Blog

Oct 08, 2023

Elektrifizierung des Bergbaubetriebs

Zur Leseliste speichern Veröffentlicht von Will Owen, Herausgeber Global Mining Review, Samstag, 01. Oktober 2022 00:00 Dieselbetriebene Baufahrzeuge wie Bagger, Radlader und Planierraupen stoßen gemeinsam eine aus

Als Leseliste speichern Veröffentlicht von Will Owen, Herausgeber Global Mining Review, Samstag, 1. Oktober 2022, 00:00 Uhr

Dieselbetriebene Baufahrzeuge wie Bagger, Radlader und Planierraupen emittieren zusammen jährlich schätzungsweise 400 Millionen Tonnen CO2, was etwa 1,1 % der weltweiten CO2-Emissionen ausmacht. Bagger der Klasse 10 t-plus verursachen enorme 46 % dieser Emissionen. Die Bergbauindustrie ist für bis zu 7 % aller Treibhausgasemissionen (THG) verantwortlich, daher ist die Kontrolle der verkehrsbedingten Emissionen besonders wichtig.

Während die Emissionen schwerer Dieselfahrzeuge in allen Bergbaubetrieben ein Risiko für die Gesundheit der Arbeiter darstellen, sind Untertageumgebungen riskanter. Dabei handelt es sich typischerweise um enge und geschlossene Räume, in denen Abgase wie CO2 und NOx schnell zu gefährlichen Situationen für die Arbeiter führen können.

Dementsprechend benötigen Minen, die solche Fahrzeuge betreiben, umfangreiche Belüftungssysteme, um die Abgase abzusaugen und eine gute Luftqualität in den Arbeitsbereichen sicherzustellen. Diese elektrisch betriebenen Systeme tragen erheblich zum Gesamtenergieverbrauch und den Betriebskosten der Mine bei.

Um diesen Umwelt- und Gesundheitsbedenken entgegenzuwirken, unternehmen viele Branchen – darunter auch der Bergbau – Anstrengungen zur Reduzierung der Fahrzeugemissionen. Im Bergbau hat sich der International Council on Mining and Metals (ICMM) dazu verpflichtet, bis 2050 oder früher Netto-Null-Emissionen zu erreichen. Die Elektrifizierung wird bei der Erreichung dieses Ziels eine wesentliche Rolle spielen. Insbesondere der Untertagebergbau zeigt großes Interesse am Konzept elektrischer Betriebsfahrzeuge, da die unmittelbareren Vorteile geringerer Emissionen, verbesserter Belüftung und niedrigerer Umgebungstemperaturen unmittelbarer sind.

Dennoch sind Bergbaufahrzeuge mindestens zwei Schichten täglich (ca. 16 Stunden) unter rauen und herausfordernden Bedingungen im Einsatz. Daher muss die Technologie in elektrischen Antriebssträngen äußerst robust und leistungsstark sein und diesen Umgebungen standhalten.

Einer der härtesten Tests der Technologie fand in der Goldmine Kittilä im Norden Finnlands statt. Im Rahmen des Sustainable Intelligent Mining Systems (SIMS)-Projekts der Europäischen Union haben Ingenieure erfolgreich drei unterirdische elektrische Minenfahrzeuge getestet – die Boomer E2 Battery, die Scooptram ST14 Battery und die Minetruck MT42 Battery.

Die Kittilä-Mine ist normalerweise keinen hohen Umgebungstemperaturen unter Tage ausgesetzt, aber Experten haben eine Reduzierung von 3 °C gemessen, wenn in der Mine Elektrofahrzeuge im Vergleich zum Dieselbetrieb eingesetzt wurden. Dies ist ein bahnbrechender Aspekt für Bergwerke mit höheren Umgebungstemperaturen.

Die Energiewende gestalten

Die Elektrifizierung einer Mine ist wie der Bergbau selbst ein Prozess. Bergbaubetreiber sollten ernsthaft darüber nachdenken, mit OEMs und Systemintegratoren zusammenzuarbeiten, um diesen Prozess zu beschleunigen. Eine solche Partnerschaft gilt für Neufahrzeuge und Nachrüstprojekte, etwa den Austausch eines Dieselmotors durch einen Elektroantrieb.

Ein Beispiel ist Nasta AS, ein führender Händler von Hitachi-Schwerbaumaschinen in Norwegen. Das Unternehmen arbeitet mit ABB zusammen, um schwere Fahrzeuge wie Bagger für den Elektrobetrieb über Batteriestrom oder einen direkten Kabelanschluss umzurüsten.

Hybridbagger

Da ABB die Komponenten des elektrischen Antriebsstrangs liefert, umfasst das Umbauverfahren den Ausbau des Dieselmotors und den Nachrüsten eines Elektromotors und Antriebs. Es umfasst auch ein Energiespeichersystem und eine Ladelösung.

Ein großer, 24 t schwerer Dieselbagger verbraucht jährlich rund 18.000 l Kraftstoff, was einem CO2-Ausstoß von knapp 48 t entspricht. Durch eine elektrische Aufrüstung entfallen diese und andere schädliche Emissionen, einschließlich der Lärmbelästigung, vollständig. Doch die Vorteile sind nicht nur ökologischer Natur – die elektrifizierten Maschinen sind laut Betreibern, die sie getestet haben, auch viel reaktionsschneller. Ein Elektromotor liefert sofort Drehmoment, während ein Verbrennungsmotor länger braucht, um das maximale Drehmoment zu erreichen.

Hersteller von Traktionsantrieben müssen die Dekarbonisierung aktiv vorantreiben, indem sie die Energieeffizienz und Produktivität der Komponenten verbessern. Solche Nachhaltigkeitsinitiativen können nur dann glaubwürdig und effektiv sein, wenn das gesamte Antriebssystem auf zuverlässiger und bewährter Technologie basiert. Damit können Elektromotoren eine Energieeffizienz von 95 % erreichen, mehr als das Doppelte der Effizienz von Dieselmotoren im optimalen Lastbereich.

Erforderliche Infrastruktur

Elektrisch betriebene Fahrzeuge benötigen zum Funktionieren eine Infrastruktur, die entweder eine direkte Stromversorgung (z. B. über Oberleitungen), das Aufladen von Bordbatterien oder eine Kombination aus beidem unterstützen kann. Es ist wichtig, die für die Anwendung am besten geeignete Art von Infrastruktur anzugeben.

Das eMine™ Trolley System2 von ABB

Im Rahmen eines Pilotprojekts für die Aitik-Kupfermine in Schweden entwarf und installierte ABB eine 700 m lange Fahrleitung für schwere Bergbaufahrzeuge. Prognosen gehen davon aus, dass das Projekt jährlich fast 830.000 Liter Diesel einsparen und die CO2-Emissionen um 2.200 Tonnen reduzieren wird. Auch die Treibhausgasemissionen sanken entlang der Oberleitungsstrecke um fast 80 %.

Es hat sich bereits gezeigt, dass die Elektrifizierungstechnologie die Emissionen von Fahrzeugen des öffentlichen Nahverkehrs reduziert. Das Aitik-Minenprojekt ist eines von vielen aktuellen Beispielen, die zeigen, dass Industriefahrzeuge diesem Beispiel folgen können und sollten. Daher sollten Bergbaubetreiber die Vorteile der Elektrifizierung nutzen, um die Sicherheit zu verbessern, Kosten zu senken und Emissionen zu reduzieren.

Um das Whitepaper von ABB zum nachhaltigen Transport zu lesen, besuchen Sie: https://global.abb/content/dam/abb/global/s/sustainable-transport/ABB_EE_WhitePaper_Sustainable_Transport_en.pdf

Von Magnus Nordstrand – Globaler Produktmanager – ABB

Lesen Sie den Artikel online unter: https://www.globalminingreview.com/special-reports/01102022/electrifying-mining-operations/

Im Newman-Betrieb von BHP in der Region Pilbara in Westaustralien werden die Gewinnung und Verladung von Eisenerz durch innovative Technologie neu konzipiert.

Link zum Artikel einbetten:(Kopieren Sie den HTML-Code unten):

Dieser Artikel wurde mit folgenden Tags versehen:

Neuigkeiten zu Bergbaumaschinen. Neuigkeiten zu Bergbau-LKWs