Marktbericht zur Automatisierung im Bergbau: Größe, Marktanteil und Trendanalyse nach Lösungen (Softwareautomatisierung, Dienstleistungen, Anlagenautomatisierung), Anwendungen (Metallbergbau, Mineralienbergbau, Kohlebergbau) und Regionen (Nordamerika, Europa, Asien-Pazifik, Naher Osten und Afrika, Lateinamerika), Prognosen für 2025–2033

Wachstumsfaktoren des Marktes für Automatisierung im Bergbau

Verfügbarkeit von technologisch fortschrittlicher Ausrüstung

Der Einsatz neuer Technologien wirkt sich positiv auf den gesamten Bergbauzyklus aus – von der Exploration über die Produktion bis hin zur Stilllegung. Automatisierte Drohnen werden zur Erkundung schwer zugänglicher, abgelegener Lagerstätten eingesetzt. Sie dienen der Kontrolle von Untertageaktivitäten und Bergbauausrüstung sowie deren Überwachung. Darüber hinaus können Drohnen für die Haldenverwaltung, die automatische Vermessung und Kartierung, den Transport und den Straßentransport genutzt werden.

• So hat beispielsweise BHP, ein führendes Bergbauunternehmen, das für den aktiven Einsatz von Drohnen in seinen Bergwerken bekannt ist, den praktischen Einsatz von Drohnen im Seefrachtverkehr angekündigt.

Robotik und autonome Fahrzeuge werden in der Produktion eingesetzt. KI-gesteuerte Roboter können vielfältige Aufgaben übernehmen, darunter Sprengungen, Bohren, Laden, Transportieren, Erzprobenahme und die Rettung eingeschlossener Bergleute. Ein autonomes Muldenkipperfahrzeug transportiert das Erz von den Minen zum Hafen. In den kommenden Jahren werden voraussichtlich fast 50 % der manuellen Tätigkeiten durch Roboter ersetzt. Darüber hinaus dürften 3D-Bildgebungstechnologie, automatisiertes Bohren, ein fortschrittliches luftgestütztes Gravitationsgradiometer zur Mineralexploration sowie ein modernes Schacht- und Tunnelbohrsystem die Bergbauarbeiten erleichtern. Die Verfügbarkeit von Hightech-Bergbauausrüstung trägt somit zum Wachstum des Marktes für Bergbauautomatisierung bei.

Wachsende Besorgnis um die Sicherheit in Bergwerken und am Arbeitsplatz

Das hohe Risiko im Bergbau macht Sicherheit zu einer Priorität, da es in den letzten Jahren zu zahlreichen Zwischenfällen gekommen ist. Verbesserte Sicherheit hilft dem Unternehmen außerdem, Kosten durch Schäden oder Unfälle im Bergwerk zu senken. Ein gut funktionierendes Managementsystem trägt somit zur Verbesserung der Sicherheitsleistung bei und kann dem Unternehmen finanzielle Vorteile bringen. COVID-19 hatte erhebliche Auswirkungen auf die Beschäftigung im Bergbau, was dazu führte, dass viele Unternehmen vermehrt Automatisierungstechnologien einsetzen. Zukünftig werden die Sicherheitsbemühungen im Bergbau durch neue technologische Ansätze unterstützt, die das Sicherheitsnetz über die Möglichkeiten von Schulungsverfahren hinaus erweitern. Neue intelligente Programme und Technologien wie das Global Positioning System (GPS), Ortungstechnologie, RFID und Kollisionserkennungs- und -vermeidungssysteme erhöhen die Sicherheit der Arbeiter.

Die Bergbauunternehmen setzen umdrahtlose NetzwerktechnologieDies ermöglicht die Nutzung von IP-Telefonen und fortschrittlicher Ortungstechnologie in mehreren Bergwerken. Die verbesserten Kommunikations- und Überwachungssysteme erleichtern die Lokalisierung, Kommunikation und Unterstützung der Arbeiter im Normalbetrieb und in Notfällen.

• Die von Rockwell Automation, Inc. angebotene Lösung für vernetzte Minen beispielsweise verwendet RFID-Tags, um die Arbeiter bei den Untertagebauarbeiten zu verfolgen.

Die drahtlosen Kameras helfen zudem, die Mitarbeiter in anspruchsvollen Umgebungen im Blick zu behalten, und die digitalen Anzeigesysteme geben in Notfällen Sicherheitswarnungen aus. Die Modernisierung traditioneller Bergbaupraktiken hin zu automatisierten Verfahren zur Erhöhung der Arbeitssicherheit trägt somit maßgeblich zur Weiterentwicklung des Marktes für Automatisierung im Bergbau bei.

Marktbeschränkung

Hohe Maschinen- und Betriebskosten

In den kommenden Jahren werden die hohen Kosten für Anschaffung und Wartung von Automatisierungsanlagen und -lösungen das Wachstum der Branche voraussichtlich bremsen. Neben den hohen Preisen dürfte auch der Bedarf an qualifiziertem Personal für die Bedienung dieser Anlagen sowie an entsprechenden Schulungen für Automobilingenieure die Nachfrage erheblich beeinträchtigen. Zudem erfordern neue Automatisierungsanlagen einen hohen Wartungsaufwand, bevor sich die Investition amortisiert. Die Finanzierung solcher Geräte und Anlagen hemmt das Wachstum des Marktes für Automatisierung im Bergbau.

Mehrere Bergwerke stehen weiterhin vor der Herausforderung fehlender Investitionsmittel für die Einführung neuer Technologien. Ein weiterer Faktor, der das Wachstum voraussichtlich bremsen wird, sind die höheren Preise dieser Maschinen aufgrund der neuen Emissionsvorschriften der US-Umweltschutzbehörde (EPA). Zusätzliche Regulierungen durch lokale und internationale Aufsichtsbehörden, die diese schweren Maschinen regulieren, werden das Wachstum der Branche wahrscheinlich verlangsamen. Auch die Vorgaben zur Sicherheit von Bedienern und Arbeitern am Arbeitsplatz dürften die Produktnachfrage beeinflussen und das Marktwachstum hemmen.

Marktchance

Zunehmende Regierungsinitiativen

Die zunehmende Zahl staatlicher Initiativen im Bergbausektor dürfte die Einführung automatisierter Lösungen vorantreiben. 2019 kündigte die Regierung von Südaustralien einen Investitionsplan für die Mineralexploration und innovative Technologien an. Ziel der Initiative war es, die Bevölkerung Südaustraliens bei der Erschließung neuer Mineral- und Grundwasservorkommen zu unterstützen. Sie umfasste ein Kofinanzierungsprogramm für Einzel- und Mehrfachbohrungen in unerschlossenen Gebieten, Innovationen, technologisch fortschrittliche Explorationsansätze, moderne Logistikunterstützung sowie die Identifizierung und Erprobung neuer Grundwasserressourcen.

Darüber hinaus hat die indische Regierung die Nationale Mineralienpolitik 2019 verabschiedet, die Investoren erhebliche Chancen eröffnet. Indiens Metall- und Bergbausektor erlebt derzeit einen tiefgreifenden Reformprozess, der sich in einem verstärkten Infrastrukturausbau und dem Bau von Projekten im Bereich erneuerbarer Energien äußert. Die kürzlich erfolgte Versteigerung kommerzieller Kohlebergwerke in Indien ist ein erster Schritt zur Stärkung des Bergbausektors. Die Automatisierung im Bergbau dürfte in den kommenden Jahren aufgrund des gestiegenen Interesses der Regierung und der erhöhten Investitionen der Unternehmen an Bedeutung gewinnen und zahlreiche hervorragende Möglichkeiten eröffnen.

Regionale Einblicke

Der asiatisch-pazifische Raum ist der bedeutendste Akteur im globalen Markt für Automatisierungstechnik im Bergbau und wird voraussichtlich im Prognosezeitraum mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 12,3 % wachsen. Der zunehmende Einsatz von Automatisierungstechnologie in Australien dürfte das Wachstum des Marktes für Bergbauautomatisierung in der Region Asien-Pazifik maßgeblich vorantreiben. In Australien werden Mineralien mithilfe von Robotern und ferngesteuerten Maschinen sicher und effizient gefördert. Aufgrund des unerschlossenen Bohr- und Explorationspotenzials in Ländern mit aufstrebenden Volkswirtschaften wie China und Indien ergeben sich im Prognosezeitraum erhebliche Wachstumschancen für die Branche.

• Zum Beispiel erwarb Sandvik AB im Jahr 2022, ein Ingenieurbüro, das Werkzeuge für Maschinen, Werkzeuge für den Gesteinsabbau, Metallbearbeitungsanwendungen, Speziallegierungen, Edelstahlprodukte, Widerstandsheizmaterialien und Prozesssysteme herstellt, entwickelt und vermarktet, Deswik, ein Unternehmen mit Niederlassungen in Australien.

Das Unternehmen bietet eine Vielzahl integrierter Software- und Beratungslösungen für die Bergbauindustrie an, darunter Betriebsplanung, Datenmanagement im Bergbau, computergestützte 3D-Bergbauplanung und vieles mehr. Darüber hinaus beflügeln die hohe Bevölkerungsdichte, das steigende Pro-Kopf-Einkommen, die weit fortgeschrittene Industrialisierung und die Urbanisierung im asiatisch-pazifischen Raum die Expansion der Fertigungs- und Prozessindustrie, was die Nachfrage nach Rohstoffen wie Metallen, Kohle, Mineralien und Erzen ankurbelt.

Markttrends in Nordamerika

Für Nordamerika wird im Prognosezeitraum ein jährliches Wachstum von 10,1 % erwartet. Die USA und Kanada bieten erhebliches Expansionspotenzial und gelten daher als vielversprechende Region. In der kanadischen Provinz Alberta werden Ölsande abgebaut und von autonomen Muldenkippern der Firma Komatsu Ltd. transportiert. Dabei wird aus den Sanden Rohöl gewonnen, ein Nebenprodukt des Prozesses. Die wachsenden Bergbausektoren in der Region dürften das Marktwachstum im Prognosezeitraum maßgeblich vorantreiben.

Der Bergbau zählt zu den produktivsten Branchen Lateinamerikas und trägt maßgeblich zum BIP des Landes bei. Lateinamerika verfügt über rund ein Fünftel der weltweiten Eisenerzreserven, wobei Brasilien und Venezuela die größten Vorkommen besitzen. Auch Nichteisenmetalle sind in Lateinamerika reichlich vorhanden. Lateinamerikanische Bergbauunternehmen setzen zunehmend auf modernste Automatisierungstechnologien und investieren verstärkt in die Region. Auch Boliviens neue Bergbaupolitik ermöglicht es Unternehmen, über Joint Ventures oder Pachtverträge in den bolivianischen Bergbau einzusteigen. Die Zulassung ausländischer Investitionen hat das Wachstum des bolivianischen Bergbausektors erheblich beschleunigt.

Markttrends im Nahen Osten und Afrika (MEA)

Die Region Naher Osten und Afrika (MEA) bietet mehr Möglichkeiten zur Suche nach Mineralien und Rohstoffen für den Bau von Infrastrukturprojekten.InfrastrukturAls Folge verstärkter staatlicher Programme in Afrika beeinflusst die steigende Nachfrage nach Metallerz das Wachstum der Region erheblich.

• So gab MSALABS beispielsweise im Dezember 2020 bekannt, dass es PhotonAssay zur Analyse von Proben direkt im Bergwerk einsetzen werde. MSALABS bietet ein umfassendes Spektrum an geochemischen Labordienstleistungen, insbesondere für die Bergbau- und Explorationsindustrie.

Die PhotonAssay-Technologie analysiert Silber, Gold und Komplementärmetalle mithilfe von Röntgenstrahlen in weniger als zwei Minuten. Neben der Bestimmung der chemischen Zusammensetzung und der physikalischen Beschaffenheit des Objekts ermöglicht sie die Messung von Proben mit einem Gewicht von über 500 g. Da die Röntgenanalyse die Probe nicht zerstört, sind mehr Tests möglich.

Lösungseinblicke

Der globale Markt ist in Softwareautomatisierung, Dienstleistungen und Anlagenautomatisierung unterteilt. Das Segment Softwareautomatisierung trägt am meisten zum Marktwachstum bei und wird voraussichtlich im Prognosezeitraum mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 12,9 % wachsen. Die Automatisierung von Bergbausoftware ermöglicht es dem Management, die Verantwortlichkeit zu erhöhen, Produktivitätsengpässe zu identifizieren und den Return on Investment (ROI) besser zu verstehen. Bergbauunternehmen nutzen Automatisierungssoftware oder -prozesse, um ihre Geschäftsprozesse besser zu steuern. Die Automatisierung von Prozessen mithilfe von Software trägt dazu bei, dass die Bergbauindustrie weitgehend auf menschliche Arbeitskraft verzichtet.

• Das von der Rio Tinto Group entwickelte Mine Automation System (MAS) beispielsweise nutzt 3D-Visualisierung und VR, um Mineralien aus tiefen Erdschichten zu gewinnen und so verschiedene Umweltgefahren durch den Bergbau zu reduzieren.

Die Automatisierung von Bergbauausrüstung umfasst autonome Lkw, ferngesteuerte Geräte und teleoperierte Minen. Autonome Lkw sind selbstfahrende Fahrzeuge mit fortschrittlichen Fahrerassistenzsystemen (ADAS), darunter Software für autonomes Fahren mit aktualisierter automatischer Gangschaltung, Servolenkung, Radar und Stereokamera. Teleoperierte Minen nutzen Kameras und Sensoren zur Automatisierung des Bergbaus.VideoüberwachungIm Einsatz im Bergbauumfeld werden Geräte mit fehlenden Teilen automatisch identifiziert und eine bessere Integration robuster Videoanalyse- und Kamerasysteme in Automatisierungswerkzeuge wie Prozesssteuerungen und Überwachungssysteme ermöglicht.

• Mobibus, entwickelt von Autonomous Solutions Inc., automatisiert beispielsweise verschiedene Bergbaugeräte wie Planierraupen, Bagger, starre Muldenkipper und knickgelenkte Muldenkipper.

Anwendungseinblicke

Der globale Markt ist in Metallbergbau, Mineralienbergbau und Kohlebergbau unterteilt. Der Mineralienbergbau hält den größten Marktanteil und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 11,6 % wachsen. Mineralienbergbau bezeichnet die Gewinnung von Mineralien aus ihren Erzen. Die Erze sind Gesteine, die Konzentrationen wertvoller Metalle enthalten, wie beispielsweise Bauxit für Aluminium, Bleiglanz für Blei und Kassiterit für Zinn. Tagebau und Untertagebau sind die beiden Hauptunterkategorien des Mineralienbergbaus. Beim Tagebau werden Mineralerze an der Erdoberfläche gewonnen. Durch Sprengungen werden Gestein und Erdreich vom Erz getrennt, und große Lkw transportieren dieses Gestein zu den Aufbereitungsanlagen, wo die Erze getrennt werden. Zu den Tagebauverfahren gehören Steinbruchbetrieb, Streifenabbau und Tagebau. Der Untertagebau wird zur Gewinnung von tief liegenden Erzen eingesetzt. Das Sprengen von Tunneln in das Gestein, um zu den Erzlagerstätten zu gelangen, ist ein gefährliches Verfahren, das mitunter dazu führt, dass Bergleute eingeschlossen werden.

Kohlebergbau bezeichnet den Prozess der Gewinnung von Kohle aus dem Boden. Seit den 1880er Jahren wird Kohle aufgrund ihres hohen Energiegehalts in großem Umfang zur Stromerzeugung genutzt. Im Kohlebergbau kommen sowohl Untertage- als auch Tagebauverfahren zum Einsatz. Der Tagebau eignet sich, wenn die Kohle weniger als 60 Meter unter der Oberfläche liegt, der Untertagebau hingegen, wenn die Kohle mehr als 300 Meter unter der Oberfläche liegt. Nach der Gewinnung wird die Kohle mithilfe von Förderbändern zu einer Aufbereitungsanlage transportiert. Dort wird sie weiterverarbeitet, um Gestein, Schmutz, Asche und andere unerwünschte Bestandteile zu entfernen und so ihren Wert zu steigern.