Neue Technologietrends für einen nachhaltigen Bergbau (in German)

By Magnus Clausen, Roman Kernchen

Neue Technologietrends für einen nachhaltigen Bergbau (in German)

Wie in den meisten Industriezweigen wird der Wandel im Bergbau vor allem durch neue Technologien vorangetrieben, welche derzeit den traditionellen Betrieb grundlegend verändern und ihn effizienter sowie weniger umweltschädlich und energieintensiv machen. Einige der weltgrößten Bergbauunternehmen haben bereits damit begonnen, fahrerlose Lastwagen, Fernerkundung für die Exploration von Lagerstätten und automatisierte Bohrungen zur Gewinnung und zum Transport von Metallen einzusetzen, um ihre Effizienz und Produktivität zu steigern. Immer mehr Bergwerksbetreiber setzen auch auf erneuerbare Energien wie Wind und Sonne, um den Betrieb mit Strom zu versorgen, sowie auf den Einsatz von Batterien als Ersatz für emissionsintensive Dieselkraftwerke.

Die technologische Entwicklung wird auch in der Bergbauindustrie stark von Fortschritten in der Informations- und Kommunikationstechnologie beeinflusst, die in den letzten Jahrzehnten durch signifikante Verbesserungen bei den Kosten und der Leistungsfähigkeit von Computern, Nachrichtentechnik und Datenspeichern unterstützt wurde. Das Ergebnis dieses Trends wird eine zukünftige Bergbauindustrie sein, die durch intelligentere und stärker automatisierte Anlagen, Prozesse und Infrastrukturen unterstützt wird – was die Produktivität, Sicherheit und Umweltverträglichkeit verbessert. Digitale Technologien, Datenanalyse und Automatisierung sowie größere Mobilität und zunehmende Konnektivität eröffnen der Bergbauindustrie spannende neue Möglichkeiten. Diese verbundenen Technologien verbessern die Arbeitssicherheit und die Umweltverträglichkeit, erhöhen die Produktivität und führen zu grundlegenen Veränderungen in der gesamten Wertschöpfungskette und im Produktionszyklus des Bergbaus.

Immer mehr Bergbauunternehmen beschäftigen sich auch mit dem Einsatz von robotergesteuerten kontinuierlichen Abbausystemen, die die Erde durchkämmen um Bodenschätze zu gewinnen, wodurch herkömmliches Bergwerksgerät ersetzt wird. Das Material wird dann über ein Förderband in die Minenaufbereitungsanlage transportiert, anstelle von energieintensiven Kippfahrzeugen, die auf dem Weg zurück in die Grube zum Nachladen die halbe Zeit über leer sind. Robotersysteme ermöglichen es den Bergwerkern auch, in gefährlichen Umgebungen zu schürfen, was die Sicherheit für die Arbeiter erhöht. Derartige betriebliche Veränderungen können zu einer drastischen Verkleinerung der im Bergbau eingesetzten Anlagen führen und gleichzeitig den ökologischen Footprint reduzieren.

Technologie ist nicht nur ein Faktor für die Zukunft des Bergbaus, sie beeinflusst auch den Markt für Bergbauerzeugnisse, oft schneller als Unternehmen reagieren können. Zum Beispiel hat der zunehmende Gebrauch von Smartphones, Tabletts und Akkus dazu geführt, dass die Anteile der Seltenerd- und Lithium-Bergbauunternehmen sprunghaft angestiegen sind, während der Preis für Kraftwerkskohle zuletzt auf historischen Tiefständen fiel. Die einst verlässlichen Grundlagen für die Wettbewerbsfähigkeit im Bergbau verschieben sich unter den Füßen der Unternehmen.

Auf der positiven Seite führt eine verstärkte Überwachung von Bergwerksbetrieben zu signifikanten Verbesserungen in den Bereichen Sicherheit, Kommunalverträglichkeit und Umweltschutz. Da es jedoch keine neuen Marktteilnehmer und keine neuen Finanzierungsquellen gibt, ist die Innovationsleistung inkrementell. Einer der Schlüssel zur Maximierung der Rendite liegt in der Geschwindigkeit, mit der neue Bergbautechnologien eingeführt werden. In dieser Zukunft werden die Maschinen und Geräte eine kürzere Lebensdauer haben, da die Anlagenhersteller ihren unermüdlichen Einsatz für mehr Wirtschaftlichkeit fortsetzen. Bergwerksbetreiber mit flexibleren Förderplänen und Unternehmenskulturen, die den Wandel unterstützen, werden belohnt. Die Entscheidungen im Bergbau sind sehr komplex und basieren auf großen Datenmengen, mit einer weitaus größeren Zuverlässigkeit in Bezug auf die Analyse der Eigenschaften des Erzbestands. Mit Technologien, die Messungen bis auf den Kubikmeter genau erlauben, gehören geologische “Überraschungen” der Vergangenheit an. Der großflächige Abbaubetrieb im Tagebau wird aufgrund von Umweltauflagen und verbesserten Abbaumethoden zurückgedrängt. Die meisten Bergbauentscheidungen werden aus der Ferne getroffen, – es gibt nur noch wenige mittlere oder höhere Führungskräfte vor Ort.

Bergwerksbetreiber, die in Zukunft erfolgreich sein wollen, müssen eine andere Haltung einnehmen als die, die heute die Branche dominiert. Derzeit sehen viele ihre Unternehmen als integrierte Wertschöpfungsketten mit starker Kontrolle über die meisten Variablen an. Was aber immer deutlicher wird – und was die Zukunftsszenarien zeigen – ist, dass der Bergbau in einem großen globalen Umfeld existiert, das über die eigene Lieferkette, Interessenvertreter und Kunden, mit denen die Bergbauunternehmen täglich zu tun haben, hinausgeht. 

Magnus Clausen
Senior Researcher

Dr. Magnus Clausen joined the Eyvor Institut in February 2017 as senior researcher. Magnus Clausen studied physics at Humboldt University, Berlin and received a PhD in geophysics from Stellenbosch University. His research is focussing on technology foresight methods and its application for underpinning strategy building and innovation processes.

Roman Kernchen
Scientific Director

Dr. Roman Kernchen is scientific director at the Eyvor Institute. Currently he is also a visiting associate professor at Kazakh National Technical Research University. Roman Kernchen received his PhD from Rheinische Friedrich-Wilhelms University, Bonn. Afterward he worked as research associate and project manager at the German Aerospace Centre (DLR), the Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, and the Fraunhofer-Institute for Technological Trend Analysis (Fraunhofer-INT). He has been project coordinator in more than 50 national and international projects in innovation research, technology foresight and risk studies.