Добыча полезных ископаемых — чрезвычайно энергоемкая промышленность, а вопрос энергообеспечения — один из важнейших при строительстве и организации работы рудника. Во многих регионах мира получение доступа к источникам энергии становится все труднее и дороже, а цены на энергоносители с 2000 года выросли на 260 %.
Проблемы энергообеспечения рудника могут быть не только экономическими или техническими, но и социальными. Так, например, в Чили существует оппозиция со стороны защитников окружающей среды, выступающих против строительства новых угольных электростанций. В то же время в стране из-за высокого сейсмического риска нет возможности и возведения атомных станций, а расширению мощностей ГЭС мешают сами жители из-за желания сохранить дикую природу и отрицательного воздействия, которое оказывают высоковольтные линии электропередач.
В связи с этим перспективы применения в горной промышленности возобновляемых источников энергии и та роль, которую они будут играть, не так далеки и футуристичны, как можно подумать. Аргументы в пользу масштабных инвестиций в эту сферу лежат в области не только устойчивого развития и социальной ответственности, у них есть надежная экономическая основа для добывающей отрасли.
Многие из крупнейших мировых горнодобывающих предприятий уже занимаются изучением возможностей масштабного использования возобновляемых источников энергии, и эта тенденция в мире быстро нарастает (см.рис.).
Стремительные перемены в переходе от традиционных источников энергии к возобновляемым бросают вызов инженерной мысли и заставляют по-новому взглянуть на эту проблему. Важным поворотным пунктом станет совершенствование технологии производства батарей с точки зрения их размеров, емкости и стоимости, которое приведет к тому, что возобновляемая энергия солнца и ветра сможет обеспечивать работу рудника в 24-часовом цикле. Настоящий эффект произведут технологические разработки, которые снизят стоимость и повысят надежность альтернативной энергетики, и произойдут они, вполне вероятно, в ближайшие 2–3 года.
Ниже приведены примеры возобновляемых источников энергии на рудниках разных стран мира.
Чили. Одной из стран, где ВИЭ широко используются, является Чили. В этой стране бурно развивающаяся горная промышленность требует значительного количества энергии. В качестве выхода из положения в Чили все чаще используют солнечную и ветровую энергию.
О крупной фотоэлектрической солнечной электростанции «Catama Solar» на медном руднике «Chuquicamata» мы уже писали. Мощность электростанции — 1,1 мВт, годовая выработка энергии — 2,62 ГВт, прогнозируемый срок службы — 25–35 лет. Состоит из 4080 фотоэлектрических панелей и занимает 6,25 га. Этот объект ориентирован исключительно на энергообеспечение работы горнодобывающего предприятия.
На выставке-конференции «Renewables and Mining Summit and Exhibition» в 2013 году было подписано соглашение между «Rame Energy» и «Mandalay Resource» на поставку 3 ветровых турбин мощностью 600 кВт каждая для подземного рудника «Cerro Bayo». Основная цель их будущего использования — сократить зависимость предприятия от топлива.
Для крупного медного рудника строится термосолнечная электростанция «Pampa Elvira», которой занимаются компании «Energía Llaima» (Чили) и «Sunmark» (Дания). Она будет обслуживать процесс получения меди электролизом. Станция из 2620 солнечных панелей (39300 м2), ее мощность 51 800 МВт тепловой энергии. «Pampa Elvira» будет способна заместить 85 % потребления топлива при электролизе.
В пустыне Атакама на стадии строительства находится солнечная электростанция «Amanecer» мощностью 100 МВт. Идет работа над проектом возведения трех гидроэлектростанций компаниями «Xstrata Copper» и «Origin Energy Limited» /11/.
Канада. Ветровая электростанции производительностью 9,2 МВт (ежегодно 17 ГВт-ч) установлена на алмазном руднике «Diavik». Крупная ветровая электростанция строится также на севере провинции Квебек на никелевом руднике «Raglan». Здесь нет доступных источников электроэнергии. По этой причине в компании «Glencore Xstrata» озаботились вопросом строительства ветровой электростанции. Она будет состоять из ветровых турбин, а также специальной системы хранения возобновляемой энергии. Опытная станция будет работать 5 лет, хотя в компании надеются, что эффективность ее использования удастся оценить уже через 2 года. По словам представителя «Glencore Xstrata», электростанция позволит сократить потребление топлива на 2,5 млн литров в год. Она должна быть построена летом этого года, а к началу осени сможет производить 3 МВт электроэнергии.
Бразилия. Горнодобывающая компания «Vale» совместно с австралийским предприятием «Pacific Hydro» строит 2 ветровых электростанции в штате Риу-Гранди-ду-Норти в Бразилии. По планам их мощность составит 140 МВт, а срок эксплуатации 20 лет /11/.
Австралия. В компании «Galaxy Resources» на руднике по добыче лития «Mt Cattlin» (540 км от Перта) около 15 % энергообеспечения идет с солнечной электростанции. Осознавая «ветровую» перспективность района, в компании вынашивают планы, согласно которым в ближайшие три года им удастся обеспечить энергией с помощью ВИЭ на 100 %. Руководство приняло решение о строительстве на объекте трех ветровых электростанция мощностью 1,2 МВт каждая, а также дополнительной солнечной электростанции на 1 МВт /10/.
США. Здесь довольно широко распространена практика строительства солнечных электростанций на отвалах и хвостохранилищах (из-за больших площадей) уже закрытых или разрабатываемых рудников, в частности для обеспечения рекультивации и очистки окружающей среды.
Так, возле открытого молибденового рудника «Molycorp» (штат Нью-Мексико) за годы его работы накопилось около 1 млн тонн отработанных пород. Их разрушение и выветривание привело к загрязнению окружающей среды. В 2010 году было принято решение о строительстве на этих отвалах фотоэлектрической электростанции мощностью 1 МВт, которая была введена в эксплуатацию в 2011 году. Это крупнейший объект такого рода в США.
Среди других подобных проектов в США можно выделить солнечную электростанцию на отвалах открытого медного рудника «ASARCO Mission Mine» (Аризона), гидроэлектрическую станцию для рекультивации на золотом руднике «Summitville Mine» (Колорадо), солнечную электростанцию на угольном руднике «McKinley» (Нью-Мексико), ветровую и солнечную электростанцию на руднике по добыче серы «Leviathan» (Калифорния).
Новая крупная солнечная электростанция в Суринаме для работы на золотом месторождении с низким содержанием
Не так давно компания «Iamgold» закончила строительство крупной солнечной электростанции на своем руднике по добыче золота «Rosebel» в Суринаме (Южная Америка). Реализация этого проекта, в котором также принимало участие государство, была обусловлена, прежде всего, необходимостью в дополнительном энергообеспечении для переработки руды с низким содержанием. Новая электростанция производительностью 5 МВт состоит из 16 тысяч солнечных панелей. Ее строительство обошлось в сумму около 12 млн $, что меньше запланированного. Кроме «Rosebel», в компании планируют внедрить похожее решение на руднике «Essakane» в Буркина-Фасо (Африка).
Россия. У нас из всех видов ВИЭ традиционно используют гидроэлектростанции. Большое количество ГЭС было построено в СССР за государственный счет. Они снабжают электроэнергией многие горные и металлургические предприятия. Для удаленных от ГЭС предприятий проблемой является необходимость строительства протяженных дорогостоящих ЛЭП и подстанций.
Возможностям использования других источников возобновляемой энергии в СССР уделялось сравнительно мало внимания. Это связано, прежде всего, с огромными запасами и низкой ценой традиционного энергетического сырья (угля, нефти). В России в последние годы ситуация стала меняться. Рост цен на энергоносители, вовлечение в отработку удаленных месторождений — эти и другие причины способствовали росту интереса к использованию возобновляемой энергии как со стороны государства, так и горных предприятий.
По данным Министерства Энергетики РФ, объем технически доступных ресурсов ВИЭ в России составляет не менее 24 млрд тонн условного топлива. Весной 2013 года Россия запустила программу поддержки зеленой энергетики на оптовом рынке. Теперь к 2020 году в стране может появиться около 1,5 ГВт солнечных станций, 3,6 ГВт ветряков и 900 МВт малых ГЭС: правительство гарантировало девелоперам возврат инвестиций в эти объекты /5/.
Использованные источники
1.Васильев Ю.С., Хрисанов Н.И. Экология использования возобновляющихся энергоисточников. Л.: Изд-во ЛГУ, 1991. – 343 с.
2.Возобновляемые источники энергии (ВИЭ). Группа AF http://www.afconsult.com/ru/sectors/energetika/vozobnovljaemye-istochniki-energii-vie/
3. Возобновляемые источники энергии. Siemens Россия http://www.science-award.siemens.ru/default.asp?trID=1401
4.Возобновляемые источники энергии и энергоэффективность. Международный центр устойчивого энергетического развития http://www.isedc-u.com/index.php?option=com_content&view=article&id=67&Itemid=49&lang=ru
5. Какие возобновляемые источники энергии появятся в России к 2020 году. Электронное периодическое издание «Ведомости» http://www.vedomosti.ru/companies/news/36420981/borba-za-zelenye-stancii
6.Лукутин Б.В. Возобновляемые источники электроэнергии: учебное пособие / Б.В. Лукутин. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2008. – 187 с.
7. Попель О.С., Возобновляемые источники энергии в регионах Российской Федерации: проблемы и перспективы. Электронный журнал Энергосовет, № 5 (18), 2011.
8.Потенциал возобновляемых источников энергии. Министерство Энергетики Российской Федерации http://minenergo.gov.ru/activity/vie/
9. Australian Energy Statistics update, 2014, Bureau of Resources and Energy Economics, SNL Metals and Mining.
10.Australia's first 100% renewable energy-powered mine http://www.miningaustralia.com.au/news/australia-s-first-100-renewable-energy-powered--1-
11.Opportunities: Renewable Energy Projects Near Mines -- Chile, Brazil, Canada, Africa, Deal Structures http://www.chadbourne.com/Renewable_Energy_Near_Mines_projectfinance/
12.Renewable Energy at Mining Sites http://www.epa.gov/aml/revital/renewable.htm
13.Renewable energy in mining: On the cusp of greater integration? http://miningea.com/wp-content/uploads/2014/04/Renewable-energy-in-mining.pdf
14.Renewables in mining: futuristic or realistic? http://www.miningiq.com/mining/white-papers/renewables-in-mining-futuristic-or-realistic/
15.Renewable Energy for the Mining Industry Revenue by Technology, Aggressive Investment Scenario, World Markets: 2013-2022, Renewable Energy in the Mining Industry, 2013, via Navigant Consulting, Inc.
16. Winds of change blow for renewables http://www.cim.org/en/Publications-and-Technical-Resources/Publications/CIM-Magazine/2014/December-January/news/Winds-of-change-blow-for-renewables.aspx
