Tester påbörjas vid världens första ”utsläppsfria” bergtäkt

Den 29 augusti började Volvo Construction Equipment tillsammans med Skanska att testa hur väl det egna Electric Site-konceptet fungerar i verkligheten vid Skanskas bergtäkt Vikan, nära Göteborg. Systemet, som bland annat innefattar eldrivna och autonoma Volvo-maskiner, kommer att testas i produktionsmiljö under tio veckor – där det förväntas ge upp till en 95-procentig minskning av koldioxidutsläppen och upp till 25 procent lägre total driftskostnad.

De svenska företagen Volvo Construction Equipment (Volvo CE) och Skanska vänder upp och ned på gruvindustrin med en banbrytande studie för att skapa världens första ”utsläppsfria” bergtäkt. Genom att utnyttja Volvo Groups expertis inom elektromobilitet och automation syftar forskningsprojektet, som går under namnet Electric Site, till att elektrifiera varje transportfas i ett stenbrott – från grävning och primär krossning till transport och sekundär krossning – även om en försumbar mängd dieselenergi kommer att användas. Systemet möjliggör en koldioxidfri produktion av bergmaterial, som används såväl vid byggen som vid tillverkning av asfalt och betong. Med den mätbarhet som systemet medför, kommer produktionen av bergmaterial kunna effektivseras.

Volvo CE och Skanska påbörjade tester av Electric Site-konceptet den 29 augusti vid Skanskas bergtäkt Vikan nära Göteborg, där man producerar stenmaterial för bygg- och anläggningsbehov, samt för asfalt och betong. Produktionstestet ska pågå i tio veckor och har utformats för att generera samma volymer som Skanskas vanliga maskiner, men med en avgörande skillnad i form av upp till 95 % lägre koldioxidutsläpp och upp till 25 % lägre total driftskostnad.

”Det här är första gången som ett försök av den här typen har genomförts inom bergindustrin, och om det lyckas kan Electric Site fungera som en mönstermodell för omställningen inom effektivitet, säkerhet och miljöpåverkan för bergtäkter över hela världen”, förklarar Gunnar Hagman, vd för Skanska Sverige.

Med Electric Site utmanar Volvo CE och Skanska de traditionella arbetsmetoderna inom bergindustrin. Projektet har inneburit utveckling av nya konceptmaskiner, arbetsmetoder och driftsystem för anläggningar, och tillsammans utgör de en komplett platslösning. I den nya tekniken ingår kontrollsystem för maskiner och maskinparker samt logistiklösningar för eldrivna maskiner i bergtäkter.

”Vi har tvingats att tänka om helt kring våra arbetsmetoder och vår syn på maskineffektivitet – och har därmed flyttat fram gränserna för vår kompetens”, säger Melker Jernberg, vd för Volvo CE. ”Den totala platslösning som vi utvecklar tillsammans med vår kund Skanska är ingen kommersiell lösning som vi säljer i dagsläget. Vi kommer att utvärdera resultatet av testerna men har redan lärt oss så mycket, och vissa kunskaper tar vi med oss när vi utvecklar kommande produkter.

Från elefanter till myror

Tre stela truckar har till exempel redan ersatts av åtta mindre, autonoma, batteri-eldrivna konceptlastbärare av modell HX2 för att transportera materialet från den primära krossen och upp till den sekundära krossen.

Prototypen har gjort tydliga framsteg sedan HX1 presenterades för kunder och representanter från internationell press vid Volvo Exploration Forum i september 2016. ”HX1 var vårt konceptbevis”, förklarar Uwe Müller, överordnad projektansvarig för Electric Site på Volvo CE. ”Så fort vi visste att det var genomförbart uppdaterade vi designkraven för HX2 så att den innefattade gemensamma tekniker och komponenter från Volvo Group, såsom elmotorer, batterier och energielektronik. Att integrera en helt ny drivlina var avgörande för att kunna dra full nytta av den banbrytande utveckling inom elektromobilitet som pågår inom Volvo Group. En annan ny funktion är tillägget av ett siktsystem, som gör att maskinen kan upptäcka människor och hinder i närheten.”

Elektrisk uppgradering

Den primära krossen på Skanskas anläggning matas av den kabelanslutna konceptgrävmaskinen EX1, som väger 70 ton och har dubbel energiförsörjning och som aldrig tidigare visats externt. Basmaskinen för EX1 är en Volvo EC750-modell som har uppgraderats så att den utöver dieselmotorn numera även innehåller en elmotor.

”För att få plats med de nya komponenterna i maskinen utan att göra den större krävdes en hel del ompaketering”, förklarade Müller. ”När det gäller förargränssnittet och styrfunktionerna har däremot inget förändrats – den körs på exakt samma sätt som en vanlig Volvo-grävmaskin. Om kabeln ansluts startar maskinen automatiskt i elektriskt läge. Om den inte gör det startar maskinen i dieselläge.”

”Eftersom maskinen blir relativt statisk – grävmaskinen flyttas bara några meter en eller två gånger om dagen när den arbetar sig fram bland den bortsprängda stenen – är den som gjord för att drivas fullt ut med elkabel. När den är ansluten till elnätet har vi därmed kunnat omvandla den till en grävmaskin med noll utsläpp. Vi har dock konstruerat den med flexibilitet i åtanke, så att vi kan använda dieselmotorn när den behövs, till exempel för att omplacera maskinen eller flytta den snabbt inför en sprängning”, fortsätter han.

Stark och tyst

Högarna med material på anläggningen sorteras av LX1, Volvo CE:s elhybridbaserade koncepthjullastare. Maskinen kan ge upp till 50 % högre bränsleeffektivitet, men även betydligt lägre utsläpps- och bullernivåer jämfört med dess traditionella motsvarigheter. 

LX1 är en seriehybrid som innehåller en drivlina bestående av eldrivna motorer monterade på hjulen, elbaserad hydraulik, ett energilagringssystem, en betydligt mindre dieselmotor och ny maskinarkitektur, som bland annat innefattar en ny design för lyftenheten. Det är den här kombinationen som möjliggör den tydliga förbättringen av bränsleeffektiviteten. Prototypen – som innehåller 98 procent nya delar och en helt ny maskindesign – kan utföra samma arbete som en hjullastare som är en storlek större.

Invigning av milstolpe

Testperioden om 10 veckor invigdes den 29 augusti. Bland de närvarande under invigningen fanns Martin Lundstedt, koncernchef och vd för Volvo Group; Melker Jernberg, vd för Volvo CE; Anders Danielsson, koncernchef och vd för Skanska AB; Gunnar Hagman, vd för Skanska Sverige och Mikael Damberg, Sveriges närings- och innovationsminister. Andra gäster var representanter för Energimyndigheten, Linköpings universitet och Mälardalens högskola, WWF, branschföreningen Svensk Bergmaterial Industri, Göteborgs kommun, Göteborgs Energi och svenska medier.

”Det är spännande att äntligen få se hur Volvos konceptmaskiner fungerar tillsammans med laddningssystemen. Jag känner mig extremt stolt att få vara en del av denna innovation – och att få arbeta nära sådana talangfulla kollegor på Volvo CE och Skanska”, sade Joakim Käpynen, produktionsledare på Skanskas bergtäkt Vikan. ”Electric Site bevisar att det går att göra skillnad, genom samarbete och transparans genom hela värdekedjan.”