Die Beijing International Mining Equipment Exhibition 2021 entpuppte sich als reger Austauschort für neue Ideen in der Bergbautechnik und brachte rund 300 Unternehmen aus über 30 Ländern zusammen. Zu sehen waren einige wirklich beeindruckende Innovationen. Dazu gehörten unter anderem selbstfahrende Bohrmaschinen, die während des Betriebs die Geologie erfassen konnten – eine große Sache für Erkundungsarbeiten. Ebenfalls Aufmerksamkeit erhielten modulare Aufbereitungseinheiten, die schnell an abgelegenen Standorten installiert werden können. Und nicht zu vergessen sind die elektrischen Förderfahrzeuge, die speziell für den Einsatz in Untertage-Bergwerken konzipiert wurden, wo herkömmliche Emissionen heute nicht mehr akzeptabel sind. Überraschend war jedoch, wie „grün“ die gesamte Messe wirkte – fast neun von zehn ausgestellten Maschinen entsprachen bereits den ISO 50001-Standards für Energiemanagement. Dies zeigt, wie schnell sich die Bergbaubranche von kohlenstoffreichen Verfahren hin zu umweltfreundlicheren Alternativen bewegt.
Die Ausstellung fand vor dem Hintergrund anhaltender Lieferkettenprobleme nach der Pandemie statt und brachte internationale Akteure zusammen, die den steigenden Bedarf an wesentlichen Rohstoffen wie Lithium und Kobalt adressieren wollten. Die Global Mining Standards Group berichtete 2021, dass fast zwei Drittel der teilnehmenden Unternehmen während der Veranstaltung tatsächlich Partnerschaften zum Technologietransfer eingingen, was die Produktionskapazitäten in Asiens riesigem Bergbausektor mit einem Volumen von 740 Milliarden US-Dollar stärkte. Dies passt gut zu dem, was China in ihrem 14. Fünfjahresplan vorsah, nämlich bessere Methoden zur Rohstoffsuche mit dem Ausbau erneuerbarer Energiesysteme zu verknüpfen. Viele Teilnehmer erkannten den praktischen Wert dieser Verbindungen und schufen konkrete Brücken zwischen Rohstoffbeschaffung und Projekten im Bereich sauberer Energie.
Die große Messe im Jahr 2021 wurde zu einer weltweiten Präsentationsplattform, auf der Unternehmen bahnbrechende Technologien enthüllten, die die Bergbau- und Baubranche vollständig verändern. Auf der Veranstaltung wurden einige beeindruckende Neuheiten vorgestellt, darunter selbstfahrende Bohrgeräte, KI-gesteuerte Mineralienscanner sowie GPS-gesteuerte Ausgrabungssysteme. Allen Besuchern fiel auf, wie viele Unternehmen heutzutage auf modulare Konstruktionen setzen. Diese modularen Systeme ermöglichen es Maschinen, sich schnell an veränderte Bedingungen von einem Einsatzort zum nächsten anzupassen. Die meisten Branchenexperten prognostizieren, dass bis Mitte des Jahrzehnts etwa zwei Drittel aller neu entwickelten Bergbaumaschinen über eine Form der Automatisierung verfügen werden. Und tatsächlich passten mehrere Prototypenmodelle, die während des Beijing-Abschnitts der Messe gezeigt wurden, perfekt in diese Vorhersage.
Bei jüngsten Vorführungen vor Ort standen autonome Transportfahrzeuge, kombiniert mit KI-gesteuerten Bohrgeräten, im Mittelpunkt und zeigten eindrucksvoll, wie Sensortechnik und maschinelles Lernen die Präzision beim Aufspüren wertvoller Erze verbessern. Der eigentliche Durchbruch? Die Echtzeit-Datenanalyse, die potenzielle Ausfälle bereits 48 bis 72 Stunden vor deren Auftreten erkennt und somit lästige, unerwartete Stilllegungen in tiefen Tagebauen minimiert, wo jede Minute zählt. Auch Sicherheitsverbesserungen sind ein großer Gewinn. Tests nach diesen Veranstaltungen zufolge hat die Kollisionsvermeidungstechnologie die Unfallzahlen bereits um rund 22 % reduziert – ein entscheidender Faktor in solch gefährlichen Umgebungen.
Die Bergbauindustrie betrachtet zunehmend Hybrid-Lastwagen mit Dieselelektroantrieb sowie die modernen Wasserstoffbrennstoffzellen-Zerkleinerer als umweltfreundlichere Alternativen zu den seit Jahrzehnten verwendeten Maschinen. Nehmen wir als Beispiel diesen speziellen Prototypen eines Baggers, der die Emissionen um rund 40 Prozent reduzierte, ohne Einbußen bei der Leistungsfähigkeit – eine bemerkenswerte Leistung, wenn man die strengen Umweltvorschriften berücksichtigt, die in letzter Zeit eingeführt wurden. Laut einer im vergangenen Jahr veröffentlichten Studie legen fast acht von zehn Bergbaufirmen bei der Anschaffung von neuem Equipment besonderen Wert auf Energieeffizienz. Genau diese Konzentration auf umweltfreundliche Technologien konnten wir auch auf der jüngsten Messe in Peking beobachten, bei der allerlei Innovationen im Bereich umweltfreundlicher Maschinen vorgestellt wurden.
Aussteller demonstrierten integrierte Steuerungszentren, die Drohnen, Sensoren und Maschinen über 5G-Netze verbanden und somit eine zentrale Überwachung von entfernten Standorten ermöglichten. Vorhersagealgorithmen analysierten Vibrationen- und Hydraulikdruckmuster, um Reparaturen während Phasen geringer Aktivität zu planen. Diese Vernetzung von IoT und KI reduzierte die Betriebskosten in Pilotimplementierungen nach der Messe um 17 %.
Ein großer Ausrüstungshersteller hat kürzlich einen neuen hydraulischen Bagger mit intelligenter KI-Drehmomentsteuerung eingeführt, die die Leistungsabgabe tatsächlich je nach Härte der Steine anpasst. Bei praktischen Tests fiel den Bedienern ein um rund 30 Prozent geringerer Kraftstoffverbrauch auf, und die Arbeitszyklen wurden etwa 15 Prozent schneller abgeschlossen als bei älteren Versionen derselben Maschine. Besonders interessant ist hierbei, wie deutlich es zeigt, was Fachmessen leisten können, wenn sie die Lücke zwischen Forschungslaboren und tatsächlichen Produkten, die Kunden kaufen möchten, schließen. Auf der jüngsten Messe erteilten nicht weniger als zwölf große internationale Bauunternehmen direkt vor Ort Aufträge, nachdem sie die Vorführung gesehen hatten.
Unternehmen aus rund 30 verschiedenen Ländern nahmen an der Veranstaltung teil, von großen Akteuren im Bereich Bohroperationen bis hin zu Unternehmen, die sich auf Materialtransport und Bergbauprozesse konzentrieren. Etwa die Hälfte dieser Aussteller präsentierte Maschinen, die speziell für extrem tiefe Bergbaubedingungen konzipiert wurden – eine Nachfrage, die laut Branchendaten aus dem Jahr 2021 jährlich um etwa 17 % gestiegen ist. Mehrere Hersteller hoben die Modularität ihrer Geräte hervor, die selbst in schwer zugänglichen Gebieten schnell aufgebaut werden können, was insbesondere in einigen Regionen Asiens wichtig ist, wo traditionelle Bergbaukonfigurationen nicht immer machbar sind.
Acht große internationale Partnerschaften entstanden auf der Messe, alle fokussiert auf die gemeinsame Entwicklung von hybridbetriebenen Baumaschinen und Sicherheitssystemen, die durch künstliche Intelligenz verbessert wurden. Ein besonders hervorragendes Abkommen brachte europäische Vorschriften zur Emissionsreduktion in den asiatisch-pazifischen Raum, was den Dieselverbrauch an jedem Standort bis Mitte des nächsten Jahrzehnts um etwa 20–25 % senken sollte. Diese gemeinsamen Anstrengungen zeigten eindrucksvoll, worum es bei dieser Veranstaltung ging: Lokales Wissen mit globalen Umweltzielen zu verbinden. Die Art und Weise, wie verschiedene Regionen nun zusammenarbeiten, gibt Hoffnung, dass tatsächlich Fortschritte hin zu umweltfreundlicheren Baupraktiken über Ländergrenzen hinweg erzielt werden können.
Auf der jüngsten Fachmesse zeigten sich viele Interessenten an Maschinen, die tief im Erdinneren eingesetzt werden können und harschen Umweltbedingungen standhalten. Angesichts der aktuellen Entwicklungen im Bereich erneuerbare Energiequellen und des Booms bei Elektrofahrzeugen (EVs) entwickeln Unternehmen heutzutage robustere Ausrüstungen. Es geht dabei um Maschinen, die etwa 30 bis 50 Prozent mehr Gewicht tragen und im Vergleich zu den Modellen aus dem Jahr 2020 länger haltbar sind. Experten prognostizieren, dass der weltweite Markt für Bergbaumaschinen von rund 140 Milliarden Dollar in diesem Jahr bis zum Ende des nächsten Jahrzehnts auf fast 220 Milliarden Dollar ansteigen könnte. Dieses Wachstum lässt sich anhand aktueller Fortschritte nachvollziehen, wie z. B. leistungsstärkere Hydrauliksysteme und Komponenten aus Materialien, die deutlich besser gegen Rost und Verschleiß beständig sind als früher.
Nach der großen Fachmesse letzten Jahres hörten Automatisierung und künstliche Intelligenz auf, nur interessante Experimente zu sein, und wurden zu wesentlichen Bestandteilen der täglichen Abläufe im gesamten Sektor. Laut jüngsten Umfragen setzen bereits rund zwei Drittel der Industrie-Manager auf internetbasierte, intelligente Bohrausrüstungen sowie autonome Transportfahrzeuge vor Ort. Diese Technologien reduzieren menschliche Fehler und senken den Ausfallzeitenverlust um etwa 35 bis 40 Prozent. Zudem verlassen sich Unternehmen stark auf Echtzeit-Datenanalysesysteme, die basierend auf Schwankungen der Erzqualität vorhersagen, wann Wartung erforderlich sein wird. Gleichzeitig helfen intelligente Softwarelösungen dabei, komplette Fahrzeugflotten effizienter zu verwalten, sodass auch bei schwierigen Geländebedingungen der Kraftstoffverbrauch niedrig bleibt.
Bis 2030 dürfte Asien rund 48 % des weltweiten Marktes für Bergbaumaschinen erobern, hauptsächlich aufgrund der Aktivitäten in Ländern wie Mongolei, Indonesien und Australien, wo Unternehmen nach Lithium und Seltenen Erden suchen. Im Jahr 2021 fand eine große Messe statt, bei der lokale Bergbaufirmen und Technologielieferanten zusammenkamen. Dies beschleunigte unter anderem die Einführung von hybrid-elektrischen Ladegeräten und den Aufbau von solarbetriebenen Zerkleinerungsanlagen. In den kommenden Jahren wird die Investition in nachhaltige Bergbauttechnologien im asiatisch-pazifischen Raum voraussichtlich jährlich um etwa 22 % bis 2027 wachsen. Derzeit zeigt sich, dass modulare Systeme, die bei Bedarf erweitert werden können, bei Kohle- und Kupferbergbauen immer beliebter werden, da sie Flexibilität bieten, ohne das Budget zu sprengen.
Auf der Veranstaltung haben rund 30 verschiedene Hersteller ihre Ausrüstung direkt vor Ort auf die Probe gestellt und Belastungstests an verschiedensten schweren Maschinen durchgeführt. Ein großer Name in der Industrietechnik präsentierte dabei sein neues KI-System, das dabei hilft, Kollisionen von Baggern auf Baustellen zu vermeiden. Auch bei den Tests wurden beeindruckende Werte erzielt: Die Erkennung von Hindernissen erreichte in verschiedenen Szenarien eine Genauigkeit von etwa 92 %. Die Ingenieure gingen bei den Tests äußerst kreativ vor und nutzten spezielle Lastsensoren zur Messung von Druckpunkten sowie anspruchsvolle Staubkammern, die reale Bergbaubedingungen nachahmen. Ziel war es, herauszufinden, wie sich die Systeme in extrem staubigen Umgebungen bewähren, wie beispielsweise in Kupferminen der Mongolei oder Lithium-Förderstätten in Chile.
Wenn Ideen sich von der Theorie hin zu realen Anwendungen bewegen, geschieht dies häufig über konkrete Beispiele statt abstrakter Konzepte. Ein Beispiel hierfür ist ein Elektronikunternehmen, das ein mit IoT-Technologie ausgestattetes Lüftungssystem für unterirdische Kohlemine entwickelte. Dank intelligenter Luftstrom-Management-Techniken reduzierte ihr System den Energieverbrauch um etwa 38 %. Eine weitere interessante Entwicklung stammte von Augmented-Reality-Stationen, bei denen Bergwerksbediener Probleme an autonomen Transportfahrzeugen mithilfe von 3D-Visualisierungen erkennen konnten. Diese Technologie hat mittlerweile auch ihren Weg in peruanische Silberminen gefunden und trägt dort wesentlich dazu bei, die Stillstandszeiten von Maschinen deutlich zu reduzieren. Die Auswirkungen dieser praktischen Demonstrationen waren ebenfalls erheblich. Laut dem Mining Tech Efficacy Report aus dem Jahr 2021 setzten etwa sieben von zehn Personen, die diese Demonstrationen sahen, später ähnliche Technologien ein, nachdem sie diese in Aktion gesehen hatten.
Was ist ISO 50001?
ISO 50001 ist ein internationaler Standard für Energiemanagement, das sicherstellt, dass Organisationen Best Practices bei der effizienten Nutzung von Energie einhalten.
Wie hat sich KI auf Bergbaumaschinen ausgewirkt?
KI hat die Genauigkeit und Effizienz von Bergbaumaschinen erheblich verbessert und ermöglicht vorausschauende Wartung sowie Echtzeit-Datenanalyse, was zur Reduzierung von Ausfallzeiten und Verbesserung der Sicherheit beiträgt.
Welche Bedeutung haben modulare Designs im Bergbau?
Modulare Designs ermöglichen es, Bergbaumaschinen schnell an verschiedenen Standorten anzupassen oder einzurichten, bieten Flexibilität und reduzieren Infrastrukturkosten.
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