Fra astrofysikk til gruvedrift

Haley-Anna Blinn er bosatt i Ontario i Canada, men jobber ved Sandvik Mining and Rock Solutions’ anlegg i Camarillo i California. Hun fokuserer for tiden på å hjelpe gruvebedrifter med å forstå den økonomiske og tekniske gjennomførbarheten ved å ta i bruk flåter av batteridrevne kjøretøy. Hun erkjenner også at det ikke finnes én løsning som passer for alle, og er åpen for kreative ideer om elektrifisering.

«Vi ser også mange andre kreative løsninger utenfor den BEV-sentrerte elektrifiseringen,» sier Blinn. «Et eksempel er Glencores Raglan-gruve i Canada, hvor de har bygget et hydrogenanlegg for langsiktig energilagring kombinert med en 3 MW vindturbin for energiproduksjon. Dette ble bygget for å redusere det avsidesliggende anleggets avhengighet av dieselkraft.»

Blinn hadde aldri trodd at hun skulle komme til å jobbe i gruveindustrien. Hun har utdannelse innen astrofysikk og matematikk. «Jeg begynte å jobbe hos Artisan mens jeg var student, som praktikant innen forskning og utvikling. Det ga meg muligheten til å forske på elektrokjemiske celler og deres nedbrytningsmekanismer.»

Deretter ble hun overført til et kundeanlegg i Kirkland Lake i Ontario, som på den tiden drev den største flåten av batteridrevne kjøretøy (BEV), hovedsakelig med Sandvik utstyr.

«Det ga meg muligheten til å tilegne meg mye praktisk kunnskap om selve teknologien, spesielt Sandviks teknologi. Så, i 2022, bestemte jeg meg for at jeg ønsket å fortsette å jobbe for Sandvik, da jeg følte at batteriverden var det som interesserte meg mest, og jeg ønsket å forbli i den,» sier Blinn.

Arbeidet med BEV-applikasjoner og erfaringen fra kundenes gruveanlegg har gjort det mulig for henne å forstå hvorfor gruveanlegg har ulike behov og bekymringer når det gjelder innføring av en BEV-flåte.

Er det en viss skepsis knyttet til overgangen til BEV-flåter?

Med innføringen av nye teknologier er gruveindustrien med rette litt tilbakeholden med å ta dem i bruk raskt. Etter min erfaring er gruveindustrien svært streng når det gjelder sikkerhet, og det er avgjørende å kunne kvantifisere risikoen knyttet til enhver oppgave i driften. Batterier er ikke så enkle, og bransjen har ikke den praktiske kunnskapen som trengs for å føle seg like trygg som med mer tradisjonelle teknologier. Batterier er elektrokjemiske enheter som gjennomfører kjemiske reaksjoner for å levere og lagre energi. Lagring og distribusjon av energi – når man snakker om tradisjonelle elektriske systemer utenfor batteriet – er noe gruveindustrien har strenge regler og standarder for. Derfor er selskapene ikke særlig ivrige etter å ta det i bruk med en gang, uten å forstå alle aspekter ved denne teknologien.

Så hvordan jobber Sandvik for å sikre at batteriene dere leverer er tryggere enn for bare et par år siden?

Det har tatt lang tid å informere og dele ut materiale for å formidle hva vi har gjort. Et av de viktigste valgene vi har tatt for å redusere sikkerhetsrisikoen, er valget av kjemisk sammensetning i batteriene våre. Cellene våre er av litium-jernfosfat, som er en undergruppe av litium-ion-batterier. Det er ikke mange som er kjent med undergrupper av litium-ion-batterier, men vi valgte litium-jernfosfat som vår spesifikke kjemiske sammensetning fordi den er svært stabil. Den har en relativt høy toleranse for termisk løpskhet og lav varmeavgivelseshastighet (HRR) sammenlignet med andre litium-ion-celler. Termisk løpskhet er ukontrollert avgivelse av varme og energi fra cellen, forårsaket av at cellens indre temperatur overskrider kritiske grenser. Andre typer litium-ion-kjemier utsettes for termisk løpskhet ved lavere temperaturer enn vår, noe som ville føre til problemer i de varme og fuktige underjordiske miljøene der kjøretøyene våre tas i bruk. Videre har litium-jernfosfat-kjemien en lav varmeavgivelseshastighet sammenlignet med de fleste kjemier, noe som betyr at hvis en celle skulle utsettes for termisk løpskhet, ville den ikke antennes like lett og den ville ikke frigjøre den lagrede energien like voldsomt som andre kjemier. En kjemisk sammensetning med høyere varmeavgivelseshastighet vil lettere oppleve gassutvikling, sprengning eller antennelse i cellene – ting man ikke ønsker skal skje i batteriet sitt, og absolutt ikke i et begrenset underjordisk miljø.

Hva er den største utfordringen for deg og teamet ditt akkurat nå?

Min rolle akkurat nå består i å bistå gruveanlegg i forhåndssalgsfasen, ved å vurdere den økonomiske og tekniske gjennomførbarheten av å innføre en batteridrevet maskinpark i driften deres. Så jeg vil si at den største utfordringen er at hvert gruveanlegg har forskjellige forhold som gjør batteridrift mer eller mindre gjennomførbart. For eksempel ser vi gruveanlegg som er mer villige til å ta i bruk batteridrift fordi lokale myndigheter har innført reguleringer som har gjort det økonomisk uforsvarlig å bruke diesel, så batteridrevne kjøretøy (BEV) er et fornuftig valg. I British Columbia i Canada finnes det allerede reguleringer – og det antas at flere er på vei – som virkelig vil begrense bruken av dieselmotorer i underjordiske gruver. I mange regioner er dessuten dieselprisene svært høye, noe som gjør det mye enklere å argumentere for batteridrevne kjøretøy. Vi ser også på gruveutformingen, da BEV-er i noen tilfeller kan åpne opp for potensielle produksjonsområder, mens de i andre tilfeller kan kreve ekstra infrastruktur. Når det gjelder tilbudet, erkjenner mange selskaper at dette er en ny teknologi for gruveindustrien, og at produksjonsnivået i fabrikkene våre ennå ikke er på topp, så de må engasjere seg tidlig hvis de ønsker å ha en bilpark tilgjengelig innen de neste fem årene. Det vanskeligste ved disse prosjektene er imidlertid uten tvil å vurdere gruveområdet og alle de mikro- og makroøkonomiske faktorene som påvirker det, samt å prøve å modellere hvor gjennomførbart det vil være å ta i bruk flåten fra et økonomisk synspunkt, siden forholdene er forskjellige hver gang.

Hva med bekymringen for at råvarene tar slutt?

Jeg tror oppriktig at ting som asteroideutvinning kan bli et gjennomførbart prosjekt i fremtiden, selv om de fleste kanskje ikke tar det særlig alvorlig for øyeblikket.