La décarbonation dans l'exploitation minière et la production de métaux

Les industries métallurgiques et minières représentent environ 8 % de l'empreinte carbone mondiale. 1L'industrie sidérurgique, en particulier, produit d'énormes quantités de CO2, car jusqu'à 70 % du charbon et du coke sont brûlés pour produire de l'acier dans les hauts fourneaux. 1,85 tonne de dioxyde de carbone est actuellement émise par tonne d'acier produite. L'utilisation de combustibles alternatifs dans les mines et les aciéries est un moyen de réduire les émissions.

L'article suivant décrit comment cela fonctionne et quels sont les capteurs de SICK qui contribuent à ce processus.

La décarbonation de l'industrie minière sur la voie d'un avenir durable

Afin de garantir une extraction et un traitement des matières premières plus respectueux de l'environnement et plus durables, les sociétés minières prennent des mesures importantes pour réduire leur impact sur l'environnement.

Les stratégies les plus importantes sont les suivantes :

• Améliorer l'efficacité énergétique
• Électrification des véhicules et des machines
• Utilisation de carburants alternatifs
• Optimisation des processus
• Utiliser des solutions d'automatisation
• S'intégrer dans la chaîne d'approvisionnement en amont et en aval

Les sociétés minières adoptent une approche globale et mettent en œuvre des mesures visant à réduire les émissions à tous les stades de leurs activités. Cela comprend les émissions directes de leurs opérations minières, les émissions indirectes provenant de l'achat d'énergie et les émissions tout au long de la chaîne de valeur.

L'exploitation minière 4.0 joue un rôle important dans ce contexte, puisque 75 % des entreprises auront équipé leurs machines et véhicules importants de capteurs intelligents d'ici 2027. La transformation numérique dans le secteur minier signifie plus de sécurité, plus de productivité, plus d'efficacité et de rentabilité, ainsi qu'une exploitation plus durable.

Améliorer l'efficacité énergétique

L'efficacité énergétique est l'un des principaux moteurs de la décarbonation. Il est essentiel d'investir dans des technologies de pointe et de meilleures méthodes pour minimiser la consommation d'énergie et réduire les émissions de gaz à effet de serre. En optimisant les processus et en utilisant des équipements plus efficaces sur le plan énergétique, tels que des moteurs à haut rendement, des batteries et des systèmes de contrôle intelligents, les entreprises réalisent d'importantes économies d'énergie et réduisent leur empreinte carbone.

Dans les grandes mines, par exemple, il est particulièrement important de déterminer la position exacte des véhicules et des outils. Les balises à bande ultra-large combinées à un système de passerelle TDC (Telematic Data Collector) offrent une solution idéale pour localiser les équipements dans les vastes installations minières. Le système envoie les coordonnées spatio-temporelles à une base de données centrale et transmet les données de surveillance en temps réel, que l'équipement soit situé en surface ou en sous-sol.

Les camions-bennes sont utilisés dans l'exploitation minière à ciel ouvert pour transporter de grands volumes de morts-terrains, de charbon ou de minerai. Le volume du plateau de chargement doit être maximisé sans surcharger le véhicule. Le plateau de chargement est également surveillé pour s'assurer qu'il a été entièrement vidé avant que le camion ne soit rechargé. La technologie LiDAR permet de mesurer directement le volume du chargement. Un système de mesure du volume de la charge, monté au-dessus du véhicule, scanne le plateau de chargement et détermine le volume sur la base du principe du temps de vol, sans que le camion à benne ne doive s'arrêter. La différence de temps entre l'émission et la réception d'un signal par le capteur LiDAR fournit les informations nécessaires à la mesure du volume. Les capteurs LiDAR de SICK sont robustes, fiables et précis et conviennent donc parfaitement aux conditions difficiles de l'exploitation minière.

Électrification et carburants alternatifs

L'électrification est une tendance qui transforme l'industrie minière. En remplaçant les machines fonctionnant au diesel par des machines électriques, les entreprises peuvent réduire considérablement leurs émissions. En outre, l'utilisation de carburants alternatifs tels que le gaz naturel et les sources d'énergie renouvelables gagne également en importance. Ces carburants propres contribuent à réduire les émissions de carbone tout en garantissant un approvisionnement énergétique fiable pour l'exploitation minière. L'automatisation joue également un rôle important dans cette transition.

Optimisation des processus pour une plus grande efficacité

L'efficacité des processus joue un rôle décisif dans la réduction des émissions. Les sociétés minières améliorent constamment leurs opérations en introduisant des technologies et des méthodes innovantes. Les solutions d'automatisation avancées, notamment les capteurs et les systèmes de maintenance prédictive, les dispositifs de surveillance des poussières et le contrôle de l'état des appareils, permettent de détecter les problèmes à un stade précoce, de réduire les temps d'arrêt et d'améliorer l'efficacité globale. Ces technologies améliorent la productivité tout en minimisant le gaspillage d'énergie et les émissions.

Pour des raisons de sécurité et de productivité, les sociétés minières veulent pouvoir localiser leurs véhicules dans la zone minière. À cette fin, un lecteur RFID RFU630 robuste installé sur le toit des véhicules miniers recherche en permanence des étiquettes dans les environs. Celles-ci sont installées sur l'ensemble du site minier. Lorsqu'un véhicule passe devant une étiquette, le capteur enregistre la position exacte du véhicule.

Les capteurs LiDAR LD-MRS et LMS sont des conditions préalables importantes pour les véhicules de transport autonomes. Le capteur de position MAX® permet une surveillance en temps réel de l'état et une maintenance prédictive des cylindres hydrauliques des machines minières. Il peut résister à des charges mécaniques élevées telles que les chocs et les vibrations.

Intégration dans la chaîne d'approvisionnement en amont et en aval : production d'acier

De plus en plus de sociétés minières collaborent avec des partenaires en aval et en amont pour créer des chaînes d'approvisionnement plus durables et mieux interconnectées. Nous allons maintenant examiner de plus près l'industrie sidérurgique.

L'acier est le matériau industriel le plus polyvalent au monde. Il joue donc un rôle important dans la société. Les projets de transition énergétique et les infrastructures nécessaires à la production d'acier requièrent des milliers de tonnes de matières premières industrielles, de sorte que la demande d'acier continue d'augmenter. Un recyclage efficace de l'acier et la décarbonation sont donc essentiels.

Le processus de production de boulettes de minerai de fer de haute qualité, par exemple, s'est avéré être une solution respectueuse de l'environnement. Ces pellets constituent une alternative supérieure au processus de réduction directe du fer (DRI) en réduisant les émissions et en augmentant l'efficacité de la production d'acier. En outre, en remplaçant le matériau fritté dans la production traditionnelle d'acier par du minerai en morceaux ou des pastilles, les émissions et la production de déchets peuvent être considérablement réduites.

Le passage du coke et du charbon brûlés dans les hauts fourneaux au processus de réduction directe (Direct Reduced Iron, "DRI") utilisant l'hydrogène comme agent de réduction est la plus grande tendance en ce qui concerne les plans de décarbonation de la fabrication du fer et de l'acier. Les énormes quantités d'hydrogène nécessaires sont produites par électrolyse. L'électricité nécessaire à cette fin est idéalement fournie par des sources d'énergie renouvelables.

Les capteurs de SICK aident les producteurs de fer et d'acier à optimiser leurs processus, à assurer la sécurité de la production et à respecter les exigences en matière d'émissions.