Das Jung-Gar-Banner im Autonomen Gebiet Innere Mongolei in Nordchina ist reich an Kohlevorkommen. Als einer der größten Kohleproduzenten des Landes verfügt der Ort über nachgewiesene Kohlereserven von 54,4 Milliarden Tonnen. Hinzu kommen noch einmal potenzielle Vorkommen von schätzungsweise über 100 Milliarden Tonnen. Die Region stellt derzeit die Kohleversorgung von 25 chinesischen Provinzen sicher. 

Angetrieben von Chinas Klimazielen, bis spätestens 2030 den Höchststand seiner CO₂-Emissionen und bis 2060 Kohlenstoffneutralität zu erreichen, arbeitet man im Jung-Gar-Banner seit Jahren daran, neue hochwertige Entwicklungspfade auszuloten. Mithilfe von Wissenschaft und Technologie baut man hier aktiv intelligente Kohlebergwerke auf und entwickelt moderne Kohlechemieindustrie. Zur Verwirklichung von umweltfreundlichem Bergbau und für die kohlenstoffarme Nutzung und das Recycling von Kohleressourcen setzen die Verantwortlichen auf eine intelligente, hochwertige und umweltfreundliche Entwicklung. Der Wachstumsweg stütz sich dabei zwar auf Kohle, ohne aber alternativlos darauf angewiesen zu sein. Stand Januar 2024 zählte das Jung-Gar-Banner insgesamt 43 intelligente Bergwerke. 

Bergbau ja, aber nachhaltig: Lkw transportieren im Tagebau in Heidaigou die geförderte Kohle ab. (Foto zur Verfügung gestellt von der Abteilung für Öffentlichkeitsarbeit des Parteikomitees von Jung-Gar)  

Intelligente Transformation in vollem Gange 

Mit einer genehmigten jährlichen Förderkapazität von 34 Millionen Tonnen zählt der Heidaigou-Kohletagebau der CHN Energy Zhunneng Group als einer der Tagebaue mit der größten jährlichen Kohleförderung im Land. Wir besichtigen vor Ort eine offene Grube, in der emsiges Treiben herrscht. Große elektrische Schaufeln, Bohrgeräte und Planierraupen – verschiedenste Gerätschaften sind im Einsatz. Besonders ins Auge aber fallen die gelben führerlosen Lkw. Sie verladen, transportieren und entladen Gestein und Kohle, und zwar ganz automatisch und mit System. 

Im März 2020 gaben acht Ministerien und Kommissionen, darunter die Nationale Entwicklungs- und Reformkommission, gemeinsam eine Stellungnahme zur beschleunigten Entwicklung intelligenter Kohlebergwerke heraus. Das Papier ruft dazu auf, bis 2025 alle großen Kohlebergwerke im Land grundsätzlich intelligent umzurüsten. Im Kohletagebau sollen mithilfe smarter Technologie Dauerbetrieb und Transport durch autonome Fahrzeuge realisiert werden. 

Mit Hilfe politischer Unterstützung und der Förderung neuer Technologien wie 5G, Big Data und künstlicher Intelligenz hat auch im Kohletagebau Heidaigou ein Wandel eingesetzt. Auf rund 50 Quadratkilometern kommt hier bereits intelligente Technik zum Einsatz. 

Autonome Fahrzeuge: In diesem Bergbau-Lkw sitzt niemand hinter dem Steuer. Trotzdem funktioniert die Abstimmung mit den Baggern reibungslos. (Foto zur Verfügung gestellt von der Abteilung für Öffentlichkeitsarbeit des Parteikomitees von Jung-Gar)  

Cui Wen, Leiter der Abteilung für elektromechanisches Management der Zhunneng Group, sagt, dass die durchschnittliche Betriebseffizienz der autonomen Bergbau-Lkw in Heidaigou derzeit mehr als 85 Prozent der Effizienz bemannter Fahrzeuge erreicht habe. Bisher habe man 47 Lkw auf autonomen Betrieb umgerüstet, kombiniert mit 116 Hilfsgeräten. 24 dieser führerlosen Fahrzeuge seien Teil des Normalbetriebs. Rund ein Fünftel der Abräumfläche des gesamten Bergwerks werde bereits von diesen Fahrzeugen bedient. 

Im Kontrollraum des Kohletagebaus Heidaigou reichen eine intelligente Plattform und ein paar Klicks, um den Einsatz der führerlosen Laster zu planen, ihre Parameter zu konfigurieren und ihre Fahrtrouten einzustellen. Laut Jin Xin, Projektleiter für technologische Forschung und Entwicklung, löst das intelligente System, das über eine 5G-Abdeckung durch 48 Basisstationen mit den selbstfahrenden Lkw verbunden ist, effektiv das Problem von Verkehrsstaus, die in der Vergangenheit beim Be- und Entladen in der Mine oft entstanden. Dadurch hätten sich die Effizienz und die Sicherheit merklich verbessert, sagt er. 

Du Peiwen, ein 51-jähriger ehemaliger Fernfahrer aus dem Jung-Gar-Banner, begann 2006, Kohle in der Heidaigou-Mine abzutransportieren. Nicht selten saß er dafür bis spät in der Nacht hinterm Steuer. Dank der Umrüstung auf autonome Technik muss er nun selbst keine anstrengenden Fahrten mehr absolvieren. Stattdessen ist er seit Oktober 2023 mit der Betankung und Wartung von Lkw betraut. Laut Zhang Xin, stellvertretender Leiter der Abteilung für Öffentlichkeitsarbeit des Parteikomitees der Zhunneng Gruppe, hat der intelligente Betrieb der Heidaigou-Mine die Belastung für die Beschäftigten verringert. „Ihre Arbeitslast ist jetzt gering. In sichereren Positionen geben sie weiterhin ihr Bestes und tragen so ihren Teil zum Betrieb der Mine bei.“ Gleichzeitig habe der intelligente Minenbetrieb eine umweltfreundliche Kohleförderung ermöglicht, was für die Kostensenkung, Energieeinsparung und Reduktion des Energieverbrauchs von großer Bedeutung sei, so Zhang. 

Kluge Köpfe für smarte Bergwerktechnik 

„Mithilfe von 3D-Technologie haben wir die Struktur, Infrastruktur und Ausrüstung der Mine maßstabsgetreu nachgebildet, sodass wir die Mine in allen Aspekten vom Büro aus verwalten können“, sagt Wei Zhaoheng, Betriebs- und Wartungsingenieur für künstliche Intelligenz der Kohlemine Longwanggou, die von der Guoyuan Mining Company betrieben wird. Sie ist Teil der China Datang Corporation Ltd. 

Forschung anschaulich erklärt: Mitglieder der Smart Alliance stellen im Dezember 2022 ihre neuesten Forschungsergebnisse in einem Theaterstück vor. (Foto zur Verfügung gestellt von Zhang Haijun)  

Am 1. Juli 2020 erreichte Guoyuan Mining einen wichtigen Meilenstein: Es richtete das erste intelligente Minenbauteam der Kohleindustrie ein – die Smart Alliance. Laut Zhang Haijun, Leiter der Allianz, zielt die Initiative darauf ab, die technologische Autonomie chinesischer Bergbauunternehmen zu stärken, die traditionell in Sachen intelligente Minentechnologie lange von großen Geräteherstellern abhängig waren. Es sei daher notwendig, hochqualifizierte Talente auszubilden, die unabhängige Patente entwickelten. Daher habe man sich entschieden, die Smart Alliance ins Leben zu rufen.  

Zu Beginn bestand die Allianz aus 34 jungen Talenten, ausgewählt aus gut 600 Mitarbeitern mit Universitätsabschluss. Diese jungen Nachwuchskräfte aus verschiedenen Produktionspositionen und mit unterschiedlichem Ausbildungshintergrund ermöglichen es der Allianz, sich nicht auf bestimmte Fachgebiete und Branchen zu beschränken. Wei Zhaoheng, ein Vertreter der Generation Z, ist ein gutes Beispiel für den aktuellen Wandel. Nach dem Studienabschluss im Fach Bergbau an der Technischen Universität der Inneren Mongolei im Jahr 2018 heuerte er in der Longwanggou-Mine an. Dank der von der Allianz angebotenen Ausbildung ist er heute Betriebs- und Wartungsingenieur für künstliche Intelligenz. 

Eine Sitzung zum Austausch über neueste Technologien im Praxiszentrum für künstliche Intelligenz, organisiert von der Smart Alliance im März 2022. (Foto zur Verfügung gestellt von Zhang Haijun)  

Dank einer integrierten Organisation und eines fortschrittlichen Managementkonzepts zieht die Allianz immer mehr junge Talente an. Sie hat derzeit 102 Mitglieder. Das Durchschnittsalter liegt bei 32 Jahren. Ihre Fachgebiete reichen von Bergbautechnik über Softwareentwicklung bis hin zu Computernetzwerken. 

Bisher hat die Smart Alliance insgesamt 126 wissenschaftlich-technologische Projekte in den Bereichen künstliche Intelligenz, Big Data und Robotik auf den Weg gebracht. Von diesen Projekten fanden 96 den Weg in die Praxis und zwölf Patente wurden angemeldet. In der Kohlemine Longwanggou, in der die intelligente Verarbeitungsrate mittlerweile 91 Prozent übersteigt, sind die Errungenschaften der Allianz allgegenwärtig.  

Eine Reise zur Verwertung von Kohle    

Das Jung-Gar-Banner nutzt seine reichen Kohlevorkommen, um neue Wege zur sauberen und effizienten Nutzung des Rohstoffs zu ebnen. Das wird insbesondere in den Produktionsstätten für Olefine des Unternehmens Jiutai Energy Inner Mongolia (ein Tochterunternehmen von Inner Mongolia Jiutai New Materials Technology) im Jung-Gar-Banner deutlich. Hier durchläuft die Kohle eine bemerkenswerte Transformation von schwarz zu weiß. Sobald die Kohle in die Produktionskette gelangt, wird sie durch eine chemische Behandlung zunächst in Gas, dann in Methanol und schließlich in weißes Polypropylen umgewandelt. Letzteres wird dann verpackt und im ganzen Land verkauft. 

Der Kontrollraum von Jiutai Energy Inner Mongolia, ein Tochterunternehmen der Inner Mongolia Jiutai New Materials Technology Co., Ltd. (Foto zur Verfügung gestellt von Tang Zhongjiu).  

Jiutai ist eines der Vorzeigeunternehmen des Kohlebergbaus und der chemischen Industrie hier. 2019 startete die Firma das Olefin-Projekt zur Herstellung neuer kohlebasierter Materialien wie Polyethylen, Polypropylen, Butadien und Butylen. Täglich produziert sie bis zu 1800 Tonnen dieser Materialien, die Jahresproduktion beläuft sich auf bis zu 600.000 Tonnen. Laut Tang Zhongjiu, Assistent des Generaldirektors von Inner Mongolia Jiutai New Materials Technology, seien Olefine, obwohl sie der breiten Öffentlichkeit kaum bekannt seien, im Alltag doch allgegenwärtig. Ob medizinische Geräte, Autoteile, Lithiumbatterien oder Kleidung – unzählige Produkte enthielten diesen Rohstoff. „Derzeit liegt der Durchschnittspreis für eine Tonne Kohle bei etwa 800 Yuan, während der Preis für eine Tonne Methanol sich auf etwa 2000 Yuan beläuft. Durch die Verarbeitung der Kohle zu Olefinen lässt sich der Preis also verdrei- bzw. vervierfachen“, erklärt Tang. 

Seiner Meinung nach war die Produktion von Kunststoffprodukten bisher stark von Erdölressourcen abhängig. Heute jedoch könnten neue Materialien auf Kohlebasis die Erdölprodukte ersetzen, was China nicht nur dabei helfe, seine Ölimporte zu reduzieren, sondern auch seine CO₂-Emissionen zu senken. Der Produktionsprozess dieser neuen Materialien auf Kohlebasis sei CO₂-frei und könne die Emissionen im Vergleich zur direkten Verbrennung von Kohle um 40 Prozent senken, erklärt Tang. Darüber hinaus tauge die nach der Umwandlung verbleibende Asche als Baumaterial, so der Assistent. Dank des Jiutai-Projekts werde die Kohle nun optimal genutzt und wirklich verwertet. 

Hier wird Kohle zu neuen Materialien: Ein Blick auf eine Produktionsstätte von Jiutai Energy Inner Mongolia (Foto zur Verfügung gestellt von Tang Zhongjiu)  

Auch im kohlebasierten Nano-Kohlenwasserstoff-Brennstoff-Experimentierzentrum der Zhunneng Group wird Kohle auf umweltfreundliche Weise genutzt. Yuan Duo, stellvertretender Leiter der Produktionsstätte für kohlebasierte Nano-Kohlenwasserstoff-Brennstoffe, führt eine zähflüssige schwarze Flüssigkeit vor, bei der es sich um einen neuen Typ von sauberem Spezialbrennstoff handelt, der durch Nanoverarbeitung gewonnen wird. Er kann Wasserstoff speichern und zur thermischen Stromerzeugung beitragen, was den Verbrauch von Kohleenergie und die CO₂-Emissionen wirksam verringert. Derzeit werden die Lastwagen im Kohletagebau Heidaigou hauptsächlich mit Diesel betrieben. Sie schlucken täglich rund fünf Tonnen Treibstoff. Wenn diese Lkw in Zukunft Nano-Kohlenwasserstoff-Brennstoffe auf Kohlebasis nutzen könnten, dürfte das ihre Betriebskosten erheblich senken. Und es wäre ein weiterer wichtiger Beitrag auf dem Weg zu einer grünen Entwicklung.