Bergbau im Wandel: Wege zur emissionsarmen ­Rohstoff­­­­gewinnung der Zukunft

Der Bergbau liefert unzählige Rohstoffe, auf die die Wirtschaft angewiesen ist: von Metallen über seltene Erden bis hin zu Baustoffen. Gleichzeitig gehört die Mining-Industrie zu den Sektoren, in denen Emissionssenkungen besonders herausfordernd sind.

In einem gemeinsamen Whitepaper von ABB und dem Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (Fraunhofer IPA) wird der Bergbau klar als einer der fünf Schlüsselbereiche zur Dekarbonisierung der Schwerindustrie genannt – neben Eisen & Stahl, Zement, Chemie und Öl & Gas.

Viele Anlagen im Bergbau arbeiten mit Dieselmaschinen, schweren mobilen Geräten und mit Prozessen, die große Energiemengen erfordern. Zudem sind Transportstrecken, Aufbereitung und Materialbewegung typischerweise mit einem hohen Energieeinsatz und großen Emissionen verbunden. International erhält der Bergbau bei Dekarbonisierungsbestrebungen deshalb zunehmende Aufmerksamkeit, sowohl aufgrund seiner eigenen Emissionsbilanz als auch wegen seiner Rolle als Enabler für viele andere Branchen.

Der Bergbau steht vor einer vielschichtigen Herausforderung:

• Mobile Emissionen und Diesel: Große Bergbaugeräte wie Muldenkipper, Bohrmaschinen oder Förderfahrzeuge fahren oft mit Diesel oder anderen fossilen Brennstoffen. Diese mobilen Emissionen lassen sich schwer reduzieren, insbesondere in abgelegenen Gebieten ohne Strominfrastruktur.
• Prozessenergie und Wärme: In vielen Aufbereitungs- und Verarbeitungsprozessen (etwa bei der Zerkleinerung, Mahlung, dem Aufschluss oder der Separation) wird Wärme oder Hochtemperaturenergie benötigt. Oft stammen diese Energieformen aus fossilen Quellen.
• Infrastruktur und Grenzen der Elektrifizierung: Für einige mobile Anwendungen oder große Geräte ist eine direkte Elektrifizierung technisch herausfordernd, zum Beispiel aufgrund von Reichweite, Ladeinfrastruktur oder Batteriegewicht. Zudem sind Stromnetze in Bergbaugebieten oft unterdimensioniert oder gar nicht vorhanden.

Dieser Mix aus Mobilität, Wärmebedarf und Energieinfrastruktur macht den Bergbau zu einem besonders anspruchsvollen Sektor für eine emissionsarme Transformation.

Analog zu den im Whitepaper des Fraunhofer IPA und von ABB beschriebenen Ansätzen lassen sich drei zentrale Strategien ableiten.

Direkte Emissionen: Mobile und fossile Energie

Elektrifizierung der Flotte: Nutzung von batterie- oder netzbetriebenen Fahrzeugen, etwa über Oberleitungen und Trolley-Systeme. ABB ist Expertin für Elektrifizierung und bietet Technologien für Elektromobilität und elektrische Antriebe.

Hybrid- oder Brennstoffzellensysteme: Für Szenarien, in denen Batterien derzeit noch nicht ausreichen, kann der Mix aus Brennstoffzellen mit grünem Wasserstoff oder Hybridansätzen helfen, fossile Dieselanteile zu senken.

Alternative Kraftstoffe: Die Nutzung synthetischer grüner Kraftstoffe könnte in Übergangszeiträumen Emissionen verringern.

Wärmebedingte Emissionen: Prozesswärme in Aufbereitung und Trocknung 

Elektrifizierung von Wärmeprozessen: Einsatz von elektrischen Heizelementen, Industriewärmepumpen oder Induktionstechniken, sofern technisch möglich. 

Abwärmerückgewinnung: Prozessabwärme oder Abgaswärme kann zur Vorwärmung, Trocknung oder zur Einspeisung in Wärmenetze genutzt werden. 

Unterstützung durch Solar- oder Geothermie: An geeigneten geographischen Standorten kann solarthermische Energie oder geothermische Wärme genutzt werden, um fossile Wärmeerzeuger zu entlasten. 

Strombedingte Emissionen: Elektroanlagen, Antriebe und elektrische Systeme 

Hocheffiziente Motoren und Antriebe: Einsatz von Motoren mit hoher Effizienzklasse wie den SynRM von ABB mit IE5-Effizienz sowie Frequenzumrichter zur Anpassung der Drehzahl an den tatsächlichen Bedarf. 

Digitalisierung, Condition Monitoring und Optimierung: Durch intelligente Steuerung, Cloud-Analytik und vorausschauende Wartung werden Energieverluste erkannt und reduziert. 

Ausbau erneuerbarer Stromquellen vor Ort: Solar-, Wind- oder hybride Erzeugungsanlagen direkt am Bergbauareal, gekoppelt mit Speicherlösungen, um die Elektrifizierung emissionsarm zu betreiben. 

Darüber hinaus sind Carbon Capture, Utilization and Storage (CCUS) und grüner Wasserstoff als längerfristige Ergänzungsstrategien relevant: Für unvermeidbare Emissionen oder Prozesse, die fossile Rückstände freisetzen, bleibt die Abscheidung und Speicherung oder Nutzung von CO2 ein wichtiger Baustein. 

Die Dekarbonisierung des Bergbaus ist technisch anspruchsvoll, aber keineswegs unlösbar. Das gilt umso mehr, wenn Maßnahmen übergreifend kombiniert und schrittweise umgesetzt werden.

Standortspezifität ist dabei entscheidend: In Regionen mit guter Strominfrastruktur und einem hohen Anteil erneuerbarer Energie wird die Elektrifizierung stärker dominieren. In entlegenen Gebieten könnten Trolley-Systeme, lokal erzeugte erneuerbare Energie wie Solar oder Wind und hybride Ansätze sinnvoller sein.

ABB ist hier strategisch positioniert: Mit umfassendem Know-how zu elektrischen Antrieben, Automatisierung, Energiemanagement und digitaler Steuerung kann das Unternehmen Bergbauunternehmen bei der Umsetzung dieser Transformationsschritte unterstützen – von der elektrischen Flotte über die Energieoptimierung bis hin zur Energieversorgung abseits zugänglicher Stromnetze.

Die Zusammenarbeit mit Forschungseinrichtungen wie dem Fraunhofer IPA ermöglicht, dass Technologien frühzeitig bewertet und in den industriellen Kontext gebracht werden. Die Herausforderungen – von Reichweite bis Infrastrukturinvestitionen – sind groß. Doch die Chancen, langfristig emissionsarme, effiziente und wettbewerbsfähige Bergbaubetriebe zu betreiben, sind es ebenso.

Frühzeitige Investitionen in Elektrifizierung, Energieeffizienz und alternative Technologien zahlen sich nicht nur ökologisch aus, sondern auch wirtschaftlich: Sie führen zu niedrigeren Betriebskosten, einer besseren Marktposition und größerer Akzeptanz im Kontext der globalen Transformation.