<img src="/upload/medialibrary/50c/zubkh78bbkdrkqp2m474asuqlcya10tt.png"><br>
Болатбек Хусаин, к. т. н., профессор НАН РК, заместитель генерального директора по инновационной деятельности АО «Институт топлива, катализа и электрохимии им. Д. В. Сокольского»
<p>
</p>
<p style="text-align: justify;">
     Загрязнение атмосферы от сжигания ископаемого топлива на предприятиях и автотранспорте остается одной из ключевых причин роста хронических и онкологических заболеваний, нередко приводящих к преждевременной смертности и серьезным социально-экономическим потерям.
</p>
<p style="text-align: justify;">
</p>
<p style="text-align: justify;">
     В Казахстане около 75% электроэнергии производится за счет сжигания угля, преимущественно на 37 ТЭЦ, использующих местное топливо из Экибастузского, Карагандинского и других бассейнов. Сопровождающиеся этим выбросы SO2, NOx, CO2, пыли, золы, тяжелых металлов и органических соединений способствуют образованию смога, кислотных дождей и разрушению озонового слоя. Особенно токсичен диоксид серы, оказывающий серьезное воздействие на органы дыхания.
</p>
<p style="text-align: justify;">
</p>
<p style="text-align: justify;">
     На государственном уровне рассматривается перевод ТЭЦ и промышленных объектов на природный газ. Это действительно снижает объем выбросов, но не решает проблему полностью. Так, выбросы ТЭЦ-2 Алматы составляют свыше 37000 тонн в год, и даже после перехода на газ они снизятся лишь до 2000 тонн, при этом затраты на переоборудование превысят 300 млрд тенге. Учитывая более низкую теплотворную способность газа и рост цен на энергоресурсы, переход сопровождается повышением тарифной нагрузки на население.
</p>
<p style="text-align: justify;">
</p>
<p style="text-align: justify;">
     Таким образом, отказ от угля потребует колоссальных инвестиций и во многих случаях окажется технически и экономически затрудненным из-за логистики и инфраструктурных ограничений.
</p>
<p style="text-align: justify;">
</p>
<p style="text-align: justify;">
     Между тем уголь остается самым доступным и стратегически значимым ресурсом: Казахстан занимает 8-е место в мире по доказанным запасам - около 34 млрд тонн. Это гарантирует долгосрочную энергетическую безопасность и дает возможность использовать уже существующую инфраструктуру.
</p>
<p style="text-align: justify;">
</p>
<p style="text-align: justify;">
     Однако по мере роста городов ТЭЦ оказываются в городской черте, что усугубляет как экологические, так и социальные проблемы. Перенос таких объектов требует значительных затрат, а увеличение расстояний транспортировки тепла и электроэнергии ведет к удорожанию конечных услуг.
</p>
<p style="text-align: justify;">
</p>
<p style="text-align: justify;">
     В этих условиях наиболее рациональным подходом является не отказ от угля, а внедрение современных комплексных систем газоочистки, способных снизить выбросы до уровня, сопоставимого с «зеленой» энергетикой. Это - реальный путь к снижению вредного воздействия на здоровье населения при сохранении устойчивости национальной энергосистемы.
</p>
<p style="text-align: justify;">
<img src="/upload/medialibrary/a41/7tmux9va1qgouec42jxgazlypltlkgjo.png">
</p>
<p style="text-align: justify;">
</p>
<p style="text-align: justify;">
     И решение есть. В рамках проекта коммерциализации РННТД совместно с Фондом науки и АО «Казахстанско-Британский технический университет» (софинансирование) при АО «Институт топлива, катализа и электрохимии им. Д. В. Сокольского» (далее - Институт) создан цех по производству комплексных систем очистки (далее - КСО) на основе отечественных каталитических нейтрализаторов токсичных компонентов выбросов автотранспорта и промышленных объектов, по собственной уникальной запатентованной технологии.
</p>
<p style="text-align: justify;">
</p>
<p style="text-align: justify;">
     Комплексная газоочистка позволяет удалять из дымовых газов как твердые частицы, так и вредные газы с помощью различных методов: жидкостного поглощения (абсорбция), улавливания твердыми материалами (адсорбция), катализа и реагентной обработки. На угольных ТЭЦ наилучшие результаты дает сочетание мокрой очистки со специальными фильтрами и катализаторами. Особенно эффективны современные батарейные эмульгаторы - компактные установки без подвижных частей, создающие хорошее смешение газа с реагентом. Однако после такой очистки требуется дополнительная обработка, например, реагентная, чтобы удалить остаточные газы. Помимо очистки, важна и переработка отходов - например, сухая зола может использоваться в строительстве, чего нельзя сказать о мокрой. В Казахстане существующие системы чаще ограничиваются удалением пыли и не охватывают весь спектр загрязнений. Наиболее перспективным считается модульный подход - использование разных типов очистки в одном комплексе с возможностью настройки под конкретные условия.
</p>
<p style="text-align: justify;">
</p>
<p style="text-align: justify;">
     В рамках разработки комплексной системы очистки (КСО) проведен масштабный комплекс исследований, включающий теоретические расчеты и экспериментальные испытания, направленные на повышение эффективности очистки дымовых газов. Оптимизирована конструкция нейтрализаторов для снижения газодинамического сопротивления, разработаны катализаторы на основе платины и 3d-металлов (ванадий, кобальт) с высокой термостабильностью и способностью к регенерации. Созданы активные фазы, обеспечивающие удаление до 90% NOx, изучены свойства аэрогелей как перспективных носителей катализаторов. Разработаны и рассчитаны модули для абсорбции, катализа и адсорбции, включая скрубберы-эмульгаторы и СО2-адсорберы с цеолитом NaX. Система КСО реализована по модульному принципу, что позволяет адаптировать ее под конкретные объекты, от крупных ТЭЦ до мобильных установок. Проведены балансовые и проектные расчеты оборудования на расход газов 500 м3/ч, что обеспечивает основу для масштабирования и промышленного внедрения.
</p>
<p style="text-align: justify;">
<img src="/upload/medialibrary/047/fvmyms8rj5iu02x3f2xnerrdv7hnst7v.png">
</p>
<p style="text-align: justify;">
</p>
<p style="text-align: justify;">
     Каталитические блоки для нейтрализации вредных компонентов дымовых газов устанавливаются в промышленные дымоотводы с использованием запатентованных универсальных узлов крепежа, а схемы мультимодульных КСО также защищены патентами. Параллельно ведется разработка цифрового двойника КСО - виртуальной модели с визуализацией всех этапов очистки, основанной на математических расчетах. Такая система не только облегчает мониторинг и управление в реальном времени, но и позволяет прогнозировать работу оборудования, повышать его эффективность и предотвращать сбои. Применение цифровых двойников в области газоочистки и улавливания СО2 открывает новые возможности для оптимизации промышленных процессов, снижения выбросов и достижения экологической устойчивости.
</p>
<p style="text-align: justify;">
</p>
<p style="text-align: justify;">
     При разработке КСО были использованы передовые мировые подходы, аналогичные тем, что применяет компания Mitsubishi Power (Япония), с учетом опыта, полученного в ходе встреч наших специалистов. При этом ключевым принципом стала адаптация технологии с применением доступных местных материалов и инженерных решений.
</p>
<p style="text-align: justify;">
</p>
<p style="text-align: justify;">
     Продукция единственного в стране цеха, не уступая по качеству своим зарубежным аналогам, предназначена для очистки газообразных выбросов от токсичных, вредных компонентов и позволяет реализовать импортозамещение дорогого зарубежного оборудования.
</p>
<p style="text-align: justify;">
</p>
<p style="text-align: justify;">
     КСО включает в себя несколько самостоятельных ступеней, отличающихся своим функционалом, конструкцией и принципом работы. Ступени КСО могут компоноваться в зависимости от специфики промышленного объекта, на котором планируется установка, потребностей заказчика и необходимой степени очистки по принципу конструктора. КСО может применяться на любых тепловых устройствах, использующих для получения энергии процесс горения, в том числе и в мобильном исполнении.
</p>
<p style="text-align: justify;">
</p>
<p style="text-align: justify;">
     Каждая ступень очищает выбросы от своего набора вредных компонентов.
</p>
<p style="text-align: justify;">
</p>
<p style="text-align: justify;">
     Полный комплект КСО предназначен для удаления таких вредных компонентов газообразных выбросов как: твердые частицы, СО, NO, NO2, СхНу, SO2.
</p>
<p style="text-align: justify;">
</p>
<p style="text-align: justify;">
     Опытно-промышленные испытания КСО, проведенные на ТЭЦ-2 Алматы, продемонстрировали высокую эффективность и степень очистки.
</p>
<p style="text-align: justify;">
</p>
<p style="text-align: justify;">
     Дополнение КСО модулем улавливания СО2, разрабатываемым учеными Института на основе сорбента, который изготавливается по собственной уникальной запатентованной технологии с применением золы, создает уникальную возможность позиционировать уголь как экологически безопасный ресурс и рассматривать его в будущем как «зеленый» источник энергии, что открывает стратегические перспективы для устойчивого развития отечественной энергетики.
</p>
<p style="text-align: justify;">
</p>
<p style="text-align: justify;">
     Углекислый газ может быть превращен в широкий спектр ценных соединений: метанол и диметиловый эфир как альтернативное топливо; сульфонаты и карбонаты - для химической промышленности; поликарбонаты и полимеры - для производства пластмасс нового поколения; а также использоваться в агротехнологиях - для стимуляции роста биомассы и микроводорослей с последующим получением биотоплива и белковых концентратов. Утилизация СО2 путем перевода его в полезные материалы позволяет придать экономическую ценность выбросам и трансформировать их из проблемы в ресурс. Такой подход позволяет говорить не просто об улавливании, а о полном замыкании углеродного цикла, интегрируя декарбонизацию в экономику замкнутого типа и поддерживая курс на углеродно-нейтральное будущее.
</p>
<p style="text-align: justify;">
</p>
<p style="text-align: justify;">
     По мере тиражирования отечественной технологии очистки отходящих газов планируется ее постоянная модернизация и автоматизация с целью дальнейшего снижения эксплуатационных затрат и повышения энергоэффективности. Это позволит не только повышать стабильность процесса очистки, но и обеспечит управление системой в режиме реального времени, что особенно важно при переменных условиях эксплуатации на промышленных объектах.
</p>
<p style="text-align: justify;">
</p>
<p style="text-align: justify;">
     Повсеместное внедрение продукции цеха, сэкономив триллионы тенге бюджетных средств, позволит практически полностью решить проблемы загрязнения атмосферы.
</p>
<p style="text-align: justify;">
</p>
<p style="text-align: justify;">
     Решение основных экологических проблем очевидно: достаточно обеспечить установку таких отечественных систем очистки на все источники-загрязнители и запретить эксплуатацию оборудования с неисправными системами очистки.
</p>