Como poderá a indústria de mineração quebrar a sua dependência do gasóleo?
A substituição do gasóleo de uma frota de mineração pode remover até 40 por cento das emissões de uma mina. Richard Fenton, Vice-presidente Global, Sistemas de Energia Distribuída, partilha como as mineradoras podem quebrar a sua dependência do gasóleo e atingir os seus compromissos de neutralidade carbónica.
Nos últimos 18 meses, algumas das maiores empresas de mineração do mundo anunciaram os seus compromissos de alcançar a neutralidade carbónica até 2050 – senão antes – para cumprir as metas do Acordo de Paris.
Mas, estando entre as empresas mais intensivas em carbono do mundo, como podem atingir a neutralidade carbónica?
“Algumas mineradoras ficam desiludidas ao avaliar quão difícil ou caro pode ser a descarbonização", começa Richard Fenton, Vice-presidente Global, Redes e Sistemas de Energia Distribuída na Worley. "Mas estas devem fazer mais do que apenas cortar as suas emissões de carbono ao construir ou comprar energias renováveis de rede. Estas devem reduzir e, em última análise, eliminar os combustíveis fósseis, como gasóleo e gás natural, das suas operações.”
Quebrar a dependência do gasóleo
De acordo com um relatório da Agência Australiana de Energias Renováveis, o setor da mineração australiano utiliza 10 por cento do consumo energético do país. E consome cerca de cinco mil milhões de litros de gasóleo por ano. Para uma grande mina a céu aberto, isto pode equivaler a mil milhões de $ AUD das despesas de funcionamento anuais de um projeto no seu portfólio de mineração.
“O gasóleo é caro. A sua quantidade é finita. E é contraintuitivo para a meta da indústria de mineração de atingir a neutralidade carbónica nos próximos 30 anos”, diz Fenton. “Embora alguns operadores de local possam sentir-se confortáveis com a utilização de gasóleo na sua frota, apesar das emissões de carbono geradas, esta está rapidamente a tornar-se incompatível com o rumo da empresa.”
Em última análise, as mineradoras precisarão de reduzir o consumo de gasóleo para atingir as suas metas de emissões de escopo 1 e 2. Isto levará a veículos de mineração elétricos ou veículos de mineração movidos a hidrogénio ou biocombustíveis.
Mas como podem as mineradoras quebrar a dependência do gasóleo de forma eficiente e com pouca disrupção? Existe um caminho para lá chegar, mas é complexo.
Três etapas para substituir o gasóleo
Olhar para a descarbonização como um projeto é intimidante. É por isso que Fenton recomenda uma abordagem por etapas. "O modelo de três horizontes orienta as mineradoras numa transição lógica de redução, substituição e eliminação de combustível", diz Fenton. “Este fornece uma estratégia que quebra a transição da redução do gasóleo em períodos de tempo exequíveis.”
No entanto, estes horizontes não são parcelas autónomas de trabalho. Estas estão interligadas. O que está decidido no horizonte um estabelece a base para uma descarbonização bem-sucedida nas décadas seguintes.
Horizonte um: reduzir o consumo de gasóleo
O horizonte um aplica opções, pesquisa e desenvolvimento cuidadosos para construir a base para tecnologias emergentes à medida que se tornam viáveis.
“Aqui, concentramo-nos numa política sem arrependimentos”, diz Fenton. “Entre 2021 e 2030, as mineradoras precisam de decidir qual a tecnologia que podem implementar agora e transferir para os horizontes dois e três. Não pode ser algo de que se arrependerão daqui a uma década.”
“Isto significa considerar todos os equipamentos utilizados numa mina para fazer esta transição bem-sucedida,” explica Fenton.
“Trabalhamos com os clientes para avaliar a sua frota de equipamentos movidos a gasóleo. Desde plataformas de perfuração e camiões grandes a escavadoras e carregadoras de balde. Também consideramos equipamentos auxiliares como bulldozers, camiões de água e niveladores. No geral, este equipamento pode representar 40 por cento do consumo total de gasóleo de uma mina.”
Atualmente, as opções de tecnologia para as mineradoras incluem a eletrificação da frota de mineração e a utilização de veículos elétricos com célula de combustível de hidrogénio. No que diz respeito à eletrificação, a assistência elétrica em camiões é uma tecnologia que já está a ser implementada.
A tecnologia de armazenamento de bateria também está a avançar, principalmente quando se trata de veículos elétricos. Mas ainda tem de superar os desafios de tamanho e robustez necessários para os locais de mineração.
Os camiões de transporte utilizam cerca de quatro vezes mais combustível ao subir uma inclinação do que numa superfície plana. Os camiões com assistência são configurados como um elétrico, utilizando um pantógrafo ligado ao sistema do contentor superior enquanto o camião sobe uma inclinação. A energia elétrica é utilizada para fornecer potência às rodas traseiras do camião enquanto o motor de gasóleo fica inativo.
“ão podemos desligar o motor totalmente, pois este controla outros sistemas, como a direção assistida e os controlos eletrónicos”, diz Fenton. “Mas utilizando a assistência elétrica em camiões podemos reduzir a utilização de gasóleo em aproximadamente 90 por cento ao subir uma rampa.”
A tecnologia de armazenamento de bateria também está a avançar, principalmente quando se trata de veículos elétricos. Mas ainda tem de superar os desafios de tamanho e robustez necessários para os locais de mineração. “Não é tão simples para as mineradoras porque estas estão a lidar com um camião de 290 toneladas em vez de um carro de 2 toneladas, mas sem o benefício da fibra de carbono e da aerodinâmica”, diz Fenton.
Veículos de célula de combustível de hidrogénio também estão a ser explorados, com algumas mineradoras a gastar um montante considerável em investigação e desenvolvimento. “Enquanto indústria, precisamos de entender se esta tecnologia pode ser transportada para o horizonte três”, diz Fenton. “Precisamos de determinar se pode ser gerada energia renovável suficiente para produzir hidrogénio numa escala que elimine totalmente o gasóleo”.
Horizonte dois: evitar ou substituir o gasóleo
O horizonte dois expande a tecnologia implementada no horizonte um e procura outras opções conforme o avanço da tecnologia.
“De 2030 a 2040, deve haver opções viáveis para remover os motores a gasóleo e os seus sistemas de refrigeração de veículos pesados que operam em minas e substituí-los por baterias”, explica Fenton. “Uma bateria para esse tamanho e escala precisará de 1,5 a 1,6 megawatts (MW) hora. Embora as baterias em camiões e veículos rodoviários tenham atualmente até 1 MW (1000 kWh) hora, estas ainda não são pequenas ou suficientemente potentes para caber em camiões de transporte de mineração.
“A mudança para criar uma bateria de 1,6 MW que caberá no compartimento do motor de um camião ainda está longe no futuro. Mas ao verificar as projeções, os preços das baterias estão a descer e a sua capacidade está a aumentar”, continua Fenton. “Isto significa que os veículos elétricos nas minas começam a parecer económicos, com uma vantagem adicional de uma poupança de peso de três toneladas para camiões de transporte”.
Além do mais, estas baterias poderiam ser recarregadas através do sistema elétrico em camiões com assistência. “Este é um ótimo exemplo pelo qual é tão importante escolher a tecnologia certa no horizonte um”, diz Fenton.
Além das baterias, as mineradoras estão a estudar os camiões movidos a hidrogénio. Estão a desafiar os fabricantes de camiões de transporte e fornecedores de tecnologia a aumentar a capacidade de uma bateria de 1 MW hora num camião que utiliza uma combinação de hidrogénio e energia da bateria para a condução e o retardamento de travagem para carregar a bateria enquanto o camião faz a descida para a mina. Testes desta tecnologia estão planeados para serem implementados numa mina de platina na África do Sul. Dependendo do sucesso destes testes, existem planos para os mesmos serem aplicados noutras minas.
As mineradoras também precisam de considerar fabricantes de equipamentos além daqueles do equipamento tipíco original. Isto permite aproveitar as vantagens de tecnologias novas e emergentes, como escavadoras 100% movidas a hidrogénio. Embora não tenham o tamanho e a escala necessários para a mineração, compete à indústria investir em investigação e desenvolvimento para atingir a escala de que necessita.
Horizonte três: eliminar o gasóleo
Entre 2040 e 2050, as mineradoras devem ser capazes de eliminar o gasóleo da sua frota de mineração e de transporte se seguirem os horizontes um e dois. Isto inclui equipamentos de mineração no fosso, assim como o transporte ferroviário de longa distância do fosso ao porto.
“Os fios suspensos que pertencem ao sistema de assistência de camiões podem acrescentar mais risco às operações”, explica Fenton. “O horizonte três apresenta oportunidades para as mineradoras começarem a utilizar tecnologia indutiva - ou carregamento sem fios.”
Este é o mesmo princípio de carregar o seu iPhone numa plataforma sem fios. E também funciona para veículos em movimento. Atualmente está a ser explorado no circuito de corrida da Fórmula E, onde os carros de segurança carregam enquanto estão parados. Os fabricantes do sistema Dynamic Electric Vehicle Charging (DEVC – carregamento dinâmico de veículos elétricos) também construíram e testaram um sistema que pode carregar um veículo enquanto viaja a 100km/h com uma taxa de carregamento de 20 kW. Sistemas semelhantes também são utilizados em serviços de autocarros de passageiros. Por exemplo, uma frota de autocarros elétricos em Washington utiliza o carregamento por indução embutido na superfície da estrada e nas paragens de autocarros.
“Esta tecnologia está atualmente na sua infância, mas é uma oportunidade de pesquisa e desenvolvimento que pode ajudar a acabar com a utilização de gasóleo em locais de mineração”, diz Fenton.
Cada litro de gasóleo conta na corrida para chegar à neutralidade carbónica
“A visão para atingir a neutralidade carbónica tem de ser definida hoje”, diz Fenton. “Mas, como qualquer mudança importante, será necessária uma série de etapas bem planeadas para atingir a meta final. Os próximos anos são críticos e as mineradoras terão de definir horizontes por etapas para abrir um caminho claro em direção a um futuro sem gasóleo.”
