Die Betriebszeit der Stromversorgung ist für große Minen und andere energieintensive Industrien von entscheidender Bedeutung. Da einige dieser energieintensiven Energieindustrien an Orten angesiedelt sein können, die weit vom Netz entfernt sind, oder an Orten mit schwachen und intermittierenden Netzen, verfügen sie im Allgemeinen über eine Flotte großer thermischer (Schweröl oder Diesel) Generatoren, um die Verfügbarkeit der Stromversorgung zu gewährleisten haben daher oft eine hohe Diesel-/Ölrechnung.
Technologische Fortschritte im Bereich der erneuerbaren Energien in Bereichen wie intelligente Steuerungen zur Gewährleistung einer nahtlosen Integration von Solar-PV, Batteriespeichern, Netz- und Dieselgeneratoren sowie eine nachgewiesene Leistungsbilanz von einigen aktiven Standorten auf der ganzen Welt geben Bergbauunternehmen und andere Schwerindustrien ein gewisses Vertrauen haben, Solar-PV und in jüngerer Zeit groß angelegte Batteriespeicherung in ihren Betrieben einzuführen, wo dies möglich ist. Der andere Hauptgrund für diese Einführung ist die erhebliche Reduzierung der Betriebskosten, die sich aus der Aufnahme dieser Technologien in ihren Betrieb ergibt. Der drastische Rückgang der Preise für Solarmodule und Batterien in den letzten zehn Jahren hat es ermöglicht, dass diese Technologien gegenüber herkömmlichen Quellen wettbewerbsfähig sind.
JUWI Südafrika und JUWI Australia, hundertprozentige Tochtergesellschaften der globalen JUWI-Gruppe, gehören zu den führenden Unternehmen in der Entwicklung großer Hybridenergieprojekte. Für JUWI umfassen seine Hybridprojekte sowohl On-Grid- als auch Off-Grid-Projekte, die verschiedene Kombinationen von PV-, Wind- und Batterietechnologien (BESS) beinhalten. Zu netzgekoppelten Projekten gehören zwei Konfigurationen: „hinter dem Zähler“, bei denen die Anlage für erneuerbare Energien am gleichen Standort wie die Mine steht, und Projekte, bei denen Strom aus der Ferne erzeugt und dann durch das nationale Stromnetz „geleitet“ wird. Ein Beispiel für ein Hybridprojekt ist eine PV-Anlage auf einer Mine in Mpumalanga, Südafrika, die an das Stromnetz des nationalen Versorgungsunternehmens (Eskom) angeschlossen ist und sich auf dem Gelände der Mine befindet. Ein weiteres ist eine netzunabhängige Mine in Ägypten, die mit Solar-PV, Batteriespeichern und einem Wärmekraftwerk betrieben wird, das zuvor die einzige Energiequelle für die Mine war.
Ein zentrales Thema bei der Einführung von Großprojekten ist die Integration verschiedener Arten von Technologien und der von ihnen erzeugten Energie in Echtzeit. Das Hauptziel, insbesondere für Minen, ist es, Ausfallzeiten zu vermeiden. Oft beinhaltet dies auch Wolkenvorhersagen, um das Wetter besser vorhersehen zu können und dem Bergwerk zu ermöglichen, die beste Mischung aus Energiesicherheit und Kosteneinsparungen zu erzielen. JUWI ist seit vielen Jahren in diesem Bereich tätig. Während das Unternehmen technologieunabhängig bleibt, hat es insbesondere mit Siemens (einem der Lieferanten von Hardware und Software für Steuerungssysteme) viel Arbeit geleistet. JUWI und Siemens bieten jetzt ein Hybrid-IQ-Controller-Produkt an, das die Versorgung mit erneuerbarer Energie und Batteriespeichern intelligent mit den thermischen Back-End-Erzeugungsanlagen der Minen integriert und verwaltet.
Einige Merkmale eines typischen Systems umfassen, sind aber nicht beschränkt auf:
- Prognosen zur Stromerzeugung anhand von Wolkenkameras, Windmessungen und Wetterdaten
- Optimierter Versand und Batterieladung und -entladung
- Integriert konventionelle, erneuerbare und batteriebetriebene Energieversorgung
- Vollständig skalierbar für die Erweiterung der Generation, wenn die Minen wachsen
- Robust & geeignet für extreme Umgebungen
Wie sieht die Landschaft der hybriden Energieintegration derzeit aus? Die Integration eines erheblichen Anteils an Solarenergie hilft, die Diesel- oder Heizkostenrechnung zu senken und damit die Kosten zu senken. Der Geschäftsführer von JUWI South Africa, Richard Doyle, sagt, dass es Minen jetzt möglich ist, einen erheblichen Prozentsatz (50 % – 80 %) ihres Stroms aus erneuerbaren Energieanlagen zu beziehen. Mit PV und Batteriespeichern vollständig netzunabhängig zu werden, ist noch keine kommerzielle Lösung für Minen. Die Verwendung kleinerer Batterien (normalerweise C1- oder 1-Stunden-Batterien) verwaltet jedoch sehr effektiv die Unterbrechungen der PV und gibt den thermischen Generatoren Zeit zum Starten und Übernehmen von der Solar-PV, wenn es Wolken gibt. Rentable Mining-Projektgrößen beginnen im Allgemeinen bei etwa 10 MW.
Doyle sagt, dass bis vor kurzem die meisten energieintensiven Nutzer in Südafrika, darunter Rechenzentren, Hütten und andere große industrielle Nutzer, vom Netz abhängig waren, sodass Batterien (aus Kostengründen) nicht im Fokus standen. Die Verschlechterung des Energieverfügbarkeitsfaktors der alternden Kohlekraftwerke des Landes und der daraus resultierende Lastabwurf im Land haben die Dinge jedoch geändert. Generatoren sind bereits weit verbreitet, wenn auch zögerlich, was die Möglichkeit der Energiespeicherung eröffnet, um Kosten und CO2-Emissionen zu mindern.
Im Hinblick auf die Nachhaltigkeit von Unternehmen sind steigende Kraftstoffpreise und CO2-Emissionen negative Faktoren, und da Unternehmen damit beginnen, ESG-Ziele festzulegen, rücken jetzt Programme zur Reduzierung von Emissionen und Betriebskosten in den Mittelpunkt. Batterien werden jetzt zunehmend für die Energiesicherheit in Betracht gezogen, und die Kosten werden eher mit den Kosten für ungenutzte Energie als mit den Kosten für Diesel oder das Netz verglichen. Geplante Ausfälle oder Lastabwürfe erfolgen für 2–4 Stunden und in vielen Fällen mehr als einmal am Tag, sodass auch ein längerer Batterieeinsatz in Erwägung gezogen wird. Das Risk Mitigation Independent Power Producers Procurement Program (RMIPPPP) der nationalen Regierung forderte 8 Stunden BESS und führte zu vielen Modellierungen und Preisen für PV und Wind + 8 Stunden BESS und schaffte ein Bewusstsein für die Wirtschaftlichkeit einer längeren Batterielebensdauer.
JUWI ergänzt, dass es noch zwei wesentliche weitere Entwicklungen gibt. Eskom hat Ausschreibungen für das erste von zwei großen Batterieprojekten gestartet und vergeben. Dies dient dazu, dem Netz Drehreserve bereitzustellen, und die Wirtschaftlichkeit basiert nicht auf den Wiederbeschaffungskosten (dem Großhandelspreis für Strom in Südafrika), sondern auf den Kosten für Hilfsdienste und nicht verbrauchte Energie. Zweitens explodiert der kleine C&I- und Haushalts-Solar-PV- und Batteriemarkt und wird durch den Bedarf an konstanter Energie als „Lizenz“ für den Betrieb von Unternehmen angetrieben. Für Haushalte konzentriert es sich weitgehend auf Käufer mit höheren LSM-Bändern, die sich jetzt ihre Anleihen für die R100.000 – R200.000 leisten oder verlängern können, die erforderlich sind, um „im Wesentlichen“ vom Netz zu gehen.
Weltweit hat die JUWI-Gruppe über 6.500 MW erneuerbare Energien installiert. Das Unternehmen hat weltweit 20 Hybridprojekte (Erneuerbare mit Batterie) mit einer Gesamtkapazität von 170 MW (130 MW Solar + 35 MW Wind) entwickelt. JUWI hat auch die DeGrussa Mine in Westaustralien entwickelt und gebaut, die über einen 10 MW Solarpark plus 6 MW Batteriespeicher verfügt. Es folgten Agnew Gold (Australien) im Jahr 2019 und weitere sechs Hybridprojekte in Australien und Afrika für Tier-1- und Mid-Tier-Bergleute: Esperance, Pan African Resources, Centamin, Jacinth Ambrosia, Jabiru, Weipa und Gruyere.
Ein Beispiel für einen von JUWI entwickelten Mining-Standort mit großen Batteriespeichern auf dem afrikanischen Kontinent ist die Solaranlage Sukari in Ägypten für Centamin. Die Anlage umfasst einen 36-MW-Solarpark und ein 7,5-MWh-Batterie-Energiespeichersystem, das Ende 2022 in Betrieb genommen wurde. Diese Anlage spart dem Kunden bis zu 70.000 Liter Diesel pro Tag oder 22 Millionen Liter pro Jahr. Basierend auf den aktuellen Dieselpreisen bedeutet dies, dass die Anlage das Potenzial hat, jährliche Kosteneinsparungen von 20 Millionen US-Dollar zu erzielen, neben einer erwarteten Reduzierung der Treibhausgasemissionen (THG) nach Scope 1 von 60.000 Tonnen CO2-Äquivalent pro Jahr und einer anschließenden Reduzierung der Dieselmenge per LKW zur Baustelle gefahren. Mit Sukari wird JUWI einen neuen Maßstab für Energiesysteme für Minen in Afrika und international setzen.
Teil der Hybridanlage in Sukari, Ägypten. Bilder mit freundlicher Genehmigung von JUWI
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