无论是自动化还是电气化等发展，露天采矿行业的变化层出不穷。

露天采矿利用各种高度专业化的设备，如卡车、推土机和挖掘机等，从地表下开采资源。与地下采矿相比，露天采矿通常更具成本效益，且开采的矿产储量往往更高。

然而，露天采矿过程包括剥离表土和岩石层以获取近地表矿物，会面临各种环境和商业问题，为此该行业已开发出相应的系统和技术来应对这些问题。

设备数量日益增多

GlobalData于2024年12月发布的《全球露天采矿设备：2030年保有量及预测》报告估计，截至2024年底，不包括采石场在内的所有活跃矿场中，推土机、液压挖掘机、平地机、绳铲、卡车和轮式装载机的总数为155,976台。

事实上，预计到2030年，活跃设备的总数将增至170,982台，2024年至2030年的复合年增长率为1.5%，其中卡车贡献最大，其次是推土机，占设备总数的14%，液压挖掘机/铲车占11%。

GlobalData的研究显示，露天采矿卡车领域的领先原始设备制造商（OEM）包括卡特彼勒、小松和沃尔沃。塔塔在亚太地区（主要在印度）占据强势地位，别拉斯在前苏联地区占据强势地位。总体而言，卡特彼勒以约40%的市场份额位居市场领先地位，小松占20%，沃尔沃占10%。

露天采矿设备电气化趋势日益明显

GlobalData表示，在一定程度上，“露天设备车辆的电气化是行业不可阻挡的趋势，因为矿商正致力于减少排放。在某些情况下，移动式柴油设备可能占矿场范围1和范围2排放的40%或更多客户高度重视全生命周期成本，因此他们希望在这方面不断改进，同时限制环境影响，并继续在物联网和自动化连接等领域扩展可用技术。”

瑞典跨国工程公司山特维克（Sandvik）专注于采矿产品和服务，其代表表示，要使各类设备“在确保可持续性的同时提高生产力和成本效益，就需要依靠自动化来实现效率、易用性和安全性”，同时“电气化将在确保可持续钻探方面发挥重要作用”。

与此同时，采矿和基础设施设备制造商安百拓（Epiroc）表示，露天设备的电气化正日益受到关注。“过去几年，电气化（尤其是电池电气化）主要用于地下作业，其最明显的优势是减少了对昂贵通风系统的需求。然而，我们也看到露天电气化的兴趣日益浓厚。”

今年4月，安百拓接到了福蒂斯丘金属集团（Fortescue）的一份大型车队订单，约50台电缆电动和电池电动钻机，用于西澳大利亚州皮尔巴拉地区的露天铁矿。该订单是安百拓历史上最大的订单，五年内价值超过2.2亿美元。

这些无人驾驶设备最终将实现完全自主运行，由位于1500多公里外珀斯的福蒂斯丘综合运营中心进行远程监控，据福蒂斯丘当时发布的声明称，这将每年减少约3500万升柴油消耗。

当被问及露天设备车辆的电气化是否是一个日益增长的趋势时，山特维克回答说：“据估计，30%的露天采矿已经具备支持钻机电气化的所需基础设施。对于这些作业来说，电气化很快就会成为现实，甚至已经实现。”

“对于其他作业，我们将继续看到采用率逐渐提高，这受到多种因素的推动，包括廉价电力的可用性、设备性能的提升以及与柴油动力解决方案相比更低的生命周期成本，”山特维克代表补充道。

卡特彼勒作为全球领先的建筑和采矿设备制造商之一，近年来在各类电动汽车上投入巨资，并于2021年推出了“早期学习者”计划，旨在“与主要采矿客户和卡特彼勒经销商合作，加速其Cat电池电动大型矿用卡车的开发和验证”，据其此前发布的新闻声明称。

该公司扩大了该计划范围，将非公路卡车纳入其中，以满足采石场和骨料行业日益增长的需求。

采矿和建筑巨头利勃海尔（Liebherr）称：“对于矿商来说，如果有可再生电力可用，那么它很可能是脱碳的最便宜选择。在某些情况下，天气、政治环境、地理区域等条件可能意味着电力供应不稳定。”

“由于当地能源的通用成本不同，不同地区可能使用不同类型的能源。这将导致设备种类更多，机器定制化程度更高。因此，利勃海尔决定以模块化形式制造采矿设备，从而保持能源和动力系统无关性，提供多种互补解决方案。”

自动化程度不断提高

截至2024年11月，GlobalData追踪到全球露天矿场运营的自动驾驶矿用卡车（包括具备自动驾驶能力的卡车）数量为2,348辆，高于2023年11月的1,704辆。澳大利亚数量最多，为942辆，其次是中国（790辆）、加拿大（297辆）和智利（172辆）。

自动驾驶或无人驾驶露天采矿卡车——通常用于露天矿场运输矿石和废石——利用GPS、雷达和人工智能等技术实现无人驾驶。它们可以远程控制或由中央系统管理，该系统预先设定速度、路线以及矿石或矿物收集点。

自动驾驶卡车相比传统运输方式还具有效率优势，能够日夜连续运行，提高生产力并减少停机时间。此外，还能节省燃油消耗。

安百拓表示，露天机械的自动驾驶操作是一个日益增长的趋势，有助于提高生产力并减少排放。

利勃海尔表示：“技术、数字化和自动化仍然是采矿设备优化的关键推动因素。技术在利勃海尔矿业为客户提供支持方面发挥着巨大作用，帮助他们实现减排目标。”

“技术进步通过促进和/或改进组织、跟踪、通知、预测和协助矿场以最少的能源消耗达到最大产量的流程，有助于优化采矿作业。

无轨卡车的吸引力有限

今年5月，小松实现了“自主操作动力无关电动驱动卡车并连接至动态无轨线路的重大里程碑”。该公司声称，这是采矿行业历史上首次通过无轨系统向移动的、自主操作的矿用卡车传输电力。

该解决方案“旨在帮助作业减少碳排放、延长发动机寿命并支持迈向零排放未来的旅程”，该公司在一份声明中表示。

GlobalData表示，无轨卡车并不适合所有矿场，但有一些标准使其具有可行性，例如需要大量上坡/坡度运输的矿场或上坡运输道路不常改变的矿场。

然而，使用柴油发电机发电的离网矿场不适合无轨卡车系统。事实上，无轨卡车已经存在了几十年，但由于存在的局限性，并未获得广泛普及。目前正在使用的小型和中型全电池卡车数量已经超过了无轨卡车，未来几年，大型全电池电动卡车将比无轨辅助卡车更受欢迎。

虽然“无轨卡车数量从三年前的200多辆有所增加，但当时只有原型电池卡车在运行。话虽如此，矿商也在使用可再生柴油替代化石柴油，氢动力机器也有一定潜力。另一个趋势是混合动力机器，因为人们对停机时间和充电问题存在担忧”。

利勃海尔认为：“使用无轨系统可以减少高达80%的温室气体排放。利勃海尔今天就可以提供完整的无轨系统，包括基础设施以及卡车系统，如受电弓。”

截至2024年11月，GlobalData追踪到全球露天矿场运营的无轨辅助卡车263辆和电池电动卡车207辆，这些信息来自二次研究以及对矿场关键人员的访谈。无轨辅助卡车数量最多的国家是赞比亚（133辆），其次是纳米比亚（56辆）和南非（20辆）。

日立、小松和利勃海尔是无轨辅助卡车的主要供应商，占追踪的无轨卡车数量的90%以上，其中EH3500AC、960E和T284分别是这三家原始设备制造商最受欢迎的车型。