Как электрификация меняет горнодобывающую промышленность

«Электрификация станет одним из самых больших технологических сдвигов, которые мы наблюдали в горнодобывающей промышленности», — говорит Хенрик Агер. Будучи президентом производителя горного оборудования Sandvik Mining and Rock Solutions, входящего в состав инженерной группы Sandvik, Агер лучше других знаком с горной промышленностью. Именно поэтому его компания возглавляет эту электрическую революцию.

В течение последних 70 лет или около того горнодобывающая промышленность полагалась на машины, работающие на дизельном топливе, которые, как правило, горячие и шумные, а также производят выбросы твердых частиц. Но будущее выглядит совершенно иначе, говорит Агер.

Компания Sandvik разрабатывает новое поколение машин и оборудования, работающего на электричестве. Эта технология уже начинает предлагать более чистую, холодную и эффективную альтернативу дизельным машинам.

Машины, используемые в горнодобывающей промышленности, оказывают значительное воздействие на окружающую среду. Например, машины, работающие на дизельном топливе, обычно выделяют загрязняющие вещества и тепло. Это требует наличия значительной вентиляции в любой инфраструктуре. Кроме того, такие машины производят сильный шум от двигателей внутреннего сгорания.

«Чем больше мы можем уменьшить количество шума и тепла, тем лучше», — говорит Агер.

Электрифицированное оборудование предлагает решение. Начнем с того, что электрические машины не выбрасывают загрязняющие вещества из выхлопных труб. «И они выделяют примерно на 87 процентов меньше тепла», — говорит Элина Пюйкко, вице-президент по разработке и управлению продукцией подразделения подземного бурения Sandvik Mining and Rock Solutions. «Учитывая, что в подземных шахтах и так довольно жарко, поскольку они иногда находятся на глубине до 1000 метров под землей, устранение дополнительного тепла, выделяемого двигателями внутреннего сгорания, является огромным преимуществом», — говорит она.

Машины также работают гораздо тише. «Это дает значительные преимущества для здоровья и безопасности людей, работающих в шахтах», — говорит Агер.

Но, возможно, самым большим стимулом для горнодобывающих компаний станут экономические показатели, которые быстро меняются. «На данный момент первоначальные затраты на разработку электрического оборудования выше, чем затраты, связанные с дизельным оборудованием», — говорит Агер. «Но электрические двигатели проще, чем двигатели внутреннего сгорания, и поэтому дешевле в обслуживании и эксплуатации», — добавляет он.

Энергия для электрифицированного оборудования стоит меньше, чем дизельное топливо, а без выбросов твердых частиц дизельного топлива уменьшается потребность в вентиляции и охлаждении, что является значительной статьей расходов. Если учесть эту экономию, то электрическое оборудование оказывается более дешевым вариантом. «Уже есть очень весомое экономическое обоснование», — говорит Агер.

Преобразование отрасли не обходится без трудностей. Машины, работающие от аккумуляторов, должны быть адаптированы к суровым условиям, в которых они будут находиться под землей. «Мы помещаем электрическое оборудование в жаркую и влажную среду, — говорит Агер. Это не идеальное сочетание для всего электрического».

Инженеры начали с удаления дизельных двигателей и топливных баков из существующих машин и замены их батареями, но теперь в разработке применяется более целостный подход. «Сегодня вся машина строится вокруг батарей и электродвигателей, что делает ее гораздо более эффективной, — говорит Пюкко. Это позволяет инженерам переосмыслить всю машину.

Например, батареи, питающие электрооборудование, обычно нуждаются в подзарядке чаще, чем дизельные двигатели в заправке, а это требует времени. Чтобы обойти эту проблему, команда Sandvik разработала машины с батареями, которые можно легко менять местами. Когда одна батарея разряжается, машина просто сбрасывает ее и берет полностью заряженную. Затем использованная батарея заряжается, а машина продолжает работать.

Инженерам и операторам также приходится учиться создавать, обслуживать и ремонтировать новое оборудование. «Они привыкли менять фильтры и масло, а теперь им нужно работать с чем-то совершенно другим», — говорит Агер. «Это разные возможности, к которым нужно привыкнуть».

Прогресс идет быстро и непрерывно. «Батареи быстро развиваются, и каждый год появляются новые достижения», — говорит Пюккё. «Очень важно, чтобы мы постоянно адаптировались к новейшим технологиям и оставались на острие возможного».

Переход на оборудование с электрическим приводом также может снизить воздействие горных работ на окружающую среду. «Общий объем выбросов CO2 от горнодобывающей промышленности оценивается примерно в 1,5-2 процента от общемирового объема выбросов CO2», — говорит Пюккё. «Электромобили могут оказать реальное влияние на мир».

Одна из причин заключается в том, что оборудование, работающее на электричестве, не нужно приводить в действие ископаемым топливом. «Электрификация уменьшает углеродный след шахты, поскольку оборудование может работать на возобновляемых ресурсах», — говорит Агер. «Это станет более реальным, когда электрифицированное оборудование станет нормой», — добавляет Пюйкко.

И перемены уже начались. Сегодня электрическое горное оборудование составляет около одного процента рынка, говорит Пюйкко. Но такие компании, как Sandvik, наблюдают резкий рост спроса, особенно в последние пару лет. «Сегодня мы видим, что некоторые клиенты планируют строительство первых полностью электрических шахт, и эта тенденция будет еще сильнее в ближайшие годы», — говорит Пюйкко.

«Сейчас мы находимся в испытательном периоде», — говорит Агер. По мере распространения нового электрифицированного оборудования станет ясно, что машины с электрическим приводом лучше или не хуже традиционных машин с дизельным приводом. «Электрическое оборудование — это очень интересно, потому что у нас есть возможность изменить окружающую среду как на шахте, так и в глобальном масштабе», — говорит Агер. «Шахта будущего будет полностью электрической».