Водород вместо углерода: в ВКО разрабатывают технологию снижения промышленных выбросов
Проблема промышленных выбросов для Усть-Каменогорска остается одной из самых острых. В Восточном Казахстане решили подойти к ней теперь через химию — изменив технологию восстановления металлов, передает корреспондент агентства Kazinform.
Если в процессе производства титана и бериллия вместо углерода использовать водород, в атмосферу будет выходить не углекислый газ, а обычный водяной пар. Для промышленного Усть-Каменогорска эта формула звучит почти как фантастика. Но именно над таким решением сейчас работают ученые Восточно-Казахстанского технического университета имени Д. Серикбаева.
В чем суть технологии
Идея на первый взгляд проста — изменить саму химическую основу восстановления металлов. В металлургии восстановлением называют процесс, при котором из руды или соединения «забирают» кислород, чтобы получить чистый металл. Проще говоря, металл в природе чаще всего находится не в свободном виде, а в составе оксидов — соединений с кислородом. Чтобы выделить, например, титан или бериллий, этот кислород нужно «связать» с другим элементом.
Сегодня в таких процессах используется углерод. Он вступает в реакцию с кислородом, образуя углекислый газ или оксид углерода — те самые соединения, которые потом становятся частью городского смога.
— Сейчас традиционно для восстановления металлов используется углерод. При этом образуются диоксиды углерода, которые попадают в атмосферу. Наша задача — исследовать возможность применения водорода в этих процессах. В этом случае продуктом реакции будет не углекислый газ, а водяной пар. Это лабораторные исследования, и в промышленном масштабе такую технологию в мире пока никто не применяет, — пояснил научный сотрудник ВКТУ Айбар Кизатов.
Для города, где режим неблагоприятных метеоусловий за год объявляют более ста раз, а в зимние месяцы фиксируются сотни превышений по сероводороду, диоксиду серы и оксиду углерода, даже частичное снижение выбросов могло бы стать серьезным шагом вперед.
Речь идет не о локальном эксперименте. Технология разрабатывается в рамках международного проекта TiBeRIUM программы Horizon Europe — одного из самых конкурентных научных инструментов Европейского Союза.
Критические металлы и «зеленая» переработка
Титан и бериллий входят в перечень критически важных материалов ЕС. Они используются в авиастроении, космической отрасли, оборонной промышленности и высокотехнологичном машиностроении. Вопрос не только в добыче, но и в экологически безопасной переработке.
Проект TiBeRIUM объединяет 25 организаций из 12 стран. Общий бюджет — восемь миллионов евро. Координатором выступает Технический университет «Фрайбергская горная академия» в Германии. Казахстан в консорциуме представляют Восточно-Казахстанский технический университет, ТОО Tenir Group и АО «Ульбинский металлургический завод».
Принципиально важно, что речь идет не о сырьевой кооперации, а о совместной научной работе.
— Это означает переход от модели «добыча — экспорт» к модели «наука — технологии — кадры — добавленная стоимость». Наши ученые смогут разрабатывать экологически ориентированные технологии переработки, а студенты и молодые исследователи получат доступ к европейским проектам. Это укрепляет позиции области как центра критических металлов, где наука реально работает на экономику региона, — отметил аким ВКО Нурымбет Сактаганов.
Почему это важно для региона
Усть-Каменогорск — один из промышленных центров страны. Именно здесь сосредоточено производство титана и бериллия. И поэтому экологический аспект проекта для региона не абстрактный, а прикладной.
Сегодня восстановление металлов с использованием углерода сопровождается образованием углекислого газа. Замена реагента требует серьезных исследований — от термодинамики процессов до оценки энергоэффективности и промышленной применимости.
— Основная цель Horizon Europe — разработка устойчивых технологий и укрепление международного сотрудничества. Мы изучаем фундаментальные аспекты реакции, оцениваем параметры, при которых водородное восстановление может быть технологически оправдано. Это не быстрый процесс, но потенциал у него большой, — отметил Айбар Кизатов.
Если лабораторные исследования подтвердят эффективность подхода, следующим этапом станет адаптация технологии к промышленным условиям.
Первый опыт участия в Horizon Europe
Для Казахстана участие в Horizon Europe — событие знаковое. Отбор в программу проходит без географических преференций, с жесткой научной экспертизой.
Впервые казахстанский университет стал победителем конкурсного отбора и вошел в проект такого уровня. Это означает, что отечественная научная команда прошла международную оценку и признана конкурентоспособной.
Однако главный вопрос — не статус, а результат. Сможет ли новая технология стать частью реальной модернизации металлургии?
Сегодня это пока лабораторная работа. Но если эксперимент удастся, промышленный город получит не просто научную публикацию, а инструмент снижения углеродного следа.
И тогда водород может стать не только элементом таблицы Менделеева, но и элементом новой экологической стратегии Восточного Казахстана.
Пока здесь акцент делают на выявлении нарушителей. Ранее мы писали о том, что эконарушения обнаружили на объектах «Казцинка» в Риддере.
