موانع «کربن‌زدایی» در معادن

03 شهریور 1404 - 04:28

پیشرفت‌های اخیر در فناوری خودروهای برقی (EV) و باتری‌ها، امکان استفاده از تجهیزات معدنی سنگین مانند کامیون‌های حمل بار را در مقیاس وسیع فراهم کرده است.این تحولات، فرصتی برای کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و بهبود کارآیی عملیاتی در صنعت معدن ایجاد کرده‌اند. با این حال، برقی‌سازی همچنان در مراحل ابتدایی خود قرار دارد و با چالش‌های متعددی در زمینه‌های زیرساختی، مالی، فناوری و عملیاتی مواجه است.

بر اساس نظرسنجی گلوبال‌دیتا از مدیران کسب‌و‌کار‌های معدنی، نیاز به زیرساخت‌های قوی برق و هزینه‌های بالای فناوری به‌عنوان دو مانع اصلی برای سرمایه‌گذاری در ماشین‌آلات تمام برقی در بخش معدن شناسایی شده‌اند. نتایج نظرسنجی نشان می‌دهد که بیش از ۲۵ درصد از پاسخ‌دهندگان، نیاز به زیرساخت‌های پیشرفته برق را به‌عنوان مهم‌ترین مانع برای سرمایه‌گذاری در ماشین‌آلات تمام برقی معدنی عنوان کردند.

در همین حال، ۲۴ درصد از پاسخ‌دهندگان، هزینه‌های بالای فناوری را مانع اصلی دانستند. دیگر موانع شامل عدم اطمینان نظارتی (۱۸ درصد)، بازگشت سرمایه محدود (۱۷ درصد)، آمادگی ناکافی فناوری (۸.۲درصد) و نیاز به مهارت‌های تخصصی (۷.۷ درصد) بوده‌اند. برقی‌سازی ناوگان‌های معدنی نیازمند زیرساخت‌های پیچیده‌ای است که شامل ایستگاه‌های شارژ پیشرفته، ظرفیت تولید انرژی کم‌کربن و سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی با ظرفیت بالا می‌شود.

چالش دسترسی به برق پایدار

بسیاری از عملیات معدنی در مناطق دورافتاده قرار دارند که دسترسی به شبکه‌های برق پایدار در آنها دشوار یا غیرممکن است. این موضوع، استقرار زیرساخت‌های مورد نیاز را به چالشی بزرگ تبدیل کرده است.الکس فیلیپس، تحلیلگر انتقال انرژی در گلوبال‌دیتا، اظهار کرد که تامین انرژی مورد نیاز می‌تواند از طریق قراردادهای خرید برق (PPA) یا نصب سیستم‌های تولید انرژی تجدیدپذیر در محل، مانند پنل‌های خورشیدی یا توربین‌های بادی، محقق شود. او افزود: «صرف‌نظر از موقعیت جغرافیایی معدن، ذخیره‌سازی انرژی در مقیاس بزرگ برای تضمین تامین برق پایدار و بدون وقفه برای عملیات معدنی ضروری است.

این سیستم‌ها می‌توانند نوسانات تولید انرژی تجدیدپذیر را جبران کرده و از خاموشی‌های احتمالی جلوگیری کنند.» با این حال، ایجاد ظرفیت ذخیره‌سازی انرژی در محل، هزینه‌های اضافی قابل‌توجهی به فرآیند انتقال به انرژی‌های تجدیدپذیر تحمیل می‌کند که خود به‌عنوان یک مانع مالی برجسته مطرح است.

هزینه‌های بالای برقی‌سازی

یکی از چالش‌های کلیدی که در نظرسنجی گلوبال‌دیتا برجسته شد، هزینه اولیه بالای خرید کامیون‌های برقی و فناوری‌های باتری مرتبط با آن‌هاست. حدود یک‌چهارم پاسخ‌دهندگان این هزینه‌ها را به‌عنوان مانع اصلی پذیرش ماشین‌آلات تمام برقی در صنعت معدن عنوان کردند. تحقیقات نشان می‌دهد که هزینه اولیه کامیون‌های برقی معدنی می‌تواند تا دو برابر هزینه کامیون‌های دیزلی مشابه باشد. این اختلاف هزینه، به‌ویژه با توجه به اینکه فناوری‌های برقی هنوز در مراحل اولیه توسعه هستند و عملکرد بلندمدت آنها در محیط‌های سخت معدنی با عدم اطمینان‌هایی همراه است، شرکت‌های معدنی را از سرمایه‌گذاری در این فناوری بازمی‌دارد.کارآیی و بهره‌وری کامیون‌ها در عملیات معدنی از اهمیت بالایی برخوردار است. اگر کامیون‌های برقی به دلیل نیاز به شارژ مکرر متوقف شوند، شرکت‌ها مجبورند تعداد بیشتری کامیون خریداری کنند تا همان حجم مواد را جابه‌جا کنند.

این امر هزینه‌های سرمایه‌ را به‌طور قابل‌توجهی افزایش می‌دهد. با وجود اینکه استفاده از ماشین‌آلات تمام برقی می‌تواند صرفه‌جویی‌های قابل‌توجهی در هزینه‌های عملیاتی ایجاد کند، ۱۷ درصد از پاسخ‌دهندگان معتقدند که بازگشت سرمایه محدود همچنان یک مانع کلیدی است. این نگرانی به‌ویژه در مورد پروژه‌هایی مطرح است که نیاز به سرمایه‌گذاری اولیه سنگین دارند و بازده مالی آنها در کوتاه‌مدت قابل پیش‌بینی نیست.

پیچیدگی‌های قانونی و سیاستی

نااطمینانی در پایداری قوانین نظارتی یکی دیگر از موانع مهم برای پذیرش ماشین‌آلات تمام برقی در صنعت معدن است که ۱۸ درصد از پاسخ‌دهندگان آن را به‌عنوان نگرانی اصلی خود مطرح کردند.کشورهای مختلف استاندارد‌ها، مقررات و مشوق‌های متفاوتی برای استقرار ماشین‌آلات تمام برقی وضع کرده‌اند که این تنوع، چشم‌انداز پیچیده‌ای برای انطباق قانونی ایجاد می‌کند. به‌عنوان مثال، در مناطقی مانند اروپا، مقررات سختگیرانه برای کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای، شرکت‌های معدنی را به سمت پذیرش سریع‌تر ماشین‌آلات تمام برقی سوق داده است. در مقابل، در کشورهایی مانند ایالات متحده، نبود چارچوب‌های نظارتی شفاف یا مشوق‌های مالی کافی می‌تواند سرمایه‌گذاری در این فناوری را به تاخیر بیندازد.

با توجه به ماهیت سرمایه‌بر فرآیند برقی‌سازی کامل ناوگان‌ها، این عدم اطمینان نظارتی، ریسک‌های مالی و عملیاتی را برای شرکت‌های معدنی افزایش می‌دهد. علاوه بر این، تاخیر در تدوین مقررات مربوط به زیرساخت‌های شارژ یا استانداردهای ایمنی باتری‌ها، مانند قوانین مربوط به دفع و بازیافت باتری‌ها، پیچیدگی‌های بیشتری به فرآیند انتقال اضافه می‌کند و ریسک‌های عملیاتی را افزایش می‌دهد.

 چالش توسعه فناوری‌

اگرچه بسیاری از شرکت‌های معدنی متعهد به برقی‌سازی ناوگان‌های خود شده‌اند، ۸ درصد از پاسخ‌دهندگان نظرسنجی معتقدند که آمادگی فناوری همچنان یک مانع اساسی است. با وجود پیشرفت‌های قابل‌توجه در فناوری باتری‌ها، ظرفیت فعلی آنها برای پاسخگویی به نیازهای عملیاتی سنگین در محیط‌های معدنی همچنان محدود است. کامیون‌های معدنی و زیرساخت‌های شارژ مرتبط با آنها نیاز به بازطراحی اساسی دارند تا بتوانند با شرایط سخت و تقاضای بالای عملیات معدنی سازگار شوند.

با این حال، پروژه‌های آزمایشی متعددی در سراسر جهان در حال انجام است که نشان‌دهنده تعهد صنعت به غلبه بر این چالش‌هاست. به‌عنوان مثال، شرکت فورتسکیو با امضای قرارداد ۲.۸‌میلیارد دلاری با شرکت توسعه و تولید انواع ماشین‌آلات و تجهیزات سنگین «لیبهر» در سپتامبر ۲۰۲۴، در حال توسعه یکی از بزرگ‌ترین ناوگان‌های معدنی بدون انتشار کربن با ۴۷۵دستگاه در غرب استرالیاست. این ناوگان شامل ۳۶۰کامیون خودران برقی است که گامی بزرگ در جهت برقی‌سازی محسوب می‌شود.

شرکت‌های BHP و ریو تینتو نیز در حال آزمایش کامیون‌های حمل برقی در عملیات سنگ‌آهن خود در منطقه پیلبارا هستند و با شرکت‌های کاترپیلار و کوماتسو همکاری می‌کنند. همچنین، شرکت واله در برزیل و اندونزی کامیون‌های برقی را به کار گرفته و برنامه‌هایی برای آزمایش‌های بیشتر با کاترپیلار در منطقه میناس گرایس دارد. این شرکت همچنین در حال بررسی راه‌حل‌های سوخت دوگانه برای کامیون‌های حمل است که از ترکیب اتانول و دیزل استفاده می‌کنند.

در کشور زامبیا، شرکت «هیتاچی» و شرکت «ABB » با هم همکاری می‌کنند تا یک کامیون بزرگ تخلیه‌کننده کاملا برقی بسازند. این کامیون در معدن مس و طلای «کانسانشی» که متعلق به شرکت «فرست کوانتوم مینرالز» است، در حال آزمایش است. ویژگی جالب این کامیون این است که می‌تواند هنگام حرکت، از طریق خطوط برقی بالای مسیر (ترالی) شارژ شود و بدون توقف، بهره‌وری خود را حفظ کند.در چین هم شرکت «ایکان ماینینگ» از به‌کارگیری ۲۹ دستگاه کامیون برقی در معادن «پینگین» و «شوئی‌چانگ» و همچنین سه دستگاه کامیون برقی در معدن مس و طلای «زیجینشان» خبر داده‌است.

ضرورت استانداردسازی

یکی از چالش‌های مهم در برقی‌کردن ماشین‌آلات معدنی، نبود استاندارد مشترک بین سازندگان است. هر شرکت سازنده، مشخصات فنی متفاوتی دارد؛ مثلا برخی کامیون‌ها با برق ۱۸۰۰ ولت کار می‌کنند و برخی با ۲۶۰۰ ولت. این تفاوت، ایجاد زیرساخت شارژ یکپارچه را دشوار کرده است. کارشناسان معتقدند برقی‌سازی معادن تنها با همکاری گسترده میان سازندگان تجهیزات، معدن‌کاران، شرکت‌های فناوری و نهادهای ناظر ممکن است.

گزارشی از شرکت «ABB» نشان می‌دهد ۷۱درصد شرکت‌های معدنی، مشارکت‌های موفق را کلید گذار به انرژی پاک دانسته‌اند. این شرکت در تابستان سال گذشته با سه شرکت معدنی قراردادهایی برای توسعه فناوری‌های برقی و کاهش آلایندگی امضا کرده است.

چشم‌انداز ماشین‌آلات تمام‌برقی در معدن

نفوذ ماشین‌آلات تمام برقی در صنعت معدن در حال افزایش است. شرکت اپی‌روک گزارش داده که میزان استفاده از تجهیزات برقی در سال ۲۰۲۴ بیش از دو برابر شده است، که نشان‌دهنده گذار از مرحله آزمایشی به استفاده در مقیاس تولید است. با این حال، استقرار گسترده این فناوری احتمالا تا پایان دهه جاری به طول خواهد انجامید. تا مارس ۲۰۲۵، گلوبال‌دیتا گزارش داد که ۲۷۱ کامیون مجهز به سیستم ترالی در معادن سطحی، ۳۸۷ کامیون برقی سطحی، ۲۹۳لودر برقی و ۸۹ کامیون برقی زیرزمینی در سراسر جهان فعال هستند. براساس اظهار کارشناسان، معدن‌کاران به دلیل اهداف زیست‌محیطی، بهبود کارآیی عملیاتی و صرفه‌جویی‌های بلندمدت در هزینه‌ها به سمت پذیرش ماشین‌آلات تمام برقی حرکت می‌کنند.

 با این حال، سطح سرمایه‌گذاری مورد نیاز برای ایجاد اکوسیستم‌های برقی کامل در معادن، برقی‌سازی کامل ناوگان‌ها را در کوتاه‌مدت غیرعملی می‌کند و انتظار می‌رود که تا بین سال‌های ۲۰۳۵ تا ۲۰۴۰ به قابلیت تجاری کامل برسد. چالش‌های متعددی مانند محدودیت‌های باتری برای وسایل نقلیه سنگین، افزایش تقاضای برق، نبود زیرساخت‌های شارژ سریع در مقیاس بزرگ و عدم اطمینان نظارتی همچنان موانع مهمی هستند.

دیدگاه ها

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *