تراکرهای معدنی برقی در مسیر سریع: تحول صنعت معدن جهانی به سمت صفر انتشار تسریع می‌شود

از دیزل به سمت دسیکربنه‌شدن – یک انتقال جهانی در حال حرکت

صنعت معدن جهانی در حال گذار ساختاری است، زیرا به شتاب رو به رشد حرکت به سمت انتشار خالص صفر پاسخ می‌دهد.

به عنوان یکی از پرمصرف‌ترین و پرآلاینده‌ترین بخش‌ها، معادن حدود ۷ تا ۱۰ درصد از کل انتشار کربن جهانی را تشکیل می‌دهند.

این موضوع، معادن را همزمان به یک چالش کلیدی و یک فرصت بزرگ در مسابقه جهانی دسیکربنه‌شدن تبدیل می‌کند.

علیرغم عدم قطعیت‌های ژئوپلیتیکی و محیط‌های سیاستی نوسانی، جهت گذار اجتناب‌ناپذیر است.

در طی پنج سال گذشته، بیشتر شرکت‌های معدن‌کاری بزرگ از جمله BHP، Rio Tinto و Vale اهداف خنثی‌سازی کربن خود را اعلام کرده‌اند.

بیش از ۸۰ درصد از ۳۰ شرکت برتر معدنی جهان اکنون تعهد خود را برای دستیابی به انتشار خالص صفر تا سال ۲۰۵۰ یا زودتر اعلام کرده‌اند.

این تعهدات تنها تحت فشار محیط‌زیستی نیستند، بلکه از منطق اقتصادی نیز پیروی می‌کنند: الکتریفیکاسیون و انرژی‌های تجدیدپذیر در حال اثبات خود به عنوان راه‌حل‌هایی مقرون‌به‌صرفه و کارآمد از نظر عملیاتی در عملیات معدنی بزرگ‌مقیاس هستند

در عملیات‌های معدنی بزرگ‌مقیاس.

کامیون‌های برقی حمل در قلب تغییر

هسته اصلی این تحول، الکتریفیکاسیون ناوگان حمل و نقل است که کربن‌برترین بخش در عملیات معادن محسوب می‌شود.

کامیون‌های معدنی دیزلی سال‌هاست که به عنوان اسب‌کار در معادن روباز فعالیت می‌کنند، اما مصرف سوخت بالای آن‌ها مسئول بیش از ۳۰ درصد از انتشارات مستقیم (حوزه ۱) یک معدن است.

گذار به سمت کامیون‌های برقی حمل، گامی تعیین‌کننده در کاهش ردپای کربن در محل عملیات است.

تولیدکنندگان بزرگ تجهیزات به شدت در این انتقال سرمایه‌گذاری می‌کنند.

کوماتسو در حال همکاری با ریو تینتو برای آزمایش نسخه‌های کاملاً باتری‌ای یا هیبریدی الکتریکی از کامیون‌های معدنی سری 830E خود است که قرار است تا سال ۲۰۲۶ وارد آزمایش میدانی در مقیاس بزرگ شود.

کاترپیلار یک محل نمایشی بدون انتشار آلاینده در منطقه پیلبارا استرالیا ایجاد کرده است، در حالی که لیبرهیر آزمایش‌های کامیون‌های حمل الکتریکی را در شیلی و آفریقای جنوبی انجام می‌دهد.

کامیون معدنی مبتنی بر هیدروژن شرکت آنگلو آمریکن در آفریقای جنوبی مسیرهای حرکت به سمت پیشرفت‌های پاک‌تر را بیشتر متنوع کرده است.

برای بهره‌برداران معدن، کامیون‌های حمل الکتریکی تنها مزایای زیست‌محیطی ندارند.

این کامیون‌ها عملیات ساکت‌تر، شتاب سریع‌تر و نیازهای بسیار کمتر تعمیر و نگهداری را فراهم می‌کنند.

با ترمزهای بازیابی‌کننده انرژی و موتورهای بسیار کارآمد، صرفه‌جویی در انرژی به میزان ۲۰ تا ۳۰ درصد در آزمایش‌های اولیه نشان داده شده است.

با کاهش هزینه انرژی تجدیدپذیر، ادغام سیستم‌های خورشیدی و ذخیره‌سازی در محل، مزیت اقتصادی الکتریفیکاسیون را بیشتر تقویت می‌کند.

پیشرفت‌های فناوری و موانع عملی

علیرغم پیشرفت‌های چشمگیر، گسترش الکتریفیکاسیون معادن از نظر فنی همچنان چالش‌برانگیز است.

برخلاف وسایل نقلیه شهری برقی، کامیون‌های حمل بار باید در شرایط بارهای سنگین، تغییرات دمایی شدید و محیط‌های پر از گرد و غبار و به مدت شیفت‌های طولانی که اغلب از ۱۶ ساعت فراتر می‌روند، عملکرد داشته باشند.

بنابراین سیستم‌های باتری باید هم چگالی انرژی بالا و هم پایداری حرارتی مداوم داشته باشند—مزیت‌هایی که فناوری‌های لیتیوم-یون فعلی را به چالش می‌کشد.

مدیریت حرارتی به یکی از مهم‌ترین چالش‌های طراحی تبدیل شده است.

توزیع نامساوی گرما در بسته‌های بزرگ باتری می‌تواند فرآیند فرسودگی را تسریع کرده و حتی باعث بروز مشکلات ایمنی شود.

در عین حال، معادن با محدودیت‌های زیرساختی مواجه هستند — شبکه‌های شارژ، دسترسی به شبکه برق و ادغام منابع تجدیدپذیر همگی نیازمند سرمایه‌گذاری قابل توجهی هستند.

برخی شرکت‌ها در حال آزمایش تعویض باتری و واحدهای شارژ سیار هستند، در حالی که دیگران به بررسی ریزشبکه‌های ترکیبی خورشیدی-ذخیره‌سازی می‌پردازند تا عملیات قابل اطمینان ۲۴ ساعته و ۷ روز هفته را تضمین کنند.

در نهایت، موفقیت بلندمدت ناوگان معدنی الکتریکی به مهندسی سطح سیستم بستگی دارد:

عملکرد باتری، مدیریت انرژی و بالاتر از همه، قابلیت اطمینان سیستم خنک‌کنندگی.

در محیط‌های سخت معدنی، پراکندگی مؤثر گرما تنها یک عامل بهره‌وری نیست—بلکه یک الزام ایمنی و عامل تعیین‌کنندهٔ زمان بهره‌برداری است.

سرمایش آینده: نیازهای جدید در مدیریت حرارتی

همان‌طور که موتورهای دیزلی جای خود را به سیستم‌های باتری و پیشرانه الکتریکی می‌دهند، فناوری خنک‌کنندگی دوباره تعریف می‌شود.

کامیون‌های حمل الکتریکی منابع متعدد گرمایی ایجاد می‌کنند—از جمله موتورهای کششی و اینورترها تا ماژول‌های باتری با ظرفیت بالا—که کنترل دقیق دمای منطقه‌ای را می‌طلبد.

سیستم‌های خنک‌کننده تک‌حلقه سنتی دیگر کافی نیستند. صنعت در حال انتقال به سمت خنک‌کنندگی مایع چندمدار، مبدلهای حرارتی ماژولار و سیستم‌های پایه‌ای مسی با بازده بالا است.

این تحول فرصت‌های جدیدی را برای نوآوری مهندسی ایجاد می‌کند.

رادیاتورهای لوله‌ای-پره‌ای مسی با هدایت حرارتی عالی و قابلیت تعمیرپذیری، دوباره اهمیت خود را اثبات می‌کنند.

طراحی‌های ماژولار و آسان در نگهداری به‌ویژه برای محیط‌های گرد و غبار و پر بار مانند معادن مناسب هستند.

با دهه‌ها تجربه در خنک‌کنندگی سنگین، شرکت SINRUI Mining راه‌حل‌هایی را پیش می‌برد که متناسب با سیستم‌های محرکه الکتریکی و ماژول‌های خنک‌کننده باتری طراحی شده‌اند—

پشتیبانی کارآمد و قابل اطمینان در مدیریت حرارتی برای تحول بدون انتشار آلاینده در صنعت معدن فراهم می‌کند.

پیشرفت جهانی و مسیر پیش رو

در سراسر جهان، الکتریفیکاسیون معادن با سرعت‌های متفاوتی در حال پیشرفت است اما با یک جهت واحد.

در استرالیا و کانادا، مبادرت‌های مشترک بین غول‌های معدن‌کاری و تولیدکنندگان تجهیزات اصلی (OEMs) در حال تعیین سرعت پیشرفت هستند.

مواقع آزمایشی بدون انتشار آلاینده در منطقه پیلبارا و آزمایش‌های انجام شده در شرایط سرد کانادا، در حال تولید داده‌های عملیاتی ارزشمندی هستند.

در آمریکای جنوبی، منابع فراوان خورشیدی و لیتیومی در شیلی و پرو، ادغام انرژی پاک را تسریع کرده‌اند.

در همین حال، زنجیره تأمین باتری کامل و ظرفیت مهندسی چین به این کشور کمک می‌کند تا به عامل کلیدی الکتریکی‌سازی معادن در سطح جهانی تبدیل شود.

تا سال ۲۰۳۵، کامیون‌های حمل برقی ممکن است بیش از ۴۰٪ از ناوگان معادن بزرگ مقیاس در سراسر جهان را تشکیل دهند.

مرز بعدی تنها بر عملکرد باتری متمرکز نخواهد بود، بلکه بر بلوغ مهندسی — جایی که مدیریت حرارت، قابلیت اطمینان و کارایی تعمیر و نگهداری

به عوامل تعیین‌کننده موفقیت تبدیل می‌شوند. الکتریکی‌سازی در حال بازتعریف اکوسیستم معدن‌کاری است: از تأمین انرژی و تولید تجهیزات تا سیستم‌های حرارتی و نگهداری دیجیتال.

در این تحول، شرکت‌هایی که تخصص عمیقی در فناوری‌های خنک‌کنندگی دارند، در وضعیتی مناسب برای ایفای نقش مهمی در حمایت از آینده پایدار صنعت قرار دارند.