استخراج پایدار در معادن به کمک تجهیزات برقی

وسایل نقلیه برقی یک تغییر پارادایم انقلابی در معدن را ایجاد می کند. به نظر می رسد استخراج زیرزمینی از طریق افزایش استفاده از وسیله نقلیه با باتری (BEV) پاداش قابل توجهی به دست آورد. مزایای بالقوه شامل بهبود چشمگیر شرایط بهداشتی و ایمنی، کارایی و کاهش هزینه های عملیاتی است. با این حال، اندازه فرصت با مقیاس چالش مطابقت دارد.

استخراج پایدار در معادن

تصور می‌شود که استخراج پایدار بخش مهمی از فشار به سمت الکتریکی سازی گسترده حمل و نقل باشد، زیرا فناوری فعلی باتری برای وسایل نقلیه الکتریکی به مواد معدنی مانند لیتیوم، نیکل و کبالت نیاز دارد. با این حال، فراتر از هدف فراگیرتر دستیابی به صفر خالص در سراسر جهان تا سال 2050، بخش معدن پتانسیل عظیمی برای پاسخی مناسب به کربن زدایی شیوه های عملکرد خود ارائه می دهد. اگرچه استخراج معدن در مقایسه با بخش خودروسازی نسبتاً کند بوده است، اما دامنه قابل توجهی برای برق رسانی در سراسر صنعت وجود دارد.

تجزیه و تحلیل Mining Technology

بر اساس تجزیه و تحلیل Mining Technology از پایگاه داده معادن و پروژه های GlobalData، تصور می شود که هند و ایالات متحده بیشترین میزان تجهیزات استخراج را در مکان های مختلف دارند. حداقل برخی از این تجهیزات الکتریکی شده اند.

تجزیه و تحلیل ما همچنین نشان می دهد که کشورهایی که دارای بزرگترین مجموعه تجهیزات هستند، کمترین نسبت وسایل نقلیه الکتریکی را دارند.

کشورهای دارای بیشترین تجهیزات معدنی

بنابراین، بسیاری از کشورهایی که بیشترین تجهیزات معدنی را دارند، مانند هند، ایالات متحده آمریکا، استرالیا، اندونزی و آفریقای جنوبی، ممکن است فرصت‌های سرمایه‌گذاری قابل توجهی را برای شرکت‌هایی که در موقعیتی هستند که عملیات معدن را در مقیاس برق‌رسانی کنند، فراهم کنند.

تجهیزات استخراج برقی

تجهیزات استخراج برقی شده معمولاً از مدل‌های مختلفی تشکیل شده‌اند که یا با باتری کار می‌کنند یا با کابل متصل می‌شوند یا از خطوط واگن برقی سربار استفاده می‌کنند. مورد دوم به ویژه در معادن روباز که نیاز به استفاده از کامیون های سطحی بزرگ دارند، رایج هستند. تحقیقات GlobalData نشان می‌دهد که این کامیون‌های برقی می‌توانند تا 50 درصد در مصرف سوخت و هزینه‌ها صرفه‌جویی کنند، با این حال فناوری باتری برای چنین وسایل نقلیه‌ای هنوز در مراحل ابتدایی است.

برق رسانی زیرزمینی

بر اساس تجزیه و تحلیل ما از داده های GlobalData، معادن سطحی بر صنعت تسلط دارند، اگرچه سرمایه گذاری های زیرزمینی اختصاصی هنوز سهم قابل توجهی از بازار را به خود اختصاص می دهند.

قبل از تهاجم مداوم روسیه، اوکراین با بالاترین نسبت پروژه‌های معدنی زیرزمینی در جهان پیشتاز بود، با این حال بخش معدن آن‌ها به وضوح درگیر عدم اطمینان قابل توجهی در آینده است.

تجزیه و تحلیل بیشتر پایگاه داده تجهیزات استخراج الکتریکی GlobalData نشان می دهد که برق رسانی به انواع معادن تقسیم شده است، با تجهیزاتی که با خط واگن برقی و کابل متصل به استخراج سطحی تسلط دارند، و فناوری باتری در یک زمینه زیرزمینی به منصه ظهور رسیده است.

برق رسانی معادن زیرزمینی

طبق گزارشی که توسط دانشگاه آدلاید در استرالیا و دانشگاه کانسپسیون در شیلی انجام شده است، برق رسانی معادن زیرزمینی می تواند به مزایای قابل توجهی منجر شود. آنها از مطالعه ای استناد می کنند که نشان می دهد چگونه تجهیزات برقی ممکن است صرفه جویی انرژی بالقوه “40٪ در تهویه و 30٪ در خنک کننده” را ارائه دهند که منجر به کاهش هزینه های عملیاتی می شود. علاوه بر این، ایمنی و رفاه کارگران را می توان از طریق کاهش “خطر برق گرفتگی و برق گرفتگی” و حذف ذرات معلق دیزل (DPM) افزایش داد.

Normet یکی از شرکت هایی است که BEV های طراحی شده برای برتری در محیط های زیرزمینی را ارائه می دهد. فناوری SmartDrive® آنها مبتنی بر معماری BEV مدولار است که “برای بهینه سازی مصرف انرژی و عملکرد” با “انتشارهای محلی صفر” طراحی شده است.

واقعیت معادن و تونل‌های زیرزمینی

مارک رایان، معاون ارائه تجهیزات و تحقیق و توسعه Normet، در مورد واقعیت معادن و تونل‌های زیرزمینی که توسط ماشین‌هایی که با موتورهای دیزلی کار می‌کنند، به فناوری معدن گفت.

“در یک محیط تونلی به چیزی فکر کنید که بیش از 100 درجه به طور مداوم در کنار شما کار می کند و شما ساعت ها و ساعت ها در آن محیط هستید. گوش دادن به موتور، دریافت گرمای آن موتور، گاز اگزوز نیز وجود دارد. بیرون آمدن گرما، گرم کردن هوا، در واقع می تواند بسیار بد باشد.»

کاهش سطح خستگی

به گفته رایان، ماینرها گفته اند که فناوری SmartDrive® Normet تأثیر مثبتی بر رفاه آنها دارد و منجر به کاهش سطح خستگی می شود. ترکیبی از کاهش گرما، سر و صدا و DPM ها باعث شده است که کارگران در پایان روز احساس بهتری داشته باشند.

«من فکر می‌کنم این فقط زمانی است که در آنجا کار می‌کنید و تفاوت را می‌بینید، تفاوت را می‌شنوید، تفاوت را می‌چشید. اینکه بتوانید همان کار را با باتری انجام دهید، واقعاً بازی را برای شخص در آن محیط تغییر می دهد.

چالش ها و فرصت ها

بیشتر معادن در سرتاسر جهان از مقادیر قابل توجهی تجهیزات برقی بهره نمی برند و کمبود قابل توجهی از چنین فناوری در کشورهایی با بزرگترین مجموعه معدنی وجود دارد. این ممکن است یک فرصت قابل توجه برای آینده برق رسانی معدن باشد، زیرا بازار هنوز نسبتاً نوپا و آماده سرمایه گذاری است. با این حال چالش‌های قابل‌توجهی برای کنار گذاشتن صنعت از دیزل به نفع BEVها، به ویژه در استخراج سطحی که فناوری باتری در مرحله نمونه اولیه باقی مانده است، باقی می‌ماند.

چالش‌های تکنولوژیکی

در کنار چالش‌های تکنولوژیکی، معدن‌کاری با شکاف مهارت‌های فزاینده و فشار برای کربن‌زدایی در کل مواجه است، که مورد دوم متکی بر دسترسی به منابع انرژی تجدیدپذیر است که همیشه به آسانی در دسترس نیستند. به گفته رایان:

«در بخش‌های خاصی از جهان فعالیت‌های معدنی به طور کلی به دلیل کمبود انرژی مانع می‌شود. تقاضا جوابگوی عرضه نیست.»

استفاده از تجهیزات برقی

این امر تغییر به تجهیزات برقی را در برخی زمینه ها بسیار کمتر امکان پذیر می کند که همراه با تردید صنعت در مورد نسبت ریسک به پاداش پذیرش فناوری های جدید، مانع قابل توجهی برای این بخش در مسیر صفر خالص ایجاد می کند. با این حال، همانطور که گزارش موسسه مواد معدنی پایدار نتیجه‌گیری می‌کند، کسب ذخایر معدنی از محیط‌های عمیق‌تر و دورتر ممکن است رقابت شرکت‌ها را سخت‌تر کند، مگر اینکه تکامل یابند و ریسک‌های لازم برای نوآوری را بپذیرند.

چالش‌های بزرگ‌تر استخراج معدن

رایان این احساس را تکرار کرد و گفت که اگرچه شرکت‌ها ممکن است به طور طبیعی محتاط باشند، اما ادامه داستان‌های موفقیت در صنعت همراه با چالش‌های بزرگ‌تر استخراج معدن و تونل‌سازی ممکن است به ایجاد تغییر کمک کند.

شرکت‌های معدنی ممکن است نیاز داشته باشند دیدگاهی بلندمدت داشته باشند که چگونه نقش خود را در پایداری سیاره‌ای، ایمنی کارگران، و طول عمر و دوام خود در یک بازار رقابتی فزاینده ایفا کنند. برای کسانی که این کار را انجام می دهند، مزایای کلی ممکن است به طور قابل توجهی از هر هزینه اولیه بیشتر باشد.