First Quantum, 광산업계의 디젤 연료 의존 문제 해결책 특허 출원
퍼스트 퀀텀 미네랄스(TSX: FM)는 오르막길 운반 시 트럭의 디젤 연료 사용량을 최대 90%까지 줄일 수 있는 시스템인 퀀텀 일렉트라-홀(Quantum Electra-Haul) 트롤리 보조 기술에 대한 영국 특허 및 상표권을 확보했습니다. 이 캐나다 광산 회사는 해당 시스템을 확장하고 있습니다.
영국 지식재산권청은 올여름 해당 기술에 대한 보호 조치를 승인했으며, 기술의 다른 측면을 다루는 추가 특허 출원은 아직 심사 중입니다.
퍼스트 퀀텀은 14년 이상 트롤리 보조 시스템을 개발 및 운영해 왔으며, 2025년에는 자사 광산에서 트롤리 보조 운반을 통해 약 50만 km를 주행했습니다.
퍼스트 퀀텀의 광산 운영 및 기술 담당 이사인 고든 화이트는 “세계는 책임감 있는 방식으로 구리가 채굴되기를 필요로 합니다.”라며, “당사의 특허받은 트롤리 보조 솔루션인 퀀텀 일렉트라-홀은 이러한 변화의 핵심 요소입니다.”라고 말했습니다.
이 시스템은 팬터그래프가 장착된 광산 트럭이 노천 광산에서 경사로를 오를 때 가공 전력선에 연결할 수 있도록 합니다. 연결되면 전기 모터가 디젤 엔진을 대신하여 작동하므로, 만재 트럭이 가장 많은 에너지를 소비할 때 연료 소비를 줄여줍니다.
운송의 전동화
퍼스트 퀀텀은 자사의 잠비아 광산에서 디젤 연료를 재생 가능한 전기로 대체함으로써 2025년에 약 4만 5천 톤의 온실가스 배출량을 절감했다고 밝혔습니다. 다른 광산 전력화 사업과 함께 고려하면, 회사는 연간 13만 톤 이상의 이산화탄소 환산 배출량을 감축했을 것으로 추산하고 있습니다.
이 회사는 세 곳의 주요 광산에 걸쳐 15km가 넘는 트롤리 보조 운송 인프라를 설치했으며, 장기 광산 개발 계획에 따라 추가 확장을 계획하고 있습니다. 궁극적으로는 해당 운송 사이클의 오르막 구간을 100% 전기화하는 것을 목표로 하고 있습니다.
퍼스트 퀀텀은 2011년부터 리브헤르, 히타치, 코마츠 등의 장비 제조업체와 협력하여 트럭과 시스템 운영에 필요한 전기 인프라를 개발해 왔습니다. 이 설계에는 이동식 변압기, 전기실, 트롤리 라인이 포함되어 있어, 연속적인 채굴을 통해 노천 광산이 확장됨에 따라 이러한 시설들을 이전할 수 있습니다.
회사 측은 전기 동력 덕분에 트럭이 경사로를 더 빠르게 오를 수 있어 트롤리 보조 구간마다 약 2분씩 시간을 절약할 수 있다고 밝혔습니다. 작업 주기가 단축되면 차량 보유 대수를 줄이고 작업 현장에서 장비 작동 횟수를 줄일 수 있습니다.
화이트는 “퀀텀 일렉트라-홀 하드웨어는 경량화 및 이동성을 고려하여 설계되었으며, 이를 통해 광산 운영이 다양한 감축 과정을 거치는 동안 효율적인 재배치가 가능합니다.”라고 말했습니다. “우리는 이 기술이 적재 및 운반 작업의 탈탄소화에 매우 중요하다고 믿습니다.”
배터리 혁신
퍼스트 퀀텀은 지난 4월 잠비아의 칸산시 구리-금 광산에 세계 최초의 초대형 배터리 전기 채굴 트럭을 도입했다고 밝혔으며, 이로써 트롤리 보조 전략을 완전 전기 운송으로 확장했습니다.
완전 전기식 히타치 EH4000은 첨단 배터리 기술과 트롤리 보조 장치를 통합하여 작업 중 가공 전력망에 연결할 수 있습니다. 이 프로젝트는 퍼스트 퀀텀과 히타치 건설기계가 2024년 6월 간산시에서 시작한 시범 운행을 기반으로 합니다.
해당 기업들은 실제 광산 환경에서 요구되는 모든 암석 운반 작업을 트럭이 수행할 수 있는지 여부를 시험하는 동시에 배터리의 동적 충방전 사이클을 평가하고 있습니다. 배터리를 트롤리 인프라와 결합하면 전기 트럭이 운행 중에 전력을 공급받아 고정식 충전에 대한 의존도를 줄일 수 있습니다.
잠비아 북서부 주 솔웨지 인근에 위치한 칸산시 광산은 2005년부터 퍼스트 퀀텀의 대표적인 사업장으로 운영되어 왔으며, 잠비아에서 가장 큰 광산 중 하나입니다.
영국 특허를 통해 퍼스트 퀀텀은 상용화를 기다리는 기술이 아닌, 이미 광산에서 운영 중인 트롤리 시스템에 대한 지적 재산권을 보호받게 되었습니다. 이 시스템과 배터리 전기 트럭의 결합은 광산 업체들이 운송 성능 저하 없이 디젤 소비를 줄이는 방법을 모색함에 따라, 이러한 인프라가 얼마나 중요한 역할을 할 수 있는지를 보여줍니다.
화이트는 "이 시스템은 가동 가능하고 실용적이며 경제적으로 실현 가능한 해결책을 제시합니다. 다른 기업들도 우리의 선례를 따르려 할 것이므로, 이 시스템은 전 세계 광업 부문의 배출량을 줄이는 데 기여할 것입니다."라고 말했습니다.