能源技术如何帮助采矿业脱碳

20世纪50年代，澳大利亚繁荣的出口业“从羊背上”崛起。如今，采矿业是该国最大、最有价值的产业。数据显示，采矿业占澳大利亚经济的11.1%，资源行业占澳大利亚出口的66.4%来自澳大利亚储备银行的最新数据．

澳大利亚矿业委员会(MCA)首席执行官塔尼亚·康斯特布尔(Tania Constable)说:“采矿业非常清楚气候变化在全球和国内的重大挑战。”“我们所有成员国都承诺遵守《巴黎协定》;去年，我们推出了气候行动计划，今年6月，我们发布了第一个计划报告关于2019- 2020年的减排。”

该报告包括12个运营商具体计划的案例研究，包括可再生能源的推广、碳捕获和存储开发、甲烷捕获和转换、电动汽车和自动驾驶汽车的投资、电池存储和氢气试验以及勘探效率。

康斯特布尔说:“技术至关重要，它正在改变矿产行业的运作方式。”“这为脱碳提供了巨大的机会，该行业正在开展重大工作:我们已经启动了39项不同的减排活动。”

METS是澳大利亚政府资助的行业增长中心，由来自采矿设备、技术和服务(METS)行业的领导者运营。“我们的重点是将技术商业化，提高当地的技能和能力，并增加澳大利亚技术和创新进入出口市场的机会，”METS ignite首席执行官阿德里安·比尔说。

比尔说:“采矿业投入了大量时间和精力，探索解决排放问题的不同方法。”“这很复杂，没有一个解决方案可以解决这个行业的挑战。”

他认为，最近的行业转变是为技术供应商创建市场，为澳大利亚矿业公司提供解决方案。“(在澳大利亚)有一种看法，矿业公司利润丰厚，可以自己解决问题，但实际上他们是第一个说，‘不，我们不能，这比我们大得多，我们需要所有我们能得到的帮助!’”

比尔说，这种转变导致了与技术供应商的合作投资增加，这些供应商可以帮助他们解决排放挑战。“解决排放问题的所有技术都是可行的，不同运营商之间的需求正在聚合，使其成为一个对供应商更具吸引力的市场。”

这意味着矿商们开始放弃专门的矿业公司，寻求解决方案。“他们正在寻找服务于多个行业的其他科技公司，包括采矿、石油和天然气、农业、能源和水资源，”说啤酒．“这些科技公司做到了更深入地以及更持久的研发投资，因为他们服务于多个市场，在任何时候，其中一个市场表现良好。”

推进创新，助力减排

CSIRO是澳大利亚的国家科学研究组织，它有一系列的任务，将创新部门、行业和政府聚集在一起，专注于主要目标和问题。沃伦·弗伦杰是该任务的负责人迈向零排放这是一个新兴项目，通过科学技术支持农业、工业、能源和资源领域的排放承诺。

矿业公司“感受到来自股东、社区、供应链和市场的脱碳压力，”Flentje说。“目前，他们专注于一级排放。在澳大利亚偏远地区引入高渗透率的可再生能源意味着大多数矿山都有一条明确的道路，可以实现50% -60%的可再生能源。”为了实现更高的可再生能源目标，“我们需要破解能源存储解决方案，而且必须大幅降低成本。”

从运营中去除柴油也是一个重点领域。Flentje说:“车队电气化的趋势很大，地下运营也面临着特别的挑战。”“这不仅是为了气候影响，也是为了健康和安全。”

解决逸散性排放，特别是地下煤矿的逸散性排放，是另一个需要解决的关键问题。“CSIRO有一套解决这个问题的技术，被称为通风甲烷或VAM——地下作业的甲烷排放，”Flentje说。CSIRO的VAM技术要么销毁甲烷，捕获并分离，要么在催化燃烧燃气轮机中使用捕获的甲烷发电。

几十年来，CSIRO的科学家一直在研究碳捕获、利用和储存(CCUS)技术。CSIRO最近发布了有限公司₂利用路线图．Flentje表示:“我们认为CCUS是解决难以减排行业的关键部分。”“我们需要更多大规模的CCUS演示。商业模式创新有机会降低CCUS的成本，特别是在共享基础设施方面。在英国和欧洲，我们已经看到了一个中心概念，在那里有多个CO₂来源可以共享一个公共的存储基础设施，从而减少这些生产者的个人成本负担。这在国际上似乎是一个成功的模式，澳大利亚政府已经认识到这一点，他们最近宣布5000万美元的补助金用于CCUS枢纽。”

Flentje强调，澳大利亚需要开发更多的碳捕获存储站点。他说:“钻一个洞，评估一个新的存储地点，并通过所有流程来验证其安全性、有效性和存储潜力，然后建立基础设施来实现这一点，都需要时间。”“这可能需要很多年的时间，我们没有足够的项目正在进行中。有一个很多关于地质储存碳的安全性、有效性和持久性的研究。它有效、安全，而且在合适的条件下可以以合理的成本实现。”

挑战行业实现净零排放

西澳大利亚州(WA)是该国矿业的中心，从该州东南部的卡尔古利金矿宝库一直延伸到西北部皮尔巴拉的铁矿石中心。关键能源矿物也丰富，包括锂、钴、铜、镍和稀土元素，这些都是新技术和新兴技术所必需的。

西澳大利亚州遍布着新的和旧的采矿活动，西澳大利亚州矿产资源研究所(MRIWA)的净零排放挑战是一项促进和资助研究和创新的重要举措。它的重点是数据驱动的决策、采矿和处理技术以及能源使用，旨在将该部门的脱碳转变为机遇，而不是成本。

“我们与矿业公司合作，帮助他们找到解决问题的技术方案，”MRIWA首席执行官Nicole Roocke解释说。“在西澳大利亚州运营的矿业公司，尤其是跨国公司，正在制定雄心勃勃的净零目标。考虑到这里的业务规模和我们可再生能源的可获得性，我有一种感觉，西澳大利亚州正在领导对话，展示什么是可以实现的，以及挑战是什么，因为前面还有一些巨大的挑战。”

洛克说，西澳的气候意味着许多矿工早早采取行动，“用可再生太阳能发电取代以前用柴油生产的能源，但这只是矿业公司使用化石燃料的一个方面。”她说，各公司正在努力更好地了解他们在整个矿业价值链上的排放情况，以便更好地制定减排目标。

她说:“发电是最大、最简单的方法。”“随着可再生能源的部署增加，一些人正在重新考虑是否继续全天候运营，或者是否调整他们的采矿和流程解决方案以应对间歇性的电力供应。如果他们想要保持24/7，他们就需要能够找到存储解决方案，在发电和用电之间转换时间。”

她说，针对不同的商品，脱碳操作的解决方案会有所不同。这包括对过程中瓶颈的数据分析，并评估在一天中有充足太阳能发电的时间运行磨粉机等能源密集型操作的潜力。她说:“我们确实需要数字模型来帮助企业围绕各种选择进行情景规划。”

“METS部门在开发工具以帮助工业方面非常重要。技术带来的很多早期收益都是生产力的提高，也带来了脱碳的好处，所以这是一个双赢的局面。”洛克说。但一旦唾手可得的果实被摘走，实现净零的挑战就会变得更加困难。“仍然会有排放，那么有哪些技术可以帮助他们抵消生产过程中其他地方使用的能源，以实现净零排放?”

正如METS ignition的阿德里安·比尔指出的那样，“实现净零排放不是任何单一技术都能解决的。”他滔滔不绝地说出了一系列正在进行“大量试点”的领域，这些领域正在试验以脱碳为目标的新技术。

“汽车行业愿意接受一系列不同的选择，以帮助他们解决排放问题……终端运营商不想自己解决问题，因为他们从事的不是技术开发，而是高效、低成本、可持续地生产商品。”

比尔说，这意味着他们正在寻求外部创新者和供应商的帮助，以紧急推动实现净零排放。“因为无论问题是什么，答案都将是技术。”