Collaborazione con LKAB per un'estrazione mineraria sostenibile del futuro

La sfida

L'obiettivo di LKAB è che i processi e i prodotti della miniera siano privi di carbonio entro il 2045. Allo stesso tempo, si prevede che la produzione di minerale aumenti del 40-50% durante la transizione, che comprende anche obiettivi di riduzione del consumo energetico.

Una miniera sotterranea inizia in superficie e scende in profondità. Più si scende in profondità, più l'operazione diventa intensiva e costosa, e maggiore è la necessità di sicurezza, alta efficienza e produttività. I principali carichi elettrici includono: sistemi di ventilazione per mantenere una buona qualità dell'aria nella miniera e rimuovere gli scarichi dei veicoli e le detonazioni esistenti, sistemi di trasporto per portare il minerale in superficie, sistemi di pompaggio per drenare l'acqua dalla miniera, ecc.

Dopo aver estratto minerale nell'estremo nord della Svezia per oltre 100 anni, LKAB si sta ora dirigendo verso i 2.000 metri di profondità. Per sostenere un nuovo standard mondiale di estrazione sicura, redditizia e sostenibile, l'azienda deve applicare la digitalizzazione, l'automazione, l'elettrificazione e nuovi metodi di lavoro con l'aiuto di partner strategicamente selezionati per ripensare in modo significativo le tecnologie di estrazione e di estrazione.

La soluzione

Gli esperti di consulenza di Hitachi Energy hanno aiutato LKAB a realizzare la sua visione con un'analisi strategica e una consulenza che contribuirà a trasformare le operazioni minerarie dell'azienda rendendo i sistemi energetici e di alimentazione più accessibili, efficienti e flessibili, in uno dei più grandi investimenti industriali della storia svedese.

Una parte importante del supporto di Power Consulting è la stesura di scenari sostenibili realizzati in gruppi di lavoro collaborativi con LKAB. L'uso di veicoli elettrici nelle miniere richiede stazioni di ricarica e alimentazione più sicure e affidabili. Sono stati sviluppati e testati centinaia di modelli digitali di sistemi di alimentazione combinati per delineare diversi scenari, al fine di costruire i progetti e le configurazioni necessarie per soddisfare le future esigenze del sistema energetico di LKAB.

LKAB riceve così le soluzioni ottimali già nelle prime fasi del processo decisionale, sulla base dei risultati ottenuti dall'analisi. Ad esempio, è possibile valutare l'impatto dell'implementazione di una futura flotta di veicoli elettrici e di caricabatterie sulla rete di distribuzione dell'energia elettrica della miniera, nonché la necessità di fonti di supporto all'energia come l'accumulo di batterie o le microgrid e la loro progettazione, in modo che LKAB abbia un portafoglio completo di possibilità tra cui scegliere per realizzare la propria visione.  

La trasformazione di LKAB comprende due parti: la creazione di operazioni minerarie sotterranee sostenibili con una maggiore produttività e un minore impatto ambientale e la produzione su larga scala di ferro spugnoso senza emissioni di carbonio dal minerale di magnetite estratto, invece dei tradizionali pellet di ferro.

LKAB prevede di eliminare il carbonio dal processo di raffinazione del minerale di ferro, ad alta intensità energetica, utilizzando l'idrogeno prodotto con energia elettrica priva di carbonio per facilitare la produzione su scala industriale di ferro spugnoso privo di carbonio, invece del processo di raffinazione tradizionale che utilizza energia da combustibili fossili per produrre pellet di ferro. In questo modo i clienti del settore siderurgico, che sono i principali acquirenti di minerale di ferro, hanno accesso diretto a un prodotto a risparmio energetico privo di carbonio per il loro processo di produzione dell'acciaio. LKAB sta inoltre sviluppando nuovi processi tecnologici per estrarre minerali critici dai propri scarti di miniera.

L'Impatto

Le miniere sostenibili svolgono un ruolo essenziale nella società a emissioni zero. A livello globale, l'industria siderurgica è responsabile di circa un quarto delle emissioni totali di carbonio dell'industria.

"In LKAB siamo impegnati per la sostenibilità futura. Il supporto di Hitachi Energy ci fornisce nuovi spunti necessari per arrivare a una produzione priva di CO2, aprendo la strada a un nuovo standard mondiale di estrazione sicura, redditizia e sostenibile", afferma Per Tomas Uusitalo, Responsabile Sviluppo, Automazione ed Energia di LKAB.

La sfida

• Puntare a un'espansione della capacità produttiva e a una riduzione dell'impronta di CO2, senza aumentare proporzionalmente il consumo energetico
• L'attenzione si concentra sulla riduzione delle emissioni di CO2 delle operazioni minerarie, con conseguente aumento dell'elettrificazione (ad esempio, macchinari minerari alimentati a batteria).
• Necessità di ottimizzare l'energia nel sistema energetico
• La maggiore complessità del sistema energetico rende necessari nuovi metodi di analisi
• Necessità di un processo decisionale basato sui fatti per ottimizzare le operazioni

La soluzion

• Contributo allo sviluppo della strategia e al piano di implementazione
• Sviluppo di un modello completo del sistema energetico attuale
• Analisi e riduzione delle perdite di energia, implementazione dell'elettrificazione, dell'accumulo di energia e delle microgrid, per la resilienza dell'alimentazione, ecc.
• Input basati sul modello per supportare il processo decisionale
• Supporto nello sviluppo di competenze interne a LKAB nell'utilizzo del modello distribuito
• Un nuovo quadro di analisi e pianificazione per lo sviluppo dei sistemi energetici futuri.

L'impatto
 

• L'infrastruttura elettrica futura eccelle in sicurezza e OEE (Overall Equipment Effectiveness)

• Nuove intuizioni sulla strada verso un'attività mineraria priva di CO2