化压力。这些压力来自于投资方、技术和汽车行业的客户以及消费者。该研究机构的分析表明，通过利用现场太阳能、风能或电池，矿区可以节约高达25%的电力成本。
开发商兼EPC承包商juwi公司的全球业务总监Amiram Roth-Deblon表示，从企业社会责任的角度来说，在21世纪前十年的中期，在矿山增加可再生能源的重要性并不高。但自去年以来，发生了巨大变化。这部分是因为《巴黎协定》下全球变暖限制在远低于2˚C，最好是1.5˚C的呼吁已经达到了许多矿业公司的最高管理层。“现在，我们看到了效果。”
今年早些时候，Juwi达成了一项据称是建在离网矿区的、全球最大太阳能混合项目的协议。该项目将建在位于埃及东部红海附近的Sukari金矿，包括一个36MW太阳能电站。电站采用双面组件和单轴跟踪器，与一个7.5MW锂离子电池连接。
该太阳能-储能项目预计将在2022年二季度完工，太阳能-储能系统将被加入现有柴油发电机组中，电池可以平滑太阳能发电，提高可靠性。
这类项目的偏远性质意味着基础设施通常不太发达，而与并网相比，物流可能是更大的问题，但Roth-Deblon表示，主要区别在于安全程序的就位程度。"这是完全不一样的水平，在正常的公用事业项目中是看不到的，即使在欧洲也是如此。我想说，我们在埃及面临的健康和安全要求会比我们在德国的大部分时间都要严格，因为这是一个矿区。"
同时，由于许多人在Sukari矿区近距离工作，COVID-19意味着项目开发团队需要在到达之前进行PCR检测和自我隔离。
与旨在尽可能实现高产出的常规公用事业项目不同，对于为矿山供电的离网电厂来说，微电网必须维持频率电压，确保不发生停电，因为停电会给矿主造成巨大损失。
太阳能-储能项目的成功记录或会缓解矿业公司的担忧。举例来说，DeGrussa项目是juwi开发的一处位于西澳大利亚的铜矿供电项目。DeGrussa项目拥有10.6MW太阳能和6MW电池系统，令该地的柴油消耗总量下降了20%。自2016年投运以来，没有发生过任何停电事故。
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从那时起，juwi就展开了离网项目工作，如同样位于西澳大利亚的Agnew金矿。目前，公司正在南非的Evander 矿区建造一个10MWac光伏电站。
另一个值得关注的混合项目最近已在西非马里的Fekola金矿完工。白天， 30MW的太阳能电站可以让矿区关闭六台重油发电机中的三台， 17MW/15.4MWh的电池储能系统补偿了发电波动，维持了可靠运行。可再生能源满足了矿区白天75%的电力需求。
这一项目于4月宣布投运。当时，矿主兼运营商B2Gold公司的高级副总裁Dennis Stansbury表示，显而易见，太阳能-储能是助力公司走向更可持续生产道路的选择。"这是一个里程碑项目，我们希望它能为西非采矿业的更可持续发电铺平道路。"
该项目采用了单面组件和单轴跟踪器，耗资3800万美元，由德国可再生能源开发商BayWa r.e.和咨询公司Suntrace合作建造。
除了为辐照度波动提供缓冲外，电池还可以允许更多的时间让现有重油发动机并网。电池的放电时间设计为约45分钟。Suntrace的首席运营官Martin Schlecht告诉PV Tech ，"电池可以在有云的时候放电，或者在高峰期获取多余能量，这样，发动机就不必完全平衡所有这些波动。"
当被问及抛弃化石燃料、使用100%太阳能-储能解决方案为离网矿井供电的潜力时，Schlecht表示，这在Fekola这样的矿区是极具挑战性的，因为矿区一天24小时都在运行，24小时都有相同的负荷需求。"对于今天的电池成本来说，这还不是一个经济的解决方案。更多的太阳能项目会变得更加经济。因此，在未来的解决方案中，我们可能会看到更高的太阳能份额。"。
据Roth-Deblon介绍，目前，通过太阳能-储能满足100%的离网矿井用电需求是"相当棘手的"，但在许多地方，光伏-电池-风能组合的占比 "往往可以达到70%、80%，有时甚至是90%，非常经济。你还可以更进一步，达到100%。"juwi研究了一个100%使用可再生能源供电的矿区，结果表明，可再生能源只有在最后的几个百分比才会比化石燃料解决方案更昂贵。
Schlecht认为，风电与太阳能发电的互补性意味着煤矿可以考虑进一步提高可再生能源份额，但这也可能会令许可流程更加复杂，安装时间变得更久。
光伏-储能技术越来越具备经济效益，Fekola等项目展示了这种技术的可行性，Schlecht表示，更多的矿业公司会获得更多的信心，“我可以肯定的说，它们随后就会扩大太阳能项目。”
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