Här tas nästa steg mot framtidens eldrivna gruvfordon

2019-01-03 06:00  

Inom fem år ska svenska Epirocs alla gruvmaskiner kunna levereras med elektrisk drivlina. Kravet: Ska klara 4-5 timmars hård körning under jord innan batterierna behöver laddas.

Det surrar av aktivitet i nybyggda lokaler i centrala Örebro. Här huserar Epiroc, ett bolag som blev fristående så sent som i somras, och utvecklar lastmaskiner, truckar, borriggar, automation och annan utrustning för gruvdrift, anläggning, rivning och återvinning, med mera. I Epirocs utbud finns över hundra produktfamiljer.

Men trots att bolaget är så nystartat är det egentligen missvisande att kalla Epiroc nytt, snarare handlar det om en 145-årig startup, som teknikutvecklaren Anders Lindkvist säger med hänvisning till bolagets ursprung i Atlas Copcos avdelning för gruv- och bergbrytningsteknik.

– Och innovation var en hörnsten i verksamheten redan inom Atlas Copco. Det är inte något som uppstått sedan vi blev Epiroc, det är något vi tagit med oss från Atlas, säger Anders Hedqvist, teknikchef för bolagets underjordsdivision.

Nyligen lanserade Epiroc en serie batteridrivna underjordsmaskiner i betydligt tyngre viktklasser än man normalt förknippar med batterifordon: en 42-tons malmtruck, lastmaskiner som kan ta upp till 18 ton i skopan, samt en serie borriggar för ortdrivning, produktionsborrning och bergförstärkning.

Maskinerna representerar företagets andra generation eldrivna underjordsfordon, och den första större lanseringen som gjorts sedan Epiroc blev ett fristående bolag. Första generationens batterimaskin lanserades av Atlas Copco 2016.

– Sedan dess har levererade batterimaskiner gjort cirka 65 000 drifttimmar i produktion hos kunder, utöver många timmar i egen testkörning, så det är klart vi lärt oss mycket sedan första generationen, säger Anders Hedqvist.

Inte minst har man gjort värdefulla lärdomar när det gäller energieffektiviteten, och arbetet med det som på elbilarnas område brukar kallas räckviddsångest.

– Större batteri är inte lösningen när det gäller gruvmaskiner. Det är bättre att minska förlusterna och höja effektiviteten, sammanfattar Anders Lindkvist.

Läs mer: Northvolt har levererat sitt första batteripaket

Detta görs inte bara genom att optimera själva maskinen. Det kan också handla om att hjälpa kunden att utforma sin gruvas layout utifrån eldriftens fördelar, menar Anders Hedqvist:

– Om man till exempel lastar en truck på högre nivå i gruvan, och lossar den på lägre nivå, då kan du vinna mycket på regenereringen när du bromsar en tung truck i nedförsbacken. Beroende på hur lång och brant nedfarten är, kanske du har halvtomt batteri när du åker ner för att lossa, och fulladdat när du ska uppför backen och lasta igen, säger han.

Men den nya generationen är inte bara en förbättring av tidigare elmaskiner. Den markerar ett väsentligt skifte i att de nya maskinerna är byggda för eldrift från scratch, medan första generationen egentligen var en elkonvertering av en befintlig dieselmaskin.

– Nu har vi skapat en egen modulär arkitektur för eldriften. Vi har fått skalbarhet och ökad kontroll och blivit mer leverantörsoberoende, säger Anders Hedqvist.

En av de större utmaningarna har varit mjukvaran till styrsystemet, som Epiroc utvecklat helt själv. Gruvindustrin behöver alltmer avancerad högteknologi, i system som även ska tåla enormt mycket stryk rent mekaniskt.

– Mjukvaran har krävt många mantimmar. Samtidigt ska de här maskinerna kunna gå i vatten upp till halva hjulet, de törnar emot väggarna och sten ramlar ner på dem, och drifthastigheten är ungefär att de kör tills lasten börjar falla av, då saktar de in lite, säger Anders Lindkvist med ett leende.

Drifttiden på full laddning är svår att ange exakt, eftersom omständigheterna varierar från gruva till gruva. Men generellt ska en lastare klara fem timmar i hård körning, och en truck uppåt fyra timmar, innan batteripacket börjar vara tomt.

– När det gäller borriggarna är de så pass stationära så de kan kopplas mot elnätet när de står och borrar, batterierna används bara vid förflyttning. I många fall klarar de många dagars skift utan laddning, säger tekniske projektledaren Patrik Roth.

Läs mer: Boliden elektrifierar gruvtruckar – med kontaktledningar

Nytt i generation två är också att Epiroc inlett samarbete med ABB, som levererar elmotorer och konvertrar, och med Northvolt, som står för batteripacken i sin allra första kommersiella leverans.

– Vid den tidpunkten då vi valde Northvolt, då fanns det andra batteritillverkare som låg längre fram. Men vi valde dem för att de hade ett mindset vi gillade. När man går ut i ny terräng på det här viset så måste man jobba framåt och tänka långsiktigt, säger teknikchefen Martin Hellberg.

Och automation av batterimaskiner är nästa logiska steg, enligt Epiroc.

– Fjärrstyrda borriggar har vi byggt i minst två decennier inom Atlas, och autonoma lastare har vi jobbat med i sju-åtta år. Men då handlar det om maskiner som jobbar inom avspärrat område i gruvan. När man börjar koppla in truckar och lastmaskiner som rör sig över större områden, då uppstår helt nya utmaningar när det gäller säkerheten, säger Anders Hedqvist.

Därtill kommer automationen att påverka vad som ska göras med maskinen i övrigt.

– Ska den automatiserade maskinen gå 24 timmar om dygnet, till exempel, då väcks nya frågor om hur vi löser energiförsörjningen, säger Martin Hellberg.

Den stora utmaningen blir att koppla ihop de självgående maskinerna till autonoma flottor:

– Det måste lösas med lokala nätverk. GPS och sådant i en underjordsgruva, det är ju bara att glömma. Och beredskapen för detta varierar stort mellan olika kunder. Vissa står redo att bygga 5g i gruvan imorgon dag, andra sköter fortfarande driftplaneringen med papper och penna i hytten, säger Anders Lindkvist.

Det är förstås inte bara Epiroc som jobbar med gruvautomation. För att bara nämna ett par svenska exempel så har Sandvik just nu en autonom lastmaskin igång i en silvergruva i Alaska, medan Volvo Lastvagnar nyligen gjorde sin första kommersiella leverans av autonoma lastbilar till en norsk kalkgruva.

– Vi är en systemleverantör och den öppna arkitekturen är väldigt viktig. Vi vill erbjuda system som kan kommunicera med gruvans befintliga system, och där man även kan koppla upp maskiner från andra tillverkare. Det är vad kunderna vill ha, säger Anders Hedqvist.

Är framtidens gruva helt tom på folk?

– Det kommer nog fortfarande att behövas människor till underhåll och annat. Men en allmän vision är ju att få bort människor från alla farliga moment i gruvorna, och den dagliga produktionen kommer att vara helt självgående förr eller senare, säger Anders Hedqvist.

Epiroc knoppades av från Atlas Copco

Epiroc har avknoppats från Atlas Copcos affärsområde gruv- och bergbrytningsteknik och divisionen för hydraultillbehör. Man blev ett eget bolag i december 2017, och börsnoterades i juni 2018.

Företaget utvecklar och tillverkar borraggregat, bergbrytnings- och anläggningsutrustning samt tillhandahåller service och förbrukningsartiklar, och samarbetar med kunder i fler än 150 länder.

Deras första eldrivna gruv- och underjordsmaskin (lastmaskinen Scooptram ST7 Battery, med 7 tons kapacitet) lanserades av Atlas Copco 2016. Den används idag av gruvbolag som brasilianska Nexa Resources och kanadensiska Kirkland Lake Gold.

Andra generationen introducerades under hösten 2018. Den omfattar en malmtruck med 42 tons kapacitet, lastmaskiner med 4, 14 och 18 tons kapacitet, samt en serie medelstora borriggar. De första maskinerna levereras till Agnico Eagles guldgruva i finska Kittilä under våren, där de ska ingå i det treåriga samverkansprojektet SIMS (Sustainable Intelligent Mining Systems). EU delfinansierar SIMS-projektet genom sitt ramprogram för forskning och innovation, Horizon 2020.

Tommy Harnesk

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.

  Kommentarer

Aktuellt inom

Debatt