Anwendungen von Steinbrechern in der Infrastruktur für erneuerbare Energien

Australiens Ausbau erneuerbarer Energien – und sein Problem der Gesamtversorgung

Australien befindet sich inmitten des größten Ausbaus der Infrastruktur für erneuerbare Energien seiner Geschichte. Das Ziel der Bundesregierung, bis 2030 821.300 Tonnen Strom aus erneuerbaren Energien zu erzeugen, treibt zusammen mit den von den Bundesstaaten New South Wales, Victoria, Queensland, Südaustralien und Westaustralien eingerichteten Förderzonen für erneuerbare Energien (REZs) ein Investitionsprogramm in Höhe von mehreren hundert Milliarden Dollar voran. Dieses Programm umfasst Windkraftanlagen, Solaranlagen, Batteriespeicher und Hochspannungsleitungen in überwiegend ländlichen, abgelegenen Gebieten, die – entscheidend für die Baulogistik – weit von einer etablierten Infrastruktur zur Versorgung mit Zuschlagstoffen entfernt sind. Die Förderzone New England in New South Wales, der Western Renewables Link in Victoria, die South West Renewable Energy Zone in Westaustralien und die entstehenden Offshore-Windparks stehen alle vor einer gemeinsamen Herausforderung, die Projektentwickler häufig unterschätzen, bis sie sich als kritischer Punkt im Projektablauf erweist: die rechtzeitige Bereitstellung ausreichender Mengen an Zuschlagstoffen am richtigen Ort für die erforderlichen Tiefbauarbeiten.

Ein Windpark im Versorgungsmaßstab mit 50–150 Turbinen benötigt 80.000–300.000 Tonnen Zuschlagstoffe für die Fundamente der Turbinen, Zufahrtsstraßen, Kranstellplätze, den Bau von Umspannwerken und die Verfüllung von Kabelgräben. Ein großer Solarpark mit einer Leistung von 200–500 MW benötigt 50.000–200.000 Tonnen für die Fundamente der Nachführsysteme, interne Straßen, Wechselrichterstationen und Zufahrtswege für die Umzäunung. Bei Projekten in ländlichen Gebieten, die 100–400 km von bestehenden Steinbruchinfrastrukturen entfernt liegen, können die Transportkosten für diese Zuschlagstoffmenge 1,4 Billionen bis 1,4 Billionen US-Dollar pro Projekt erreichen – ein Kostenfaktor, der die Wirtschaftlichkeit des Projekts direkt beeinflusst und zu den am besten steuerbaren Kosten im Baubudget zählt, wenn die Materialbeschaffung durch mobile Brechanlagen vor Ort anstatt durch die passive Abnahme von kommerziellen Steinbruchlieferungen erfolgt.

Windparkbau: Gesamtanforderungen über den gesamten Projektlebenszyklus

Konstruktion von Turbinenfundamenten

Jedes Windkraftanlagenfundament – ​​eine Stahlbeton-Schwerkraftfundamentierung oder eine Pfahl-Platten-Konstruktion mit einem Durchmesser von 15–25 Metern – benötigt 200–600 Tonnen Zuschlagstoffe für die Betonmischung, die Unterbauvorbereitung und die umgebende Dränageschicht. Für einen Windpark mit 100 Turbinen entspricht dies allein für die Fundamente 20.000–60.000 Tonnen Zuschlagstoffe, die zu den einzelnen Turbinenstandorten auf einer Fläche von 5.000–20.000 Hektar ländlichem Gelände geliefert werden. Die Zufahrtsstraßen, die diese Standorte verbinden, benötigen zusätzlich 30.000–80.000 Tonnen Zuschlagstoffe für den Straßenbau, und die Kranstellplätze für die Turbinenmontage erfordern pro Kranstellplatz 5.000–15.000 Tonnen verdichtetes Schottermaterial. Der kombinierte Gesamtbedarf – 55.000 bis 155.000 Tonnen für ein Projekt mit 100 Turbinen – konzentriert sich auf den 18- bis 36-monatigen Bauzeitraum und stellt eine Herausforderung für Beschaffung und Logistik dar, die durch die Versorgung mit Rohmaterial aus Steinbrüchen allein selten ohne erhebliche Projektrisiken bewältigt werden kann.

Zufahrtsstraßenbau für abgelegene Turbinenstandorte

Zufahrtsstraßen zu Windparks müssen dem schwersten Baustellenverkehr standhalten, der bei Bauprojekten aller Art vorkommt: Rotorblatttransporter mit 60–80 Meter langen Rotorblättern benötigen eine Schwenkbreite und einen Wendekreis, die breite und gut ausgebaute Straßen erfordern; Turmsegmenttransporter transportieren Einzellasten von 80–120 Tonnen, die CBR-Werte und Deckschichtdicken des Unterbaus erfordern, die über die üblichen Spezifikationen für ländliche Straßen hinausgehen. Der Bau von Straßen nach diesen Standards durch felsiges Gelände mit einem mobiler Steinbrecher Die Verarbeitung lokaler Gesteinsvorkommen senkt die Straßenbaukosten, indem importiertes Zuschlagmaterial in den Straßenabschnitten ersetzt wird, in denen geeignetes Gestein in wirtschaftlicher Transportentfernung zur Trasse verfügbar ist. Projektleiter von Windparks, die während der Straßenbauphase Brechprogramme für Gesteinskörnungen einrichten, berichten regelmäßig von Kosteneinsparungen von 40–651 Tonnen Zuschlagmaterial in den Straßenabschnitten, die durch lokales Brechen im Vergleich zu Abschnitten mit Gesteinslieferungen aus kommerziellen Steinbrüchen versorgt werden.

Bau eines Solarparks: Fundamente für Nachführsysteme, interne Straßen und Zaunanlagen

In Australiens sonnenreichen Gebieten – den halbtrockenen Regionen im Westen von New South Wales, im Südwesten von Queensland, im Weizengürtel von Westaustralien und im Norden von Südaustralien, wo die Sonneneinstrahlung am höchsten ist – werden Solarparks im Kraftwerksmaßstab zunehmend auf Flächen errichtet, die von flachen, steinigen Böden durchzogen sind, wie sie für diese geologischen Umgebungen typisch sind. Die Fundamente der Solartracker – die gerammten Stahlpfähle oder Schraubanker, die einachsige Nachführsysteme tragen – benötigen für das Rammen einen freien, steinfreien Untergrund: Ein Felsbrocken im Rammkanal lenkt die Pfahlgründung ab oder blockiert sie, was Aushub und Entfernung erfordert und somit Zeit und Kosten für jede betroffene Trackerreihe erhöht. Die vor Baubeginn durchgeführte Steinräumung und -zerkleinerung entlang der Installationskorridore für die Tracker, bevor das Rammteam anrückt, beseitigt das Problem der Felsbrocken zu deutlich geringeren Kosten als die Tagesmiete eines Rammgeräts, das während der Aushubarbeiten zur Beseitigung der Hindernisse warten muss.

Interne Straßennetze in großen Solarparks – die Schotterwege, die Wartungsfahrzeugen die Zufahrt zwischen Wechselrichterstationen, Transformatoren und Trackerreihen ermöglichen – benötigen für ein typisches 200-MW-Projekt 15.000 bis 50.000 Tonnen Zuschlagstoffe, die in einem kompakten Bauablauf konzentriert werden müssen. Bei Solarprojekten in felsigem Gelände, wo die Oberflächenvorbereitung durch Brechen ohnehin geplant ist, schlägt die direkte Weiterleitung des Brechmaterials auf das interne Straßennetz zwei Fliegen mit einer Klappe: Die Geländevorbereitung und die Zuschlagstoffversorgung für den Straßenbau werden gleichzeitig durch denselben Brechvorgang abgedeckt. Dies reduziert die gesamten Materialkosten des Projekts und beseitigt eine der beiden terminlichen Abhängigkeiten, die üblicherweise zu Engpässen im Tiefbauablauf führen.

Hochspannungsleitungen: Korridor-Aggregat für Turmfundamente und Zufahrten

Neue Hochspannungsleitungen – die 500-kV- und 330-kV-Leitungen, die zur Anbindung abgelegener Gebiete mit erneuerbarer Energieerzeugung an Ballungszentren benötigt werden – verlaufen durch Hunderte von Kilometern ländliches und oft felsiges Gelände. Dort ist die kommerzielle Zuschlagstoffversorgung entweder nicht möglich oder aufgrund der langen Transportwege unerschwinglich. Jedes Turmfundament – ​​typischerweise eine vierbeinige Betonplatte, für die 15–40 Tonnen Zuschlagstoff pro Turm benötigt werden – muss über die gesamte Leitungslänge errichtet werden, oft an Stellen, die nur über die Zufahrtsstraße erreichbar sind, die gleichzeitig mit den Turmfundamenten gebaut wird. Dieses logistische Dilemma – man benötigt Zuschlagstoff für den Bau der Zufahrtsstraße, aber man benötigt die Zufahrtsstraße, um den Zuschlagstoff anzuliefern – ist genau die Situation, in der mobile Brechanlagen aus lokalen Kiesgruben das Paradoxon lösen. Sie gewinnen den Zuschlagstoff direkt am Turmstandort aus nahegelegenem Gestein, anstatt ihn über eine noch nicht existierende Straße aus einem weit entfernten Steinbruch zu importieren.

Das Humelink-Übertragungsprojekt (NSW), Western Renewables Link (Vic) und Project EnergyConnect (SA/NSW) sind Beispiele für große Übertragungskorridorprojekte, bei denen der Einsatz mobiler Brechanlagen entlang der Korridore als Strategie zur Kostenreduzierung bei der Zuschlagstoffversorgung geprüft wurde. Für Projektmanager, die die Machbarkeit mobiler Brechanlagen in ihrem Übertragungskorridor bewerten, bietet Watanabe eine standardisierte geologische Korridorbewertungsmethodik an. Diese identifiziert potenzielle Abbaustellen anhand öffentlich zugänglicher geologischer Kartendaten und ermöglicht so eine erste Machbarkeitsabschätzung, bevor Kosten für Felduntersuchungen anfallen.

Verfüllung von Kabelgräben und Management unterirdischer Kabelkorridore

Unterirdische Kabelkorridore – die in Projekten für erneuerbare Energien zunehmend für die Verkabelung zwischen den Anlagen und den Netzanschluss genutzt werden – erfordern spezielle Zuschlagstoffe für den Kabelgrabenbau: Feinsand oder feines Zuschlagmaterial als Bettung direkt um das Kabel (typischerweise 100 mm tief, 0–5 mm sauber, für das Wärmemanagement der Kabelisolierung); eine 150–300 mm dicke Umhüllung aus 10–20 mm sauberem Zuschlagmaterial zum mechanischen Schutz; und importiertes, ausgewähltes Füllmaterial oder Aushubmaterial für die obere Grabenverfüllung. Das Bettungs- und Umhüllungsmaterial – das frei von kantigen Partikeln sein muss, die die Kabelisolierung mit der Zeit beschädigen könnten, und die Anforderungen an den Wärmewiderstand für die Kabelbemessung erfüllen muss – kann unabhängig von der Verfügbarkeit nicht durch unbehandeltes Aushubmaterial ersetzt werden und muss von einem Brecherbetrieb stammen, der sauberes Material in der geforderten Korngröße liefern kann.

A Traktor-Steinbrecher in Australien Die Anlage ist mit 5-mm-Siebgittern für die Herstellung von Kabelbettungsmaterial und 20-mm-Siebgittern für das Kabelumhüllungsmaterial ausgestattet. Dadurch können beide benötigten Produktqualitäten aus demselben Gesteinsvorkommen vor Ort gewonnen werden, indem die Siebkonfigurationen zwischen den Produktionsläufen gewechselt werden. So entfällt der Import von zwei separaten Zuschlagstoffen von externen Lieferanten. Bei großen unterirdischen Kabelinstallationen (über 100 km Verkabelung zwischen den Solarmodulen in einem großen Solarpark) ist das Volumen an Kabelbettungsmaterial und Zuschlagstoffen so groß, dass die Vor-Ort-Produktion aus lokalem Gestein im Vergleich zu importierten Produkten erhebliche Kosteneinsparungen ermöglicht. Dies gilt insbesondere für Projekte in abgelegenen Gebieten, wo die Lieferkosten für Zuschlagstoffe mit kleinen Spezifikationen am höchsten sind.

Batteriespeichersysteme (BESS): Standortvorbereitung und Tiefbauarbeiten

Batteriespeichersysteme im Netzmaßstab – heute Standardkomponente sowohl von eigenständigen Speicherprojekten als auch von hybriden Wind-/Solaranlagen – erfordern im Verhältnis zur Kapazität einen höheren Bauaufwand als die zugehörigen Erzeugungsanlagen. Containerisierte Batteriespeichersysteme werden auf Betonplatten mit umfangreichen Anforderungen an die Unterkonstruktion installiert; die Transformatoren und Schaltanlagen für die Netzanschlüsse benötigen stabile, befestigte Fundamente; und die für die Brandbekämpfungsanlagen, Sicherheitszäune und Zufahrtsstraßenerweiterungen rund um die Batteriespeicheranlagen erhöhen den Bauaufwand zusätzlich zu den ohnehin schon hohen Anforderungen an den Tiefbau auf kleinem Raum.

Bei gemeinsam mit anderen Anlagen errichteten Batteriespeichersystemen (BESS) auf bestehenden Wind- oder Solarparks – wo die Infrastruktur für die Zuschlagstoffversorgung bereits während des Baus des ursprünglichen Projekts vorhanden war – können die zusätzlichen Tiefbauarbeiten für das BESS häufig mit Restressourcen aus der vor Ort befindlichen Kiesgrube, die während des ursprünglichen Baus genutzt wurden, durchgeführt werden. Bei eigenständigen BESS-Projekten auf der grünen Wiese muss die Logistik für die Zuschlagstoffversorgung von Grund auf neu aufgebaut werden, obwohl die Gesamtmenge an Zuschlagstoffen möglicherweise relativ gering ist (5.000–30.000 Tonnen für ein typisches BESS-System mit einer Leistung von 100–400 MW). In diesem Fall ist die mobile Brechung von Gestein aus einer nahegelegenen Abbaustätte die kostengünstigste Versorgungsoption, sofern geeignetes Gestein im Umkreis von 10–20 km um den Projektstandort vorhanden ist.

Umweltauflagen beim Bau von Anlagen zur Erzeugung erneuerbarer Energien

Australische Projekte im Bereich erneuerbarer Energien verfügen in der Regel über eine Baugenehmigung (Development Approval, DA) oder eine Genehmigung für bedeutende bundesstaatliche Projekte (State Significant Development, SSD), die detaillierte Umweltauflagen zu Staub, Lärm, Vegetationsschutz und dem Management von Abbaugruben enthält. Die Gesteinsbrechanlagen vor Ort müssen diese Genehmigungsauflagen erfüllen, und das Brechprogramm muss vor Baubeginn im Umweltmanagementplan für die Bauphase (Construction Environmental Management Plan, CEMP) des Projekts beschrieben werden. Zu den wichtigsten Umweltauflagen für den Betrieb von Brechanlagen in Projekten im Bereich erneuerbarer Energien gehören: Staubbekämpfung durch integrierte Wassersprühung (obligatorisch für alle Brechvorgänge im Umkreis von 500 m um sensible Bereiche oder einheimische Vegetation); Einhaltung der Lärmschutzbestimmungen während der in der Genehmigung festgelegten Bauzeiten; Auswahl des Abbaugrubenstandorts unter Vermeidung gefährdeter Ökosysteme, Gewässer und Kulturerbestätten; und Sanierung der Abbaugrube nach Projektabschluss einschließlich Oberbodenersatz und Wiederbegrünung.

Watanabe liefert CEMP-konforme Dokumentation für den Betrieb mobiler Brechanlagen, einschließlich Spezifikationen zur Staubbekämpfung, Lärmpegeldaten in Standardabständen und Beschreibungen der Sanierungsmethoden für Abbaugruben. Diese Dokumentation benötigen Umweltteams, um Brechanlagen in den Genehmigungsprozess des Projekts einzubeziehen, ohne zusätzliche Umweltverträglichkeitsprüfungen auszulösen. Diese Dokumentationsunterstützung reduziert den Verwaltungsaufwand für Projektumweltmanager, die Hunderte von einzelnen CEMP-Elementen gleichzeitig verwalten, und schätzt Lieferanten, die ihre eigenen Konformitätsdokumente mitbringen, anstatt zusätzliche Prüfarbeiten zu verursachen.

Zuschlagstoffqualität für zivile Anwendungen im Bereich erneuerbarer Energien

Programmmanagement: Integration der mobilen Brechanlage in den Zeitplan des Projekts für erneuerbare Energien

Die Integration eines mobilen Brechprogramms in den Bauablauf eines Projekts für erneuerbare Energien erfordert die Koordination dreier parallel laufender Arbeitsfelder: die Genehmigung der Abbaugruben (die vor Beginn des Abbaus eingeholt werden muss – in der Regel durch eine Baugenehmigung im Rahmen der SSD-Genehmigung des Projekts oder eine separate Genehmigung für einen kleinen Steinbruch von der zuständigen Landesbergbaubehörde); geologische Untersuchungen zur Bestätigung ausreichender Gesteinsmenge und -qualität an den geplanten Abbaugrubenstandorten; und die Planung der Tiefbauarbeiten, um sicherzustellen, dass das Schottermaterial zum richtigen Zeitpunkt und an den richtigen Stellen für den Fundament- und Straßenbau zur Verfügung steht, ohne dass es zu Engpässen in der Schotterversorgung kommt, die die Tiefbauarbeiten behindern. Erfahrene Projektmanager im Bereich erneuerbarer Energien betrachten die Planung des mobilen Brechprogramms von Beginn der Projektplanung an als kritischen Pfad – und nicht als etwas, das erst dann berücksichtigt wird, wenn während der Bauarbeiten Engpässe in der Schotterversorgung auftreten.

Watanabes Projektunterstützungsservice für Kunden im Bereich erneuerbare Energien umfasst die frühzeitige Einbindung in die Programmplanung: Prüfung von Projektlayoutplänen zur Identifizierung geeigneter Abbaugebiete, Abschätzung der Brechzeiten auf Basis der benötigten Zuschlagstoffmengen und des Brecherdurchsatzes sowie Ermittlung von Anlagendimensionierungsoptionen (z. B. eine einzelne PSW-3200-Anlage oder mehrere kleinere Thor 3.0-Anlagen), die dem Zuschlagstoffbedarf des Projekts und der Verfügbarkeit der Traktorenflotte entsprechen. Diese frühzeitige Einbindung in die Planung – typischerweise während der Detailplanungsphase des Projekts – verhindert Programmunterbrechungen aufgrund von Zuschlagstoffengpässen, die entstehen, wenn die Brechprogrammplanung in die Bauphase verschoben wird und der Zeitdruck zu schlechten Entscheidungsbedingungen führt.

Watanabes Kompetenzen im Bereich erneuerbarer Energieprojekte

Die Australia Watanabe Tractor Stone Crusher Co., Ltd. hat spezifisches Fachwissen und entsprechende Dokumentationen für den Markt der Infrastruktur für erneuerbare Energien entwickelt. Dabei wurde berücksichtigt, dass Projektmanager im Bereich erneuerbarer Energien andere Beschaffungszeitpläne, Dokumentationsanforderungen und Projektmanagementbedürfnisse haben als Kunden aus der Landwirtschaft oder dem Bergbau. Das Projektpaket von Watanabe für erneuerbare Energien umfasst: Datenblätter mit Gerätespezifikationen im Format der Projektdokumentation (DA/SSD); CEMP-Vorlagen für den Brecherbetrieb; Berichtsformate für die Gesteinsqualitätsprüfung, die an die in den Tiefbauspezifikationen referenzierten AS-Normen angepasst sind; sowie Tools zur Programmplanung für die Abstimmung von Brechkampagnen mit den Tiefbaumeilensteinen. Dieses projektfertige Dokumentationspaket verkürzt die Zeit zwischen Beschaffungsentscheidung und Produktionsbeginn vor Ort – ein entscheidender Vorteil bei Projekten, deren Bauzeitraum durch die Netzanschlussfristen festgelegt ist und sich unabhängig von Verzögerungen im Tiefbau nicht verschieben lässt.

Für EPC-Auftragnehmer, die Ausrüstungsoptionen für ihre Zuschlagstoffversorgungsstrategie im Rahmen ihrer Projekte im Bereich erneuerbarer Energien bewerten, bietet Watanabe standortspezifische Machbarkeitsstudien an, die auf dem Projektstandort, den geplanten Gesteinsvorkommen, dem Zuschlagstoffbedarf und den Projektmeilensteinen basieren. Kontaktieren Sie das Team unter tractor-stone-crusher.com/contact-us/ oder per E-Mail [email protected] mit Ihren Projektdetails und Ihrem Zeitplan für eine projektspezifische Bewertung und einen Ausrüstungsvorschlag.

Ausgewähltes Produkt für die Infrastruktur erneuerbarer Energien

Watanabe PSW-3200 Serie Steinbrecher

Die PSW-3200-Serie ist Watanabes bevorzugter Brecher für Infrastrukturprojekte im Bereich erneuerbarer Energien. Sie liefert die benötigte Produktionsrate von 80–150 t/h, um die Meilensteine ​​des Bauprogramms für Zuschlagstoffe bei großen Wind- und Solaranlagen einzuhalten. Die Arbeitsbreite von 3200 mm, der robuste Rotor und die austauschbaren Siebroste von 5–75 mm gewährleisten den erforderlichen Durchsatz und die Produktflexibilität für das gesamte Anwendungsspektrum von Zuschlagstoffen für erneuerbare Energien – von feinen Kabelgrabenbettungen bis hin zu groben Kranbefestigungen. Der Zapfwellenantrieb benötigt keine elektrische Infrastruktur an abgelegenen Baustellen. Dank der kompakten Transportbox lässt sich die Anlage problemlos auf Standardanhängern zwischen verschiedenen Entnahmestellen bewegen. Die CEMP-Dokumentation ist im Lieferumfang enthalten. Ersatzteile und technischer Support sind in Condell Park, NSW, Australien, erhältlich.

PSW-3200-Serie ansehen →

Häufig gestellte Fragen – Infrastruktur für erneuerbare Energien aus Steinbrechern