La industria de vehículos eléctricos para minería está proyectada a alcanzar un valor cercano a los $23 mil millones para el año 2044, según un nuevo informe de IDTechEx. Este análisis destaca que las grandes baterías eléctricas y los métodos innovadores de carga rápida están impulsando la adopción de vehículos eléctricos y autónomos en el sector minero.
Los vehículos de minería varían ampliamente en tamaño, lo que significa que las baterías de estos vehículos también varían considerablemente, desde 100 kWh para vehículos ligeros hasta 2 MWh para grandes camiones eléctricos de acarreo. La naturaleza única y grande de estas baterías implica que apenas ahora están lo suficientemente desarrolladas y tienen precios competitivos. Proveedores de baterías como CATL, ABB y Northvolt han desarrollado productos particularmente adecuados para vehículos mineros y continúan trabajando en su desarrollo.
Tecnologías de baterías en uso
Hasta ahora, las baterías de litio-níquel-manganeso-cobalto (NMC) y las de fosfato de hierro y litio (LFP) son las dos químicas de batería que se han utilizado en la minería. Cerca del 80% de los vehículos mineros utilizan LFP a pesar de que estas baterías tienden a tener densidades de energía más bajas, lo cual no es una gran preocupación dado que los vehículos mineros ya son pesados y transportan grandes cargas de mineral.
Una de las ventajas de las baterías LFP es su larga vida útil. Se espera que algunos de los vehículos mineros más exigentes, como los camiones de acarreo, superen la vida útil de un solo paquete de baterías NMC o LFP y requieran múltiples reemplazos de batería. Minimizar la frecuencia de reemplazos usando un paquete de baterías de mayor duración es una manera efectiva de hacer que los vehículos eléctricos sean más económicos. La seguridad es otro factor crucial en la minería, especialmente en cuanto a la seguridad contra incendios de las baterías en túneles subterráneos. Las celdas LFP son generalmente consideradas más seguras en este aspecto, lo que limita el riesgo para los trabajadores de la mina.
Más allá de las baterías NMC y LFP, IDTechEx anticipa que otras tecnologías de baterías como el óxido de titanio y litio (LTO) y el sodio-ion (Na-ion) continuarán desarrollándose y eventualmente serán viables para vehículos mineros.
Desafíos de carga
Uno de los principales obstáculos para la adopción de vehículos eléctricos en la industria minera ha sido el tiempo de inactividad prolongado durante la carga, lo que afecta la productividad de los vehículos. Sin embargo, los fabricantes de equipos originales (OEM) han logrado algunos avances para reducir este tiempo de inactividad a niveles más aceptables para las minas.
Los métodos convencionales de carga mediante cable se utilizan en muchas soluciones, con la mayoría de los vehículos eléctricos mineros utilizando carga rápida de CC. Los OEM están explorando métodos como la carga de múltiples pistolas y los sistemas de carga de megavatios para reducir los tiempos de carga a entre 20 y 60 minutos. Sin embargo, la carga a estas altas tasas puede acelerar la degradación de las baterías y aumentar la frecuencia de reemplazos de batería.
Intercambio de baterías como alternativa
El intercambio de baterías es una alternativa a la carga mediante cable que ha generado mucho interés entre los OEM de minería, especialmente para vehículos subterráneos. Este método implica tener dos paquetes de baterías intercambiables por vehículo, uno de los cuales puede cargarse mientras el otro está en uso. El intercambio puede realizarse en estaciones dedicadas usando una grúa o polipasto en tan solo 5 a 10 minutos. Aunque el intercambio de baterías es excelente para la productividad, puede ser más costoso en algunos escenarios y requerirá espacio e infraestructura dedicados para el intercambio.
Carga dinámica
La carga dinámica también juega un papel en la minería, donde los vehículos pueden cargarse en ciclo utilizando rieles de potencia o líneas de catenaria aérea a lo largo de los caminos principales. Esto tiene el potencial de eliminar el tiempo de inactividad de carga y maximizar la productividad, aunque todavía se está desarrollando y ha visto un uso limitado hasta ahora.
Perspectivas futuras
Se espera que todos estos métodos de carga jueguen un papel en la conducción de la electrificación de la industria, con diferentes métodos utilizados para diferentes vehículos según sus requisitos técnicos y demandas del ciclo de trabajo. Los OEM y los proveedores de carga aún están trabajando en la optimización de sus tecnologías para garantizar una adopción más amplia y eficiente.