Att främja koldioxidneutralt gruvdrift i Västerbotten: Insikter från Dr. Adrianus Halims arbete inom CRM-V

Inom ramen för CRM-V-projektet undersöker dr Adrianus ”Adrian” Halim, universitetslektor i gruv- och bergteknik, hur koldioxidneutrala tekniker kan förändra framtidens underjordsbrytning – särskilt i mindre fyndigheter längs Nickel Line i Västerbotten.

Hans arbete inriktas på att förstå både potentialen och utmaningarna med att använda batteridrivna maskiner, så kallade Battery Electric Vehicles (BEV), i småskaliga underjordiska gruvor, med särskild tonvikt på ventilation. Fokus ligger på underjordiska gruvor, eftersom användningen av BEV i dagbrott fortfarande är långt ifrån genomförbar på grund av behovet av enorma batterier, vilket medför betydande driftsmässiga utmaningar.

Dr Halim beskriver sin roll tydligt: ”I grund och botten är mitt mål att undersöka användningen av koldioxidneutrala utrustning i småskaliga underjordiska gruvor, för att göra gruvdriften mer hållbar i framtiden.” Hans bakgrund inom ventilation i underjordiska gruvor har präglat detta arbete, och han påpekar att övergången från diesel- till eldrivna maskiner skulle kunna göra en omedelbar skillnad för arbetarna under jord: ”Att ersätta dieselmotorer med elfordon kommer att förbättra luftkvaliteten avsevärt.”

Hans erfarenhet av att testa batteridrivna elfordon (BEV) i EU-finansierade projekt i Finland, Polen och Sverige har stärkt denna övertygelse. ”De är fantastiska – de förbättrar verkligen arbetsförhållandena eftersom de inte släpper ut några luftföroreningar (gaser och dieselpartiklar – DPM) och är mycket tystare än dieselmotorer”, säger han.

Men när det gäller att tillämpa dessa tekniker i brytning av mindre malmkroppar uppstår en annan uppsättning utmaningar. Dr Halim påpekar att ”investeringskostnaden för dessa fordon fortfarande är mycket hög, betydligt högre än för dieseldrivna maskiner.” Inom småskalig gruvdrift förstärks detta problem eftersom ”ekonomin är mer känslig för investeringsutgifter… Eftersom produktionen är mindre har höga kostnader för utrustning och infrastruktur en större inverkan på projektets genomförbarhet”. Att säkerställa att småskalig gruvdrift förblir genomförbar samtidigt som man använder dyra BEV:er är, som han uttrycker det, ”den största utmaningen”.

Det finns också fortfarande tekniska hinder. Enligt dr Halim är ”den största tekniska utmaningen batteriets livslängd”. BEV:er har fortfarande svårt att fungera kontinuerligt nog för att matcha produktiviteten hos motsvarande dieseldrivna maskiner. Batteribytessystem erbjuder en lösning, men de medför nya komplikationer. Han förklarar att ”i stora underjordiska gruvor byter BEV:er batterier, men det kräver kostsam infrastruktur och hanteringssystem för de använda batterierna”.

Olika tillverkare hanterar problemet på olika sätt. Sandviks system gör det möjligt för en maskin att ”själv byta batteri utan behov av kranar eller liknande infrastruktur”, även om konsekvensen är att batterierna är tunga, vilket medför hanteringssvårigheter i efterhand, och att deras BEV:er måste rymma den inbyggda batteribytesmekanismen som ökar komplexiteten i fordonets konstruktion. Epiroc använder däremot kranar för batteribyte – ”vilket innebär att infrastrukturen blir dyrare” – men deras batterier är ”mycket lättare, vilket gör dem enklare att hantera, och fordonets konstruktion är enklare”. Generellt sett är utmaningen att ”uppnå samma produktivitet som hos dieseldrivna maskiner samtidigt som man hanterar dessa begränsningar vad gäller batterier och infrastruktur”.

Ventilationskraven förändras också avsevärt i en eldriven maskinpark. Dr Halim förklarar att ”elfordon kräver betydligt mindre ventilation än dieseldrivna maskiner”, men påpekar att andra faktorer fortfarande är viktiga. Ventilationen beror fortfarande på ”gruvans djup, vilket påverkar bergstemperaturen och autokompressionen, klimatet vid ytan samt förekomsten av bergartsgaser som radon och metan.” Följaktligen ”kan kraven på luftmängd variera kraftigt; det är mycket platsspecifikt beroende på gruvans förhållanden.”

CRM-V-projektet har nyligen nått ett avgörande skede. ”Vi har åtminstone fastställt den allmänna geometrin för malmkroppen i Lappvattnet”, säger han. Med denna information kan han ”grovt fastställa lämpliga metoder för underjordsbrytning, för att sedan fortsätta utveckla ett konceptuellt
ventilationskrets och gå vidare steg för steg.”

På frågan om utsikterna för koldioxidneutralt gruvdrift i Sverige reflekterar dr Halim: ”Jag är både hoppfull och försiktig.” De potentiella fördelarna är betydande, men ”den största utmaningen är fortfarande kostnaden.” Allteftersom tekniken mognar och kostnaderna sjunker tror han att lönsamheten för koldioxidneutralt gruvdrift stadigt kommer att förbättras.

Genom sitt arbete inom CRM-V bidrar dr Halim till att kartlägga hur en renare, säkrare och mer klimatmedveten framtid för den svenska gruvindustrin skulle kunna se ut – en framtid som kombinerar teknisk innovation med praktisk förståelse för verkligheten inom småskalig gruvdrift.