Cómo la industria minera vencerá su dependencia en el diésel
Eliminar el diésel en una flota minera puede disminuir hasta el 40 por ciento de las emisiones de una mina. Richard Fenton, vicepresidente de sistemas de distribución global de energía, explica cómo la minería puede eliminar su dependencia del diésel y lograr su compromiso de reducir emisiones.
En los últimos 18 meses, algunas de las principales compañías mineras del mundo han su compromiso de reducir sus emisiones netas de carbono a cero para el 2050, y si no antes, de manera de dar cumplimiento a las metas del Acuerdo de París.
Pero tratándose de empresas con un uso más intensivo del carbono, ¿cómo pueden éstas pasar a tener cero emisiones netas?
«Algunas empresas mineras pierden interés tras evaluar lo difícil y lo costoso que puede ser la descarbonización», explica Fenton. «Aun así, deben hacer más. No es suficiente reducir sus emisiones de dióxido de carbono mediante la construcción de sistemas de energía renovable o comprándola directamente de la red. Deben reducir y, en última instancia, eliminar de sus operaciones los combustibles fósiles como el diésel y el gas natural.
Venciendo la dependencia del diésel
Según un informe de la Agencia Australiana de Energías Renovables, el sector minero australiano utiliza el 10 por ciento de la energía del país, y consume aproximadamente cinco mil millones de litros de diésel al año. En el caso de una mina grande al aire libre, esto podría significar mil millones de dólares australianos en el gasto operativo anual de un proyecto minero.
«El diésel es costoso, con un suministro finito, y se contrapone al logro del objetivo "carbono neutral" de la industria minera en los próximos 30 años», indica Fenton. «Si bien es probable que los operadores de algunas instalaciones se sientan cómodos con el uso del diésel en su flota, a pesar de las emisiones de dióxido de carbono generadas, éste se volverá rápidamente incompatible con la orientación de su compañía».
Al final, las compañías mineras deberán reducir el consumo de diésel para lograr sus objetivos de emisiones de alcance 1 y 2. Esto dará lugar al uso de vehículos eléctricos o alimentados con hidrógeno o biocombustibles.
Pero ¿cómo pueden eliminar las empresas mineras su dependencia del diésel, de una manera eficiente y sin grandes interrupciones? Existe un plan, pero es complejo.
Los tres pasos para reemplazar el diésel
La descarbonización de una mina es un proyecto complejo. Es por eso, que Fenton recomienda un enfoque por etapas. «El modelo de tres horizontes lleva a las compañías mineras a través de una transición lógica de reducción, sustitución y eliminación del combustible», explica. «Proporciona una estrategia que divide la transición de reducción del diésel, en periodos de tiempo manejables».
Sin embargo, estos horizontes no son etapas de trabajo independientes. Lo que se decide en el horizonte uno, sienta las bases para una descarbonización exitosa en las siguientes décadas.
Horizonte uno: reducción de uso del diésel
El horizonte uno implica una cuidadosa selección de opciones, investigación y desarrollo que sirven para sentar las bases de las tecnologías emergentes a medida que se vuelven viables.
«Aquí nos centraremos en una política en donde no haya arrepentimientos. «Entre el 2021 y 2030, las compañías del sector minero deberán decidir qué tecnología pueden implementar ahora y transferirla a los horizontes dos y tres. Por lo que no puede ser algo de lo que se arrepientan dentro de una década».
Eso significa que se deben tener en cuenta todos los equipos que se utilizan en una mina, de forma que dicha transición tenga éxito», explica Fenton.
«Trabajamos con los clientes para evaluar sus flotas de equipos con motores diésel. Desde las perforadoras y camiones, hasta las excavadoras y cargadores frontales. También tenemos en cuenta los equipos auxiliares, como topadoras, camiones cisterna y niveladoras. En general, estos equipos pueden representar el 40 por ciento del consumo total de diésel de una mina».
Actualmente, las opciones tecnológicas para las compañías mineras incluyen la electrificación de camiones y el uso de vehículos eléctricos con celdas de combustible de hidrógeno. Como paso hacia la electrificación, el sistema de asistencia por catenaria es una tecnología que ya se está implementando.
La tecnología de almacenamiento en baterías también está avanzando, especialmente en lo que se refiere a los vehículos eléctricos. Sin embargo, aún se debe superar los retos del tamaño y la confiabilidad que se necesitan en las instalaciones mineras. «No es tan sencillo en el caso de las mineras, ya que pueden estar trabajando con camiones de 290 toneladas o más».
También se están investigando los vehículos de células de combustible de hidrógeno; de hecho, algunas compañías mineras dedican considerables presupuestos a la investigación y desarrollo. «Como industria, tenemos que averiguar si esta tecnología puede llevarse hasta el horizonte tres», explica Fenton. «Necesitamos determinar si se puede generar la suficiente energía renovable, como para producir hidrógeno a una escala que elimine por completo el diésel».
Horizonte dos: evitar o reemplazar el diésel
El horizonte dos se desarrolla sobre la tecnología implementada en el horizonte uno y busca otras opciones a medida que avanza esa tecnología.
«Entre el 2030 y 2040, debería haber opciones viables para eliminar los motores diésel y sus sistemas de refrigeración de los vehículos mineros pesados y reemplazarlos por baterías», explica Fenton. «Una batería para ese tamaño y escala deberá ser de 1.5 a 1.6 megavatios hora (MWh). Si bien las baterías para los camiones y vehículos de carretera llegan actualmente a 1 MWh, todavía no son lo suficientemente convenientes en términos de tamaño y potencia como para adaptarse a los camiones mineros.
El paso para crear una batería de 1.6 MWh que quepa dentro del compartimiento del motor de un camión todavía es algo del futuro. Aunque analizando las proyecciones, los precios de las baterías están bajando y su capacidad está aumentando. «Eso significa que los vehículos eléctricos para la minería comienzan a resultar económicos, con la ventaja adicional de un ahorro de peso de tres toneladas en el caso de los camiones de carga».
Además, estas baterías se podrían recargar a través del sistema eléctrico de asistencia por catenaria. «Este es un magnífico ejemplo de por qué es tan importante elegir la tecnología adecuada en el horizonte uno», indica Fenton.
Además de las baterías, las empresas mineras tienen su vista puesta en el hidrógeno como combustible, y ya están planteando a los fabricantes de camiones y a los proveedores tecnológicos, el reto de llegar a una batería de 1 MWh, que pudiera utilizar una combinación de hidrógeno y la energía de la batería, así como los frenos para cargar la batería mientras el camión descienda a la mina. Pruebas de esta tecnología están planificadas para comenzar en una mina de platino en Sudáfrica.
Las mineras también deben tener en cuenta a los proveedores de equipos fuera de los habituales, de esta manera, se pueden aprovechar nuevas tecnologías emergentes, como lo son las que se encuentran en excavadoras impulsadas 100% por hidrógeno. Si bien éstas no tienen el tamaño y la escala necesarias para la minería, el sector debe continuar investigando y desarrollando, hasta alcanzarlo.
Horizonte tres: eliminación del diésel
Entre el 2040 y 2050, las empresas mineras deberían ser capaces de eliminar el diésel de sus flotas si siguen los horizontes uno y dos. Esto incluiría los equipos mineros, como así también el equipo ferroviario que transporta el mineral desde la mina hasta puerto.
«Los cables aéreos que forman parte del sistema de asistencia por catenaria pueden añadir más riesgo a las operaciones», explica Fenton. «El horizonte tres ofrecería la oportunidad para que las empresas mineras comiencen a usar tecnologías inductivas o de carga inalámbrica».
Se trata del mismo principio que se utiliza para cargar un iPhone en una base inalámbrica, como así también sirve para vehículos en movimiento. Actualmente se está probando en los circuitos de carreras de la Fórmula E, en donde los automóviles de seguridad se cargan mientras están estacionados. Los fabricantes del sistema de carga dinámica de vehículos eléctricos (DEVC) ya han creado y probado un sistema que puede cargar un vehículo mientras viaja a 100 km/h con una tasa de carga de 20 kW. Sistemas similares se utilizan también con los autobuses de pasajeros. Por ejemplo, una flota de autobuses eléctricos en Washington está siendo recargada por inducción, a través de la superficie por donde se desplazan y en las paradas de autobuses.
