По словам Президента Вадима Красносельского, научная деятельность должна способствовать укреплению государственности и развитию экономики страны. И в Приднестровье ведутся исследовательские работы, ориентированные на реальное повышение доходности государственного бюджета, которые могут «оправдать практическим результатом выделение средств из госказны».
Если сжечь уголь, получится тепло, шлак и зола. Зола бывает разная. И в разных количествах. На тепловых электростанциях ее особенно много. В России, например, за год образуется 30 миллионов тонн золошлаковых отходов (ЗШО). Под их хранение отведено около 20 тыс. кв. км (почти как территория Израиля) – и все равно большинство полигонов переполнено. А ведь ЗШО – это свинец, кадмий, мышьяк и даже ртуть, то есть вещества, далеко не полезные для здоровья. Земли, зараженные ими, становятся непригодными для сельского хозяйства надолго. Практически навсегда.
Эта проблема касается и нас тоже. У нас есть МГРЭС, которая очень долго работала на угле и накопила минимум 13 миллионов тонн отходов. А может, и больше – точными подсчетами никто с советских времен особо не занимался, тем более что часть отвалов находится на территории Украины.
За сутки работы ТЭС мощностью 1 тыс. МВт производит 1000 тонн шлака и золы (при зольности 10%). Мощность МГРЭС – 2 тыс. 520 МВт, и работала она на угле не один год.
Поскольку на электростанциях уголь жгут уже почти полтора века, вопрос утилизации интересовал общественность (и ученых) тоже достаточно давно. Сначала были идеи, но не на чем было их реализовать. Потом появилось оборудование, и за решение проблемы промышленных отходов горения угля взялись всерьез.
Еще в 30-е годы прошлого века в Америке пытались использовать золу для производства бетона. Через 20 лет уже в Польше научились извлекать из отходов горения угля алюминий, и там же появились первые в мире заводы, работавшие по этой технологии.
В Европе переработка золошлаковых отходов началась с введения общих для Евросоюза политических директив, регулирующих выбросы, а заодно – стимулирование утилизации твёрдых продуктов сгорания угля на государственном уровне. Например, в Польше цена земли под золоотвалы специально завышена, поэтому ТЭС даже доплачивают переработчикам, чтобы снизить затраты на хранение. Как итог, сегодня уровень утилизации золы в среднем по Европе около 70%, а в странах Скандинавии – почти 100.
В России перерабатывается не более 10% этих отходов. А у нас?
А у нас практически нет. Были когда-то, еще при СССР, планы по утилизации отходов МГРЭС, но Союз исчез, планы тоже. А ведь из золы можно делать неплохие деньги – стоимость веществ, из которых она состоит, весьма высока. И у нас есть исследователи, которые знают, как эти вещества из золы извлечь. Автору этих строк довелось побывать на демонстрации возможностей технологии на одном из совместных заседаний экологов и общественников.
– Вот исходный материал – зола МГРЭС, – говорил Александр Смирнов, научный сотрудник химико-аналитической лаборатории ГУ «РНИИ экологии и природных ресурсов», показывая собравшимся пробирку с серым порошком. – А вот кремнезем из нее. На тонну золы его приходится примерно 250-350 кг. Он широко применяется в разных отраслях и не считается дешевым (100 кг кремнезема на Украине стоит около 290 долл. – Прим. ред.).
Видно было, что оратор подготовился к выступлению основательно – называя каждое вещество, он доставал и показывал всем пробирки с образцами этого вещества. На расстоянии некоторые из них отличались только цветом – там белый порошок, там бурый, а некоторые казались вообще одинаковыми…
– А вот оксид железа, до 300 кг на тонну золы. Это сырье для выплавки стали. А вот оксид алюминия, до 190 кг. А вот соединения редких металлов, их доля невелика, но зато стоят они довольно дорого.
Тут пробирки у докладчика кончились, и началась теория. Согласно ей, технически вполне возможно разделить дармовую золу на дорогостоящие компоненты. Во всяком случае, Смирнов смог это сделать в лабораторных условиях НИИ экологии и природных ресурсов.
Более того – процесс обещает быть экономически выгодным. По расчетам исследователя (как он сам говорит, «предварительные и максимально жесткие прикидки»), стоимость переработки 1 тонны золы не должна превышать 400 долларов. А суммарная стоимость готовых продуктов – не менее 800.
И тогда начались вопросы. Как и следовало ожидать, одним из первых был о радиационной обстановке на золохранилищах. Однако отвечал на него не Смирнов, а руководитель республиканского гидрометцентра Виталий Кольвенко:
– Несколько дней назад я лично замерил уровень гамма-излучения представленного здесь образца золы. И не обнаружил превышения естественного, фонового для нашего региона значения этого показателя.
– А вы учли стоимость переработки? Может, все-таки стройматериалы из шлака выгоднее делать? – спросил кто-то.
– Не выгоднее, – строго отвечал Смирнов. – Однако если вы в состоянии гарантировать при этом способе переработки золы МГРЭС рентабельность на уровне 100% и долговременный устойчивый спрос на продукты переработки за пределами нашего региона, почему бы нет? Золы много, её хватит на всех и на всё.
Тем временем кто-то другой успел сделать предварительные расчеты:
– Если мы переработаем 13 миллионов тонн отходов, то получим 5 миллиардов 200 миллионов долларов прибыли. А сколько стоит оборудование, которое нужно, чтобы начать процесс?
При упоминании этих астрономических цифр присутствующие оживились. Экологи и общественники заговорили все разом, кто-то начал перепроверять арифметику, и над общим гомоном отчетливо ощущалось невысказанное «эх, мне бы эти деньги»…
Смирнов уверенно отвечал:
– Это, вообще-то, вопрос не ко мне, а к специалистам по проектированию химических предприятий. Но срок окупаемости основных производственных фондов в любом случае окажется сравнительно небольшим.
После такого заявления выяснить подробности стало просто необходимо.
– Александр Иванович, как Вы пришли к идее переработки золы?
– Тут речь не об идее, она-то как раз не нова. Речь о методе переработки. Лет 20 назад мой тогдашний руководитель сказал: «Видишь кучи мусора? Надо учиться зарабатывать на них деньги». И я стал изучать способы использования отходов теплоэлектростанций, прорабатывать первоисточники. А однажды с помощью одного из коллег стал обладателем небольшой (страниц на пятьсот) коллекции информационных материалов, имеющих хоть какое-то отношение к делу. В основном – бесполезных, но одна мысль из этой коллекции мне почему-то запомнилась. А потом как-то листал справочник, и там наткнулся на еще одну мысль. И подумал – а что если вот то и вот это объединить?
– И появился метод?
– Не сразу. Ведь нужно проверить – работает идея или нет. Несколько лет этим занимался, дважды печь муфельную взорвал (улыбается).
– Как взорвал?
– А дело оказалось в том, что золу сначала надо подсушить, иначе водяные пары просто разносят оборудование.
– Вы говорили, что в золе содержится очень много полезных веществ. Это зависит от типа угля?
– Да. Причем чем выше качество угля, чем больше в нем углерода, тем меньше ценных материалов в золе. Но МГРЭС проектировалась и работала не на антраците, поэтому у нас достаточно богатые отходы.
– Ваш метод сработал на уровне лаборатории. А при условии финансирования вы можете сделать расчеты для реального производства?
– Сначала нужно проверить технологию на опытно-промышленной установке. Вот эти расчеты я сделать могу.
– Предварительно можете сказать, дорогая будет установка?
– Предварительно нужно помнить еще вот о чем. Даже если начать решать эту проблему прямо сегодня, то первая тонна золы будет переработана никак не ранее чем через несколько лет. А последняя из тех, что имеются в золохранилищах сегодня, в лучшем случае – через несколько десятилетий. Действительно, даже если перерабатывать по 100 тыс. тонн золы в год, когда будут переработаны 13 млн. тонн? То есть мгновенных прибылей не будет.
Но любые экологические исследования дешевле их отсутствия.
В США выбросы золошлаковых отходов до последнего времени вообще никак не регулировались. Впервые о проблеме заговорили только в 2008 году, когда 120 гектаров сельхозугодий в Теннесси были заражены ЗШО. В местные реки сполз почти миллиард тонн отходов, и целый район стал непригодным для проживания.
Получается так: сегодня возможность и выгодность комплексной переработки золы доказана Смирновым в лабораторных условиях, и есть даже патент на изобретение №1088. Однако пока количество добытых веществ умещается в пробирку. Чтобы проверить возможность переработки отходов в промышленных масштабах, необходимо более мощное оборудование, большие количества реагентов. Финансирование, проще говоря. Тогда можно будет проделать эксперименты в более весомых объемах и уже обоснованно сказать: да, мы можем добыть из шлака алюминий, железо и прочее.
Или наоборот – не можем.
Но и в этом случае нужно будет продолжить исследования. Почему?
Потому что в Китае уже сегодня работают 5 заводов, которые производят из золы сырье для получения алюминия. И еще несколько строятся. Объем производства – миллионы тонн, и вполне возможно, что у китайского чайника, который стоит у вас на кухне, алюминиевые детали сделаны из бывшей золы. А ведь когда-то и китайцы не знали, что делать с горами шлака, а теперь вчерашний мусор приносит им немалые дивиденды.
Чем мы хуже?
Сергей ИРОШНИКОВ.
