L'estrazione mineraria, nota anche come estrazione a cielo aperto, rappresenta circa il 40% di tutte le emissioni di gas serra legate all'estrazione mineraria a livello globale, secondo il Consiglio internazionale sulle emissioni di minerali. A differenza dell'estrazione sotterranea, l'estrazione a striscia elimina interi strati di suolo e roccia per accedere alle cuciture minerali, un processo che richiede enormi quantità di energia per l'esplosione, l'autotrasporto, la frantumazione e il materiale.

La stampa a carbone delle operazioni di estrazione mineraria a striscia

Per ridurre efficacemente le emissioni, gli operatori devono prima capire da dove provengono. In una tipica miniera di strip, tre attività dominano il profilo del carbonio: sgombero e sovraccarico, trasporto di materiale, e trasformazione o beneficiario. La rimozione di sovrappeso comporta la rimozione fino a 30 metri di roccia e suolo, spesso utilizzando escavatori a gasolio e decine di camion di haul che funzionano 20 ore al giorno.

Diversi fattori influenzano l'intensità delle emissioni: profondità del deposito, dell'età e dell'efficienza delle attrezzature, della qualità del combustibile e della prossimità alle strutture di elaborazione. Le miniere più vecchie spesso si basano su attrezzature che hanno 10-15 anni, progettate prima che esistessero standard più rigorosi di emissioni.

Adottare le tecnologie più pulite

Elettrificazione di Apparecchiature Mobili

Il cambio tecnologico più efficace è l’elettrificazione. Molte miniere sono già pionieri dei camion a batteria. Nel 2022, la compagnia mineraria svedese Boliden ha testato un camion completamente elettrico da Epiroc alla sua miniera di Kankberg, segnalando una riduzione del 30% del costo totale di energia per tonnellata spostata.

Rinnovabili-riforniti di schiacciamento e di trasporto

I trasportatori, una volta elettrificati, possono essere alimentati da array solari o turbine eoliche in loco, e sostituiscono decine di camion diesel. I sistemi di trasporto e di frantumazione Scoid (IPCC) vengono adottati a miniere come Grasberg in Indonesia e Chuquicamata in Cile, riducendo l’uso di carburante del 20-30%.

Alimenti alternativi e Sistemi ibridi

Per le miniere che non possono elettrificare ogni pezzo di apparecchiature a breve termine, i sistemi ibridi e i combustibili alternativi offrono una soluzione a medio termine. Le cellule di combustibile idrogeno, ad esempio, possono alimentare grandi autocarri a mezzo con emissioni zero di carburanti.

Ottimizzazione dell'efficienza operativa

Analitica avanzata e gemelle digitali

Le operazioni di estrazione mineraria utilizzano sempre più modelli digitali per simulare ogni fase del processo di estrazione, identificando i colli di bottiglia che sprecano il combustibile. Ad esempio, un gemello digitale di una miniera di striscia nel bacino del fiume Powder di Wyoming ha rivelato che i camion di trasporto hanno speso una media di 35 minuti per idling di spostamento, in attesa di caricatori.

Manutenzione predittiva

La manutenzione predittiva utilizza l'analisi delle vibrazioni, il campionamento del petrolio e l'imaging termico per rilevare l'usura prima di un guasto. Mantenendo i motori in condizioni di picco, le miniere mantengono l'efficienza ottimale del combustibile, un motore diesel ben dotato brucia il 10-15% meno combustibile per tonnellata spostato rispetto a una riduzione del 10% meno rispetto a quella scarsamente mantenuta.

Pianificazione integrata delle miniere

L’efficienza operativa deve essere pianificata fin dall’inizio. I piani di rimozione dei rifiuti e l’estrazione del minerale per ridurre al minimo le distanze di trasporto possono drasticamente ridurre le emissioni. Ad esempio, invece di rimuovere il sovrappeso dall’intero pozzo come un unico blocco, la spolveratura graduale rivela gradualmente il minerale mentre il riempimento delle aree di scarto precedenti.

Utilizzo delle fonti energetiche rinnovabili

Solare e vento on-Site

I siti minerari hanno spesso vasti tratti di terreni sgomberati, perfettati da array solari su scala di utilità. La miniera di rame-uranio BHP operata in Australia del Sud utilizza già una 10 MW solare per alimentare il suo impianto di trasformazione, riducendo il consumo di energia elettrica della rete elettrica del 12%.

Recupero di calore geotermico e rifiuti

In Islanda e in Africa orientale, il calore geotermico viene utilizzato per asciugare i serbatoi di lavorazione del minerale e del preriscaldamento, sostituendo caldaie a combustibile. I sistemi di recupero del calore sui macchinari minerari sono un'altra opportunità sottoutilizzata. Un motore diesel converte solo circa il 35% dell'energia del combustibile in lavoro meccanico; il resto sfugge come calore.

Idrogeno verde per operazioni off-Grid

Per le miniere remote, dove la connessione alla rete è impossibile, l'idrogeno verde, prodotto in loco tramite elettrolisi alimentata a energia solare, può decarbonizzare processi ad alto calore. L'idrogeno viene testato per la riduzione diretta del minerale di ferro in strutture come il pilota HYBRIT in Svezia, e può anche alimentare generatori a polvere pesante durante i periodi di nuvoloso o di fermo.

Esecuzione del Reclamativo e Riforestazione

Sequestro di carbonio attraverso il restauro di terra

Richiamando che la terra, degradando i mucchi ai contorni originali, sostituendo il topsoil e piantando la vegetazione nativa, crea un lavandino di carbonio. Un programma di ri-vegetazione ben progettato può sequestrare 2-5 tonnellate di CO2 per ettaro all'anno durante il primo decennio dopo la semina, a seconda della selezione di clima e specie.

Biochar e Soil Modifica

Biochar è altamente stabile e può bloccare il carbonio per secoli, migliorando la ritenzione idrica e la disponibilità di nutrienti per le piante. Uno studio su una miniera di molibdeno recuperata in Colorado ha scoperto che l'aggiunta di 10 tonnellate di biocarro per ettaro ha aumentato lo stoccaggio di carbonio di 8 tonnellate per cinque anni, rispetto a un terreno non misurato.

Restauro costiero e Wetland

Per le miniere situate vicino alle coste o ai fiumi, il ripristino delle mangrovie o delle zone umide ripariane offre tassi eccezionalmente elevati di sequestrazione di carbonio, fino a 10-15 tonnellate per ettaro all’anno. La miniera di Grasberg in Indonesia, sebbene non una miniera di striscia, ha investito pesantemente nel restauro di mangrovie negli estuari adiacenti per compensare le sue emissioni.

Incoraggiare la conformità e la certificazione regolamentari

Reporting obbligatorio e Cap‐and‐Trade

Canada, Australia e l’UE richiedono ora grandi miniere per segnalare Scope 1, 2 e 3 emissioni all’anno. Nelle giurisdizioni con i prezzi al carbonio, come l’imposta sul carbonio della British Columbia a CA$80/tonne, gli operatori hanno un incentivo finanziario diretto per ridurre le emissioni.

Catene di certificazione (ad esempio, ICMM, IRMA)

Il Consiglio Internazionale sulle Mining e i Metals (ICMM) richiede alle aziende associate di fissare obiettivi di riduzione del carbonio allineati con l'Accordo di Parigi. L'Iniziativa per la Assicurazione Mining Responsabile (IRMA) premia i crediti per l'utilizzo di energia rinnovabile, l'efficienza energetica e gli offset di carbonio.

Mercati del carbonio e disinserimento

Anche le migliori misure di efficienza non possono eliminare tutte le emissioni. Gli offset da bonifica, riforestazione e deforestazione evitati consentono alle miniere di raggiungere obiettivi nettamente zero. Il mercato dei crediti al carbonio dovrebbe raggiungere i 50 miliardi entro il 2030.

Promuovere l'impegno comunitario e degli azionisti

Soluzioni di Co-Designing con Conoscenza Indigena

In Australia, i Martu hanno collaborato con le aziende minerarie per pianificare sequenze di rivegetation che si allineano con le pratiche di combustione indigene, che riducono il rischio di incendio e aumentano la sequestrazione di carbonio.

Accordi di trasparenza e condivisione dei benefici

Le comunità vicine alle miniere di strip spesso portano il brusco danno ambientale. La comunicazione trasparente sugli obiettivi di riduzione delle emissioni, i dati di monitoraggio e gli impatti sulla salute è essenziale.

Istruzione e Incentivi dei dipendenti

Infine, la forza lavoro di una miniera deve comprendere e sostenere la riduzione delle emissioni. I programmi di formazione sulla guida a basso consumo di carburante, le procedure di arresto delle attrezzature adeguate e la sicurezza energetica rinnovabile possono ridurre i consumi inutili. Alcune miniere offrono ora bonus finanziari per gli operatori che mantengono il consumo di carburante più basso per turno. Un programma pilota presso una miniera di carbone nella Virginia Occidentale ha visto una riduzione del 4% dell'uso generale del diesel dopo l'attuazione di un sistema di riconoscimento "Green Operator".

Misurazione di Progressi e di Outlook Futuro

Ridurre l’impronta di carbonio dell’estrazione a strisce non è un progetto a tempo pieno ma un ciclo continuo di misura, innovazione e adattamento.Gli operatori devono tracciare indicatori chiave di performance (KPI) come chilogrammi di CO2 per tonnellata di materiale spostato, penetrazione di energia rinnovabile e assorbimento del carbonio di bonifica.

Il prossimo decennio vedrà un cambiamento drammatico. I progetti dell’Agenzia Internazionale per l’Energia che l’estrazione mineraria dovrà aumentare la produzione di minerali critici del 300% per soddisfare obiettivi energetici nettamente zero, anche come l’industria stessa decarbonizza. Questa “doppia sfida” rende le strategie qui delineate non solo bello-a-have ma essenziale per la sopravvivenza.

Adottando tecnologie più pulite, ottimizzando le operazioni, utilizzando energia rinnovabile, recuperando terra, rispettando gli standard normativi e coinvolgendo le parti interessate, le operazioni di strip mining possono ridurre significativamente la loro impronta di carbonio, contribuendo a un ambiente più sano e a un'estrazione più sostenibile delle risorse.