Neues EMC-Mitglied Jungheinrich Chile spricht über Elektromobilität im Bergbau.

Effizienter und nachhaltiger Betrieb durch Lastfahrgeräte mit Lithium-Ionen-Batterien.

Mit einer steigenden Bedeutung von Nachhaltigkeit wächst weltweit exponentiell auch der Einsatz von elektrischen Geräten, die mit Lithium-Ionen-Batterien betrieben werden.

Das Hamburger Intralogistikunternehmen begann seine Geschichte vor mehr als 66 Jahren mit einer kleinen Werkstatt in Deutschland und dem „Ameise 55“, einem Elektrostapler, der den Grundstein für das legen sollte, was Jungheinrich heute ist.

Mit mehr als 18.000 Mitarbeitern, 41 Ländern mit direkten Tochtergesellschaften weltweit und Pionieren seit mehr als 10 Jahren im Bereich der Lithium-Ionen-Batterien in Lastaufnahmemitteln hat die Jungheinrich AG in Partnerschaft mit der Triathlon Holding GmbH die 2019 JT Energy Systems GmbH gegründet. JT Energy Systems erweitert seine Produktion um das größte Produktionszentrum für Lithium-Ionen-Batterien in Europa.

So ist es nicht verwunderlich, dass die Elektromobilität eine zentrale Säule des deutschen Unternehmens ist. In Chile fördert das Unternehmen den Einsatz von Lastaufnahmemitteln, welche insbesondere mit Lithium-Ionen-Technologie funktionieren und daher in Betrieben traditionell verwendete Gabelstapler mit fossilem Antrieb ablösen können.

Als Beispiel kann ein Projekt mit dem Unternehmen SQM im Jahr 2019 genannt werden. SQM ist einer der größten Lithiumproduzenten weltweit, welcher heute einen Teil seiner Flotte durch Geräte mit Jungheinrich-Lionentechnik ersetzt hat. Das Bergbauunternehmen wurde durch den kulturellen Wandel in der Branche zu diesem Schritt motiviert.

Die Entscheidung hierfür basierte auf der Reduzierung des CO2-Fußabdrucks des Unternehmens; dieser Nutzen wirkt sich direkt auf alle betroffenen Interessengruppen aus.

In einem Betrieb mit Geräten, die mit Verbrennung und damit mit fossilen Brennstoffen arbeiten, wirken sich die durch den Prozess entstandenen Partikel auch negativ auf den Menschen aus, entweder durch die Verschmutzung der Umwelt oder da Betreiber und Mitarbeiter des Standorts diesen Partikeln dauerhaft ausgesetzt sind. Daher wird empfohlen, diese Geräte mit Verbrennungsantrieb nicht in Innenräumen oder in Betrieben zu verwenden, in denen mit Produkten gearbeitet wird, die von dieser Kontamination negativ betroffen sein könnten.

Auf der anderen Seite „finden wir im elektrischen Bereich auch Geräte, die mit Blei-Säure-Batterien arbeiten. Während die Umweltauswirkungen deutlich geringer sind als bei Verbrennungsmotoren, verursacht der Ladevorgang Gase, so dass eine geeignete Infrastruktur erforderlich ist, um eine teilweise forcierte Luftzirkulation zu ermöglichen und die Konzentration der durch den thermochemischen Prozess der Batterien erzeugten Gase zu vermeiden, die nach dem Gesetz 4% nicht überschreiten sollte, um Entflammbarkeit und / oder Explosionsrisiken zu vermeiden“, sagte Rodrigo Monge, Produktmanager bei Jungheinrich Chile.

Bei Kranen mit Lithium-Ionen-Technologie fand SQM eine Lösung für beide Probleme. Javier Lopez, Contract Engineer des Bergbauunternehmens, kommentierte:

„Diese Technologie setzt keine giftigen Gase frei, was mit der kontinuierlichen Verbesserung und der Vision des Unternehmens einhergeht. Aus technischer Sicht sind die Batterien wartungsfrei, was eine Zeitoptimierung bei der Überwachung dieser Aufgabe ermöglicht.

In SQM werden diese Geräte in verschiedenen Betrieben eingesetzt, einige in Innenlagern und Logistikzentren, wo die Hauptaufgaben die Lagerung sind, und der Rest in ihren Jodproduktionsanlagen in Nueva Victoria, Coya Sur, Pedro de Valdivia und Minenwartungswerkstätten beim Be-, Entladen und Bewegen von Materialien. Carolina Eyzaguirre, Leiterin des Bereichs Schwermaschinen bei SQM, erklärte zu den Betriebs- und Leistungsbedingungen der Geräte: „Es gibt mehr Stabilität, da das elektrische System zuverlässiger und messbarer ist. Darüber hinaus sind die elektrischen Betriebsmittel versiegelt, wodurch sie staub-, wasser- und regenbeständiger sind und sich besser für den Einsatz in unregelmäßigen Umgebungen wie Bergbaugebieten und unter ätzenden Bedingungen oder in der Nähe von Gefahrstoffen eignen, wie dies bei der Jodanlage der Fall ist.

In Jungheinrich betonen sie die Prämisse, dass für sie das Projekt mit SQM grundlegend und beeinflusst ist: „Die Umstellung auf Lithiumionen hat viele Vorteile in operativer und technischer Hinsicht, aber das Wichtigste hat mit dem kulturellen Wandel zu tun. Elektromobilität ist bei Jungheinrich kein Trend, sondern Gegenwart und Zukunft, darüber, wie wir den Ladungsverkehr an allen Ecken und Enden besser gestalten. Der Grundstein ist die Energieeffizienz, und dabei legen wir Wert auf Optimierung, Sicherheit und Ergonomie. Unsere Forschungs- und Entwicklungsabteilung arbeitet an der Entwicklung von Geräten, die den Betriebsablauf optimieren und gleichzeitig den täglichen Betrieb der Bediener verbessern. Das Team Energy and Drive Systems generiert Synergien mit dem Designkonzept. Unsere Arbeit basiert auf Problemlösung und Vision. Wenn wir in der Lage sind, eine Partnerschaft mit einer gemeinsamen Vision aufzubauen, wie es bei SQM der Fall war, werden Lösungen implementiert, die unsere Sichtweise auf Betriebe revolutionieren“, so Guillermo Arancibia, Commercial Manager von Jungheinrich Chile.

Eco Mining Concepts zu Besuch in Freiberg

Am 11. Oktober trafen sich Technologieanbieter und Wissenschaftler aus dem Rohstoffsektor in Freiberg in Sachsen. In Freiberg, Sitz der ältesten Bergakademie der Welt, befinden sich mehrere in diesem Bereich arbeitende Institute wie zum Beispiel das Helmholtz-Zentrum und die Bergakademie.

Aus diesem Grund wurde in Freiberg in Zusammenarbeit mit der Bergakademie Freiberg und dem Wirtschaftsförderungsinstitut Sachsen das Seminar „Nachhaltigkeit im chilenischen Bergbau – eine Chance für deutsche Technologien“ des Projektes Eco Mining Concepts durchgeführt.

Im Rahmen dieses Seminars wurde die Öffentlichkeit nicht nur über das chilenisch-deutsche Netzwerk Eco Mining Concepts und die dazugehörigen Unternehmen informiert, sondern auch über einige jener Projekte, die von Freiberg aus zu diesem Thema in Chile durchgeführt werden. Sandra Birtel vom Helmholtz-Institut Freiberg sprach über die Aktivitäten ihres Forschungszentrums und dessen Projekte in Chile. Professor Schlömann der Bergakadmie Freiberg betonte das Potenzial für eine Zusammenarbeit zwischen Chile und Deutschland, das sich aus dem Clean Technologies Institute der chilenischen Wirtschaftsförderungsgesellschaft CORFO ergibt. Seitens des Geokompetenzzentrum präsentierte Dr. Ronald Giese ein Haldenprojekt in der Andenregion – eine gemeinsame Initiative dieses Zentrums und der GIZ. Das Eco Mining Concepts Mitglied K-Utec präsentierte seine Vision des nachhaltigen Bergbaus am Beispiel des Kalibergbaus. Am Nachmittag hatten die Teilnehmenden die Möglichkeit, an den Aktivitäten von „Red Inveca – Red de Investigadores Chilenos en Alemania“ teilzunehmen, die am selben Tag in Freiberg stattfanden. „Ganz Chile ist heute in Freiberg“ – wie Professor Schlömann in diesem Zusammenhang sagte.

Präsentationen aus dem Seminar sind unten aufgeführt:

Technologieentwicklung zur nachhaltigen Rohstoffgewinnung aus thermalen Wässern

Chiles geothermisches Potenzial ist hinlänglich bekannt und konnte durch Inbetriebnahme des ersten geothermischen Kraftwerks – Cerro Pabellon – in Chile dokumentiert werden. Neben dem energetischen Potenzial besitzen die geförderten Thermalwässer mitunter auch hohe Gehalte an Elementen wie Lithium, Rubidium oder Antimon, welche für die Energietechnologie und die High-Tech Branche von großer Bedeutung sind und als kritische Rohstoffe eingestuft wurden. Für die Lithiumgewinnung haben sich in den vergangenen Jahren die Salzseen in der Atacamawüste in Chile zu einer wichtigen Ressource entwickelt. Hier geht der Rohstoffabbau mit erheblichen Umwelteingriffen, sowie einem hohen Wasserbedarf einher, was gerade in der trockensten Wüste der Erde ein hohes Konfliktpotential bietet.

Das deutsch-chilenische Projekt BrineMine verfolgt den Ansatz Rohstoffe aus geothermischen Wässern zu gewinnen. Mit Hilfe von Membrantechnologie soll die Wärme des Wassers verwendet werden, um in einem geschlossenen System, die mineralischen Rohstoffe und das Wasser durch einen technischen Prozess voneinander zu trennen. Ziel ist es so neben den Mineralen auch Trinkwasser als wichtige Ressource zu gewinnen. Im Vergleich zu herkömmlichen Evaporationsverfahren beschleunigen die Membranverfahren die Aufkonzentration der Wässer, sodass zukünftig eine rohstoffeffiziente und nachhaltige Alternative zum konventionellen Li-Bergbau umgesetzt werden könnte.

Dafür wird in einem ersten Schritt eine Pilotanlage in Deutschland entwickelt, an welcher die Extraktion im Labor mit künstlichen und realen Solen getestet wird. Ein Augenmerk liegt hierbei auf der Vorbehandlung der salinen Wässer um Mineralablagerungen innerhalb der Membranmodule zu verhindern. Unkontrollierten Ausfällungen von Silikaten, welche in geothermalen Wässern häufig nahe der Sättigung vorliegen, können die Produktivität der Anlage einschränken. Ein gezieltes Ausfällen gewährt die Prozessierbarkeit des Fluids und bietet weiterhin die Möglichkeit, das gefällte Silikat selbst als werthaltigen Rohstoff zu produzieren. Parallel dazu dient eine Probenahmekampagne im Norden Chiles der Abschätzung des Rohstoffpotentials der geothermalen Wässer und soll zur Auswahl eines idealen Standortes zur Rohstoffextraktion führen. In einem letzten Schritt soll die entwickelte Pilotanlage nach Chile überführt und dort installiert werden.

Um eine Anwendung der Technologie in der industriellen Praxis zu testen und die Wirtschaftlichkeit zu quantifizieren, sind wir offen gegenüber einer Zusammenarbeit mit interessierten Unternehmen.

Projektpartner: Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme; Karlsruher Institut für Technologie; CEGA (Exzellenzcenter für die Geothermie der Anden); SolarSpring GmbH; Geothermie Neubrandenburg GmbH; GTN Latin America; Fraunhofer CSET; Transmark