جعلت التطورات الحديثة في المركبات الكهربائية (EV) وتكنولوجيا البطارية من الممكن إجراء كهربة معدات التعدين على نطاق واسع بما في ذلك شاحنات النقل. ومع ذلك، تبقى كهربة في مرحلة مبكرة وتواجه مجموعة من التحديات البنية التحتية والمالية والتكنولوجية والتشغيلية.
تُعتبر متطلبات البنية التحتية للطاقة وتكلفة التكنولوجيا الحاجز الرئيسيين أمام الاستثمار في المركبات الكهربائية (BEVS) في قطاع التعدين، وفقًا لمسح في Globaldata حديثًا.
أكثر من ربع المستجيبين في استطلاع على تكنولوجيا التعدين في يونيو/يوليو، أشاروا إلى متطلبات البنية التحتية للطاقة باعتبارها الحاجز الرئيسي أمام الاستثمار في BEVS، مع تحديد نسبة مماثلة (24%) من تكلفة التكنولوجيا كعقبة رئيسية.
تشمل الحواجز الأخرى أمام الاستثمار عدم اليقين التنظيمي (18%)، وعائد محدود على الاستثمار (17%)، والاستعداد التكنولوجي (8.2%) ومتطلبات المهارات (7.7%).
البنية التحتية اللازمة لدعم كهربة الألغام
تعتبر متطلبات البنية التحتية للطاقة العائق الرئيسي أمام الاستثمار في مركبات التعدين الكهربائية، وفقًا لمسح Globaldata.
يتطلب كهربة أساطيل التعدين بنية تحتية قوية بما في ذلك محطات الشحن، وقدرة توليد الكربون منخفضة وأنظمة تخزين الطاقة. ومع ذلك، فإن المواقع البعيدة للعديد من عمليات التعدين تعقد النشر.
“البنية التحتية للطاقة ستلعب دورًا مهمًا. سواء كان المنجم بعيدًا أو متصلاً بالشبكة، فإن وجود طاقة نظيفة وفعالة من حيث التكلفة هو أمر أساسي”، “Ratna-Kanth Dittakavi، مدير مبيعات Emine العالمي في ABB، تكنولوجيا التعدين.
وفقًا لـ Alex Phillips، محلل انتقال الطاقة في Globaldata، يمكن تحقيق إمدادات الطاقة من خلال اتفاقيات شراء الطاقة أو تركيب مصادر الطاقة المتجددة في الموقع.
ويضيف فيليبس: “بغض النظر عن موقع المنجم، فإن تخزين الطاقة على نطاق المرافق سيكون مفتاحًا لضمان إمدادات كهرباء مستقرة للعمليات”.
“ومع ذلك، فإن تطوير سعة تخزين الطاقة المشتركة يمثل حاجزًا إضافيًا للتكلفة للانتقال إلى الكهرباء المتجددة.”
تكلفة نشر BEVS في التعدين
تم وضع علامة على التكلفة الرأسمالية الأولية المطلوبة لشراء شاحنات كهربائية وتم وضع علامة على تقنيات البطارية المرتبطة بها حوالي ربع المستجيبين في المسح باعتبارها العائق الأساسي لاعتماد BEVS في التعدين.
في الواقع، تشير الأبحاث إلى أن التكلفة المقدمة لشاحنات التعدين الكهربائية المقدمة يمكن أن تكون ضعف قدرة البدائل التي تعمل بالديزل.
هذا يمكن أن يردع الشركات من التحول إلى المعدات الكهربائية، خاصة بالنظر إلى المرحلة المبكرة من التكنولوجيا والشكوك المحيطة بالأداء التشغيلي المستقبلي.
يعد الاستخدام الفعال للشاحنات أمرًا ضروريًا لعمليات التعدين، كما يوضح Dittakavi: “إذا كان على الشاحنات أن تقف لا يزال أمامك، فأنت بحاجة [capital expenditure]”
على الرغم من وجود وفورات محتملة للتكاليف التشغيلية من الانتقال الكهربائي – بسبب عدم وجود تكاليف الوقود وخفض النفقات العامة للصيانة – يحدد 17% من الذين شملهم الاستطلاع عائدًا محدودًا على الاستثمار كحاجز رئيسي لاعتماد مركبات التعدين الكهربائية.
عدم اليقين التنظيمي
تشكل أوجه عدم اليقين التنظيمية أيضًا تحديًا كبيرًا لاعتماد BEVS في صناعة التعدين، حيث ذكر 18% من الذين شملهم الاستطلاع أنها مصدر قلقهم الرئيسي.
يقول فيليبس: “في حين أن التحول نحو التنقل الكهربائي يُنظر إليه على أنه خطوة حاسمة نحو إزالة الكربون في صناعة التعدين، فإن وتيرة التبني مقيدة ببيئة تنظيمية مجزأة”.
ويضيف أن البلدان المختلفة تفرض معايير وحوافز متفاوتة لنشر BEV، مما يخلق “مشهدًا معقدًا للامتثال للعاملين”. في بعض المناطق (أوروبا، على سبيل المثال)، فإن لوائح الانبعاثات الصارمة تدفع اعتماد BEVs، بينما في مناطق أخرى، مثل الولايات المتحدة، قد يؤدي الافتقار إلى الأطر التنظيمية الواضحة أو الحوافز إلى تأخير الاستثمار.
“إن عدم اليقين يزيد من خطر شركات التعدين، لا سيما عند النظر في الطبيعة المكثفة لرأس المال للأساطيل الكهرباء بالكامل”، يوضح فيليبس.
“علاوة على ذلك، فإن التأخيرات التنظيمية في شحن البنية التحتية أو معايير سلامة البطارية مثل التخلص من البطاريات وإعادة التدوير تضيف التعقيد إلى الانتقال وزيادة المخاطر التشغيلية لشركات التعدين.”
تطوير التقنيات
على الرغم من أن العديد من عمال المناجم قد التزموا بانهيار أساطيل المعدات الخاصة بهم، إلا أن 8% من المجيبين يعتقدون أن الاستعداد التكنولوجي لا يزال يمثل تحديًا كبيرًا.
بينما تتقدم التطورات في تكنولوجيا البطارية، لا تزال السعة الحالية للبطاريات محدودة. يجب إعادة تصميم شاحنات التعدين والبنية التحتية للشحن لتلبية الاحتياجات التشغيلية.
ومع ذلك، فإن المشاريع التجريبية جارية في جميع أنحاء العالم.
يتم التعرف على Fortescue لدفعه العدواني نحو كهربة. كجزء من صفقة بقيمة 2.8 مليار دولار (4.3 مليار دولار) الموقعة مع ليبر في سبتمبر 2024، تعمل الشركة على تطوير واحدة من أكبر أساطيل تعدين من الصفر في العالم، والتي تضم 475 آلة، لعملياتها في غرب أستراليا.
كل من BHP و Rio Tinto هي أيضًا نشطة بنشاط شاحنات النقل الكهربائية للبطاريات في عمليات خام الحديد في بيلبارا، والتعاون مع كاتربيلر و Komatsu.
قدمت Vale شاحنات تعمل بالبطاريات في عملياتها في البرازيل وإندونيسيا، مما يمثل خطوة كبيرة في رحلة كهربةها. في عام 2024، كشف عمال المناجم الذي يتخذ من البرازيل مقراً له عن خطط لاختبار شاحنات إضافية للبطاريات في ميناس جيرايس بالتعاون مع كاتربيلر. تقوم الشركات أيضًا باستكشاف حلول الوقود المزدوجة لشاحنات نقل الشاحنات التي تعمل على الإيثانول والديزل.
تتعاون آلية Hitachi Construction و ABB لتطوير شاحنة تفريغ جامدة كاملة للبطاريات لعمليات التعدين، مع نموذج أولي يخضع للاختبار في منجم الكمومي في أول كانزانشي النحاسي في زامبيا. تستخدم الشاحنة خطوط العربة الحالية في Kansanshi لشحنها أثناء الحركة، دون أي تأثير على الإنتاجية.
في الصين، دعم التعدين Eacon النشر لــ 29 شاحنة تعدين بطارية yutong ey70e في محاجر Pingyin و Shuichang، بالإضافة إلى ثلاث طرز XCMG EX80 التي تعمل بالبطارية في منجم زيجينشان النحاسي.
البحث عن التقييس
مع هذا النطاق من الشركات المصنعة للمعدات الأصلية (OEMs) ومقدمي التكنولوجيا، قد يؤدي نقص التوحيد إلى تعقيد اعتماد BEVs في مواقع الألغام.
“إن شركات التعدين التي تواجهها شركات التحدي هي أنها لا ترغب في حبس شاحنة OEM واحدة، لكن مصنعي المعدات الأصلية المختلفة لديها مواصفات كهربائية مختلفة. على سبيل المثال، تعمل بعض الشاحنات على 1800 فولت (V) DC [direct current]، يقول ديتاكافي:
“كيف يمكن للعميل تثبيت بنية تحتية يمكن أن تعمل على تشغيل كلتا الشاحنات بمستويات مختلفة من الجهد؟” يسأل.
يعتقد Dittakavi أن التعاون عبر الصناعة – بين أصحاب المعدات الأصلية، ومناجم عمال المناجم، ومقدمي التكنولوجيا، والهيئات التنظيمية في الصناعة، وإعادة التحديثية الميكانيكية وغيرها – هو مفتاح تحقيق معايير قابلية التشغيل البيني، وفي النهاية أهداف الكهربة والانتقال للطاقة. يتم تردد هذا الشعور في تقرير لحظة تعدين ABB، والذي وافق فيه 71% من شركات التعدين على أن الشراكات الناجحة هي مفتاح الحصول على الزخم في انتقال الطاقة.
من خلال العديد من التعاون، تعمل ABB على تطوير حلول التكنولوجيا المنتشرة على أساس “المعايير المفتوحة وبروتوكولات الاتصال المفتوح”، وتلاحظ Dittakavi. في أغسطس 2024، وقعت الشركة اتفاقًا استراتيجيًا مع Komatsu للمشاركة في تطوير حلول الكهربة وإزالة الكربون لصناعة التعدين. كما أن لديها مذكرة تفاهم مع EPIROC لتعزيز التعاون على حلول العربات تحت الأرض لصناعة التعدين واتفاق مع شركة Sumitomo لتطوير استراتيجيات لإزالة الكربون معدات التعدين.
التوقعات لـ BEVS في التعدين
ينمو تغلغل BEVs في صناعة التعدين، حيث أبلغت EPIROC أن الاستخدام الكلي قد تضاعف أكثر من الضعف خلال عام 2024. وهذا يعكس بداية التحول من عملية التجريبية إلى استخدام الإنتاج على نطاق واسع، ولكن من المحتمل أن يستغرق حتى نهاية هذا العقد قبل النشر على نطاق واسع.
اعتبارًا من مارس 2025، كانت Globadata تتبع 271 شاحنة مساعدة عربة تعمل على مناجم السطح و 387 شاحنة سطحية تعمل بالبطارية في جميع أنحاء العالم. كان هناك 293 لوادر كهربائية و 89 شاحنة كهربائية تعمل في مناجم تحت الأرض.
يقول فيليبس: “يظهر عمال المناجم علامات متزايدة لتبني EVs مدفوعة بالأهداف البيئية، وتحسين الكفاءة التشغيلية وتوفير التكاليف على المدى الطويل”.
“ومع ذلك، فإن مستوى الاستثمار اللازم لتطوير النظم الإيكولوجية الكهربائية الكاملة داخل المناجم يجعل كهربة الأسطول الكاملة غير ممكنة على المدى القريب، مع توقع الجدوى التجارية بين عامي 2035 و 2040.”
لا تزال هناك تحديات أخرى، مثل قيود البطارية في المركبات الثقيلة، وزيادة متطلبات الطاقة، وعدم وجود البنية التحتية للشحن السريع على نطاق المنفعة والشكوك التنظيمية، عقبات كبيرة.
ومع ذلك، يقترح Philipps: “مع تطوير الأطر التنظيمية الشاملة، وحوافز السياسة المعززة، وزيادة الاستثمارات في البنية التحتية والابتكار التكنولوجي المستمر، يمكن تسريع الانتقال إلى كهربة كاملة.”
<!– –>
