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Los camiones volquete eléctricos están a punto de experimentar un crecimiento significativo y se espera que se conviertan en una industria de 15 mil millones de dólares para 2044, según un nuevo informe de IDTechEx, Vehículos eléctricos en minería 2024-2044: tecnologías, actores y pronósticos.

Los camiones volquete eléctricos serán clave para reducir las emisiones en la industria minera y ayudar a las empresas mineras a alcanzar sus objetivos de sostenibilidad. Los camiones volquete representan casi una cuarta parte de la flota minera mundial, pero también son, con diferencia, los vehículos más grandes y con mayores emisiones, representando más del 90 % de las emisiones de vehículos de la industria minera y más de 174 megatoneladas de CO2 al año. La electrificación de estos vehículos avanza a un ritmo constante que ha atraído la atención de actores clave de la industria, como empresas mineras, fabricantes de equipos originales (OEM) y proveedores de baterías.

En comparación con otros vehículos mineros, especialmente los de carretera, la electrificación de los camiones volquete aún se encuentra en sus primeras etapas, con solo uno o dos camiones volquete eléctricos producidos al año. El número total de estos vehículos no alcanzará los dos dígitos hasta 2023, y la mayoría son prototipos y modelos de prueba desarrollados por las propias compañías mineras y convertidores independientes (no fabricantes de equipos originales). Estos reutilizan máquinas diésel existentes para instalar baterías o pilas de combustible y lograr un funcionamiento sin emisiones. First Mode y WAE son dos de las empresas más activas en este campo y están ampliando sus capacidades de conversión a corto plazo.

Recientemente, importantes fabricantes de equipos originales (OEM) mineros han entrado en el mercado de los camiones volquete eléctricos, buscando desarrollar y comercializar internamente versiones eléctricas de sus vehículos. Entre ellos se encuentran dos de los fabricantes de equipos originales mineros más grandes del mundo: Caterpillar y Komatsu. Caterpillar ha construido un prototipo eléctrico 793 que se encuentra actualmente en pruebas con el objetivo de comercializarlo para 2027. El 830E eléctrico de Komatsu también se encuentra en una etapa similar de desarrollo con el objetivo de entrar en producción para 2030.

El aumento del interés de los fabricantes de equipos originales (OEM) en los camiones volquete eléctricos se debe a la creciente demanda de las empresas mineras. Muchas de las compañías mineras más grandes del mundo han firmado acuerdos con convertidores y fabricantes de equipos originales (OEM) para suministrar camiones volquete eléctricos cuando la tecnología se comercialice. Estas empresas son cada vez más conscientes de que los camiones volquete eléctricos no solo son más respetuosos con el medio ambiente y ofrecen condiciones de trabajo más seguras, sino que también pueden generar ahorros significativos en el costo total de propiedad.

La mayor parte del ahorro en el costo total de propiedad proviene de la sustitución del diésel por electricidad más económica. Los camiones volquete tienen el ciclo de trabajo más intensivo de todos los vehículos en una mina, operando un promedio de 20 horas diarias, consumiendo grandes cantidades de diésel en el proceso. Por lo tanto, cualquier reducción de costos se acumulará significativamente a lo largo de los 10 años de vida útil del camión. Un camión volquete de 150 toneladas puede ahorrar más de 5,5 millones de dólares solo en costos de energía. Esto se aplica ampliamente a vehículos de todos los pesos, y los camiones más pesados ofrecen mayores beneficios, lo que resalta el potencial de ahorro que se puede generar al electrificar toda una flota de camiones volquete.

Independientemente del ahorro, los camiones volquete eléctricos serán caros. Las baterías de estos camiones son grandes y costosas, y requieren múltiples reemplazos a lo largo de 10 años. La pregunta sigue siendo: ¿Será suficiente el ahorro de energía para compensar el costo adicional de la batería?

Las grandes baterías requeridas para los camiones volquete eléctricos probablemente representaban el mayor obstáculo técnico y financiero, pero ahora están completamente desarrolladas y tienen precios competitivos para un uso más amplio. Estas baterías suelen tener más de 1 MWh, y la más grande se acerca a los 2 MWh. IDTechEx ha recopilado una base de datos de todos los modelos de camiones volquete eléctricos existentes, mostrando que los vehículos actuales aún tienen una autonomía de menos de 6 horas con una sola carga. Para que un camión volquete de 150 toneladas funcione durante ese tiempo, se requeriría una batería de más de 1700 kWh, con un costo de más de $500,000.

El ahorro energético compensará con creces el coste adicional de una sola batería. Sin embargo, IDTechEx estima que los camiones volquete eléctricos requerirán un promedio de cinco baterías adicionales por vehículo, con un coste adicional de 2,6 millones de dólares.

Otros factores de costo también afectan el costo total de propiedad de un camión volquete eléctrico. En promedio, un camión de 150 toneladas ahorrará aproximadamente $340,000 en costos de mantenimiento a lo largo de su vida útil. Sin embargo, la transmisión eléctrica cuesta $70,000, y IDTechEx estima que la mano de obra para la conversión es de $360,000. Si bien estos costos son relevantes y significativos, son insignificantes en comparación con el costo del diésel o las baterías y no son un factor determinante en la rentabilidad de un camión volquete.

En resumen, a pesar de la necesidad de múltiples y costosos reemplazos de baterías, el costo total de propiedad aún favorece la electrificación. Las compañías mineras podrán ahorrar casi $2.5 millones por camión volquete electrificado, y el camión amortizará su mayor inversión de capital en menos de 3 años. Dado que el número de camiones volquete eléctricos aún es pequeño, hay un amplio margen para que los costos de las baterías caigan por debajo de los $300/kWh estimados por IDTechEx. Al mismo tiempo, a medida que mejora la vida útil, la frecuencia de reemplazo de las baterías disminuirá. Conforme esto suceda, la ventaja económica de los camiones volquete eléctricos sobre los camiones diésel será más significativa.

Si los camiones volquete eléctricos son tan atractivos económicamente, ¿por qué no son ya comunes? Ante todo, las baterías deben tener el tamaño y la durabilidad suficientes para satisfacer las demandas del ciclo de trabajo de un camión volquete, a la vez que son relativamente asequibles. Esto solo lo han logrado recientemente proveedores de baterías como CATL, ABB y Northvolt, y la industria se está expandiendo para lograr precisamente eso. El desarrollo de baterías para camiones volquete está en sus inicios: se utilizan diversos diseños y composiciones químicas para cumplir con los requisitos de rendimiento, pero no existe un consenso generalizado en la industria.

La productividad es otro factor clave para la adopción de camiones volquete eléctricos. Actualmente, es imposible que los camiones eléctricos igualen la autonomía de los camiones diésel. Los camiones diésel pueden repostar en tan solo 10 minutos al día, mientras que los vehículos eléctricos necesitan recargarse varias veces al día, lo que lleva un total de dos a tres horas. Las empresas mineras se mostrarán reacias a adoptar una tecnología si ello implica sacrificar la productividad y el rendimiento de sus operaciones.

Los camiones volquete eléctricos son más de un 10 % más eficientes que los camiones diésel (mayores velocidades y menor mantenimiento), lo que puede contribuir en gran medida a minimizar el impacto de la electrificación en la productividad. Sin embargo, los fabricantes de equipos originales (OEM) aún esperan eliminar por completo cualquier impacto maximizando la duración de la batería y utilizando métodos de carga más rápidos.

La carga en sí misma es un gran obstáculo para los camiones volquete eléctricos. Para mantener la productividad que exigen las empresas mineras, los camiones volquete deben cargarse a tasas de entre 1 y 3 °C. Las tasas de carga altas comprometen la vida útil de la batería, lo que requerirá reemplazos más frecuentes. Queda por ver si las diversas tecnologías de baterías de diferentes proveedores pueden soportar tasas de carga tan altas.

Esto también conllevará unos requisitos energéticos extremadamente elevados. Cargar una batería de 1700 kWh a una tasa de 3 °C requeriría una conexión de más de 5 MW, equivalente a la potencia de dos aerogeneradores marinos. Cargar a tal ritmo requeriría centrales eléctricas dedicadas y amplias mejoras en la infraestructura eléctrica local, lo que resultaría costoso para las minas. Dado que el sobreprecio de los camiones volquete eléctricos sigue siendo elevado, es posible que las minas no estén dispuestas o no puedan permitirse el despliegue de vehículos e infraestructura. Sin embargo, IDTechEx prevé que las minas implementarán cada vez más esta infraestructura gracias al atractivo económico de los camiones volquete eléctricos y a la electrificación generalizada de los vehículos y las operaciones mineras.

Los fabricantes de equipos originales (OEM) han apostado por los camiones volquete eléctricos en sus visiones estratégicas a largo plazo, y las compañías mineras han mostrado su disposición a adoptarlos lo antes posible. Las ventajas en el costo total de propiedad que ofrecen los camiones volquete eléctricos son innegables, y el desarrollo continuo en baterías y cargadores disipará muchas de las dudas actuales sobre estos vehículos. Con menores costos operativos, mayor productividad y mejor desempeño ambiental, los camiones volquete eléctricos son los claros ganadores para el futuro de la minería.

Fuente: Machinery Intelligence, informe de IDTechEx "Vehículos eléctricos en la minería 2024-2044: Tecnologías, actores y pronósticos"