ABB envisage d’éliminer le diesel du mix minier à ciel ouvert

La réduction des émissions de carbone lors des opérations à ciel ouvert est désormais un moteur majeur pour les sociétés minières mondiales, qui reviennent vers le futur en utilisant des systèmes d’assistance au chariot pour les camions afin de limiter la consommation et les coûts de carburant diesel, tout en augmentant la vitesse de rotation. pour un meilleur débit, écrivez Mehrzad Ashnagaran et Michel Serres * d’ABB.

La technologie d’électrification des routes de transport est en développement depuis des décennies, mais l’émergence d’une nouvelle génération de camions diesel-électriques qui ont déjà un système électrique à bord à exploiter – ce qui facilite leur fixation sur une ligne de chariot – signifie que le concept a a récemment commencé à gagner en popularité en tant que moyen commercialement viable de faciliter les mines entièrement électriques du futur.

L’un des principaux défis en matière de réduction de la consommation de carburant diesel est la durée des cycles. Il n’y a aucune technologie aujourd’hui qui permet aux mineurs de remplir le réservoir du camion et d’effectuer un quart de travail sans s’arrêter; soit vous devez augmenter la vitesse de l’équipement mobile, soit la taille de la flotte elle-même – qui ont tous deux un impact direct sur les dépenses d’investissement.

Les systèmes d’assistance au chariot sont revenus sur le marché au cours des deux à trois dernières années dans des pays comme l’Amérique du Nord et du Sud, l’Afrique et la Turquie, principalement en raison des taxes sur les émissions de CO2, de la suppression des avantages fiscaux du diesel et des primes offertes par les fournisseurs d’énergie à inciter les entreprises à utiliser l’électricité.

À l’avenir, il existe de nombreuses synergies avec l’utilisation de lignes de trolleybus, qui offrent d’énormes avantages en termes de réduction de CO2.

Les gros camions transportent régulièrement de 3 000 à 5 000 litres de diesel dans le réservoir et consomment environ 300 à 400 litres par heure en parcourant une rampe de 17 km en une demi-heure.

En passant à l’électrique, les véhicules, lorsqu’ils sont sur chariot, n’utilisent qu’environ 30 à 50 litres par heure, ce qui équivaut à une réduction de la consommation de diesel jusqu’à 350 litres par heure, ce qui rend les opérations beaucoup plus efficaces en CO2. De plus, la vitesse des camions augmentera, ce qui signifie que vous avez un débit plus élevé à la mine. Les exploitants peuvent également commencer à penser à garer une partie de leur flotte, ce qui apportera une valeur indirecte supplémentaire aux améliorations opérationnelles globales grâce à une meilleure planification de la maintenance pour améliorer la disponibilité et la longévité de la flotte.

La mine de cuivre à ciel ouvert Aitik en Suède est un exemple de la renaissance des systèmes d’assistance au chariot. Ici, Boliden, ABB et ses partenaires ont testé l’électrification de quatre camions de transport sur une ligne de tramway de 700 m, dans le but de réduire la consommation annuelle de diesel de 800000 litres et de transporter 70 Mt de minerai chaque année à la mine sans utiliser de carburant fossile.

Réduction de la consommation de diesel dans les mines de Boliden

Boliden est maintenant passé de l’essai de ligne de trolley de 700 m à Aitik à la confirmation qu’il installera 3 km supplémentaires de ligne de trolley à la mine, plus 1,8 km à Kevitsa (en plus de la conversion correspondante de camions de transport diesel-électriques). Ce faisant, Boliden affirme qu’il réduira sa consommation de diesel de 5 500 m3 / an lorsque son investissement sera terminé. C’est un grand nombre.

Aitik est actuellement la seule mine dans un climat arctique où un chariot électrique a été installé. Dans l’ensemble, avec les trois kilomètres supplémentaires de ligne de tramway électrique, les émissions de gaz à effet de serre provenant des transports tout au long de la vie de la mine sont réduites de près de 15%.

À Kevitsa, 13 camions miniers sont convertis en lignes de chariots électriques en même temps que la ligne de chariots électriques de 1,8 km de long est en cours de construction. L’investissement signifie que les émissions de gaz à effet de serre sur la durée de vie de cette mine seront réduites de 9%.

En outre, des gains de productivité sont ajoutés car les camions à propulsion électrique peuvent rouler à une vitesse plus élevée, et l’environnement de travail des conducteurs est également amélioré, notamment grâce à des niveaux de bruit plus faibles.

La conception de la mine d’aujourd’hui

Les camions diesel-électriques ont un groupe motopropulseur électrique dans les roues, ce qui signifie qu’ils peuvent être entièrement électriques et avoir un groupe électrogène à bord, de sorte qu’ils produisent de l’électricité au fur et à mesure.

Cependant, en raison des limites des technologies de batteries existantes dans les mines à ciel ouvert, nous ne pouvons pas encore gérer de gros camions de charge utile de 280 à 400 tonnes (254 à 363 t) entièrement équipés de batteries. Les entreprises tentent donc de combler l’écart entre le chariot et le point de chargement ou de déchargement à l’aide de batteries et d’autres solutions.

Gestion des contraintes

Le passage du diesel à l’électrique apporte de nouveaux avantages en termes de réduction de CO2 mais aussi de nouvelles contraintes en termes de planification minière et de gestion de flotte. Les coûts énergétiques représentent près d’un tiers de la base de coûts totale d’une société minière; il est donc essentiel d’aider l’industrie à gérer ces coûts.

Passer les équipementiers à l’électrification

Ayant initialement adopté une approche «suiveur rapide» des nouvelles technologies numériques, le secteur minier peu risqué a également mis du temps à adopter l’électrification. Les opérateurs se tournent vers des leaders technologiques tels qu’ABB ainsi que d’autres acteurs de niche pour faire changer les choses.

De nombreuses sociétés minières se tournent vers des sociétés comme ABB pour influencer les fabricants d’équipements miniers et les impliquer dans la transformation électrique, et ainsi accélérer le processus.

Une feuille de route technologique claire et une évolution des compétences de la main-d’œuvre sont essentielles à cette transition.

Le plus grand défi est que les clients sont inquiets de la refonte des mines diesel existantes pour intégrer de nouveaux systèmes d’électrification. Les stratégies de cycle de vie des actifs, les modèles de propriété et les cycles d’utilisation sont tous sujets à changement. En fin de compte, le client a besoin d’une feuille de route technologique très claire et il est essentiel de trouver le bon partenaire pour cette entreprise majeure.

Selon la pratique des ressources d’Accenture, le profil de la future main-d’œuvre minière pourrait changer jusqu’à 80% d’ici 2024, grâce à l’adoption accrue de technologies de pointe. Il incombe donc aux sociétés minières de démontrer un engagement progressif en faveur de l’électrification afin d’attirer et de retenir la prochaine génération de talents alphabétisés en numérique.

Aujourd’hui, la situation mondiale du COVID-19 pourrait accélérer ces changements plus rapidement que prévu.
Les compétences actuelles devront être réévaluées pour les mines entièrement électriques du futur, et la nécessité d’une gestion du changement est donc essentielle. Demain, nous aurons besoin de plus de travailleurs qui comprennent le concept d’électrification, en plus des compétences numériques et de planification – le changement de profil de compétences est donc une considération importante.

* Mehrzad Ashnagaran est Global Product Line Manager Electrification chez ABB, tandis que Michel Serres est VP Innovation and Digital North America chez ABB