Ist die Zukunft des Bergbaus elektrisch? Mit der Umstellung der Minenausrüstung entstehen neue Risiken

Kanadische Bergbauunternehmen beginnen, die dieselbetriebenen LKWs, Lader und Bohrmaschinen, die lange Zeit das Rückgrat der Branche waren, durch elektrische Alternativen zu ersetzen – ein Schritt, der nach Ansicht einiger Branchenexperten den Bergbau sicherer und weniger umweltschädlich machen könnte.

Mario Santos, Bergbaudirektor von Unifor, Kanadas größter Gewerkschaft im privaten Sektor, die 9.900 Bergbau- und Hüttenarbeiter vertritt, sagte, er begrüße den Wandel. „Ich denke, es ist eine positive Veränderung. Es ist besser als die Prozesse, die wir zuvor verwendet haben“, sagte er gegenüber CBC News.

Das Unternehmensberatungsunternehmen McKinsey & Company schätzt, dass die Bergbauindustrie für vier bis sieben Prozent der weltweiten Treibhausgasemissionen verantwortlich ist, und Branchenvertreter sagen, dass elektrische Bergbaumaschinen das Potenzial haben, diese Emissionen zu senken und gleichzeitig die Betriebskosten zu senken.

Noch wichtiger für Arbeiter, die ihre Tage damit verbringen, schwere Maschinen tief unter der Erdoberfläche zu bedienen, wäre, dass dieser Schalter die dieselhaltige Luft, die sie Tag für Tag einatmen, reinigen würde.

Doch – wie der Gewerkschaftsführer schnell betont – bringt diese Änderung auch neue betriebliche Herausforderungen und Sicherheitsrisiken mit sich. Und obwohl elektrische Geräte seit über einem Jahrzehnt langsam in die Minen gelangen, sagen einige, dass es noch viel zu tun gibt, um Sicherheitsstandards und Schulungen auf den neuesten Stand zu bringen.

„Solange wir nicht an einem Punkt angelangt sind, an dem wir in der Lage sind, diese Risiken zu eliminieren – was eine schwierige Aufgabe ist – wird es immer Bedenken geben“, sagte Santos.

Heutzutage können viele wichtige Bergbauaufgaben mit elektrischer Ausrüstung erledigt werden. Elektrische Bohrer werden zum Graben in Gestein verwendet, Elektrofahrzeuge – wie Lastkraftwagen und Lader – helfen dabei, Material auf Baustellen zu bewegen, und elektrische Förderbänder und Flaschenzugsysteme leisten dasselbe.

Nordamerikanische Minen begannen in den 1990er Jahren mit der Erprobung von Hochleistungs-Elektrogeräten – hauptsächlich Fahrzeuge, die an elektrische Oberleitungsstrecken angeschlossen sind. Allerdings war Kanada 2012 eines der ersten Länder, das batteriebetriebene Elektrofahrzeuge in den Bergbau einführte.

Die meisten in der Branche zögerten, die neue und weitgehend unerprobte Technologie als Erste zu übernehmen, sagte Dale Rakochy von Sandvik Mining and Rock Solutions, einem schwedischen Ingenieurunternehmen, das elektrische und dieselbetriebene Bergbauausrüstung herstellt.

„Niemand möchte wirklich Versuchskaninchen sein, wenn es um neue Technologien geht, weil sie den Betrieb vor einige Herausforderungen stellen“, sagte er.

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Jetzt, nach fast einem Jahrzehnt im Einsatz, beweist die Technologie ihren Wert und die Vorbehalte verflüchtigen sich, sagte Rakochy. Er sieht mehr Minen, die daran interessiert sind, auf Elektroantrieb umzusteigen.

„Wir werden im Laufe der Jahre fast monatlich weitere Minen mit batterieelektrischer Fahrzeugtechnologie in Betrieb nehmen“, sagte er und wies darauf hin, dass die batteriebetriebenen Elektrofahrzeuge von Sandvik derzeit in ihrer vierten kanadischen Mine ans Netz gehen.

Epiroc, ein weiterer großer Hersteller elektrischer Bergbauausrüstung aus Schweden, hat 16 Fahrzeuge in Kanada im Einsatz und geht davon aus, dass bis zum Jahresende 28 weitere in Betrieb sein werden.

Zwei aktuelle Bergbauprojekte in Sudbury, Ontario, haben den Weg der vollständigen Elektrifizierung eingeschlagen, und andere Minen in Saskatchewan, British Columbia und Quebec befinden sich in verschiedenen Stadien der Implementierung elektrischer Ausrüstung.

Ali Madiseh, Assistenzprofessor am NBK Mining Institute und Canada Chair für Minenenergiesysteme der University of British Columbia, sagte, die Bergbauindustrie suche wie viele andere Branchen nach Möglichkeiten, Emissionen zu reduzieren. Um dieses Ziel zu erreichen, sind für ihn elektrische Geräte notwendig.

„Mit den Technologien, die uns derzeit zur Verfügung stehen, ist Elektrifizierung die einzige Lösung“, sagte Madiseh.

Madiseh weist darauf hin, dass die Ausrüstung nur einen Teil der Gesamtemissionen der Branche ausmacht. Daher müssen Unternehmen auch den von ihnen erzeugten Strom dekarbonisieren, wenn sie ihren Fußabdruck wirklich reduzieren wollen.

Torex, ein kanadisches Goldminenunternehmen, das in Mexiko tätig ist, sagt, dass die Zukunft des Bergbaus elektrisch ist.

Das Unternehmen nutzt ein vollelektrisches, seilbasiertes Fördersystem, um Arbeiten auszuführen, die normalerweise von Diesel-Lkw erledigt würden, sagte Angie Robson, Senior Vice President für Personal, Umwelt, Soziales und Governance sowie Kommunikation bei Torex Gold bei Torex.

Torex baut außerdem eine Solarenergieanlage, um den Betrieb mit Strom zu versorgen. Robson sagte, dass dieser Schritt die Gesamtemissionen des Unternehmens um neun Prozent pro Jahr reduzieren werde.

Das Unternehmen stellte fest, dass der Einsatz elektrischer Geräte auch finanziell sinnvoll ist, insbesondere auf lange Sicht.

„Wir haben dies wirklich mit Blick auf die Zukunft betrachtet und der Kostenvorteil hat sich für die Elektrofahrzeuge als vorteilhaft erwiesen“, sagte Robson. „Aber ich denke, dass sie sich im Laufe der Entwicklung tatsächlich als noch vorteilhafter erweisen werden.“

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Die meisten Minen nutzen komplexe Belüftungssysteme – deren Installation zwischen 20 und 400 Millionen US-Dollar kosten kann und für deren Wartung oft weitere Millionen pro Jahr erforderlich sind –, um die Dieselemissionswerte im Untergrund zu regulieren, sagte Madiseh von UBC.

Im Gegensatz dazu erzeugen elektrische Geräte keine Dämpfe, was bedeutet, dass Unternehmen nicht so viel für teure Lüftung ausgeben müssen.

„Dieselpartikel – DPMs – sind ein großes Problem, und der Hauptgrund für die Belüftung in einem Bergwerk ist die Verdünnung der Dieselemissionen“, sagte Madiseh.

Für Rakochy ist der Unterschied in der Luftqualität zwischen Minen, die Dieselausrüstung verwenden, und solchen, die elektrifiziert sind, eklatant.

„Das wird ein bisschen grob sein, aber im Allgemeinen stehen Sie auf und putzen sich die Nase. Wenn Sie sich die Nase putzen, werden Ihre Taschentücher voller schwarzem Ruß sein“, sagte Rakochy.

„Sie wissen, dass das Zeug definitiv in Ihre Nase und in Ihre Lunge gelangt ist. Bei batterieelektrischer Fahrzeugausrüstung gibt es davon absolut nichts.“

Feinstaub aus den Abgasen von Dieselmotoren ist krebserregend und eine langfristige Exposition gegenüber diesen Dämpfen führt zu einem erhöhten Risiko für Lungenkrebs und möglicherweise Blasenkrebs. Eine Studie aus dem Jahr 2018 ergab, dass 2,4 Prozent der Fälle von Lungenkrebs in Kanada auf die berufsbedingte Exposition gegenüber Dieselmotorabgasen zurückzuführen sind und dass Arbeiter im Untertagebergbau zu den Berufen mit dem höchsten Risiko gehörten.

Dies ist einer der Gründe, warum Santos von Unifor die Änderung begrüßt.

„Aus Sicht der Arbeitnehmer sind wir mit der Abkehr vom Diesel zufrieden, insbesondere wenn man über einige Probleme spricht, die wir bei Dieselpartikeln gesehen haben“, sagte Santos.

Santos sagt jedoch, dass ein Teil der Herausforderung darin besteht, dass die Risiken – wie elektrische Brände und die Gefahr von Fahrzeugkollisionen – je nach Baustelle unterschiedlich sind. Es könne schwierig sein, diese Risiken zu erkennen, bis die Ausrüstung vor Ort in Betrieb sei, sagte er.

Angesichts der beengten Verhältnisse in den Minen seien Batteriebrände seine Hauptsorge, sagt Santos, eine Sorge, die auch Tom Welton, Direktor für Gesundheits- und Sicherheitsdienste und Bildungsprogramme bei Workplace Safety North, teilt.

„Es kommt nicht sehr oft vor. Wenn es passiert, kann es katastrophale Auswirkungen haben“, sagte Welton.

Die Risikobewertungen von Welton ergaben, dass Brände in der Regel auf Schäden an der Batterie selbst oder auf unsachgemäße Handhabung zurückzuführen waren.

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Rakochy von Sandvik stimmt zu, dass bei batteriebetriebenen Bergbaugeräten ein Brandrisiko besteht, sagt aber, dass dies auch bei Dieselgeräten der Fall sei. Er sagt, die Minderung dieses Risikos sei eine Frage der richtigen Aufklärung und des richtigen Managements.

Workplace Safety North identifizierte Kollisionen als das häufigste Risiko im Zusammenhang mit batterieelektrischen Fahrzeugen, die deutlich leiser sind als solche mit Diesel-Verbrennungsmotoren. Das bedeutet zwar eine geringere Belastung für das Gehör der Arbeiter, aber auch ein erhöhtes Risiko, dass Bergbaufahrzeuge unentdeckt bleiben.

„Batterieelektrische Fahrzeuge können sehr leise sein und sich während eines Bergbaubetriebs sehr schnell bewegen und möglicherweise Fußgänger gefährden“, sagte Welton.

Im vergangenen Jahr wurden neue Arbeitsplatzstandards für elektrische Bergbaufahrzeuge eingeführt. Welton sagt, er sei froh, dass die Standards Spannungsbereichsgrenzen für Untertage-Bergbaugeräte eingeführt und Maßnahmen für den Betrieb und die Wartung elektrischer Geräte vorgesehen hätten, sagt jedoch, dass weitere Protokolle erforderlich seien.

Er weist beispielsweise darauf hin, dass es keine gesetzlichen Anforderungen für Ladestationen gibt – eine potenzielle Ursache für Batteriebrände. Auch wenn Welton feststellt, dass die Hersteller die Schulung der Arbeiter, die diese Geräte verwenden, unterstützt haben, sagt er auch, dass die Schulung eine „Schwäche“ in der Branche darstellt.

Das Cambrian College und das Collège Boréal in Sudbury haben in den letzten zwei Jahren begonnen, Schulungsprogramme für die Wartung von industriellen batterieelektrischen Fahrzeugen anzubieten. Welton arbeitet mit dem Mining Legislative Review Committee von Ontario zusammen, um Bedarfsbereiche zu identifizieren und neue Sicherheitsstandards für die Branche festzulegen.

„Es gibt verschiedene Herausforderungen und Gefahren, insbesondere angesichts der Spannung, mit der man es zu tun hat“, sagte Welton. „Es muss angemessen damit umgegangen werden.“

Schriftsteller

Adam ist Journalist und berichtet über Gesundheit, Wissenschaft und Klimawandel.

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