Die globale Bergbauindustrie steht vor einem tiefgreifenden Wandel: Dekarbonisierung, steigende Energiekosten und verschärfte Umweltauflagen zwingen Betreiber dazu, neue Wege in der Elektrifizierung ihrer Prozesse zu gehen. Besonders im Untertagebereich stellt dies hohe technische Anforderungen, da extreme Umweltbedingungen, lange Transportwege und hohe Lasten beherrscht werden müssen.
Ein Leuchtturmprojekt in diesem Transformationsprozess ist die Erweiterung eines Bergwerks im schwedischen Rävliden. Gemeinsam mit Epiroc und einem Energie- und Automatisierungspartner verfolgt das Bergwerksunternehmen in Rävlden das ehrgeizige Ziel, eine vollständig batterie-elektrische Untertageförderung mit Trolley-Unterstützung zu realisieren. Ziel ist es, den Materialtransport vollständig emissionsfrei, leistungsfähig und wirtschaftlich umzusetzen.
Die geologischen, infrastrukturellen und betrieblichen Rahmenbedingungen in Rävliden stellten außergewöhnlich hohe Anforderungen an die technische Umsetzung. Die Hauptrampe des erweiterten Bergwerks ist fünf Kilometer lang, weist Steigungen von bis zu 14 % auf und überwindet einen Höhenunterschied von 750 Metern. Unter Tage herrschen extreme Bedingungen wie hohe Luftfeuchtigkeit, starke Staubbelastung und aggressive Grubenwässer. Diese Faktoren setzen elektrischen Systemen erheblich zu und erfordern besonders robuste, korrosionsbeständige Komponenten sowie zuverlässige Schutzmaßnahmen.
Hinzu kommt, dass die Platzverhältnisse in der Rampe äußerst beengt sind. Der Förderweg wird zudem als Mehrzweckstrecke genutzt, sodass auch konventionelle Fahrzeuge während des Betriebs dort fahren können müssen. Erschwerend wirkte außerdem, dass es bislang keine etablierten Normen oder Standards für Trolley-Systeme im Untertagebau gibt.
Sicherheitsfragen im Zusammenhang mit freiliegenden Oberleitungen sowie die Gewährleistung ausreichender Isolationsabstände standen daher von Beginn an im Mittelpunkt der Planung.
Parallel zu diesen technischen Herausforderungen bestand seitens des Betreibers der klare Anspruch, die Förderung vollständig ohne Dieselemission zu realisieren. Klassische Förderlösungen wie Bandanlagen oder Schachtförderung waren aufgrund der Gegebenheiten nicht realisierbar. Damit blieb die radgebundene, elektrische Förderung als einzige technisch und wirtschaftlich tragfähige Lösung.
Die technische Lösung basiert auf einem ganzheitlichen Systemansatz, der Fahrzeug, Energieversorgung, Infrastruktur und Automatisierung zu einer funktionalen Einheit verbindet. Herzstück des Systems ist der batterie-elektrische Epiroc Minetruck MT42 SG Trolley. Dieses Fahrzeug basiert auf der bewährten MT42-Plattform, wurde jedoch um einen Dachstromabnehmer ergänzt, der die Energie während der Bergauffahrt direkt aus der Oberleitung bezieht. Durch die Kombination aus Batterie- und Trolleybetrieb konnte die Batteriekapazität um rund siebzig Prozent reduziert werden und gleichzeitig die Geschwindigkeit in der Rampe erheblich gesteigert werden.
Batterie des Epiroc Minetrucks MT42 SG
Die Energieinfrastruktur wird durch das System des Projektpartners bereitgestellt. Es deckt die komplette elektrische Auslegung vom Netzanschlusspunkt bis zum Antrieb des Fahrzeugs ab. Die fünf Kilometer lange Rampe ist in drei Versorgungsabschnitte mit jeweils eigenen Gleichrichterstationen unterteilt. Die Oberleitung arbeitet mit einer Gleichspannung von 900 bis 1.500 Volt und stellt pro Abschnitt eine Leistung von bis zu 1,5 kW bereit. Damit können zwei Förderfahrzeuge gleichzeitig mit voller Leistung betrieben werden. Bei höherem Fahrzeugaufkommen steht zusätzliche Leistung über die Fahrzeugbatterie zur Verfügung.
Teststrecke
Für die Energieinfrastruktur wurde die Förderung auf einer Teilstrecke von 850 m inklusive einer Kurve getestet. Dabei wurden 14 % Steigung überwunden, es gab eine Gleichrichterstation und einen Dumper.
Der Fahrzyklus ist so ausgelegt, dass die beladenen Dumper die fünf Kilometer lange Steigung überwiegend im Trolley-Betrieb zurücklegen. Auf flacheren Streckenabschnitten ohne Oberleitungen erfolgt der Übergang in den reinen Batteriebetrieb. Bei der anschließenden Talfahrt wird durch Rekuperation ein Großteil der Energie in die Batterie zurückgespeist. Ein vollständiger Förderzyklus dauert rund eine Stunde.
Besonderes Augenmerk lag auf der elektrischen Sicherheit. Über ein Jahr hinweg wurden Isolationsmessungen unter realen Betriebsbedingungen durchgeführt. Zusätzlich kamen umfangreiche Simulationen zum Einsatz, um Lastfälle, Redundanzkonzepte und das Verhalten bei Teilausfällen von Komponenten zu analysieren. Es ist möglich, die gesamte Anlage inkl. Aller elektrischen und energetischen Prozesse in Echtzeit lückenlos zu überwachen.
Nach dem erfolgreichen Betrieb der 800 Meter langen Demonstrationsstrecke in den Jahren 2023 und 2024 konnte die Funktionsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit des Gesamtsystems gezeigt werden. Die Fahrzeuge erreichten im beladenen Zustand eine batterie-elektrische Autonomie von über vier Kilometern und konnten die maximalen Steigungen im Trolley-Betrieb mit voller Leistung bewältigen. Auch unter extremer Luftfeuchtigkeit zeigte sich die elektrische Isolierung dauerhaft stabil.
Durch die vollständige Elektrifizierung des Förderverkehrs konnten die Dieselabgase eliminiert werden. Da Wärmeentwicklung, Lärmemissionen und Schadstoffbelastung im Grubenwetter reduziert wurden, sinkt gleichzeitig der Bedarf an energieintensiver Wetterführung. Dies führt zu deutlich geringeren Betriebskosten und verbessert die Arbeitsbedingungen unter Tage.
Ein wesentlicher Erfolgsfaktor des Projekts war die enge Zusammenarbeit zwischen dem Bergwerksunternehmen, Epiroc und dem Elektroinstallationspartner. Die gemeinsame Entwicklung von Schnittstellen, Sicherheitskonzepten und Betriebsstrategien ermöglichte es, technische Risiken frühzeitig zu identifizieren und gezielt zu minimieren. Die kontinuierliche Einbindung der späteren Betreiber des Systems stellte sicher, dass die Lösungen auch im praktischen Alltag unter Tage zuverlässig funktionieren.
Das Projekt Rävliden verdeutlicht, dass batterie-elektrische Trolley-Systeme im Untertagebau heute nicht mehr nur Zukunftsvision, sondern industriell erprobte Realität sind. Durch die intelligente Kombination aus Batterieantrieb und Oberleitung lassen sich auch lange und steile Rampen wirtschaftlich, leistungsfähig und emissionsfrei betreiben.
Der Epiroc Minetruck MT42 SG Trolley in Verbindung mit dem Oberleitungssystem zeigt, dass der Systemgedanke entscheidend für den Erfolg ist. Erst das präzise Zusammenspiel von Fahrzeugtechnik, Energieversorgung, Automatisierung und Sicherheitskonzepten ermöglicht einen dauerhaft stabilen Betrieb unter extremen Bedingungen.
Für den Bergbau Untertage mit mittelgroßen Erzkörpern mit Zugang zu grüner Energie bietet der batterie-elektrische Trolley-Betrieb eine der effizientesten, nachhaltigsten und wirtschaftlichsten Förderlösungen.
