Strom am Ende des Tunnels –
Untertagebergbau elektrifiziert
Aufbauend auf seiner 40-jährigen’ Erfahrung in der Elektrifizierung hat Sandvik weiterhin branchenführende Kompetenz und Fachwissen in der BEV-Technologie erworben, die wir gerne mit Bergbauunternehmen teilen möchten, die die Vorteile und Chancen bewerten möchten, wo auch immer sie sich auf dem Weg befinden.
Für jedes Bergwerk steht in den nächsten Jahren ein Kapitalkauf oder ein Wartungsaustausch an, und sie würden etwas verpassen, wenn sie sich dazu entscheiden würden, die batterieelektrische Technologie nicht zu erproben oder weiterzuverfolgen.
Jeff Lamarsh,
Minenaufseher in der Mine New Afton
Im Allgemeinen sind die Geschäftsszenarios für BEVs in den Ländern am attraktivsten, in denen der Dieselpreis hoch und der Strompreis niedrig ist und in denen die Themen Umweltschutz und Nachhaltigkeit Vorrang haben.
Eine von drei Altstandort-Untertagebaustätten können bereits heute niedrigere betriebliche Kosten pro Tonne mit ICE** Flotte im Vergleich zu einer BEVs* erwarten.
Förderszenarien
Während die BEV-Wirtschaftlichkeit letztendlich von Variablen auf Minenebene, der Abbaumethode und der Erzkörpergeometrie abhängt, können einige allgemeine Beobachtungen zu Förderprofilen gemacht werden:
Flachtransport
Transport (voll) mit Rampen-Auffahrt
Transport (voll) mit Rampen-Abfahrt
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Flachtransport
- Der Flachtransport ist ein attraktiver Anwendungsfall für BEVs – es ist keine Energie erforderlich, um die Schwerkraft zu überwinden (im Gegensatz zu Szenarien, bei denen über Rampen auf-/abwärts transportiert wird).
- Daher ist dieses Szenario typischerweise mit einer geringeren absoluten Durchschnittsleistung und Leistungsschwankungen über einen Zyklus verbunden, was zu einem geringeren Batterieverschleiß und einer längeren Batterielebensdauer führt
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Transport (voll) mit Rampen-Auffahrt
- Dieser Anwendungsfall erschließt die Produktivitätsvorteile von BEVs durch kürzere Zykluszeiten in Abschnitten mit Rampenauffahrt
- Diese Vorteile können auf verschiedene Arten realisiert werden:
- i. Niedrigere Kapitalkosten: Möglicherweise sind weniger BEV-Fahrzeuge als bei einer Flotte mit Verbrennungsmotoren erforderlich, wodurch der höhere Stückpreis für BEV-Fahrzeuge ausgeglichen wird.
- ii. Kürzere Zykluszeiten ermöglichen eine höhere Produktion bei gleicher Anzahl an Fahrzeugstunden, was zu geringeren Wartungs- und Arbeitskosten pro Einheit führt.
- iii. Zusätzliche Produktion: Wenn der Betrieb auf Muldenkipper beschränkt ist (aufgrund der maximalen Anzahl an Fahrzeugen im Zyklus, der Belüftung usw.), können Vorteile durch eine inkrementelle Standortproduktion erzielt werden.
- Kürzere und durchschnittlich lange Rampen ermöglichen kürzere Zykluszeiten, ohne dass eine zusätzliche Ladeinfrastruktur erforderlich ist. Lange und steile Rampen erfordern möglicherweise zusätzliche Ladestationen und Batterien.
- Der Stromverbrauch der Batterie wird jedoch höher sein, was zu ungünstigen Betriebsbedingungen (erhöhte Batterietemperatur und C-Rate) und infolge dessen zu einer schnelleren Verschlechterung der Batterie führen könnte. In diesem Anwendungsfall sind strenge Batteriemanagementpraktiken (und Anwendungen mit hoher Intensität im Allgemeinen) noch wichtiger (siehe Abschnitt zum Batteriemanagement).
- Dieser Anwendungsfall kann aufgrund der häufigeren Ladeanforderungen einen höheren Anteil an Stromkosten verursachen, obwohl dies durch regeneratives Bremsen beim Leerfahren bergab etwas ausgeglichen wird. Dieser Anwendungsfall impliziert auch größere Dieseleinsparungen, da Maschinen mit Verbrennungsmotoren beim Transport mit Rampenauffahrt typischerweise höhere Verbrennungsraten aufweisen.
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Transport (voll) mit Rampen-Abfahrt
- Dieser Anwendungsfall ist im Vergleich zu den anderen Anwendungsfällen am wenigsten empfindlich gegenüber den Stromkosten, da aufgrund der verstärkten regenerativen Bremsung weniger häufige Ladevorgänge erforderlich sind. Dies führt auch zu geringeren Kosten für die Ladeinfrastruktur.
- Aufgrund der leeren Steigungsabschnitte (siehe Abbildung 17) durchlaufen die Batterien immer noch mehrere Lade- und Entladezyklen, was zu höheren Batteriekosten als bei einem entsprechenden flachen Transportzyklus führt.
- Es werden jedoch immer noch erhebliche Einsparungen bei den Dieselenergiekosten erzielt, da zur Überwindung der Schwerkraft des leeren Muldenkippers weiterhin Energie erforderlich ist (normalerweise etwa 40–50 % des beladenen Gewichts).
Viele der Faktoren, die BEVs wettbewerbsfähig machen, dürften sich in den kommenden Jahren weiter verbessern. Dazu gehören schnelle Verbesserungen der Batterieleistung, Langlebigkeit und Kosten; sowie stärker unterstützende politische Rahmenbedingungen für die Elektrifizierung.
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