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Bandförderanlage als Stromlieferant

Durch den Transport von Gesteinsmaterialien mittels Förderbandanlagen kann Strom rückgewonnen werden. Zwei Bandförderanlagen der Firma Famsa im schweizerischen Kanton Wallis erzeugen jährlich eine Energiemenge von 440.000 kWh. Das deckt den Strombedarf von 100 Wohnungen.

Im Steinbruch oberhalb von Massongex VS im Tal des Flusses Rhone ist dieses Prinzip der Rekuperierung umgesetzt und eine Energieleistung für die Versorgung von 100 Haushalten mit Strom erreicht worden. Konkret wird bei dem angewandten Rückspeisebetrieb die anfallende generatorische Energie in das Versorgungsnetz zurückgeführt. Diese pionierhafte Anlage ist auch auf internationaler Ebene gewürdigt und mit dem «Sustainable Development Award» bedacht worden. Die begehrte Auszeichnung, die der Europäische Gesteinsverband (UEPG) alle drei Jahre in Brüssel verleiht, erhielt das Unternehmen Famsa im Dezember 2016 für ihr Projekt: «Kies erzeugt Energie für 100 Haushalte». Insgesamt sind Preisgericht der UEPG 41 Projekte aus 10 Ländern eingereicht worden. In dem vom Kiesunternehmen im Kanton Wallis präsentierten Dossier wird beschrieben, wie Förderbänder das gebrochene Gestein von der Abbaustelle in 1.000 m Höhe in das 600 m tiefer gelegene Kieswerk transportieren und wie durch den Bremsvorgang der Bandanlagen überschüssige Energie erzeugt wird. Dieses in Betrieb stehende Projekt überzeugte die Jury so sehr, dass sie der Famsa nicht nur ein Zertifikat überreichte, sondern sie auch als Gewinner der Kategorie «Operational Best Practice, Process and Product Innovation» ehrte.

Die Förderanlage für den Transport des Gesteins vom Abbaugebiet Les freneys ins Kieswerk Choex besteht aus zwei Bandanlagen. Der Antrieb für das 700 m lange Förderband arbeitet mit einer Motorenleistung von 2 x 132 kW. Das Gefälle beträgt 172 m, wobei durch den Höhenunterschied der Antrieb mit beladenem Förderband generatorisch wirkt. Die Ansteuerung und Überwachung des Motors erfolgt via Profibus von der zentralen Leitstelle. Im weiteren Herstellungsprozess folgt eine Rohrgurtförderanlage mit Energiegewinnung von 650 m Länge mit 300 mm Durchmesser und einer Leistung von 400 t/h, angetrieben durch einen Motor mit 220 kW Leistung.

Vorgaben zur Betriebsoptimierung

Von dem aus dem Hartsteinbruch oberhalb der Rhoneebene auf einer Höhe von 1.000 m abgebauten Gestein erfolgte der Abtransport in das auf 600 m Höhe gelegene Kieswerk bislang mit Grossdumpern von 60 t Kapazität. Umweltschutz- und Sicherheitsüberlegungen veranlassten das Unternehmen Famsa unter der Geschäftsleitung von Luis Ricardo für die Gesteinstransporte eine Alternativlösung zu suchen. Die Wahl dazu fiel schließlich auf ein Förderbandsystem. Dazu beigetragen hat die gute Einpassungsmöglichkeit einer Bandförderanlage in die Umgebung, der geringere Energieverbrauch, tiefere Betriebskosten und ein höherer Sicherheitsstandard. Eine besondere Herausforderung für das Unternehmen war, für die vorgesehene Bandförderanlage in der unberührten Landschaft eine Betriebsgenehmigung zu erhaltern und die Anlage angepasst zu integrieren. Dazu wurden die zuständigen Behörden des Kantons Wallis und die Umweltschutzorganisationen in einem frühen Stadium in die Planung einbezogen.

Beim Förderband mit Rückspeisebetrieb wird die anfallende generatorische Energie durch das System Unidrive-Regen in das elektrische Versorgungsnetz zurückgeführt. Dafür eingesetzte Elemente sind das Unidrive Classic Size 5 Regen mit UD73 Profibus-Modul. Die Projektierung erfolgte unter Beizug der Tessiner Spezialfirma Centorbi Electrotecnic sagl, Vacallo TI. Diese verband die Antriebsmotoren mit dem System der Frequenzumwandlung, mit welcher die durch den Gesteinstransport mittel Förderbändern erzeugte Energie ins Stromnetz rückgespeist werden kann. Die Vorteile dieser Applikation werden vom Projektverfasser Salvatore Centorbi wie folgt erläutert: Durch den Rückspeisebetrieb des Unidrive Regen entstehen keine unnötigen Verluste mit mechanischen oder elektrischen Bremshilfen (Motorbremse / Bremswiderstand). Mit dem Antrieb ist eine schonende und ruckfreie Beschleunigung und Bremsung des Förderbandes durch ein angepasstes Fahrprofil gewährleistet. Hinzu kommt ein modularer Schaltschrankaufbau mit den Unidrive Size 5 Power-Modulen.

Die beiden Bandförderanlagen produzieren jährlich eine Energiemenge von 440.000 kWh. Das reicht aus, um rund 100 Wohnungen mit einer Grundfläche von je 160 m2 und einem Bedarf von 4.000 kWh pro Jahr zu versorgen. Berechnungen von FAMSA haben ergeben, dass jede Tonne transportierte Gesteinsmasse die Energie von 1 kWh erzeugt.

Engagement für eine naturnahe Umwelt

Die erfolgreiche Installation der Förderbandanlage mit Stromrekuperierung ist ein weiterer Meilenstein im Bemühen des Steinbruchunternehmens für eine umweltfreundliche Gesteinsproduktion und die Umsetzung einer grünen Wirtschaft. So hat die Firma Famsa in ihren Abbaustellen in den vergangenen Jahren zahlreiche Maßnahmen der Renaturierung umgesetzt. Und sie will bis 2030 auf ihrem ausgedehnten Betriebsgelände nicht weniger als 20 weitere Vorkehrungen im Dienste von Flora und Fauna verwirklichen. Dies erfolgt in engem Einvernehmen mit den Behörden der Standortgemeinde sowie den Umweltorganisationen. Im Enzelnen vorgesehen sind Aufforstungen, das Anlegen von Wasserläufen und die Renaturierung von Abbaugebieten. Weitere Projekte umfassen die Abgasnutzung für Trocknungsprozesse, die Sandsortierung, Ausbildung der Baumaschinenführer und der Motorenstandlaufreduktion - alles Maßnahmen, die den Treibstoffverbrauch um 12 % verringert haben. 2012 ist Famsa mit dem Qualitätssiegel von „Natur und Wirtschaft" ausgezeichnet worden.

Bereits seit 1922 geht Famsa den Abbauaktivitäten an seinem Standort nach und erzeugt Schotter und Hartsplitt feinster Qualität nach schweizerischen und europäischen Standards. Diese Qualität wird im Straßen- und Bahnbau sehr geschätzt, da sie die Sicherheit auf den Transportwegen erhöht. Der abgebaute Sandstein mit der regionalen Bezeichnung „grès des carrières" ist für seine aussergewöhnlichen Eigenschaften bekannt. Er eignet sich besonders für die Herstellung hochwertiger Edelprodukte, namentlich Bahnschotter, extra harter Brechsplitt und Füller für normale und spezielle Beläge, Kies für den Einsatz im Tiefbau und frostbeständige Gesteinsblöcke als Wasserbausteine (Blockwurf) für fliessende Gewässer und im Bausektor. Die aussergewöhnliche Steinhärte ist petrographisch bedingt durch einen Quarzgehalt von 25 bis 30 % mit einem Anteil von 95 % an hartem Brechkorn.

Vor fast 100 Jahren begann der Steinbruch von Massongex mit der Produktion von Bahnschotter sowie anderem, für den Bausektor bestimmten Gesteinsmaterial. Anschliessend folgte der Steinbruch von Choëx in Champ Bernard mit dem Abbau der gleichen Sandsteinader, einem seltenen Vorkommen von bester Qualität. Diese beiden sich parallel entwickelnden Gesellschaften schlossen sich im Jahre 2001 zur Famsa zusammen, wodurch sich die Möglichkeit optimaler Betriebsabläufe in der gesamten Produktion eröffnete.

Produktionsablauf mit drei Brechstufen

Am Beginn des Abbauprozesses in Les Freneys in 1.000 m Höhe über dem Rhonetal steht ein Bohrwagen, dessen Aufgaben in der Sondierung und Erschließung des hochwertigsten und vielversprechendsten Gesteins bestehen. Als technische Unterstützung dient hier ein Hydraulikbagger und ein Pneulader. Das so gewonnene Gestein wird dann für die primäre Brechstufe zum Standort Freneys transportiert, wo mit Hilfe eines Hydraulikbaggers, eines mobilen Backenbrechers, eines Radladers und eines Kippers eine Reduzierung der Materialgrösse auf 0 bis 1.000 mm bis 0 bis 300 mm stattfindet.Für die sekundäre Brechstufe ist der Standort Champ-Bernard zuständig. Die Gesteinsmasse wird hier noch weiter auf die Grösse 0 bis 300 bis 0 bis 72 mm gebrochen, anschliessend werden die äusserst gefragten, für den Bahnschotter der Schweizerischen Bundesbahnen (SBB) bestimmten Bruchstücke 32/50 aussortiert. Nach diesem Produkt besteht die grösste Nachfrage, da es dank seiner Strapazierfähigkeit das perfekte Material für Bau- und Instandhaltungsma0nahmen am schweizerischen Schienennetz ist.

In der dritten Brechstufe werden die Bruchstücke in der Grössenordnung von 0 bis 32 mm und 50 bis 72 mm ebenfalls in Champ-Bernard zu Brechsplitt und Brechsand verarbeitet. Das Material zeichnet sich durch eine grosse Härte aus und eignet sich daher ausgezeichnet als Einsatzmaterial für die Herstellung der Fahrbahnoberflächen auf den Nationalstraßen und Autobahnen.

Einige Materialklassen des so weiterverarbeiteten Gesteins werden vor ihrem Transport zu den Verladestelle in Ilettes in Massongex gewaschen: Wasserpumpen mit Sieb und Wasserreiniger sowie regelbaren Durchsätzen und Drücken treten hier in Aktion, um die Bruchstücke von 0 bis 63 mm von sämtlichen Unreinheiten zu befreien. Hierbei wird besonderer Wert auf einen effizienten Umgang mit dem Wasser gelegt und zu diesem Zweck mit einem geschlossenen Kreislauf gearbeitet. Dass Wasser wird gereinigt und lediglich die ausgewaschenen Sedimente werden in das Absetzbecken auf dem Gelände des Standorts gekippt.

„Der Natur verdanken wir die Steine mit ihren seltenen und für die Verwertung wertvollen Eigenschaften“, gibt sich das Unternehmen Famsa bewusst. Dementsprechend hat es sich für eine verantwortungsvolle und nachhaltige Vorgehensweise bei all seinen Aktivitäten entschieden. Der Einbeziehung dieser ökologischen Komponente wurde bei der Planung des Abbaubetriebes in enger Zusammenarbeit mit den Naturverbänden und zuständigen Behörden besondere Aufmerksamkeit gewidmet.

Ein klares Gesamtprojekt bestimmt die im Rahmen des Steinbruchbetriebs durchzuführenden Schutz- und Kompensationsmaßnahmen. Die Durchführung dieses Gesamtprojektes wird von einer gemischten technischen Kommission überprüft, in der neben der Unternehmensleitung die Behörden von Massongex und Monthey, die Vertreter des Kantons Wallis und Umweltverbände vertreten sind.

Jährliches Produktionsvolumen von über 5. Mio. m³.

Das Unternehmen Famsa umfasst ein Abbaugebiet von mehr als 12 ha an insgesamt drei Standorten, eine Lagerstätte von massivem Sandstein und anderem Hartgestein in einer Grössenordnung von über 5 Mio. m³, einen erweiterbaren Steinbruchbetrieb. Bei einer maximal möglichen Stundenleistung von 300 t/h wird ein jährliches Produktionsvolumen von über 500.000 t erzeugt. Dazu steht eine erfahrene Belegschaft mit 20 Mitarbeitern im Einsatz; Inhaber ist eine Aktiengesellschaft mit Partnern, die über Spezialwissen in der Materialherstellung und dem Bauwesen verfügen. ( Curt M. Mayer)

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