Applicazioni dei frantumatori di pietre nelle infrastrutture per le energie rinnovabili

Lo sviluppo delle energie rinnovabili in Australia e il problema dell'approvvigionamento complessivo

L'Australia è nel pieno del più grande progetto di sviluppo di infrastrutture per le energie rinnovabili della sua storia. L'obiettivo del governo federale di raggiungere 821 tonnellate di elettricità da fonti rinnovabili entro il 2030, unito alle zone per le energie rinnovabili (REZ) istituite dai governi statali del Nuovo Galles del Sud, Victoria, Queensland, Australia Meridionale e Australia Occidentale, sta guidando un programma di investimenti per centinaia di miliardi di dollari in turbine eoliche, pannelli solari, impianti di accumulo a batteria e linee di trasmissione ad alta tensione in aree prevalentemente rurali, remote e – aspetto cruciale per la logistica delle costruzioni – lontane dalle infrastrutture di approvvigionamento di materiali inerti già esistenti. La New England REZ nel Nuovo Galles del Sud, il corridoio Western Renewables Link in Victoria, la South West Renewable Energy Zone nell'Australia Occidentale e i nascenti distretti eolici offshore condividono tutti una sfida infrastrutturale che gli sviluppatori di progetti spesso sottovalutano finché non emerge nel percorso critico del programma: far arrivare una quantità sufficiente di materiali inerti nel posto giusto al momento giusto per il volume di lavori di costruzione civile richiesti.

Un parco eolico su scala industriale, composto da 50-150 turbine, richiede da 80.000 a 300.000 tonnellate di inerti per le fondazioni delle turbine, le strade di accesso, le piazzole per le gru, la costruzione delle sottostazioni e il riempimento delle trincee per i cavi. Un impianto solare su larga scala, da 200 a 500 MW, richiede da 50.000 a 200.000 tonnellate per le fondazioni dei tracker, la rete stradale interna, le basi delle stazioni di inverter e le vie di accesso alla recinzione perimetrale. Per i progetti in aree regionali a una distanza compresa tra 100 e 400 km da infrastrutture di cava consolidate, i costi di trasporto per questo volume di inerti possono raggiungere da 1.000.400.000 a 1.000.400.000 milioni di tonnellate per progetto: una voce di spesa che incide direttamente sulla redditività finanziaria del progetto ed è tra i costi più controllabili nel bilancio delle opere civili, se gestita tramite frantumazione mobile in loco anziché tramite l'accettazione passiva di forniture commerciali da cave.

Costruzione di parchi eolici: requisiti degli aggregati lungo l'intero ciclo di vita del progetto

Costruzione della piattaforma di fondazione della turbina

Ogni fondazione per turbina eolica – una base a gravità in cemento armato o una struttura a platea su pali con una superficie di 15-25 metri di diametro – richiede da 200 a 600 tonnellate di aggregati per la miscela di calcestruzzo, la preparazione del sottofondo e lo strato drenante circostante. Per un parco eolico di 100 turbine, ciò rappresenta da 20.000 a 60.000 tonnellate di aggregati solo per le fondazioni, trasportate nelle singole postazioni delle turbine distribuite su 5.000-20.000 ettari di terreno rurale. Le strade di accesso che collegano queste postazioni aggiungono ulteriori 30.000-80.000 tonnellate di aggregati per la base stradale, e le piazzole di carico per le gru per l'installazione delle turbine aggiungono da 5.000 a 15.000 tonnellate di materiale granulare compattato per ogni postazione di gru. La domanda complessiva – compresa tra 55.000 e 155.000 tonnellate per un progetto da 100 turbine – concentrata nella finestra temporale di costruzione di 18-36 mesi, crea una sfida in termini di approvvigionamento e logistica che la sola fornitura da cave commerciali raramente riesce a risolvere senza rischi significativi per il programma.

Costruzione di strade di accesso per le turbine eoliche situate in zone remote.

Le strade di accesso ai parchi eolici devono supportare il traffico di costruzione più pesante incontrato in qualsiasi progetto civile: i veicoli per il trasporto delle pale che trasportano pale da 60-80 metri richiedono larghezze di traiettoria e raggi di sterzata che richiedono formazioni stradali ampie e ben costruite; i trasportatori delle sezioni della torre trasportano carichi individuali da 80-120 tonnellate che richiedono valori CBR della base stradale e profondità della pavimentazione superiori alle specifiche standard delle strade rurali. Costruire strade secondo questo standard attraverso terreni rocciosi con un frantumatore di pietre mobile La lavorazione di rocce provenienti da cave locali riduce i costi di costruzione stradale, sostituendo gli aggregati importati nei tratti di strada in cui la roccia idonea è disponibile a una distanza di trasporto economicamente vantaggiosa dal cantiere. I responsabili dei progetti di parchi eolici che implementano programmi di frantumazione di materiale estratto da cave durante la fase di costruzione stradale segnalano costantemente un risparmio sui costi degli aggregati pari a 40-651 tonnellate per i tratti stradali serviti da materiale estratto localmente rispetto ai tratti che dipendono da cave commerciali.

Costruzione di un impianto solare: fondamenta per i tracker, strade interne e recinzioni.

Gli impianti solari su larga scala nella fascia solare australiana – le regioni semi-aride del Nuovo Galles del Sud occidentale, del Queensland sud-occidentale, della cintura del grano dell'Australia Occidentale e dell'Australia Meridionale settentrionale, dove l'irradiazione solare è massima – vengono sempre più spesso sviluppati su terreni che presentano accumuli di roccia superficiale derivanti da suoli rocciosi poco profondi, tipici di questi ambienti geologici. Le fondazioni dei sistemi di inseguimento solare – i pali in acciaio infissi o le viti di ancoraggio che supportano i sistemi di inseguimento a singolo asse – richiedono un terreno libero da rocce per il processo di infissione dei pali: un masso sul percorso di infissione devia o blocca l'installazione del palo, richiedendo scavi e rimozione che aumentano i tempi e i costi per ogni fila di inseguitori interessata. La rimozione e la frantumazione delle pietre lungo i corridoi di installazione degli inseguitori, effettuate prima che la squadra di infissione dei pali si mobiliti, eliminano il problema dell'interferenza dei massi a un costo di gran lunga inferiore alla tariffa giornaliera di una trivella per pali in attesa che lo scavo rimuova gli ostacoli.

Le reti stradali interne ai grandi impianti solari – le strade sterrate che consentono l'accesso dei veicoli di manutenzione tra le stazioni degli inverter, le postazioni dei trasformatori e le file di inseguitori – richiedono da 15.000 a 50.000 tonnellate di inerti per un tipico progetto da 200 MW, concentrate in un programma di costruzione compatto. Per i progetti solari su terreni rocciosi dove è già prevista la frantumazione per la bonifica del terreno, convogliare il materiale frantumato da tale operazione direttamente sulla rete stradale interna permette di risolvere due problemi contemporaneamente: la bonifica del sito e la fornitura di inerti per la costruzione delle strade vengono gestite simultaneamente dalla stessa operazione di frantumazione, riducendo il costo totale dei materiali del progetto ed eliminando una delle due dipendenze di programmazione che in genere creano colli di bottiglia nella sequenza delle opere civili.

Linee di trasmissione ad alta tensione: Aggregato di corridoio per fondazioni di torri e accessi

Le nuove infrastrutture di trasmissione ad alta tensione – le linee da 500 kV e 330 kV necessarie per collegare le zone remote di energia rinnovabile ai centri abitati – attraversano centinaia di chilometri di territorio rurale e spesso roccioso, dove l'approvvigionamento commerciale di aggregati è inesistente o richiede distanze di trasporto tali da rendere i prezzi di consegna proibitivi. Ogni fondazione per traliccio – in genere una struttura a quattro gambe in cemento armato che richiede dalle 15 alle 40 tonnellate di aggregati per traliccio – deve essere costruita lungo l'intera linea, spesso in luoghi accessibili solo tramite la strada di accesso che viene realizzata contemporaneamente alle fondazioni stesse. Questo problema logistico autoreferenziale – servono aggregati per costruire la strada di accesso, ma serve la strada di accesso per trasportare gli aggregati – è proprio la situazione in cui la frantumazione mobile da cave locali risolve il paradosso, producendo aggregati in loco utilizzando roccia vicina anziché importarli da una cava distante tramite una strada che non esiste ancora.

Il progetto di trasmissione Humelink (NSW), Western Renewables Link (Vic) e Project EnergyConnect (SA/NSW) sono esempi di importanti progetti di corridoi di trasmissione in cui la frantumazione mobile in loco è stata valutata come strategia di riduzione dei costi per l'approvvigionamento di aggregati. Per i responsabili di progetto che valutano la fattibilità della frantumazione mobile sul proprio corridoio di trasmissione, Watanabe fornisce una metodologia standard di valutazione geologica del corridoio che identifica le posizioni candidate per le cave di prestito a partire da dati di mappatura geologica pubblicamente disponibili, consentendo una stima iniziale di fattibilità prima di impegnarsi nei costi delle indagini sul campo.

Riempimento delle trincee per cavi e gestione dei corridoi sotterranei per i cavi

I corridoi per cavi sotterranei, sempre più utilizzati all'interno dei progetti di energia rinnovabile per il cablaggio tra le reti e la connessione alla rete elettrica, richiedono specifici prodotti inerti per la costruzione delle trincee per cavi: uno strato di sabbia fine o aggregato fine immediatamente attorno al cavo (in genere uno spessore di 100 mm di aggregato pulito da 0 a 5 mm per la gestione termica attorno all'isolamento del cavo); uno strato di aggregato pulito da 10 a 20 mm, spesso 150-300 mm, per la protezione meccanica; e materiale di riempimento selezionato importato o materiale di scavo per il riempimento superiore della trincea. L'aggregato di base e quello di scavo, che devono essere privi di particelle angolari che potrebbero danneggiare l'isolamento del cavo nel tempo e devono soddisfare le specifiche di resistività termica ai fini della classificazione del cavo, non possono essere sostituiti con materiale di scavo non trattato, indipendentemente dalla sua disponibilità, e devono provenire da un impianto di frantumazione in grado di produrre materiale pulito e di granulometria specificata.

UN trattore frantumatore di pietre in Australia Configurato con griglie di vagliatura da 5 mm per la produzione di aggregati per la posa dei cavi e griglie da 20 mm per gli aggregati di copertura dei cavi, consente di ottenere entrambe le granulometrie richieste dalla stessa fonte di roccia in loco, semplicemente cambiando la configurazione delle griglie tra le diverse fasi di produzione. Questo elimina la necessità di importare due tipi di aggregati con specifiche diverse da fornitori esterni. Per le grandi installazioni di cavi sotterranei (oltre 100 km di cavi inter-array in un grande impianto solare), il volume di aggregati per la posa e la copertura dei cavi è talmente elevato che la produzione in loco da roccia locale offre un risparmio significativo rispetto alle forniture importate, soprattutto nei progetti remoti dove il sovrapprezzo per gli aggregati a granulometria fine è più alto.

Sistemi di accumulo di energia a batteria (BESS): preparazione del sito e opere civili

I sistemi di accumulo di energia a batteria su larga scala, ormai componente standard sia dei progetti di accumulo autonomi che degli impianti ibridi eolico/solare, richiedono opere civili che, per MW di capacità, sono proporzionalmente più intensive in termini di aggregati rispetto agli impianti di generazione che li accompagnano. I sistemi BESS containerizzati vengono installati su solette in cemento con notevoli esigenze di preparazione del sottofondo; i trasformatori e le apparecchiature di commutazione associati alle connessioni BESS alla rete richiedono robuste piattaforme di appoggio; e le infrastrutture antincendio, le recinzioni di sicurezza e le estensioni delle strade di accesso necessarie intorno agli impianti BESS aggiungono ulteriore domanda di aggregati a quello che è già un requisito concentrato di opere civili su un'area di sito compatta.

Per gli impianti BESS situati in siti di parchi eolici o solari esistenti, dove l'infrastruttura di approvvigionamento degli aggregati è stata realizzata durante la costruzione del progetto originale, le opere civili aggiuntive per il BESS possono spesso essere fornite dalle risorse residue di materiale estratto in loco durante la costruzione originale. Per i progetti BESS indipendenti su siti ex novo, la logistica di approvvigionamento degli aggregati deve essere predisposta da zero per un volume totale di aggregati che può essere relativamente piccolo (5.000-30.000 tonnellate per un tipico impianto BESS da 100-400 MW), rendendo la frantumazione mobile da una fonte di roccia vicina l'opzione di approvvigionamento più conveniente quando la roccia idonea è presente entro 10-20 km dal sito del progetto.

Conformità ambientale nella costruzione di impianti per energie rinnovabili

In Australia, i progetti di energia rinnovabile sono generalmente soggetti ad autorizzazioni di sviluppo (Development Approvals, DA) o permessi di sviluppo di rilevanza statale (State Significant Development, SSD) che includono condizioni dettagliate di gestione ambientale relative a polveri, rumore, protezione della vegetazione e gestione delle cave di prestito. La frantumazione della pietra in loco deve essere conforme a tali condizioni di autorizzazione e il programma di frantumazione deve essere descritto nel Piano di Gestione Ambientale della Costruzione (Construction Environmental Management Plan, CEMP) del progetto prima dell'inizio dei lavori. I principali requisiti di gestione ambientale per le operazioni di frantumazione nei progetti di energia rinnovabile includono: la soppressione delle polveri mediante irrorazione d'acqua integrata (obbligatoria per qualsiasi frantumazione entro 500 m da recettori sensibili o vegetazione autoctona); il rispetto dei limiti di rumore durante gli orari di lavoro specificati nell'autorizzazione; la selezione del sito della cava di prestito evitando comunità ecologiche minacciate, corsi d'acqua e siti di interesse storico; e il ripristino della cava di prestito al termine del progetto, compresa la sostituzione dello strato superficiale del terreno e la rivegetazione.

Watanabe fornisce la documentazione conforme al CEMP per le operazioni di frantumazione mobile, incluse le specifiche per la soppressione delle polveri, i dati sui livelli di rumore a distanze standard e le descrizioni delle metodologie di ripristino delle cave di prestito: la documentazione necessaria ai team ambientali per includere le operazioni di frantumazione nel quadro di approvazione del progetto senza attivare ulteriori requisiti di valutazione ambientale. Questo supporto documentale riduce l'onere amministrativo per i responsabili ambientali del progetto, che gestiscono contemporaneamente centinaia di singoli elementi del CEMP, e valorizza i fornitori che forniscono la propria documentazione di conformità anziché creare ulteriore lavoro di valutazione.

Qualità degli aggregati per applicazioni civili nel settore delle energie rinnovabili

Gestione del programma: Integrazione della frantumazione mobile nel programma del progetto di energia rinnovabile

L'integrazione di un programma di frantumazione mobile nel programma di costruzione di un progetto di energia rinnovabile richiede il coordinamento di tre fronti di lavoro simultanei: le autorizzazioni per le cave di prestito (che devono essere ottenute prima dell'inizio di qualsiasi estrazione, in genere tramite un'autorizzazione ai lavori nell'ambito del permesso SSD del progetto o un'autorizzazione separata per piccole cave da parte dell'autorità mineraria statale); l'indagine geologica per confermare un volume e una qualità di roccia adeguati nei siti proposti per le cave di prestito; e la sequenza del programma dei lavori civili per garantire che l'aggregato frantumato sia disponibile nei luoghi e nei momenti giusti per supportare il programma di costruzione delle fondazioni e delle strade senza creare carenze di scorte di aggregato che blocchino le squadre civili. I project manager esperti nel settore delle energie rinnovabili considerano la pianificazione del programma di frantumazione mobile come un'attività critica fin dalle prime settimane di pianificazione della realizzazione del progetto, non un ripensamento da affrontare quando emergono carenze di approvvigionamento di aggregato durante la costruzione.

Il servizio di supporto ai progetti di Watanabe per i clienti nel settore delle energie rinnovabili include un'assistenza nella pianificazione del programma fin dalle prime fasi: revisione dei piani di layout del progetto per identificare le zone idonee per le cave di prestito, stima della durata delle campagne di frantumazione in base ai volumi di aggregati richiesti e alla capacità di lavorazione dei frantoi, e individuazione delle opzioni di dimensionamento delle attrezzature (singola unità PSW-3200 rispetto a più unità Thor 3.0 più piccole) che si adattino al profilo di domanda di aggregati del progetto e alla disponibilità del parco trattori. Questa pianificazione anticipata, in genere condotta durante la fase di progettazione di dettaglio del progetto, previene le interruzioni del programma causate da carenze nell'approvvigionamento di aggregati che si verificano quando la pianificazione del programma di frantumazione viene rimandata alla fase di costruzione, in un momento in cui la pressione dei tempi crea condizioni difficili per il processo decisionale.

Capacità di Watanabe nel settore dei progetti di energia rinnovabile

L'azienda australiana Watanabe Tractor Stone Crusher Co., Ltd ha sviluppato competenze specifiche e documentazione di supporto per il mercato delle infrastrutture per le energie rinnovabili, riconoscendo che i responsabili dei progetti di energia rinnovabile hanno tempistiche di approvvigionamento, requisiti di documentazione ed esigenze di gestione dei programmi diversi rispetto ai clienti del settore agricolo o delle piccole miniere. Il pacchetto di progetti per le energie rinnovabili di Watanabe include: schede tecniche delle specifiche delle apparecchiature nel formato richiesto per la documentazione DA/SSD del progetto; linguaggio modello CEMP per le operazioni di frantumazione; formati di reportistica per i test di qualità degli aggregati allineati agli standard AS citati nelle specifiche delle opere civili; e strumenti di pianificazione del programma per la programmazione delle campagne di frantumazione in base alle tappe fondamentali delle opere civili. Questo pacchetto di documentazione pronto per il progetto riduce i tempi tra la decisione di approvvigionamento e l'inizio della produzione in loco, un vantaggio fondamentale per i progetti in cui la finestra di costruzione è fissata dalle scadenze di connessione alla rete che non possono essere modificate indipendentemente dai ritardi delle opere civili.

Per gli appaltatori EPC che valutano le opzioni di attrezzature per la strategia di fornitura di aggregati per i loro progetti di energia rinnovabile, Watanabe fornisce valutazioni di fattibilità specifiche per il sito basate sulla posizione del progetto, le fonti di roccia proposte, i requisiti di volume degli aggregati e le tappe fondamentali del programma. Contatta il team all'indirizzo tractor-stone-crusher.com/contact-us/ oppure inviare un'e-mail [email protected] Fornendoci i dettagli e la tempistica del tuo progetto, potremo effettuare una valutazione specifica e fornirti una proposta di attrezzature.

Prodotto in evidenza per le infrastrutture di energia rinnovabile

Frantumatore di pietre Watanabe serie PSW-3200

La serie PSW-3200 è il frantoio preferito da Watanabe per i progetti di infrastrutture per le energie rinnovabili, in grado di offrire la portata produttiva di 80-150 t/h necessaria per rispettare le scadenze di costruzione relative agli aggregati nei grandi progetti eolici e solari. La larghezza di lavoro di 3200 mm, il rotore per impieghi gravosi e i set di griglie di vagliatura intercambiabili da 5 a 75 mm garantiscono la produttività e la flessibilità di prodotto richieste per l'intera gamma di applicazioni di aggregati per le energie rinnovabili, dal materiale di riempimento fine per le trincee dei cavi al materiale di riempimento grossolano per le piazzole delle gru. Il funzionamento azionato dalla presa di forza non richiede infrastrutture elettriche nei cantieri remoti. Le dimensioni compatte ne facilitano il trasporto tra le cave su rimorchi standard. Pacchetto di documentazione CEMP incluso. Ricambi e supporto tecnico in Australia da Condell Park, NSW.

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Domande frequenti — Infrastruttura per le energie rinnovabili Stone Crusher