خبر

تتوقع شركة IDTechEx أن تشهد صناعة الشاحنات القلابة الكهربائية نموًا كبيرًا، ومن المتوقع أن تصبح صناعة بقيمة 15 مليار دولار بحلول عام 2044، وفقًا لتقرير جديد صادر عن IDTechEx، بعنوان المركبات الكهربائية في التعدين 2024-2044: التقنيات واللاعبون والتوقعات.

ستكون شاحنات التفريغ الكهربائية أساسيةً في خفض الانبعاثات في قطاع التعدين، ومساعدة شركات التعدين على تحقيق أهدافها المتعلقة بالاستدامة. تُشكل شاحنات التفريغ ما يقرب من ربع أسطول التعدين العالمي، لكنها أيضًا أكبر المركبات وأكثرها انبعاثات، حيث تُمثل أكثر من 90% من انبعاثات مركبات قطاع التعدين، وأكثر من 174 ميغا طن من ثاني أكسيد الكربون سنويًا. ويشهد تحويل هذه المركبات إلى كهربة تقدمًا مطردًا، بوتيرة جذبت انتباه الجهات الفاعلة الرئيسية في هذا القطاع، بما في ذلك شركات التعدين، ومصنعي المعدات الأصلية، وموردي البطاريات.

بالمقارنة مع مركبات التعدين الأخرى، وخاصةً المركبات المخصصة للطرق، لا تزال كهربة شاحنات القلابات في مراحلها الأولى، حيث لا يُنتج منها سوى شاحنة أو اثنتين فقط سنويًا. ولن يصل العدد الإجمالي لهذه المركبات إلى خانة العشرات حتى عام ٢٠٢٣، ومعظمها نماذج أولية ونماذج اختبارية طورتها شركات التعدين نفسها ومحولات مستقلة (وليس مصنعي المعدات الأصلية). تُعيد هذه الشركات استخدام محركات الديزل الحالية لتركيب بطاريات أو خلايا وقود لتحقيق عملية خالية من الانبعاثات. تُعدّ شركتا First Mode وWAE من أكثر الشركات نشاطًا في هذا المجال، وهما تعملان على توسيع قدراتهما التحويلية في المستقبل القريب.

مؤخرًا، دخلت كبرى شركات تصنيع المعدات الأصلية في قطاع التعدين مجال الشاحنات القلابة الكهربائية، سعيًا لتطوير وتسويق نسخ كهربائية من مركباتها الحالية داخليًا. ومن بين هذه الشركات اثنتان من أكبر شركات تصنيع المعدات الأصلية في قطاع التعدين في العالم، وهما كاتربيلر وكوماتسو. وقد بنت كاتربيلر نموذجًا أوليًا كهربائيًا من طراز 793 قيد الاختبار حاليًا بهدف تسويقه تجاريًا بحلول عام 2027. كما أن طراز 830E الكهربائي من كوماتسو يمر بمرحلة تطوير مماثلة، ويهدف إلى دخوله مرحلة الإنتاج بحلول عام 2030.

يُعزى تزايد اهتمام الشركات المصنعة للمعدات الأصلية (OEM) بشاحنات التفريغ الكهربائية إلى الطلب المتزايد من شركات التعدين. وقد وقّعت العديد من أكبر شركات التعدين في العالم اتفاقيات مع شركات تحويل ومصنعي المعدات الأصلية لتوريد شاحنات التفريغ الكهربائية عند تسويق هذه التقنية تجاريًا. وتدرك هذه الشركات بشكل متزايد أن شاحنات التفريغ الكهربائية ليست صديقة للبيئة فحسب، بل توفر ظروف عمل أكثر أمانًا، بل إنها توفر أيضًا وفورات كبيرة في التكلفة الإجمالية للملكية.

يأتي الجزء الأكبر من إجمالي وفورات تكلفة الملكية من استبدال الديزل بالكهرباء الأقل تكلفة. تتميز شاحنات التفريغ بدورة عمل مكثفة بين جميع المركبات في مواقع المناجم، حيث تعمل بمعدل 20 ساعة يوميًا، وتستهلك كميات كبيرة من الديزل. لذلك، فإن أي خفض في التكلفة سيتراكم بشكل كبير على مدار عمر الشاحنة البالغ 10 سنوات. يمكن لشاحنة تفريغ بوزن 150 طنًا أن توفر أكثر من 5.5 مليون دولار من تكاليف الطاقة وحدها. ينطبق هذا بشكل عام على المركبات من جميع الأوزان، حيث توفر الشاحنات الأثقل مزايا أكبر، مما يُبرز الوفورات المحتملة التي يمكن تحقيقها عند تشغيل أسطول كامل من شاحنات التفريغ بالكهرباء.

بغض النظر عن التوفير في التكلفة، ستكون شاحنات التفريغ الكهربائية باهظة الثمن. بطاريات شاحنات التفريغ كبيرة الحجم ومكلفة، وتتطلب استبدالات متعددة على مدار عشر سنوات. ويبقى السؤال: هل ستكون وفورات الطاقة كافية لتعويض تكلفة البطاريات؟

ربما كانت البطاريات الكبيرة اللازمة للشاحنات القلابة الكهربائية أكبر عقبة تقنية ومالية تعرقل استخدامها، ولكنها الآن متطورة تمامًا وبأسعار تنافسية للاستخدام على نطاق أوسع. عادةً ما تزيد سعة هذه البطاريات عن 1 ميجاوات/ساعة، وتقترب أكبرها من 2 ميجاوات/ساعة. جمعت IDTechEx قاعدة بيانات لجميع طرازات الشاحنات القلابة الكهربائية الحالية، موضحةً أن المركبات الحالية لا تزال تعمل لمدة تقل عن 6 ساعات بشحنة واحدة. ولكي تعمل شاحنة قلابة وزنها 150 طنًا لهذه المدة، يلزم وجود حزمة بطاريات تزيد سعتها عن 1700 كيلووات/ساعة، بتكلفة تزيد عن 500,000 دولار أمريكي.

سيتجاوز توفير الطاقة التكلفة الإضافية لبطارية واحدة بسهولة. ومع ذلك، تُقدّر IDTechEx أن الشاحنات القلابة الكهربائية ستحتاج في المتوسط إلى خمس بطاريات إضافية لكل مركبة، بتكلفة إضافية قدرها 2.6 مليون دولار.

تؤثر عوامل التكلفة الأخرى أيضًا على التكلفة الإجمالية لامتلاك شاحنة قلابة كهربائية. في المتوسط، توفر شاحنة بوزن 150 طنًا حوالي 340,000 دولار أمريكي من تكاليف الصيانة طوال عمرها الافتراضي. ومع ذلك، تبلغ تكلفة نظام الدفع الكهربائي 70,000 دولار أمريكي، بالإضافة إلى تقديرات IDTechEx لتكاليف العمالة اللازمة للتحويل إلى 360,000 دولار أمريكي. ورغم أن هذه التكاليف مهمة وهامة، إلا أنها ضئيلة مقارنةً بتكلفة الديزل أو البطاريات، وليست عاملًا رئيسيًا في تحديد جدوى شاحنة القلاب.

إجمالاً، على الرغم من الحاجة إلى استبدال البطاريات عدة مرات وباهظة الثمن، إلا أن التكلفة الإجمالية للملكية لا تزال تميل إلى استخدام الكهرباء. ستتمكن شركات التعدين من توفير ما يقرب من 2.5 مليون دولار أمريكي لكل شاحنة قلابة كهربائية، وستغطي الشاحنة نفقاتها الرأسمالية المتزايدة في أقل من 3 سنوات. ونظرًا لأن عدد شاحنات القلابة الكهربائية لا يزال محدودًا، فمن المرجح أن تنخفض تكاليف البطاريات إلى ما دون 300 دولار أمريكي/كيلوواط ساعة التي تقدرها IDTechEx. في الوقت نفسه، مع تحسن عمر دورة التشغيل، سينخفض معدل استبدال البطاريات. ومع حدوث هذه الأمور، ستزداد الميزة الاقتصادية لشاحنات القلابة الكهربائية مقارنةً بشاحنات الديزل.

إذا كانت شاحنات التفريغ الكهربائية جذابة اقتصاديًا لهذه الدرجة، فلماذا لم تصبح شائعة الاستخدام بالفعل؟ أولًا وقبل كل شيء، يجب أن تكون البطاريات ذات حجم ومتانة كافية لتلبية متطلبات دورة عمل شاحنة التفريغ مع الحفاظ على سعرها المعقول نسبيًا. لم يحقق موردو البطاريات مثل CATL وABB وNorthvolt هذا إلا مؤخرًا، ويشهد هذا القطاع توسعًا ملحوظًا الآن. لا يزال تطوير بطاريات شاحنات التفريغ في مراحله الأولى، حيث تُستخدم مجموعة متنوعة من التصاميم والتركيبات الكيميائية لتلبية متطلبات الأداء، ولكن لا يوجد إجماع على مستوى الصناعة.

تُعدّ الإنتاجية عاملاً رئيسياً آخر في اعتماد شاحنات التفريغ الكهربائية. ففي الوقت الحالي، من المستحيل أن تُضاهي الشاحنات الكهربائية زمن تشغيل شاحنات الديزل. يمكن إعادة تزويد شاحنات الديزل بالوقود في أقل من 10 دقائق يومياً، بينما تحتاج المركبات الكهربائية إلى الشحن عدة مرات يومياً، ويستغرق ذلك ما بين ساعتين وثلاث ساعات. ستتردد شركات التعدين في اعتماد هذه التقنية إذا كان ذلك يعني التضحية بإنتاجية عملياتها وإنتاجيتها.

تُعد شاحنات التفريغ الكهربائية أكثر كفاءةً من شاحنات الديزل بنسبة تزيد عن 10% (سرعات أعلى، وصيانة أقل)، مما يُسهم إلى حدٍ ما في تقليل تأثير الكهربة على الإنتاجية. ومع ذلك، لا يزال مُصنِّعو المعدات الأصلية يأملون في القضاء على أي تأثيرٍ كهربائيٍّ تمامًا من خلال زيادة عمر البطارية إلى أقصى حدٍّ واستخدام طرق شحن أسرع.

يُعد الشحن بحد ذاته عائقًا كبيرًا أمام شاحنات التفريغ الكهربائية. وللحفاظ على الإنتاجية التي تتطلبها شركات التعدين، يجب شحن شاحنات التفريغ بمعدلات تتراوح بين 1 و3 درجات مئوية. تؤثر معدلات الشحن العالية سلبًا على دورة حياة البطارية، مما يتطلب استبدالها بشكل متكرر. يبقى أن نرى ما إذا كانت تقنيات البطاريات المختلفة من مختلف الموردين قادرة على تحمل الشحن بهذه المعدلات العالية.

سيتطلب هذا أيضًا متطلبات طاقة عالية للغاية. يتطلب شحن بطارية بقدرة 1700 كيلوواط/ساعة بمعدل 3C توصيلًا يزيد عن 5 ميجاواط، أي ما يعادل إنتاج توربيني رياح بحريين. يتطلب الشحن بهذا المعدل محطات طاقة مخصصة وتحديثات شاملة للبنية التحتية المحلية للطاقة، مما سيكلف المناجم الكثير. ونظرًا لاستمرار ارتفاع سعر شاحنات التفريغ الكهربائية، فقد لا ترغب المناجم أو لا تستطيع تحمل تكلفة نشر المركبات والبنية التحتية. ومع ذلك، تتوقع IDTechEx أن تقوم المناجم بشكل متزايد بتطبيق هذه البنية التحتية بفضل الجاذبية الاقتصادية لشاحنات التفريغ الكهربائية والتوسع في كهربة مركبات وعمليات التعدين.

تلتزم شركات تصنيع المعدات الأصلية (OEMs) باستخدام الشاحنات القلابة الكهربائية في رؤيتها الاستراتيجية طويلة المدى، وقد أبدت شركات التعدين استعدادها لاعتمادها في أسرع وقت ممكن. لا يمكن تجاهل مزايا التكلفة الإجمالية للملكية التي توفرها الشاحنات القلابة الكهربائية، كما أن التطويرات المستمرة في البطاريات وأجهزة الشحن ستُبدد الكثير من الشكوك الحالية حول هذه المركبات. بفضل انخفاض تكاليف التشغيل، وزيادة الإنتاجية، وتحسين الأداء البيئي، تُعتبر الشاحنات القلابة الكهربائية الخيار الأمثل لمستقبل التعدين.

المصدر: Machinery Intelligence، تقرير IDTechEx "المركبات الكهربائية في التعدين 2024-2044: التقنيات والجهات الفاعلة والتوقعات"