يعتمد الكثير من مستقبل صناعة التعدين المكهربة على التقدم في التقنيات.
تمكن التطورات في حلول الشحن السريعة والديناميكية والهجينة من أن تصبح المركبات الكهربائية للبطارية (BEVS) من مشهد مألوف بشكل متزايد في المناجم تحت الأرض. تكنولوجيا التعدين تشير الشركة الأم ، Globaldata ، إلى أن هناك ما يقرب من 400 BEVs تعدين في جميع أنحاء العالم اعتبارًا من الربع الأول من عام 2025.
لتشغيل هذه الأساطيل ، يستكشف عمال المناجم الرئيسيين تقنيات الشحن المبتكرة من أجل الكفاءة التشغيلية وتقليل انبعاثات الكربون.
ومع ذلك ، لم تتحقق قابلية التشغيل البيني عبر أنواع المركبات وشحن البنية التحتية على نطاق واسع. إذا أصبحت الشحن حلولًا موحدة ، فقد تصبح عمليات مكهربة بالكامل عبر صناعة التعدين العالمية حقيقة واقعة.
حلول شحن سريعة وديناميكية
مع انتقال مركبات التعدين بعيدًا عن الديزل وتصبح كهربة ، تظل السرعة التشغيلية أولوية لعملين عمال المناجم لتلبية أو تجاوز أهداف الإنتاج وتجنب وقت تعطل الأصول الحرجة – وهي حاجة تلبيها بشحن سريع.
يؤكد بن تينغ ، كبير المسؤولين التجاريين في تقنيات شيون ، أن “معيار الصناعة للشحن السريع هو ساعة واحدة من يوم 24 ساعة”. ECHION هي مجموعة من مواد الأنود المستندة إلى جامعة كامبريدج ، وتزويد مواد الأنود التي تعتمد على نيوبيوم مع دعم من المستثمر الاستراتيجي CBMM ، أكبر مناجم نيوبيوم في العالم.
تجد الأبحاث أن الشحن السريع ، والتكنولوجيا الأكثر استخدامًا في المناجم تحت الأرض ، تتيح تحسينات في الإنتاجية من خلال تحسين توقيت فترات الشحن ، مثل عندما يكون العمال في فترات انتقال.
ومع ذلك ، فإن الخلل في كفاءة تقنية الشحن السريع هو أن BEVs عادة ما تظل قرطاسية أثناء عملية الشحن.
“إن BEVs من الدرجة الفائقة في التعدين لديها بطاريات أكثر من ساعة ميجاوات (MWH) ، وهناك الكثير من الإعدادية المشاركة في شحنها-وقوف السيارات ، والحصول على كابل كبير ، والتوصيل بأمان وفصله” ، يوضح تينغ.
“كل هذه الأشياء المضافة تستغرق وقتًا طويلاً في بيئات الألغام الديناميكية حيث من المهم الاستمرار في التحرك طوال الوقت.”
هناك طريقة شائعة أخرى وهي تبديل البطارية ، وهو تبادل بطارية مستنفدة لبطارية مشحونة بالكامل. ومع ذلك ، لا يزال هذا يتطلب محطات مخصصة ومواءمة وقوف السيارات الدقيقة.
هذا هو المكان الذي يأتي فيه الشحن الديناميكي ، حيث يشحن BEVs أثناء تشغيلها. عادة ما يتم تحقيق ذلك عن طريق ربط الشاحنات بالسلسرة ، والتي يمكن أن تقدم أفضل ما في الوقت الحالي من 6 إلى 8 أمتار من الطاقة ، وفقًا لما ذكرته TING.
يختلف كفاءة الشحن أيضًا بين أحجام BEV. بروس وارنر ، مدير قطاع النقل العالمي في هيتاتشي للطاقة. تكنولوجيا التعدين إن تقنية الشحن ناضجة تمامًا بالنسبة للمركبات الأصغر ، ولكن بالنسبة للشاحنات الكبيرة “ستستغرق بعض الوقت والاستثمار لتقديمها إلى حالة يمكن استخدامها على نطاق واسع” ، مشيرة إلى الشحن الديناميكي كحل واعد.
يخبر نيك بيوتر ، مدير حلول تعدين ABB Global Emine ، تكنولوجيا التعدين أنه “على الرغم من أنه لا يمكن تجاهل التكاليف الرأسمالية ، إلا أنها أصبحت أسهل في تبريرها.
“يتم تجاهل النموذجية وقابلية التوسع ، حيث لن تضطر المناجم إلى إصلاح كل شيء دفعة واحدة. يمكن أن تبدأ صغيرة ، تثبت المفهوم والحجم بشكل تدريجي ككهرباء أسطول.”
في الواقع ، تمثل حلول الشحن الناشئة حاليًا مخاطر الاستثمار مقدمًا ، ولكن هناك جهود لبناء وتوحيد حلول لكهر صناعة الجملة.
شحن التشغيل البيني
يتمثل أحد العوائق الرئيسية أمام زيادة تبني الصناعة في عدم قابلية التشغيل البيني بين تقنيات الشحن والبنية التحتية وأنواع المركبات.
تعاونت جمعية مبادرة واجهة الشحن (Charin) ، التي تعزز نظام الشحن المشترك كمعيار عالمي للسيارات الكهربائية (EVS) ، مع المجلس الدولي حول التعدين والمعادن (ICMM) على عنق الزجاجة.
“والنتيجة هي خريطة طريق واضحة منتشرة حول ثلاث تقنيات تكميلية” ، تشرح دانييلا سولر ، مدير المشروع الفني في شارين.
هذه هي نظام شحن Megawatt الوعرة (R-MCs) لشحن ثابت الطاقة العالية؛ واجهة الشحن الديناميكية (DCI) ، والتي تدعم الشحن أثناء الحركة؛ ونظام شحن Megawatt المتطرف (X-MCs) ، الذي يستهدف الشركة المصنعة للمعدات الأصلية فائقة السرعة (OEM)-شحن شاحنات شاحنة كبيرة.
مع هذه التطورات ، يستهدف شارين “الأتمتة والمتانة وقابلية التوسع” ، لكن قابلية التشغيل البيني لا تزال هي الأولوية القصوى ، كما يقول سولر. “أساطيل التعدين متنوعة ، وغالبًا ما تكون معدات من مصنعي المعدات الأصلية المتعددة ، وتعمل عبر مواقع مختلفة في مناخات مختلفة. إذا كان كل OEM أو موقع يتطلب نظام شحن خاص به ، فإن التكلفة والتعقيد وزيادة المخاطر بشكل كبير.”
يضيف مدير ICMM للابتكار Bryony Clear Hill أن “التقييس يدعم نشر أجهزة الشحن عالية الطاقة وأنظمة نقل الطاقة الديناميكية الأساسية لسيارات التعدين الكبيرة ، وخاصة في البيئات الصعبة.”
الرقمنة هي قطعة مهمة أخرى. كما يبرز Beutler: “في الوقت الحالي ، فإن العديد من أنظمة الشحن تفاعلية – توصيلها ، شحن ، ثم تستمر. ما هو مطلوب هو بنية تحتية أكثر ذكاءً على دراية بجدولة الأسطول ، وأحمال شبكة الطاقة ، ومزيج في العرض ، حتى مع مدخلات الطاقة المتجددة.”
نظرًا لأن المزيد من حلول الشحن ، الرقمية والمادية ، تصبح متاحة للعاملين ، هناك فرصة أكبر للإفراط في التشبع في السوق. يؤكد TING أن “التقييس يجب أن يأتي بعد التجربة. على الرغم من أن صناعة التعدين تريد اليقين رفيع المستوى ، ينبغي اختبار العديد من الأساليب المختلفة إلى المنطقة في ما ينبغي أن يكون المعيار.”
نشاط الصناعة في شحن الابتكار
إلى جانب المبادرات الأوسع نطاقًا ، كان عمال المناجم الرئيسيين يتابعون مشاريع تجريبية ولا يزال الشحن السريع وسيلة شهيرة.
تينغ يسلط الضوء على عملاق التعدين الأسترالي Fortescue كقائد في هذا المجال. في نهاية عام 2024 ، تلقت الشركة منحة قدرها 10 ملايين دولار (6.48 مليون دولار) من وكالة الطاقة المتجددة الأسترالية لتطوير 6 ميجاوات شواحن سريعة للبيانات الثقيلة ، بناء على النماذج الأولية السابقة.
عبر المحيط الهادئ في كندا ، ينتقل منجم Borden Gold Newmont إلى أول منجم تحت الأرض في العالم-وهي مهمة مكتملة من قبل محطات الشحن السريعة وأنظمة شبكية الطاقة مع خطوط توليد الطاقة الإضافية وتزويد كيلو فولت.
كما تظهر الحلول الهجينة ، مما يسمح لعملين عمال المناجم بجني الفوائد المشتركة للشحن السريع والديناميكي. ينص كارين إبينجهاوس ، الرئيس التنفيذي لشركة ElonRoad ، على أنه مع شحن أفضل ، “هناك حاجة أقل للبطاريات الكبيرة ، وبالتالي ستصبح مركبات التعدين أرخص ، لأن البطاريات غالبًا ما تكون أغلى جزء من مركبة”. تقدم الشركة محطات شحن ديناميكية لعمال المناجم وتقديرات أن كهربة الصناعة تبلغ 0.5 ٪ فقط.
الشحن الهجين هو “جديد للتعدين” ، والتعليقات تينغ. “هناك الكثير من الاهتمام بالتجارب ، وخاصة من عمال المناجم الأصغر ، بحيث يمكن أن يكونوا محركين ثانية.”
في غضون ذلك ، تستمر أصحاب المعدات الأصلية الرئيسية في دفع المزيد من حلول الشحن إلى السوق. في الآونة الأخيرة ، في MINEXPO 2024 ، كشفت Caterpillar عن نظام نقل الطاقة الديناميكي ، والذي يتضمن وحدة طاقة ونظام سكة حديد مكهربة ونظام الماكينة لنقل الطاقة إلى شاحنة تشغيلية.
أيضًا في Minexpo 2024 ، عرضت Komatsu أول شاحنة تفريغ حمولة حمولة كهربائية مع إمكانيات تبديل البطارية على مستوى الأرض وتعاونها مع ABB على جهاز اتصال ABB على Robot Automated Connection ، والذي يربط تلقائيًا وفصل التعدين EVs إلى محطات الشحن.
يقول Ebbinghaus: “إنها طريقة جديدة للتفكير مع تقنيات جديدة ، لذا فإن الاختبارات في بيئات مختلفة أمر بالغ الأهمية”. “في نظام بيئي كبير ، تحتاج شركات OEMs وشبكات الطاقة أيضًا إلى المشاركة. إنه يتعلق بجمع أشخاص جدد للمناقشة ، مما قد يمثل تحديًا”.
يؤكد هيل على أن “النجاح في تطوير تقنيات الشحن يعتمد على التعاون بين أصحاب المصلحة لدفع كهربة التعدين”.
شحن مستقبل التعدين
تقدم التقدم في التعدين في مسار تصاعدي ، مع تأكيد Ting أن الحلول المختلطة على وجه الخصوص تحمل وعدًا استثنائيًا.
يقول: “سيتم تشغيل معظم المناجم على نظام هجين مع شحن على متن الطائرة”. “هناك فرصة حقيقية لمواقع الحقول الخضراء في تصميم وتخطيط المنجم مع وضع شحن البنية التحتية في الاعتبار من اليوم الأول.”
توافق Ebbinghaus ، ويحث أصحاب المصلحة على مواصلة البناء على التقدم الذي تم إحرازه حتى الآن. “لقد أنفقت الصناعة بالفعل الكثير من التمويل على البحث عن العمليات المستقلة والكهربائية ، والآن حان الوقت للجمع بينها والتركيز على شحن البنية التحتية.”
بطبيعة الحال ، فإن حلول الشحن ليست سوى قطعة واحدة من اللغز الأوسع من كهربة التعدين ، ويجب أن تتطور إلى جانب حلول تعدين الطاقة النظيفة الأخرى مثل البطاريات ومصادر الطاقة المتجددة من microgrids في الموقع.
“ستعتمد المناجم بشكل متزايد على جداول الشحن التنبؤية وتوجيه وتنسيق تدرك الطاقة مع الإمداد المتجدد” ، يؤكد Beutler.
يمكن أن يكون التقدم في الصناعة في الشحن بمثابة مخطط للقطاعات الأخرى مثل الموانئ والسكك الحديدية الثقيلة ، كما يشير Soler.
يتوقع Charin نشر أنظمة R-MC و DCI في مناجم على المدى القصير ، مع X-MCs في إطار زمني أطول يمكن أن يراه منافسًا أو حتى يتجاوز التزود بالوقود في الصناعات المختلفة.
“في نهاية المطاف ، سينتقل الشحن من كونه تحديًا تقنيًا إلى أن يصبح ميزة استراتيجية ، وهو ما يعزز الإنتاجية ، ويقلل من الانبعاثات وعمليات التعدين في المستقبل” ، يخلص سولير.
<!– –>
اشترك في جولة الإخبارية اليومية لدينا!
امنح عملك ميزة مع رؤى الصناعة الرائدة.