Boliden elektrifierar gruvtruckar – med kontaktledningar

2018-02-27 06:00  

För första gången ska gruvtruckar i Norden elektrifieras med hjälp av kontaktledningar. Men utmaningarna är många i det bistra klimatet.

Aitikgruvan utanför Gällivare är Sveriges största koppardagbrott. Upp ur brottet transporterar Boliden varje år 70 miljoner ton berg. Maskinerna som används för jobbet är ett trettiotal enorma gruvtruckar från Caterpillar, hälften med 220 tons lastkapacitet och hälften med 310 ton. Som referens kan nämnas att bara själva hjulen på de största maskinerna är omkring fyra meter i diameter.

Men fordonen är törstiga. Den större varianten, Caterpillar 795, slurpar i sig 400 liter diesel i timmen på sin väg upp ur det 490 meter djupa dagbrottet. Boliden har därför tittat på möjligheten att använda elektricitet i stället för diesel.

– Men vi ser inget energilager som har den kapacitet vi behöver. Därför har vi tittat på elektrifiering med hjälp av kontaktledningar, säger Rikard Mäki, forskningskoordinator på Boliden och projektledare för elektrifiering av gruvtruckarna.

Läs mer: Bolaget som ger stenkoll i gruvan

Energimyndigheten beviljade nyligen 9,7 miljoner till projektet som totalt ligger på 37 miljoner kronor. En särskilt utvald sträcka kommer att förses med kontaktledningar där 4 av de tyngsta 310-tonstruckarna kommer att drivas fram av el från nätet i stället för en 85-liters dieselmotor.

Det handlar inte om färden ner i brottet utan om en cirka 700 meter lång sträcka från marknivå och cirka 60 meter upp dit gruvtruckarna kör för att tippa av gråberg utan metallinnehåll. Omkring hälften av berget som varje år plockas upp läggs på tippen.

De 795:or som finns i brottet är redan dieselelektriska vilket underlättar konverteringen. Det behövs därför bara strömavtagare, utrustning för att mata in likströmmen från kontaktledningen samt programvara för att hantera kombinationen diesel- och eldrift. Caterpillar har redan påbörjat det arbetet i samarbete med Pon Equipment.

– Motorn behöver kunna gå ner i varv när den känner att det finns en annan energikälla. Vi måste få till en smidig övergång när föraren ändrar läge, det vill säga höjer eller sänker strömavtagaren, säger Rikard Mäki.

Med i projektet finns också såväl ABB som Eitech, vilket betyder att komponenter avsedda för järnväg kommer att användas i största möjliga utsträckning vid konstruktion av kontaktledningsnät och transformatorer.

Läs mer: De kopplar upp gruvan

Den elektriska infrastrukturen dimensioneras för att två fordon samtidigt ska kunna köra uppför tippvägen. Det innebär en maxeffekt på 10 megawatt, men med betydligt lägre kontinuerlig effekt. Respektive truck kan ta emot maximalt 4,75 megawatt. Frågan är vad som ska hända om en tredje gruvtruck försöker koppla in sig. Ska den befintliga effekten fördelas lika eller ska bara två få köra elektriskt? Den frågan återstår att fundera ut ett svar på.

– Det blir en fråga om fördelningshantering. Kommer vi behöva någon form av trafikljus för att få köra in på banan? Det är en av sakerna vi ska ta reda på, säger Rikard Mäki.

Caterpillar har redan delvis utprovat truckarna – men i Arizona i USA, med ett helt annat klimat än i Gällivare och med lägre effekt.

– Detta blir första gången truckarna hamnar på en riktig bana och testas fullt ut, säger han.

Liknande system har testats förut, men främst i Afrika och med betydligt mindre maskiner.

En stor fördel med systemet som nu konstrueras är att fordonen kommer att kunna matas med betydligt högre effekt än vad dieselmotorn klarar av. Det betyder förhoppningsvis en fördubbling av hastigheten uppför tippvägen, från cirka 15 kilometer i timmen till 25–30.

– Det innebär dels en energibesparing men också sänkta cykeltider och ett bättre utnyttjande av truckarna. Vi kan antingen använda färre fordon för samma jobb eller producera mer, säger Rikard Mäki.

En viktig sak som kommer att undersökas handlar om hur vägen förändras med klimatet. Höjden på vägbanan kan skilja uppemot en meter mellan olika tider på året, vilket så klart innebär en utmaning för hur strömavtagningen ska gå till.

– Det här är inget vi har haft superkoll tidigare men är nu viktigt att veta mer om.

Systemet ska sättas i drift redan till hösten vilket kommer att innebära ett intensivt arbete under den varmare säsongen för att få allt på plats. Truckarna går i princip 24 timmar om dygnet 365 dagar om året och systemtillgängligheten är av största vikt.

Om kontaktledningsnätet senare byggs vidare även ner i botten av dagbrottet beror på hur detta första demonstrationsprojekt faller ut.

– Vi vill visa att systemet är både lönsamt och tillförlitligt. Sen hoppas vi på beslut om utbyggnad i snabb takt. Men vi börjar där vi har störst potential, säger Rikard Mäki.

I huvudsak koppar som utvinns

Ur Aitikgruvan transporteras årligen upp 70 miljoner ton berg. Hälften är vanligt gråberg som läggs på en tipp och kan användas för återställning. Resten är malm som först anrikas i Aitik och sedan transporteras med järnväg 40 mil till smältverket i Rönnskär.

I fjol fraktades 400 000 ton anrikat koncentrat. Ur det utvanns 97 500 ton koppar, 2,9 ton guld och 62 ton silver.

Källa: Boliden.

Johan Kristensson

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

Här är reglerna för kommentarerna på NyTeknik

  Kommentarer

Aktuellt inom

Debatt

COMSOL