Så ska svensk gruvindustri kapa effekttoppar och snabba på elektrifieringen
Elektrifieringen av gruvindustrin går snabbt framåt. Eldrivna truckar, hjullastare och borriggar medför också ett kraftigt ökat effektbehov. I förstudien GruvFlex, som drivs inom PiiA, samlar ABB, Boliden, Epiroc och Volvo CE sina perspektiv för att hitta smartare och mer hållbara sätt att elektrifiera framtidens gruvor.
– Diesel står idag för omkring 40 procent av gruvornas totala energianvändning, säger Stefan Thorburn, Senior Principal Scientist på ABB. När dieseldrivna fordon ersätts med elfordon minskar förbrukningen av fossila bränslen avsevärt. Samtidigt ökar behovet av snabbladdning och batteribyten – och därmed belastningen på elnätet vid gruvor, som ofta redan är hårt ansträngt.
Som expert inom processelektrifiering, arbetar Stefan Thorburn med att förstå hinder och möjligheter när industrin ställer om till eldrift. I GruvFlex driver han arbetet med att analysera hur gruvans fordon, processer och energisystem kan kopplas ihop för att möjliggöra smart och kostnadseffektiv elanvändning.
– Vid elektrifiering av fordonen kan elförbrukningen öka med upp till femtio procent, berättar Stefan. Det är enorma mängder energi – men med smart styrning kan vi kapa topparna och minska behovet av dyra nätinvesteringar.
Smartare gruvdrift när fordon, processer och energimarknad koppas ihop
GruvFlex kartlägger hur laddning av fordon och driften av processer kan planeras tillsammans för att ge en jämnare effektkurva.
– Allt vi gör i gruvan syns i effektuttaget, berättar Stefan. Kan vi förutse laddbehov och styra processer rätt slipper vi överdimensionera hela elinfrastrukturen.
Målet är att koppla ihop tre delar av gruvans energisystem som historiskt har hanterats separat:
- Hur fordonen körs och när de behöver laddas
- Hur materialet rör sig genom gruvan – från sprängning till malning
- Hur mycket el som finns tillgänglig och hur elpriserna skiftar över dygnet
När elektriska fordon kan dela sin laddningsstatus och sitt energibehov direkt med gruvans automationssystem öppnas möjligheten att styra både maskiner och processer mer flexibelt. Det innebär att fler delar av produktionen kan anpassas efter när elen är billig eller när nätet är mindre belastat — utan att störa det dagliga arbetet i gruvan.
I praktiken kan det innebära att:
- Laddningen av ett fordon kan flyttas i tid för att undvika att gruvan överskrider sina effektbegränsningar.
- Vatten kan pumpas under tider med lägre elpris för att minska energikostnaderna utan att störa produktionen.
- Material kan buffras i mellanlager när elpriserna är gynnsamma, vilket fungerar som ett slags energilager.
- Laddningen kan fördelas över dygnet för att jämna ut det totala effektuttaget och bättre följa variationer i pris och nätbelastning.
Sverige ligger i framkant – perfekt miljö för att elektrifiera gruvindustrin
Stefan lyfter att svensk gruvindustri är världsledande inom automation och digitalisering:
– Det här är en av de bästa miljöerna globalt för att testa framtidens lösningar, berättar han. Vi har redan mycket data, hög automatiseringsgrad och kan snabbt utvärdera nya arbetssätt.
Han betonar också att Sveriges styrka ligger i de centrala styrsystem som är avgörande för en effektiv elektrifiering av gruvorna.
– I många andra gruvor runt om i världen finns inte samma typ av samlat styrsystem, och då saknar man också full insyn i vad som händer i produktionen, säger Stefan. Utan den överblicken blir det betydligt svårare att arbeta med flexibilitetslösningar.
GruvFlex pågår till maj och nu väntar platsbesök, kartläggning och samlad analys. Resultatet blir ett förslag till ett större projekt, där fler processer och även kopplingen till energimarknaden kan ingå.
– Det här är i grunden ett systemprojekt, säger Stefan Thorburn. Får vi helhetsbilden, kan vi elektrifiera snabbare, billigare och med lägre klimatavtryck.
– Elektrifieringen ger ett helt nytt perspektiv på gruvdrift och hur företagen kan samspela inom ramarna för elmarknaden, säger Malin Rosqvist, programchef på PiiA. PiiA har finansierat ett stort antal projekt inom gruvsektorn sedan programmets start 2013, men GruvFlex är speciellt eftersom projektet riktar in sig på systemet. För PiiAs programkontor är det viktigt att kunna bidra till ett projekt som kan få stor påverkan på branschen, både nationellt och internationellt.
Läs mer om gruvindustrins digitalisering:
> Så kan gruvindustrin fördubbla produktiviteten när självkörande fordon blir säkra
> Så kan gruvindustrin bli mer kostnadseffektiv när AI predikterar maskinunderhåll
Om PiiA – Processindustriell IT & Automation
PiiA är processindustrins strategiska innovationsprogram som stöttar industrins gröna och digitala omställning med IndTech – tekniken som gör industrin smartare och mer hållbar.
PiiA stärker Sverige genom processindustriell digitalisering och automation i världsklass. Programmet samordnar ansökningar om finansiering av innovationsprojekt, stödjer forskning, analyserar industrins behov, för samman forskare och branschens aktörer för att industrin ska få tillgång till avancerade IT- och automationslösningar och bli konkurrenskraftiga på världsmarknaden. PiiA är finansierat av Vinnova, Formas och Energimyndigheten och RISE är värd för programmet. Läs mer om hur PiiA arbetar för industrins digitala och hållbara omställning: sip-piia.se
