L'implementazione di sistemi di accumulo di energia a batteria nel settore minerario

È la nostra esperienza nelle microgrid a plasmare la nostra visione del futuro sistema di rete, modulare, decentralizzato e di dimensioni ridotte, soprattutto in aree emergenti come le attività minerarie. Stiamo assistendo a una rapida evoluzione delle infrastrutture a causa della domanda di maggiore elettrificazione.

I sistemi di alimentazione nelle miniere e in altri settori industriali stanno assistendo a un'importante trasformazione strutturale, poiché i costi delle fonti rinnovabili e dello stoccaggio dell'energia continuano a diminuire e la pressione globale per mitigare le emissioni di CO2 rimane forte. Per le miniere off-grid, le tecnologie di energia rinnovabile e di stoccaggio rappresentano un'opportunità ideale non solo per migliorare l'impronta ambientale della miniera, ma anche per ridurre i costi energetici e migliorare la qualità dell'energia.

Stiamo assistendo a un forte impulso all'ottimizzazione dell'energia nelle miniere, comprese le soluzioni per la mobilità elettrica e la ricarica rapida.

L'ibridazione incrementale per un futuro a basse emissioni di carbonio e a basso costo energetico con le energie rinnovabili e l'accumulo di energia è l'obiettivo di molte operazioni minerarie.

L'industria mineraria è ad alta intensità energetica e il consumo di energia rappresenta dal 15% al 40% del budget operativo totale di una miniera. La maggior parte delle miniere, in particolare quelle situate in regioni remote e non collegate alla rete, si affidano in larga misura a generatori diesel o a gas per l'alimentazione. Le miniere sono anche sottoposte a un severo controllo per rispettare le normative ambientali locali e internazionali, mentre lavorano per ottenere emissioni nette zero dalle loro operazioni.

L'integrazione di autocarri elettrici rappresenta un'enorme opportunità per l'industria mineraria. La progettazione di una soluzione in grado di integrare le attrezzature a batteria con i processi minerari esistenti, senza interrompere le operazioni attuali (non stop), sarà fondamentale per raggiungere gli obiettivi di riduzione delle emissioni.

In passato, l'aspetto energetico fondamentale per l'industria mineraria era quello di garantire che la corrente fosse "sempre accesa" per mantenere la produttività. La situazione è cambiata di recente con l'introduzione di opzioni di energia rinnovabile e le pressioni per ridurre le emissioni di CO2. Oggi la chiave è trovare il giusto equilibrio tra le due cose.

Per contribuire a proteggere il futuro dall'aumento dei costi del carburante, le miniere stanno aggiungendo fonti di energia rinnovabile e tecnologie di stoccaggio per gestire le operazioni minerarie, migliorando al contempo la qualità dell'energia in modo efficiente e sicuro. Queste includono:

Aggiunta di BESS per migliorare l'efficienza operativa complessiva del generatore e ridurre i costi di manutenzione.

L'aggiunta di BESS ai siti minerari off-grid per la riserva di rotazione virtuale, che rappresenta uno dei casi commerciali più convincenti per l'accumulo e il ritorno dell'investimento è tipicamente inferiore a 5 anni.

Impianti solari installati localmente, che consentono di ridurre al massimo il consumo di carburante e il costo livellato dell'energia (LCOE), mantenendo un buon tasso di rendimento interno. Alcuni operatori minerari stanno già utilizzando i propri terreni adiacenti alle miniere per generare energia solare che viene poi utilizzata per alimentare le operazioni della miniera. Questi progetti di proprietà delle miniere possono poi essere ampliati e collegati alla rete per vendere l'energia in eccesso alle comunità locali.

L'energia solare ed eolica, in combinazione con i BESS, sono percorsi chiari per la transizione energetica nel settore minerario, soddisfacendo al contempo le esigenze di produzione energetica per la crescita a lungo termine. La giusta integrazione di questi diversi componenti è la chiave del successo.

Hitachi Energy aiuta i clienti a utilizzare i BESS per affrontare diverse sfide che convergono contemporaneamente:

1. Riducendo significativamente gli OPEX grazie alla riduzione dell'uso di combustibili fossili, come gasolio e gas.
2. Garantire un'elevata qualità dell'energia per alimentare le miniere off-grid con le energie rinnovabili.
3. garantire la continuità delle operazioni in miniera e massimizzare la produttività
4. Ridurre al minimo la dipendenza dalla rete elettrica
5. Rispetto delle normative ambientali
6. Diventare autosufficienti dal punto di vista energetico.

In generale, le società minerarie possono iniziare a trasformare le loro miniere oggi stesso, poiché le energie rinnovabili, in particolare il solare fotovoltaico, possono ora fornire un LCOE inferiore a quello del diesel. L'installazione del solare fotovoltaico con BESS, ad esempio, è un'eccellente soluzione di copertura contro gli aumenti dei prezzi del gasolio o del gas e/o i futuri costi del carbonio.

La miniera DeGrussa's di Sandfire in Australia occidentale. Costruito nel 2016, il sistema ibrido solare, diesel e di accumulo di energia ha ridotto le emissioni di CO2 di Sandfire di 30.789 tonnellate e compensato 11 milioni di litri di diesel. Oltre ai benefici ambientali, il progetto ha fornito un modello per l'adozione delle energie rinnovabili nei siti minerari e nelle comunità remote di tutto il mondo ed è stato ampiamente presentato come una storia di successo su come integrare le energie rinnovabili nelle miniere.

Alinta Energy sta rifornendo la miniera remota di Roy Hill a Newman, nell'Australia occidentale. Si tratta di una delle più grandi installazioni di microgrid al mondo ed è in funzione dal 2018. Alinta Energy aveva bisogno di un'alimentazione affidabile e stabile per ridurre le interruzioni, le emissioni e i costi del carburante nel sito minerario di Roy Hill. La soluzione di accumulo di energia e automazione di Hitachi Energy fornisce un'alimentazione affidabile e stabile che garantisce un funzionamento continuo e una maggiore efficienza energetica. L'operatore ha potuto ammortizzare il costo del sistema in meno di 5 anni.

Fortescue Metals Group (FMG) fa parte di un gruppo che sta costruendo il più grande BESS integrato nella rete dell'Australia occidentale, dotato di PowerStoreTM di Hitachi Energy. Questo è un esempio del più ampio obiettivo di FMG di raggiungere la neutralità di carbonio entro il 2030.

La miniera di Bontang della Indo Tambangraya Megah (ITM), in Indonesia, dipendeva interamente dai combustibili fossili per le sue operazioni. Ora la miniera dispone della più grande microgrid della regione grazie all'integrazione di energia solare e PowerStoreTM BESS, riducendo drasticamente il consumo di carburante e le emissioni di CO2. La nuova tecnologia consente alla miniera di massimizzare l'uso di energia rinnovabile, favorendo l'efficienza energetica, la crescita sostenibile e una maggiore affidabilità.

Gli inverter avanzati (grid forming) sono una tecnologia di trasformazione fondamentale per i sistemi di alimentazione in tutto il mondo, in quanto forniscono le prestazioni più efficaci oggi e garantiscono la sicurezza del sistema di alimentazione per alti livelli di penetrazione delle energie rinnovabili in futuro. Sebbene la tecnologia degli inverter avanzati abbia riscosso un notevole interesse negli ultimi 18-24 mesi, Hitachi Energy ha fornito questa tecnologia per oltre un decennio, anche in molti siti minerari.

Hitachi Energy ha una lunga storia, con più di 250 anni di patrimonio combinato, e fornisce soluzioni energetiche alle operazioni minerarie, ai servizi pubblici e alle comunità remote, ovunque si desideri energia pulita, a basso costo, affidabile e stabile. Più recentemente, Hitachi Energy si è evoluta concentrandosi su soluzioni energetiche che supportano e consentono la transizione verso l'energia pulita.

Le aziende minerarie hanno una grande opportunità di sfruttare le nuove tecnologie e tecniche che possono aiutarle a raggiungere i loro obiettivi di sostenibilità, continuando a fornire solidi risultati finanziari.

Juergen Zimmermann heads Business Development and Technology nella divisione Grid Edge and Microgrid Solutions di Hitachi Energy in Australia e Nuova Zelanda ed è stato coinvolto nello sviluppo e nella costruzione di microgrid per oltre 30 anni. È responsabile dello sviluppo di nuovi progetti e soluzioni innovative per le microgrid off-grid e grid edge, nonché dell'implementazione di macchine sincrone virtuali in combinazione con l'accumulo di energia a batteria, per stabilizzare grandi sistemi di alimentazione.

L'esperienza di Juergen nei progetti include il primo sistema di batterie su larga scala per la formazione della rete a Dalrymple, nell'Australia Meridionale, la batteria Alinta Newman nell'Australia Occidentale e il sistema di accumulo di energia a batteria (BESS) Goodwyn di Woodside, tutti con tecnologia Virtual Synchronous Machine.

Juergen spiega come le applicazioni di accumulo di energia nell'industria mineraria siano essenziali in quanto le miniere cercano di integrare una maggiore quantità di energia rinnovabile per raggiungere gli obiettivi di riduzione delle emissioni di carbonio.