Astrofysiikasta kaivosteollisuuteen

Haley-Anna Blinnin koti on Ontariossa, Kanadassa, mutta hänen työpaikkansa on Sandvik Mining and Rock Solutionsin tehdas Camarillossa, Kaliforniassa. Hänen päätehtävänään on auttaa kaivoksia ymmärtämään akkukäyttöisten koneiden käyttöönoton taloudellisia ja teknisiä reunaehtoja. Hän tunnustaa, että yhtä ainoaa oikeaa ratkaisua ei ole olemassa, ja suhtautuu myönteisesti luoviin sähköistämisideoihin.

"Näemme paljon muitakin luovia ratkaisuja kuin akkukoneisiin perustuvan sähköistämisen", Blinn sanoo: "Yksi esimerkki on Glencoren Raglanin kaivos Kanadassa, jossa on rakennettu vetykiertoon perustuva energian varastointijärjestelmä ja sille sähköä tuottava kolmen megawatin tuulivoimala. Tavoitteena oli vähentää syrjäisen kaivoksen riippuvuutta dieselgeneraattoreista."

Blinn ei koskaan ajatellut työskentelevänsä kaivosteollisuudessa. Hän on koulutukseltaan astrofyysikko ja matemaatikko. "Tulin töihin Artisanille opiskeluaikana tutkimus- ja kehitysharjoittelijaksi. Sain mahdollisuuden tutkia akkujen sähkökemiaa ja hajoamismekanismeja."

Seuraavaksi hän siirtyi asiakkaan kaivokselle, Kirkland Lakeen, Ontarioon, jossa tuolloin oli alan isoin akkukonekanta, pääasiassa Sandvikin kalustoa.

"Siellä kertyi runsaasti käytännön osaamista itse teknologiasta, erityisesti Sandvikin teknologiasta. Vuonna 2022 päätin, että haluan jatkaa Sandvikilla, koska akkumaailma kiinnosti minua eniten ja halusin pysyä alalla", Blinn sanoo.

Työskentely akkukonesovellusten parissa ja kokemus asiakkaiden kaivoksilta on antanut Blinnille edellytykset ymmärtää kaivosten erilaisia tarpeita ja huolia akkukoneiden käyttöönottoon liittyen.

Liittyykö akkukoneisiin tiettyä skeptisyyttä?

"Kaivosteollisuudella on oikeutetusti tiettyä varautuneisuutta uusien teknologioiden nopeaa käyttöönottoa kohtaan. Kokemukseni mukaan kaivostoiminnassa suhtaudutaan turvallisuuteen hyvin tiukasti ja kaikkiin tehtäviin liittyvien riskien määrittäminen on kriittisen tärkeää. Akut eivät ole aivan yksinkertaisia, eikä teollisuudella ole niin paljon käytännön tietämystä, jotta niihin pystyttäisiin suhtautumaan yhtä luontevasti kuin perinteisempään teknologiaan. Akut ovat sähkökemiallisia laitteita, joissa tapahtuvien kemiallisten reaktioiden kautta energiaa luovutetaan ja varastoidaan. Kun puhutaan perinteisistä, muista kuin akkusähköjärjestelmistä, energian varastointia ja jakelua säädellään tiukoilla määräyksillä ja standardeilla, joita kaivosten on noudatettava. Näin ollen yritykset eivät ole kovin innokkaita ottamaan heti käyttöön teknologiaa, jota ei kaikin puolin vielä ymmärretä."

Mitä Sandvik sitten tekee, jotta toimittamanne akut ovat turvallisempia kuin vielä pari vuotta sitten?

"Koulutus ja materiaalien tuottaminen on vienyt paljon aikaa, jotta ymmärretään, mitä olemme saaneet aikaan. Yksi merkittävimmistä turvallisuusriskejä vähentävistä ratkaisuistamme on akkukemian valinta. Käytämme litium-rautafosfaattikennoja, jotka ovat litiumioniakkujen alaryhmä. Monet eivät tunne litiumioniakkujen alaryhmiä, mutta valitsimme litium-rautafosfaattikemian, koska se on erittäin vakaa. Se sietää suhteellisen hyvin lämpökarkaamista ja sen lämmönvapautumisnopeus (HRR) on alhainen verrattuna muihin litiumionikennoihin. Lämpökarkaamisella tarkoitetaan lämmön ja energian hallitsematonta vapautumista akkukennosta, minkä syynä on se, että kennon sisälämpötila ylittää kriittisen rajan. Muilla litiumionikemioilla lämpökarkaaminen alkaa alhaisemmissa lämpötiloissa kuin meidän kennossamme, mikä on ongelmallista kuumissa ja kosteissa maanalaisissa ympäristöissä, joissa koneitamme käytetään. Lisäksi litium-rautafosfaattikemian lämmönvapautumisnopeus on useimpia muita kemioita alhaisempi, mikä tarkoittaa, että jos lämpökarkaaminen kuitenkin käynnistyy, akku ei syty yhtä helposti palamaan eikä energia vapaudu yhtä rajusti kuin muilla kemioilla. Suurempi lämmönvapautumisnopeus johtaisi helpommin kaasujen muodostumiseen, kennon puhkeamiseen tai syttymiseen – näitä ei akulta toivota, eikä varsinkaan suljetussa maanalaisessa ympäristössä."

Mikä on suurin haaste sinulle ja tiimillesi tällä hetkellä?

"Tehtäväni on tällä hetkellä auttaa myyntiä edeltävässä vaiheessa kaivoksia ymmärtämään akkukoneiden käyttöönoton taloudellisia ja teknisiä reunaehtoja. Sanoisin suurimmaksi haasteeksi sen, että jokaisella kaivoksella on erilaisia parametreja sille, onko akkukoneiden käyttöönotto kannattavaa vai ei. On esimerkiksi kaivoksia, jotka suhtautuvat myönteisemmin, koska sääntelyviranomaiset ovat asettaneet määräyksiä, joiden takia dieselkoneiden käyttö ei ole taloudellista, joten akkukäyttöiset koneet ovat järkevä valinta. Kanadan Brittiläisessä Kolumbiassa on jo voimassa sääntelyä, joka todella rajoittaa dieselmoottoreiden käyttöä maanalaisessa kaivostoiminnassa, ja lisää on ehkä tulossa. Lisäksi dieselpolttoaine on monilla alueilla erittäin kallista, jolloin akkukoneisiin siirtymistä on paljon helpompi argumentoida. Tarkastelemme myös kaivossuunnittelua, sillä akkukäyttöiset koneet saattavat joissain tapauksissa mahdollisesti vapauttaa hyödyntämättömiä tuotantoalueita tai toisissa tapauksissa taas vaatia lisäinfrastruktuuria. Saatavuudesta on sanottava, että monet yritykset ovat alkaneet huomata, että tässä on kaivosteollisuudelle uutta teknologiaa ja että tehtaamme eivät vielä käy täysillä, joten on syytä olla ajoissa liikkeellä, jos koneet halutaan saada käyttöön seuraavien viiden vuoden sisällä. Vaikeinta näissä projekteissa on ehdottomasti kaivoksen ja kaikkien siihen vaikuttavien mikro- ja makrotaloudelliset tekijöiden arviointi sekä mallintaminen: kuinka kannattavaa akkukaluston käyttöönotto on taloudellisesti, koska se vaihtelee aina tapauskohtaisesti."

Entä huoli raaka-aineiden ehtymisestä?

"Uskon aidosti, että asteroidien louhinnan kaltaiset asiat voivat tulevaisuudessa olla toteuttamiskelpoisia, vaikka useimmat ihmiset eivät ehkä tällä hetkellä suhtaudukaan siihen kovin vakavasti."