V8: Bergbau und Energie Flashcards Preview

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Flashcards in V8: Bergbau und Energie Deck (23)
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Oberharzer Wasserregal:

  • Namensherkunft:
    • Begriff stammt aus dem Mittelalter
    • Regionen hatten königliche Hoheitsrechte inne, sogenannte Regale
    • Region des Oberharzes besaĂź das Recht (Regal/königliches Hoheitsrecht), die Wasserquellen der Region zu nutzen 
    • Oberharzer Wasserwirtschaft = Oberharzer Wasserregal
    • Bergbau seit 13./14. Jh. (Cu-Pb-Zn-Ag & Fe Lagerstätten)
    • Wasserwirtschaft entstanden im 13./14. Jh. Ausgebaut bis ins 19. Jh.
    • 143 historische Teiche, 500 km Gräben, 30 km Wasserläufe
    • Weltweit größtes vorindustrielles Wasserwirtschaftssystem
    • Keine Nutzung von Windkraft, da die Winde im Gebirge zu unvorhersehbar sind und keine Speicherung möglich ist
    • Seit 2010 UNESCO Welterbe
    • Heutzutage stehen die gesamten Anlagen unter Denkmalschutz
    • Heutige Talsperren im Oberharz werden fĂĽr Trinkwasser & Hochwasserschutz

 

1. Energiespeicherung & -versorgung:

Nutzung der Wasserenergie zur Entwässerung von tiefen Bergwerken & für die Förderung & Aufbereitung der Erze

 

2. Entwässerung:

Entwässerung von tiefen Bergwerken

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Energieverbrauch im Bergbausektor:

  • Der Bergbau ist eine energieintensive Branche, die Zugang zu stabilen Elektrizität braucht
  • Bergbau weltweit ist verantwortlich fĂĽr 2- 3% des globalen Energieverbrauchs
  • BHP (Rohstoffkonzern) verbraucht so viel Energie pro Jahr wie die Niederlande
  • 2014 wurde der Energieverbrauch zu 100% durch fossile Energieträger bedient, nur 0.001% durch erneuerbare Energien
  • Sehr hohe GHG Emissionen

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Energie im Bergbausektor:

Zerkleinerung

  • Einmal abgebaut, mĂĽssen Erze zunächst zerkleinert und gebrochen werden, bevor das gewĂĽnschte Mineral fĂĽr die weitere Verwendung gewonnen werden kann
  • Zerkleinerung verbraucht bis zu 1-2% der gesamten weltweit erzeugten elektrischen Energie

 

  • → Zerkleinerung hat im Durchschnitt den höchsten Energieverbrauch
  • Die meiste Energie geht durch Wärme, Lärm & mechanischen Abrieb verloren (95%)
  • Die größten Betriebskosten ($) werden durch die Zerkleinerung verursacht (67%)

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Energieverbrauch im Bergbausektor:

Verschiedene Problematiken

  1. Sinkende Erzgehalte & komplexe Erze Dadurch müssen komplexe Erze zu kleineren Partikeln verarbeitet werden → Dieses erfordert wiederum mehr Energie und somit auch höhere Kosten
  2. Höhere (Energie) Kosten

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​Energieverbrauch im Bergbausektor:

Mögliche Lösungen

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Energieverbrauch im Bergbausektor:

1. Intelligentes Sprengen

  • Effektives Sprengen, um optimale Fragmentierung fĂĽr die Brecher zu erreichen. Sprengphase ist der ideale Zeitpunkt, um die Partikelgröße zu reduzieren, da der Betrag durch den Lade-, Transport-, Brech- und Mahlprozess flieĂźt

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Energieverbrauch im Bergbausektor:

1. Intelligentes Sprengen

  • Sprengplanung und Modellierung:
    • Ingenieure verwenden Sprengplanungsund Modellierungssoftware, um die Fragmentierung zu optimieren und gleichzeitig Gefahren wie Vibrationen, Luftdruck und Wandschäden zu kontrollieren

 

  • Energieauswahl:
    • Optimales Sprengen tritt ein , wenn die explosive Energie mit den Zielen und der Geologie des Bergbaus ĂĽbereinstimmt. Hochenergetische Massensprengstoffe bieten neue Möglichkeiten der Kontrolle und Partikelfragmentierung fĂĽr eine dichtere Geologie.

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Energieverbrauch im Bergbausektor: 

2. Vorkonzentration / Bergevorabscheidung

  • Sensoren, um Erze von Abraum zu unterscheiden

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Energieverbrauch im Bergbausektor:

3. Neue Zerkleinerungsmethoden

  • Vibration
  • Mikrowellen

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Energieverbrauch im Bergbausektor:

4. Sensorgestützte Sortierlösungen

  • Röntgenfluoreszenz
  • Farbe

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Energieversorgung im Bergbausektor:

Aktuelle Situation

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Energieversorgung im Bergbausektor:

Entwicklung der Energiekosten

  • Diesel konstant, aber teuer
  • RĂĽckgang der Erdgaspreise
  • Erneuerbare Energien wie Solar und Speicher werden billiger

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Energieversorgung im Bergbausektor:

Zukunft Emissionsfreier Abbau

  • Erneuerbare Energien hinzufĂĽgen
  • Akkuspeicher hinzufĂĽgen
  • H2 -Speicherung integrieren
  • H2 als Energie

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Energieversorgung im Bergbausektor:

Ziel Dieselkraftstoff Einsparungen

  • Ein Schritt-fĂĽr-Schritt-Ansatz

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Energieversorgung im Bergbausektor:

Anforderungen

  • Wird beeinflusst von u.a.:
    • Globale Ă–lpreisvolatilität
    • Steigender Energiebedarf im Bergbau

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Energieversorgung im Bergbausektor:

Wie können wir das Bergwerk der Zukunft mit Energie versorgen?

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Energieversorgung im Bergbausektor:

Windpark-Optionen

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Energieversorgung im Bergbausektor

Solaranlagen: Beispiel DeGrussa Mine, Australien

  • GroĂźer betrieblicher Energiebedarf bei Verwendung eines 19MW Dieselkraftwerks
  • Lösung:
    • Ergänzung des Kraftwerks mit 10,6 MW an elektrischer Energie, durch Photovoltaik (PV) und ein 4MW Lithium Ionen-Batteriesystem zur Senkung der gesamten Energiekosten und CO2- Emissionen

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Energieversorgung im Bergbausektor:

Hybridsysteme

  • nutzen erneuerbare und konventionelle Energieerzeugung
  • haben geringere Energiekosten
  • geben bessere Zuverlässigkeit der Stromversorgung
  • haben geringere Emissionen

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Erneuerbare Energien im Bergbausektor:

jetzt und in Zukunft Anforderungen an einen Bergwerksstandort

  • Um zu entscheiden, ob Solar- oder Windenergie Teil des Energiemixes des Bergwerks sein soll, mĂĽssen der Standort, das Minenkonzept und andere Energieoptionen ĂĽberprĂĽft werden
  • Der Standort umfasst die Wetterbedingungen im Bereich der Netzanlage (z.B. Sonneneinstrahlung oder Windprofil) und die Eigenschaften des Standortes (z.B. groĂźes ebenes Gelände fĂĽr ein Solarkraftwerk)
  • Zu den relevanten Mineneigenschaften gehören die Lebensdauer des Projekts und das Lastprofil des Betriebs

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Erneuerbare Energien im Bergbausektor: jetzt und in Zukunft

Mögliche Strombeschaffungen

  • Mögliche Strombeschaffungen fĂĽr erneuerbare Energien, die mit Bergbauprojekten verbunden sind:
    • Selbstgenerierung
    • Stromkaufvertrag (PPA)
    • Industrielles Pooling
    • Energieattribut Credits (EAC) = Nachweise fĂĽr den Kauf von Strom aus erneuerbaren Quellen
    • Netzgekoppelte Beschaffung von Ă–kostrom

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Erneuerbare Energien im Bergbausektor: jetzt und in Zukunft

Mögliche Verkaufsvereinbarungen

  • Mögliche Verkaufsvereinbarungen fĂĽr erneuerbare Energien, die mit Bergbauprojekten verbunden sind:
    • Verkauf von Strom ins Netz
    • Installation eines Projekts fĂĽr erneuerbare Energien auf Bergbaukonzession
    • Elektrifizierung der umliegenden Gemeinden

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Erneuerbare Energien im Bergbausektor:

jetzt und in Zukunft Weltweites Wachstum bei erneuerbaren Energien steht in direktem Zusammenhang mit unterschiedlichen Faktoren:

  • jetzt und in Zukunft Weltweites Wachstum bei erneuerbaren Energien steht in direktem Zusammenhang mit unterschiedlichen Faktoren:
    • dem zunehmenden Bewusstsein fĂĽr die Endlichkeit fossiler Energieträger
    • dem wachsenden Bewusstsein bezĂĽglich des Klima- und Umweltschutzes
    • des wachsenden globalen Energieverbrauchs, Fortschritte in der Technologienentwicklung, und die damit verbundenen politischen Rahmenbedingungen zur Förderung von erneuerbaren Energien
    • den stark gefallenen Kosten von Wind- und Solaranlagen Nutzung von aktiven und geschlossenen Bergwerken zur Energiegewinnung & - speicherung