Klimafreundliche und energiesparende Rohstoffförderung durch Bandanlagen

Förderbandanlagen sind die Energiesparer und Klimaschützer in der Fördertechnik. Sie verbrauchen im Vergleich zu herkömmlichen Transportmitteln nur einen Bruchteil der Energie und emittieren deutlich weniger CO₂. In den kommenden 30 Jahren könnten 340 Mio. t des Klimagases eingespart werden. Dies ist ein Ergebnis der Studie „Energieeffiziente Fördertechnik und Klima­schutz“, die unter Leitung von Prof. Dr. ­Hossein ­Tudeshki vom ­Institut für Tagebau und Internationalen Bergbau an der Technischen Universität Clausthal entstanden ist. Prof. Tudeshki stellte seine Untersuchung im Rahmen einer Round-Table-Veranstaltung der ContiTech AG auf der Hannover Messe erstmalig vor und diskutierte die Ergebnisse mit Experten aus Industrie und Bergbau (Bild).

Rohstoffe bewegen die Welt, und einhergehend mit dem wirtschaftlichen Wachstum von Schwellen- und Entwicklungsländern sowie einer rasch zunehmenden Weltbevölkerung steigt seit Jahren der Bedarf an Metallerzen, Industriemineralen, fossilen Energierohstoffen sowie Baurohstoffen. Stoffe also, die man in nahezu allen Gebrauchsgegenständen, Produkten des täglichen Bedarfs und in allen Bauwerken findet. Für die Zukunft wird ein jährliches Nachfragewachstum von durchschnittlich vier Prozent prognostiziert.

Wie beeinflusst die Fördertechnik Umwelt und Klima?

Die entsprechend zunehmende Rohstoffförderung bleibt nicht ohne Folgen für Umwelt und Klima. Deshalb hat die TU Clausthal untersucht, wie sich unterschiedliche Transportmöglichkeiten auf den Energieverbrauch und die CO₂-Emission auswirken. Denn Rohstoffe werden selten dort verarbeitet, wo man sie fördert. Für den innerbetrieblichen Transport der gewonnenen festen mineralischen Rohstoffe (derzeit weltweit jährlich mehr als 12,3 Mrd. t) und des Abraums (ca. 28,84 Mrd. t) werden immerhin durchschnittlich 25  % der für den Gewinnungsprozess eingesetzten Energie benötigt. Und für die Betreiber der Bergbauanlagen stellt sich deshalb die Frage: ­Welche technischen Lösungen sind – auch aus der Perspektive des Klimaschutzes – die effizientesten, kostengünstigsten und sichersten Verfahren, um den Rohstoff vom Ort der Gewinnung abzutransportieren? In der Studie wurden daher Förderbandanlagen mit speziell für den Bergbau konstruierten Schwerlastkraftwagen (SKW) verglichen, die bislang die Hauptlast der dort anfallenden Schüttguttransporte tragen.

Die wesentlichen Ergebnisse: 340 Mio. t CO₂ lassen sich in den nächsten 30 Jahren alleine dadurch einsparen, dass Förderbandanlagen bei der Rohstoffgewinnung konsequenter eingesetzt werden. Und: Die Untersuchung weist nach, dass die Förderbänder nur etwa 20  % der Energie von SKW benötigen und damit eine deutlich bessere Energiebilanz verbuchen. Ein Vorteil für Umwelt und Wirtschaft.

Energie-Erzeugung beim Rohstofftransport

Dass Förderbänder nicht nur den Energieverbrauch mindern und die CO₂-Emission reduzieren, sondern sogar Strom erzeugen können, das machte Hans-Jürgen Duensing, Geschäftsbereichsleiter der ContiTech Conveyor Belt Group, während des Round-Table-Gesprächs am Beispiel einer Anlage auf Jamaika deutlich. Dort transportiert eine so genannte RopeCon-Förderbandanlage 1200 t Bauxit pro Stunde über eine Strecke von 3,4 Kilometern und überwindet ein Gefälle von 470 Höhenmetern. Durch die Abwärtsförderung wird beim Transport aus der Bremskraft elektrische Energie gewonnen. Konkret: 1300 kW. „Gleichzeitig bietet das RopeCon-Konzept überall da Vorteile, wo eine hohe Förderleistung in unwegsamem Gelände oder über Wälder und breite Flüsse hinweg verlangt wird“, ergänzte Hans-Jürgen Duensing. „So konnte auf Jamaika auf den Bau einer Straße für den Abtransport verzichtet werden und damit der gesamte Baumbestand erhalten bleiben. Die Anlage ersetzt umgerechnet 1200 LKW-Fahrten pro Tag und spart die entsprechende Menge an Kraftstoff sowie CO₂- und Feinstaubemission ein.“

Umwelt- und Klimaschutz durch Förderbandanlagen

Die Gründe für die bessere Energiebilanz und die geringere CO₂-Emission der Förderbandanlagen im Vergleich zu den üblicherweise im Bergbau verwendeten Schwerlastkraftwagen sind leicht nachvollziehbar: Als diskontinuierliche Fördermittel absolvieren die SKW nicht nur Last-, sondern auch Leerfahrten. Auch das hohe Fahrzeugleergewicht wirkt sich aus. So beträgt das Verhältnis von bewegter Gesamtmasse zur Nutzlast zwischen 2,2 und 2,6 zu 1. Demgegenüber beträgt bei den Bandanlagen als kontinuierlichen Fördermitteln dieses Verhältnis nur 1,2 zu 1, sie sind also wesentlich effizienter. Auch sind die Förderwiderstände bei Bandanlagen deutlich geringer als beim SKW-Transport.

Kein Wunder also, dass sich der spezifische Energiebedarf bei der SKW-Förderung auf 1,09 bis 1,17 kWh pro Tonne und Kilometer beläuft, während bei der Bandanlage lediglich 0,14 bis 0,25 kWh pro Tonne und Kilometer benötigt werden, also nur etwa ein Fünftel.

Geringere CO₂-Emission

Dementsprechend ergeben sich auch bei der Emission des Treibhausgases CO₂ Unterschiede: In der weltweiten Stromproduktion werden durchschnittlich 0,285 kg CO₂ pro kWh emittiert. Beim Verbrennen von Dieselkraftstoff sind es 0,293 kg pro kWh. „Wendet man diese Werte auf die Fördermittel an“, so Prof. Tudeshki, „dann zeigt sich, dass die spezifische CO₂-Emission eines SKW im Durchschnitt bei 0,331   kg pro Tonne und Kilometer liegt. Bei Bandanlagen sind es nur 0,055 kg pro Tonne und Kilometer. Das spezifische Einsparpotenzial beträgt also 0,276 kg CO₂ pro Tonne und Kilometer.“

Welche Voraussetzungen müssen konkret erfüllt sein, damit sich in den nächsten 30 Jahren 340 Mio. t CO₂ einsparen lassen? Ein Umfang, der immerhin der Menge an CO₂-Äqui­valenten entspricht, zu der sich die Europäische Union 1997 bei der Verabschiedung des Kyoto-Protokolls verpflichtet hat. Hierzu stellte Prof. Tudeshki zunächst klar: „Förderbandanlagen werden die Schwerlastkraftwagen nicht vollständig ersetzen, denn der Abbau von Rohstoffen erfordert höchste Flexibilität. Durch einen konsequenteren Einsatz von Förderbandanlagen ergeben sich jedoch erhebliche Potenziale für die Wirtschaftlichkeit und Umwelt.“ Um diese Potenziale nutzen zu können, wäre, laut Aussage des Bergbau-Experten, der Anteil an Bandanlagen von derzeit 30  % auf 50  % im Jahr 2034 kontinuierlich auszubauen und im Folgezeitraum konstant zu halten. Berücksichtigt man dabei die um vier Prozent pro Jahr steigende Nachfrage für Rohstoffe, dann wüchse die Bandförderung bis 2034 um 345  % und bis 2039 nochmals um 22  %. Dabei würde die spezifische Massenbewegung durch Bandanlagen von jährlich derzeit 46,97 Mrd. t und Kilometer auf 254,29 Mrd. t und Kilometer bis zum Jahr 2039 anwachsen. Durch den beschriebenen Ausbau der Bandförderung ließen sich im gesamten Prognosezeitraum über die nächsten 30 Jahre mehr als 340 Mio. t CO₂ einsparen.

Ökonomische Vorteile

Eine höhere Effizienz, eine erheblich geringere CO₂-Emission, weniger Energieverbrauch, kaum Eingriffe in die Natur und die Möglichkeit, im Idealfall auch Strom zu erzeugen – das ist eine Reihe von Eigenschaften, mit denen Förderbandanlagen der Umwelt dienen und zugleich ökonomische Vorteile schaffen. Schließlich mindern geringere Energiekosten den Gesamtaufwand für die Rohstoffförderung. „Ein Aspekt, der MiningUnternehmen sicher einen starken Anreiz verschafft, sich mithilfe eines konsequenteren Einsatzes von Förderbandanlagen stärker für die Umwelt zu engagieren“, resümierte HansJürgen Duensing nach dem Round-Table-Gespräch der ­ContiTech AG.

www.contitech.de