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Des solutions à long terme pour une exploitation minière durable

25 octobre 2022
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Le mois dernier, nous nous sommes penchés sur les stratégies provisoires à mettre en œuvre par les mines pour atteindre zéro émissions nettes. Dans ce numéro, nous nous penchons sur l’électrification qui permet aux mines de fonctionner entièrement avec l’énergie renouvelable.

« L’objectif de zéro émissions nettes ou de carboneutralité est un objectif de premier plan », explique Bryce Short, directeur des ventes et du marketing pour l’Amérique du Nord. Actuellement, le seul moyen d’atteindre zéro émissions nettes est d’utiliser des machines électriques alimentées à 100 % par de l’hydroélectricité. »

Voici les points clés que nous avons retenus de Bryce lors de notre conversation de ce mois-ci. 

 

L’électrification est écologique ET rentable.

Une grande partie du débat sur l’électrification des mines porte, à juste titre, sur son rôle dans la lutte contre le changement climatique. Cependant, les plus récentes machines électriques sont non seulement plus écologiques, mais aussi beaucoup moins coûteuses à exploiter que leurs équivalents à moteur diesel.

Bryce : Les excavatrices hydrauliques à entraînement électrique sont identiques aux modèles équivalents fonctionnant au diesel. La seule différence est qu’elles utilisent des moteurs électriques au lieu de moteurs diesel pour alimenter le système hydraulique. Il n’y a aucun changement dans la capacité de production ou le fonctionnement, et l’équipement peut s’intégrer facilement aux opérations existantes. Il est également relativement facile de comparer la version électrique à la version diesel du point de vue des coûts.

Le carburant représente environ 60 % du coût d’exploitation d’une machine diesel et ce pourcentage peut être encore plus élevé avec les prix actuels du carburant, de sorte que la différence augmente très rapidement. De plus, les machines électriques nécessitent moins d’entretien des systèmes d’entraînement, ce qui signifie moins de temps d’arrêt. La durée de vie d’un moteur électrique correspond à celle de la machine, alors qu’un moteur diesel doit être remis à neuf toutes les 18 000 à 25 000 heures. Il peut donc y avoir de nombreuses révisions de moteurs diesel comparativement à la durée de vie d’un moteur électrique.

green-leaf-1-25.png Si l’on combine tout cela, on constate que le coût par tonne d’une machine électrique est environ 45 % inférieur à celui d’une machine diesel. Ainsi, une machine électrique est généralement rentabilisée en deux ou trois ans.
L’alimentation en énergie est le grand défi.

L’alimentation en énergie est le grand défi.

Komatsu et d’autres fournisseurs ont déployé des machines électriques dans le monde entier. La clé d’une adoption à plus grande échelle sera de leur fournir suffisamment d’énergie électrique à partir de sources renouvelables.

Bryce : Les machines électriques de Komatsu sont produites depuis 1984 et sont de plus en plus populaires aujourd’hui. Le problème majeur est le coût de l’infrastructure électrique nécessaire à l’alimentation en énergie. L’idéal serait de s’approvisionner auprès d’un service public d’hydroélectricité, car il s’agit d’une énergie renouvelable 100 % sans carbone. Cependant, les mines sont souvent situées dans des régions éloignées du monde et le coût de l’approvisionnement en électricité est souvent prohibitif. 

Certaines mines sont alimentées par le réseau électrique, mais pas suffisamment pour faire fonctionner efficacement de grosses machines. Par exemple, si vous utilisez une Komatsu PC7000, cela représente plus de 3 500 chevaux ou 2 500 kilowatts de puissance à pleine charge. Il faut donc une grande capacité électrique pour alimenter ces machines.
Les machines électriques se déplacent à la même vitesse que leur équivalent diesel, soit environ 2,5 km/h, de sorte qu’un câble attaché ne ralentit pas les performances de déplacement de la machine. On pourrait opposer la mobilité du diesel à son équivalent électrique qui dépend d’un câble, mais les autres avantages tels que les coûts d’exploitation, l’impact environnemental, la productivité et l’absence d’émissions peuvent être largement compensés si la mine dispose de l’infrastructure électrique nécessaire à son fonctionnement. 

Comme nous l’avons vu au Mine Expo, les batteries et les piles à combustible à hydrogène sont également des technologies que nous nous attendons à voir beaucoup plus à l’avenir. D’autres technologies à l’horizon qui permettront aux sites de produire leur propre électricité sans carbone contribueront sans aucun doute à accroître l’intérêt pour les excavatrices hydrauliques électriques. 
Les centrales électriques sur place joueront un rôle majeur.

Les centrales électriques sur place joueront un rôle majeur.

Une grande partie de l’électrification consistera à produire de l’énergie durable sur place. 

Bryce : Certains des plus gros clients disposent d’une source d’alimentation importante et même des centrales électriques sur place. Pour eux, l’électrification est un moyen évident d’économiser de l’argent, mais il reste encore la question de l’alimentation à partir de sources durables sur le plan environnemental. 

 
Les centrales électriques à piles à combustible sont une solution de remplacement à zéro émissions nettes au centre de nombreuses conversations, mais les solutions à énergie éolienne et solaire le sont également. La plupart sont encore au début du cycle de développement. Par contre, Komatsu a formé l’alliance pour réduire les gaz à effet de serre (GES) à laquelle participent certains de nos grands clients et où les partenaires échangent des informations sur l’introduction plus rapide sur le marché de ces innovations.



Une autre possibilité est celle des petits réacteurs modulaires (PRM) qui sont des mini-réacteurs nucléaires qui ne produisent aucune émission. Je crois savoir que le gouvernement de l’Alberta a récemment annoncé qu’il travaillait avec des développeurs sur un tel projet.

La modernisation peut être une option viable.

De plus en plus de clients s’informent sur la conversion d’une machine hydraulique du diesel à l’électricité, ce qui peut être une option viable dans de nombreux cas.

Bryce : Nous pouvons convertir toute machine diesel en machine électrique. Le coût de la conversion se situe toutefois entre 40 et 60 % de celui d’une nouvelle machine. Il faut également tenir compte des gains d’efficacité des nouveaux modèles, mais il peut être plus économique dans certains cas d’acheter une machine neuve.

 Le Canada peut être le chef de file.

Bryce : Il semble qu’il y ait une forte pression au Canada pour devenir la plus verte des entreprises vertes, ce qui pourrait être accéléré par les générations plus jeunes et les futurs dirigeants. Si nous pouvons alimenter les machines à partir de l’hydroélectricité et d’autres sources renouvelables neutres en carbone, cela représente une situation gagnante pour l’entreprise, l’environnement et nous tous.

En conclusion :

La production d’électricité demeure le plus grand défi, mais comme d’autres industries nécessitent de l’énergie propre, la tendance à l’électrification va probablement s’accélérer au cours de la prochaine décennie. Les machines minières électriques d’aujourd’hui ne produisent aucune émission et peuvent fonctionner à plein rendement avec de l’énergie provenant de sources renouvelables à zéro émissions nettes ou carboneutres. Équipement SMS travaillera activement avec des mines de premier plan qui repoussent les limites de la durabilité.
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