Президентская программа исследовательских проектов была разработана по поручению Владимира Путина в 2017 году. Ее задача – помочь сектору фундаментальных и поисковых исследований, а также поддержать лучших российских ученых. Некоторые из них, кстати, живут в Тверской области.
Наш проект
В этом году экспертами конкурса было поддержано 42 заявки, признанные достойными грантов Российского научного фонда. В списке победителей в одном ряду с ведущими вузами и академическими научно-исследовательскими организациями, такими как МГУ, МИСиС, МИФИ и другие, можно встретить и Тверской государственный технический университет. Наши ученые выступили сфере, где позиции научной школы Верхневолжья традиционно сильны, – в химии.
Проект носит длинное название «Разработка научных основ технологии полной комплексной переработки золо-шлаковых отходов угольных электростанций с получением ценных продуктов, востребованных в различных отраслях промышленности». Над его воплощением будет работать объединенная группа ученых химико-технологического и инженерно-строительного факультетов под руководством доктора химических наук, профессора Михаила Сульмана.
С одной стороны, это «зеленый» проект, в том смысле, что помогает снизить загрязнение окружающей среды.
А с другой - зола и шлак от сгоревшего в топке угля могут принести еще немало практической пользы. Об этом рассказал проректор ТвГТУ по научной и инновационной деятельности Алексей Артемьев:
- Мы предлагаем новые направления использования золошлаковых отходов, а также технологии их переработки, ранее никем не заявленные. Например, технологии получения углеродного концентрата для использования в качестве котельного топлива. Из золы можно извлекать магнетитовые концентраты для получения чугуна и стали, для порошковой металлургии, а также алюмосиликатный продукт, используемый в качестве активного компонента в строительных материалах (бетон, цемент, кирпич, стеновые изделия).
Отходы в доходы
Проблема утилизации шлака и золы далеко не нова. Еще в тридцатых годах ХХ века американский профессор Дэвис выдвинул идею использования зольных отходов для производства бетона и даже разработал соответствующую спецификацию. Но улавливать вылетающую в трубу золу научились только в 1946 году. А всерьез взялись за решение проблемы промышленных отходов горения угля лишь в 90-е годы. Очевидно, здесь не обошлось без влияния «Гринписа» - природозащитной общественной организации, в ту пору переживавшей период расцвета. В итоге сегодня в скандинавских странах зола из местных ТЭЦ утилизируется на 100%. В Европе даже создали ассоциацию по утилизации продуктов горения угля. В ней состоят 28 энергетических компаний из 15 стран, лидирующих по выпуску золошлаковых материалов в ЕС.
В мире придумано несколько основных сфер применения таких отходов. Из них получаются строительные материалы – цемент, кирпич, блоки, стеновой материал. При прокладке автомагистралей могут использоваться наполнители для дорожного полотна. Из легкого перегоревшего шлака получаются различные наполнители. В сельском хозяйстве золошлаковые материалы применяются как стабилизаторы почвы.
Как отметил проректор Тверского политеха Алексей Артемьев, исследования наших ученых поддержали ведущие производители дорожно-строительных материалов, а также организации-подрядчики. Дело в том, что в московском регионе (и не только в нем) остро стоит вопрос с разработкой новых карьеров, в то время как дороги строятся очень интенсивно. Оказалось, что подход с точки зрения науки решает эту проблему. Кроме того, в результате переработки промышленных отходов горения освобождаются значительные территории, пригодные для возведения целых жилых микрорайонов, что очень актуально для развитых и густонаселенных территорий.
Сколько-сколько?
Если подробнее, сегодня на 172 угольных электростанциях в различных регионах России сжигается более 123 миллионов тонн твердого топлива в год. Причем более четверти не сгорает, а остается в виде золошлаковых отходов. Из этих гигантских отвалов отечественная промышленность способна переработать примерно 1,5-2 миллиона, главным образом в дорожном строительстве. Оставшиеся терриконы занимают суммарную площадь более 30 тысяч гектаров. Это тупиковый путь, поскольку складирование отходов в золоотвалах усиливает антропогенное воздействие на природу и приводит к ежегодному увеличению платы за ее загрязнение.
Как отмечает руководитель научной команды Тверского политеха Михаил Сульман, при правильной организации переработки отходы могут быть доходным продуктом. Помимо упомянутых выше полезных компонентов для производства стройматериалов из золошлаковых отходов можно извлекать концентрат даже таких благородных металлов, как золото, платина, палладий.
Кроме того, за счет применения продуктов глубокой переработки золошлаковых отходов возможно сокращение расходов топлива в цементной промышленности и увеличение на 25-30% производства цемента без повышения топливных затрат.
Как показывает мировой и российский опыт, переработка отходов и вторичного сырья очень прибыльна. Так, вложение 1 рубля во вторичную переработку приносит до 5 рублей дохода.
В сухом остатке
Команда профессора Михаила Сульмана планирует разработать способы синтеза инновационных востребованных продуктов – это высокопрочные вяжущие вещества, а также эффективные органоминеральные добавки-премиксы для производства современных строительных материалов – минеральных вяжущих композиций, сухих общестроительных, закладочных и инъекционных смесей, цементных и асфальтобетонов.
Предполагается, что новые добавки улучшат эксплуатационные характеристики строительных материалов, повысят их коррозионную стойкость и показатели допустимой деформации.
Тверские ученые делают акцент на комплексном подходе. Разработанная «политеховцами» технология может быть применена в промышленности на территориях теплоэлектростанций и хранилищ золошлаков для получения углеродных, магнетитовых и алюмосиликатных концентратов, а также на промышленных предприятиях по переработке отходов для эффективной утилизации последних.
Результаты, полученные при выполнении проекта, станут основой для создания научно-практической базы. Не менее важным видится и снижение загрязненности окружающей среды.
Шанс для тверской науки
Как известно, 2021 год объявлен в России Годом науки и технологий. А в День российской науки, 8 февраля, тверской губернатор провел встречу с руководством вузов и научных учреждений региона. Игорь Руденя внимательно выслушал идеи, предложения и просьбы представителей ученого сообщества. Тут мы отступим от образа ученых как существ идейных и скажем о их земных потребностях. Ведь чтобы заинтересовать специалистов, нужно предложить им достойные условия, показать, что именно их труд оценивается высоко, а старание будет вознаграждено.
В частности, самой высокой оценки заслуживает решение о разработке ипотечной программы для молодых ученых Тверской области. Она нацелена на привлечение в тверскую науку новых кадров, в том числе из других регионов. Позже, выступая в прямом эфире на телеканале «Россия 24», Игорь Руденя объявил о создании региональной системы поддержки науки и инноваций. Плюс не стоит забывать, что целый пакет мер по поддержке ученых предусмотрен от федерального центра.
- Для тверской науки это хорошая возможность выйти на достойный уровень, потому что Тверь всегда была культурным и научным центром. Сегодня наши ученые активно участвуют в создании высокотехнологичного оборудования по IT-направлению, в медицине, физике, сельском хозяйстве, строительстве, - отметил Игорь Руденя.
Одобрение и ученых, и общественности вызвало учреждение ежегодной премии губернатора за выдающиеся достижения в области науки и техники. По итогам прошлого года было определено 15 лауреатов. В том числе и ТвГТУ – в номинации «Лучший коллектив ученых».
И вот теперь вуз вошел в число победителей престижного конкурса Президентской программы. По мнению проректора ТвГТУ Алексея Артемьева, этот факт свидетельствует о мировом уровне научных школ и специалистов в вузе. Воплощение проекта позволит и поддержать молодых исследователей, и подготовить новые кадры высшей квалификации, и помочь реальному сектору экономики. А кроме того, это еще один вектор вовлечения нашего региона в работу над национальными проектами, что очень важно для Тверской области.
Мозговые центры
Сразу несколько научных центров в Тверской области двигают прогресс вперед. Непосвященному человеку бывает трудно вникнуть в многосложный смысл исследований, а ученые порой ревностно относятся к попыткам СМИ изложить простым языком суть их работы. Но мы попробуем.
Улитка-антиборщевик
Во Всероссийском научно-исследовательском институте льна, который находится в Торжке, придумали, как уничтожать борщевик с помощью обычных улиток, которые обитают в том числе и в Тверской области. Они полностью поедают растение от верхушки до корня, а потом гибнут от нехитрой химии или голода, надо только держать очаги их применения под контролем.
Алгоритм-диагност
Молодой ученый из Тверского госуниверситета Илья Ворчук с командой медиков и программистов разработал компьютерный алгоритм, который помогает прогнозировать проблемы в работе сердечно-сосудистой системы. Алгоритм сравнивает данные кардиограммы, пульса и давления пациента с базой данных, находит похожие циклы и выдает свой прогноз. Это серьезное подспорье для врачей в постановке диагноза.
Борьба со СПИДом
Тверской государственный медицинский университет запатентовал способ диагностики стадий ВИЧ-инфекции.
Использование этого способа позволяет врачу отслеживать динамику развития заболевания, определиться с вопросом необходимости или коррекции антиретровирусной терапии. Результат достигается тем, что в плазме или сыворотке крови определяют соотношение содержания общего холестерина к триглицеридам. Способ прост в исполнении, дешев, не требует дорогостоящего оборудования, дает прямой экономический эффект.
