Institute for Advanced Mining Technologies at RWTH Aachen University

Forschung

Allgemeine Unternehmensbeschreibung:

Das Institute for Advanced Mining Technologies (AMT) ist Teil der Fakultät Georessourcen und Materialtechnik an der RWTH Aachen und gehört zur Fachgruppe für Rohstoffe und Entsorgungstechnik (FRE).
In Forschung und Lehre steht das AMT für eine sichere, effiziente und verantwortungsvolle Rohstoffversorgung durch die Automatisierung, Digitalisierung und Elektrifizierung von Bergbaumaschinen und -prozessen und gehört zu den weltweit führenden Instituten in diesem Bereich. So wurde der Begriff „Bergbau 4.0“ beispielsweise von Wissenschaftlern des AMT geprägt und in den internationalen Diskurs eingebracht.

Rolle im Projekt

Das Institute for Advanced Mining Technologies (AMT) steht dem Konsortium als Projektkoordinator vor und erforscht im Rahmen des Projektes die Auswirkungen der Elektrifizierung auf Rohstoffgewinnungsbetriebe, um hieraus die Entwicklung zweier Schlüsseltechnologien zu ermöglichen. Hierbei handelt es sich zum einen um die Entwicklung eines bergbaulichen Energiemodells und optimierter Abbauplanung zur Verbrauchsprognose und betrieblichen Optimierung. Des Weiteren entwickelt das AMT im Rahmen von ELMAR ein Transformationskonzept für die Elektrifizierung von Rohstoffgewinnungsbetrieben. Zudem ist das AMT als Vertreter des Reallabors Nivelstein im Rahmen des Projektes für den use case Nivelstein und für die Implementierung der Transportlösung verantwortlich
Die nachfolgenden Inhalte werden im Rahmen des ELMAR-Projektes erarbeitet.

1. Entwicklung eines bergbaulichen Energiemodells und optimierter Abbauplanung zur Verbrauchsprognose und betrieblichen Optimierung.
Dieses Teilziel entwickelt einen Ansatz auf Basis der Berücksichtigung potenzieller Energieaspekte für die Abbauplanung und Produktionssteuerung. Dazu gehören die Energieerzeugung vor Ort, beispielweise durch PV-Anlagen, eine Energiespeicherung durch lokale Batteriespeichersysteme, die Optimierung des Energieverbrauchs von Fahrzeugen sowie Produktionsziele und -beschränkungen. Diese energetischen Einflussfaktoren werden mit Hilfe dieses Teilziels in der täglichen Produktionssteuerung und kurzfristigen Planung, aber auch in der mittel- und langfristigen Planung berücksichtigt. Dieser Ansatz eines energetisch optimierten operativen Abbauplans kann dann auf den taktischen oder strategischen Grubenplan übertragen werden. Mit der geometrischen Ausweitung eines Bergbaubetriebs steigt durch die Zunahme der Transportwege auch entsprechend der Energiebedarf, was insbesondere für die Prozesssicherheit batterieelektrischer Transportfahrzeuge eine erhebliche Herausforderung darstellen kann. Mit Hilfe, der zu entwickelnden energieoptimierten und modellbasierten Abbauplanung wird es möglich sein, Emissionen zu reduzieren und ein nachhaltiges sowie effizientes Energiemanagement in der Rohstoffgewinnung zu erreichen.
Insgesamt ermöglicht ein derartiges Modell zur Produktionssteuerung einen effizienten Gewinnungsbetrieb, die Integration erneuerbarer Energien sowie eine Unterstützung der Steuerung von Abbauprozessen. Darüber hinaus wird die Nutzung von Energieressourcen optimiert und schließlich das Treffen fundierter und datengestützter Entscheidungen für die Einführung von batteriebetriebenen Transportfahrzeugen erleichtert.

2. Entwicklung eines Transformationskonzepts für Rohstoffgewinnungsbetriebe zur Definition von Anforderungen, SOLL-Zuständen, Umsetzungsszenarien. Im Rahmen des Projektes werden hier die methodischen und konzeptionellen Grundlagen des Konzeptes erarbeitet. Zudem werden die Ergebnisse und Erkenntnisse aus den Use Cases genutzt, um Handlungsempfehlungen für die Elektrifizierung des Transports in der Rohstoffindustrie abzuleiten.
Die Entwicklung des Transformationskonzepts hat das Ziel, eine systematische und modulare Konzeption für die Umstellung konventioneller Betriebsmodelle hin zu einem elektrifizierten Transport in der Rohstoffgewinnung zu realisieren. Hierfür werden zunächst die Anforderungen der Rohstoffgewinnungsbetriebe an eine Elektrifizierung und den Einsatz von elektrisch-autonomen Transportahrzeugen in der ersten Projektphase identifiziert. Anschließend werden die Auswirkungen einesr Elektrifizierungsansatzes auf die Transformation von Rohstoffgewinnungsbetrieben am Beispiel der Use Case Betriebe analysiert. Abschließend erfolgt das Ableiten von Handlungsempfehlungen und einer Guideline aus den Erkenntnissen der Use Cases des Projektes für die Elektrifizierung von Rohstoffgewinnungsbetrieben.
Mithilfe dieses Transformationskonzeptes soll zukünftig die Elektrifizierung von Rohstoffgewinnungsbetrieben nachvollziehbar, erleichtert und stärker vorangetrieben werden. Auf diese Weise wird es möglich, dass die Rohstoffgewinnung an der Erfüllung der Klimaziele von EU und Bundesregierung partizipieren kann.