Arsalan Anwar, responsable de l’expansion technique et mine de la Sindh Engro Coal Mining Company du Pakistan, discute des contraintes techniques et économiques de l’adoption des véhicules électriques dans l’exploitation minière.

Plusieurs mines du monde entier ouvrent la voie à l’adoption de véhicules électriques (VE) pour améliorer la durabilité et réduire les émissions de carbone.

Par exemple, les géants de l’industrie tels que BHP et Rio Tinto collaborent avec Komatsu et Caterpillar sur les opérations d’essai pour accélérer le déploiement de camions de transport électriques à la batterie dans leurs opérations.

La mine de graphite Matawinie de Nouveau Monde à Québec, au Canada, prévoit d’utiliser 12 camions électriques pour économiser plus de 80 000 L de diesel par an, avec une réduction correspondante des émissions de gaz à effet de serre (GES). De la même manière, BHP collabore avec Caterpillar et Komatsu pour tester des camions de transport électriques à batterie dans ses opérations de minerai de fer Pilbara en Australie pour réduire les émissions de carbone et atteindre un net zéro d’ici 2050.

Ces initiatives reflètent un engagement croissant au sein de l’industrie minière à adopter des technologies plus propres et à réduire leur empreinte environnementale.

En Asie et notamment en Chine, l’industrie électrique des camions à benne basculante évolue rapidement, tirée par un objectif de réduire les émissions et d’améliorer la durabilité dans les opérations minières. Les principaux fabricants chinois tels que Tonly, Lingong Heavy Machinery (LGMG) et XCMG jouent un rôle clé dans cette transformation.

En Indonésie, Vale teste 100% de camions électriques 72T dans sa mine Sorowako. Ces innovations sont essentielles dans la promotion des pratiques d’extraction plus vertes et la réduction des impacts environnementaux de l’industrie.

Au Pakistan, SECMC est la première société minière du pays à intégrer des véhicules électriques dans ses pratiques. L’entité a exploité une flotte de plus de 200 unités diesel avec une capacité de charge utile allant entre 60 t et 90 t. Cela a eu un impact significatif sur les coûts, le carburant contribuant généralement à 30% à 50% des dépenses opérationnelles. SECMC a introduit quatre camions EV sur les opérations d’essai pour évaluer les performances de ces véhicules en termes de profil de charge, de consommation d’énergie, de charge inversée et d’impact des véhicules dans des conditions météorologiques sévères (supérieures à 50 ° C).

La commercialisation de camions d’extraction électrique est également en cours par les fabricants d’équipements d’origine (OEM). Tous les principaux OEM investissent massivement dans la création de prototypes et le test de leurs performances dans les environnements exigeants des opérations minières telles que les températures défavorables, les charges lourdes et les terrains rugueux. De plus, les mines à l’échelle commerciale mettent également en œuvre des protocoles de sécurité rigoureux et des systèmes de gestion environnementale pour assurer des pratiques minières durables et responsables.

La transition vers les camions à benne à benne électrique présente plusieurs avantages et défis.

Considérations techniques pour l’exploitation des camions électriques

Gradient de route de transport: L’une des principales contraintes pour les véhicules électriques dans l’exploitation minière est la sélection des itinéraires appropriés, car les performances de la batterie peuvent varier. Dans des conditions chargées sur des pentes de descente allant de 6% à 8%, le camion nécessite une charge tous les quelques jours. Le fonctionnement des camions à benne à benne électorale à charges lourds sur les gradients de descente permet d’économiser une énergie importante, plus de 90%. Cependant, pour les mines plus profondes avec des conditions chargées en montée avec des gradients dépassant 5%, plusieurs échanges de batteries sont nécessaires tout au long de la journée pour maintenir des performances optimales, créant des délais d’arrêt et de production. Certaines entreprises intègrent les systèmes de chariots aux véhicules électriques pour faire face à ce défi tandis que d’autres travaillent avec l’échange de batteries.

Limites de plage: La technologie des batteries peut actuellement ne pas soutenir les exigences à longue distance et en service intense. Le temps de charge et la durée de vie de la batterie peuvent avoir un impact sur l’efficacité opérationnelle. Cependant, les progrès continus de la technologie des batteries, tels que la mise en place de bornes de charge Megawatt (MCS), peuvent réduire le temps de charge. En règle générale, une batterie de 400 kilowattheures (kWh) est chargée en 90 minutes, mais avec l’introduction de nouvelles technologies, le temps de charge est réduit à 12 kWh / min.

Couple élevé: Contrairement aux moteurs à combustion interne traditionnels, les véhicules électriques offrent un couple maximal presque instantanément, entraînant une accélération puissante et fluide. Cette disponibilité instantanée du couple améliorera les performances et l’efficacité des opérations minières, en particulier dans des conditions exigeantes.

Infrastructure de charge: La charge des infrastructures est un défi, en particulier dans les sites miniers éloignés. Cependant, des solutions telles que les sources d’énergie renouvelables, les unités de charge mobile et les stations d’échange de batteries sont explorées pour surmonter ces barrières.

Stabilité de la grille: L’augmentation de la demande d’électricité pour charger une flotte de camions EV peut tendre le réseau électrique local, ce qui entraîne potentiellement l’instabilité et les pannes. L’intégration de sources d’énergie renouvelables, telles que l’énergie solaire ou éolienne, avec des systèmes de stockage d’énergie peut aider à stabiliser le réseau. La production d’énergie renouvelable sur place peut réduire le recours au réseau et fournir une source d’énergie durable pour facturer des véhicules électriques.

Temps ambiant: Les conditions météorologiques affectent les performances de la batterie, les températures froides réduisant la capacité et la chaleur élevée provoquant une surchauffe. Les progrès de la gestion thermique de la batterie et de la mise en scène des intempéries aideront à résoudre ces problèmes.

Analyse économique des véhicules électriques dans l’exploitation minière

Économies de coûts et efficacité: Les camions électriques peuvent réduire considérablement les coûts opérationnels par rapport aux camions diesel. Le système de freinage régénératif dans les véhicules électriques récupère l’énergie pendant les opérations de descente, conduisant à des économies substantielles. Cette récupération d’énergie peut réduire les coûts opérationnels en réduisant la fréquence et le coût de la recharge. Les EV ont également moins de pièces mobiles que les camions diesel, ce qui entraîne des coûts d’entretien inférieurs. Cela comprend des économies sur l’huile moteur, les filtres et autres consommables.

Dépenses de capital et d’exploitation: Les EV peuvent nécessiter le double des dépenses en capital des camions diesel, lorsque l’on considère le coût de l’achat des camions, l’installation de l’infrastructure de charge et la mise en place de stations d’échange de batterie / de charge. D’un autre côté, les camions EV ont moins de pièces mobiles et nécessitent moins d’entretien / réparation, contribuant à une réduction de 20 à 30% des dépenses opérationnelles pendant la durée de vie du véhicule avec une période de récupération de 4 à 5 ans. En intégrant les camions EV dans notre flotte, nous pouvons améliorer la disponibilité de nos camions, assurant des opérations minières plus lisses et plus efficaces.

Consommation d’énergie: Comme indiqué ci-dessus, la consommation d’énergie d’un VE dépend de divers facteurs tels que les gradients de transport, la température et les conditions du site. Cependant, le tarif de puissance joue un rôle crucial dans l’économie des véhicules électriques. Avec une réduction des tarifs renouvelables et des développements récents dans les technologies du système de stockage d’énergie de batterie (BESS), les véhicules électriques peuvent être une alternative compétitive aux camions diesel. En outre, il pourrait y avoir des économies allant jusqu’à 30% à 40% en termes de consommation de carburant si les conditions du site conviennent aux véhicules électriques.

Considérations environnementales

Un camion diesel typique consomme 0,8 L à 1,2 L de carburant par bancaire de mètre cube (BCM) de déchets, et chaque litre de diesel émet 2,6 kg de CO₂. Sur la base de cela, les émissions totales de CO₂ pour le transport de 100 000 bcm de déchets seraient de 312 tonnes par jour. En intégrant des camions EV à émission zéro dans notre flotte, nous pouvons réduire considérablement ces émissions. Ce changement contribuera également à des opérations minières plus propres et plus durables.

Regarder vers l’avenir

De nombreuses opérations minières traitent des équipements de vieillissement qui doivent être retirés. La transition vers des camions EV offre une excellente occasion de remplacer les machines obsolètes par des alternatives modernes, efficaces et respectueuses de l’environnement. Cela améliorera non seulement l’efficacité opérationnelle, mais assurera également la conformité à l’évolution des réglementations environnementales. De plus, le passage aux camions à benne électrique offre une opportunité économique.

En réduisant les dépenses opérationnelles et en améliorant la disponibilité et l’efficacité des opérations minières, les camions EV offrent une voie viable à l’industrie.

Alors que le marché mondial se déplace vers la durabilité, l’adoption précoce des véhicules électriques assurera la viabilité et la compétitivité à long terme. Les entreprises qui retardent cette transition peuvent faire face à des coûts et des pressions réglementaires plus élevés à l’avenir.

À propos de l’auteur: Arsalan Anwar est directeur – expansion technique et mine à la Sindh Engro Coal Mining Company. Il est responsable du développement et de la mise en œuvre de stratégies courtes, intermédiaires et à long terme qui soutiennent la croissance opérationnelle.