Валентин Николаевич ПАРМОН

Фото Сергея Савостьянова/ТАСС

Волшебная палочка химиков

На Петербургском международном экономическом форуме прошло вручение очередной международной энергетической премии «Глобальная энергия». В этом году премию впервые дали химику, причем нашему соотечественнику, научному руководителю Института катализа им. Г. К. Борескова Сибирского отделения РАН. Мировое научное сообщество отметило его прорывную разработку новых катализаторов в области нефтепереработки и возобновляемых источников энергии, внесших принципиальный вклад в развитие энергетики будущего. Итогом его работ стало новое научное направление – радиационно-термический катализ.

О том, насколько важны подобные исследования для нашей страны, новый лауреат «Глобальной энергии» рассказал нашей газете.

– Валентин Николаевич, что связывает вас, сибиряка, с Петербургом?

– Очень многое. У нашего института в северной столице есть филиал, который занимается разработкой катализаторов для получения полимеров нового типа. В Петербурге расположена и дочерняя инжиниринговая компания института. Сейчас она занимается вопросами переработки попутных нефтяных газов и решает, таким образом, проблему их утилизации. Так что я в Петербурге – частый гость.

– Чтобы беседовать дальше, напомните, что такое катализатор?

– Катализатором называют вещество, которое управляет скоростью и направлением химических превращений. А таковых может быть множество, и для каждого из них нужен свой катализатор. Расчетами скорости занимаются не химики, а химические инженеры, специалисты по тепло- и массопереносу. А задача химиков – создавать эти «волшебные палочки», катализаторы, которые дают максимальный энергетический (а значит, и экономический) эффект.

– В чем суть вашей разработки?

– Речь идет не об одной, а о множестве разработок нашего института катализа. Суть их состоит в следующем: есть много химических процессов, интересных для энергетики. У нас есть разработки по созданию катализаторов для нефтепереработки, производства моторных топлив. Мы гордимся тем, что многие разработки в этой области применялись в российской промышленности и используются по сей день.

Так, в 2003 – 2006 годах наш институт разработал отечественные катализаторы нового поколения для производства моторных топлив, соответствующих стандартам Евро-4 и Евро-5. На эту работу за три года мы получили от государства 500 млн рублей. Использование новых катализаторов на нефтеперерабатывающих заводах позволило наладить выпуск высокооктановых бензинов на сумму 8 млрд рублей. То есть вложения государства окупились 17 раз.

Сейчас около 10% всего высокооктанового бензина России производится с использованием уже следующих поколений катализаторов, созданных нашим институтом и его бывшим Омским филиалом (последний был преобразован в Институт проблем переработки углеводородов СО РАН несколько лет назад. – Прим. ред.).

– Вы рассказали о том, что уже внедрено в жизнь. Над какой проблемой вы думаете сейчас?

– Как ученому, мне интересны решения нетрадиционных для катализа вопросов. Мы начали работать над искусственным фотосинтезом, хотели создать аналог растений. До сих пор этот искусственный фотосинтез в полном объеме на практике еще не реализован, потому что задача оказалась намного сложнее, чем предполагали ученые. В 1980-х мы первыми предложили использовать специально подобранную комбинацию нескольких полупроводников для преобразования световой энергии в химическую.

– Неужели вы изобрели химический заменитель растений?

– В ходе разработки полупроводниковой техники мы создали системы, которые воспроизводят бактериальный фотосинтез с эффективностью большей, чем в природе. На выходе мы получали водород. Многие разработанные нами подходы актуальны до сих пор. Более того: иностранные коллеги воспроизводят сегодня наши результаты, правда, без ссылки на нас. Это, кстати, особенность современных ученых: они не знают того, что было сделано кем-то много раньше.

– Много ли в России придумано катализаторов?

– Отечественная промышленность использует около 550 различных видов катализаторов для нефтепереработки, нефтехимии и химпрома. Разумеется, для иностранных компаний, производящих катализаторы, нежелательно, чтобы Россия активно выходила на рынок со своими собственными катализаторами, потому что мы конкуренты.

Поясню: количество стран, которые выпускают катализаторы для нефтепереработки, меньше, чем тех, что умеют делать атомную бомбу. Вот почему технологии производства катализаторов глубоко конфиденциальны. И Россия в число этих стран входит.

Однако западные страны при своем желании и при нашей нынешней зависимости от импорта могут обрушить ВВП России на 1 трлн рублей, перестав продавать нам свои катализаторы. Почему же так получается? Да потому, что для выпуска передовых «волшебных палочек» надо построить новые заводы. И наши власти спохватились только тогда, когда объявили санкции. Хорошо, что у нас были свои разработки и мы сохранили свой научный потенциал.

– Выходит, что российская наука и химпром могут импортозаместить рынок катализаторов?

– В принципе да. В России есть технологии, где до сих пор основные катализаторы – российские. Так, наш институт обеспечил ими компанию «Сибур». «Роснефть», «Газпромнефть», «Газпром» – все они широко используют отечественные катализаторы. Но есть и производства, которые появились уже после развала Союза, где импорт катализаторов доходит до 100%. Например, катализаторы для производства полимеров – полиэтилена и полипропилена – сплошь заграничные.

В советские годы эти катализаторы успешно выпускались на наших заводах. В 1990-х годах наши катализаторы были лицензированы в Западной Европе, после чего до середины 2010-х значительную часть пропилена Старый Свет выпускал на наших катализаторах. При этом сама Россия перешла на импортные.

Сегодня мы наблюдаем парадокс: недавно российские катализаторы поставили на производство полимеров в Саудовской Аравии, а Россия по-прежнему закупает 100% аналогичных катализаторов в европейских странах. Но ситуация немного меняется. Сейчас в Томске идет подготовка строительства завода по производству катализаторов для выпуска полимеров. Там используется полностью отечественная технология. Но, к сожалению, пока этому проекту не хватает финансирования.

– Под вашим руководством ведутся работы по получению топлива из растительного сырья: микроводорослей, растительных масел, древесины, рисовой шелухи. Расскажите об этом подробнее.

– Есть сырье, которое мы буквально выбрасываем на помойку, а могли бы перерабатывать. Только в Краснодарском крае рисовой шелухи ежегодно образуется свыше сотни тыс. т, а в странах Юго-Восточной Азии – более 10 млн т. Считаю, что химики должны научиться перерабатывать это «богатство» в полезные вещества – например, в сорбенты, а в перспективе – и в топливо. Делать это можно с помощью обработки в каталитических реакторах, созданных в нашем институте.

– Какой вы видите энергетику будущего?

– Все зависит от того, насколько вперед мы заглядываем. Если говорить о горизонте 20 – 30 лет, я думаю, мы никуда не уйдем от доминирующего использования нефти, газа, угля. Пока альтернативная энергетика все еще дорога. Хотя, например, в 1970-е годы

солнечные батареи считались крайне неэффективными: чтобы их использование стало выгодным, необходимо было снизить их стоимость в тысячу раз. С конца 1970-х годов до наших дней промышленность сделала шаг вперед, и теперь солнечные батареи питают даже светофоры в Петербурге.

– Мы недавно писали о перспективах водородной энергетики, она входит в круг ваших научных интересов?

– Безусловно, ведь водород нужно из чего-то получить. Обычно – из углеводородов, но хотелось бы из воды. У нас возникла идея: добыть водород из воды посредством вышеупомянутого искусственного фотосинтеза. Можно взять и существующую солнечную батарею, сделав с ее помощью электролиз воды. В итоге тоже получится водород и кислород.

Возможно, через 15 – 20 лет искусственный фотосинтез станет реальностью, как и солнечные батареи, и будет применяться для получения водорода. Это даст толчок развитию космических систем. Кстати, катализ можно очень эффективно использовать и для преобразования ядерной энергии. Однако востребованность новых технологий зависит от воли государства.

– Вы указали вектор перспективных исследований, но можете ли перечислить конкретные разработки, которыми мы скоро воспользуемся в обычной жизни?

– Приведу два примера. Первый: мы установили в автомобиль небольшой каталитический процессор для преобразования части топлива в смесь водорода и угарного газа. Такой подход позволяет без специальных систем очистки исключить токсичность выхлопов. Кроме того, неожиданно для нас он позволил экономить до 30% топлива при езде по городу. То есть мы добились того же эффекта, что и гибридные авто и электромобили.

Второй пример: наш институт разработал особые котельные, которые работают совсем на других принципах, нежели традиционные. Они не дымят, даже если топятся углем. Эффективность использования топлива в них в несколько раз выше, чем в традиционных. Сейчас в Сибири и на Дальнем Востоке работает пять инновационных котельных.

– Чувствуете ли вы поддержку государства в своих начинаниях?

– Пока помощь государства в области нетрадиционной энергетики мизерная. Тому есть простая причина: Россия имеет в достаточном количестве традиционные энергоресурсы. Пока, так сказать, жареный петух нас не клюнул. И к экологии в нашей стране относятся без особого трепета, разве что в больших городах.

– Вы не только ученый, но и университетский профессор. Радуют ли вас студенты тягой к исследованиям?

– За последние годы студенты изменились, потому что резко упал уровень подготовки детей в школе. Ребята хуже знают математику, физику, химию; в университете приходится их подтягивать. Но, как и в советские годы, сейчас около 10% ребят подготовлены превосходно.

Если мы хотим, чтобы молодежь осталась в науке, эти ребята должны чувствовать себя причастными к решению интересных и важных задач. В нашем университете подготовка нестандартная: три года идет общеуниверситетская программа, потом ребята два-три года работают в лабораториях академических институтов. Получив достойную зарплату, ребята там и остаются.

– За счет чего вам удается материально заинтересовать молодежь?

– Экономический механизм таков: нужная работа или очень хорошие фундаментальные исследования всегда имеют дополнительное финансирование. И эти деньги просто должны доходить до молодежи. Необходимо помочь молодым ученым с жильем. В нашем институте этот вопрос в значительной мере решен: два года назад все наши молодые сотрудники получили квартиры. Сейчас реализуется второй этап программы обеспечения научной молодежи жильем.

Наш институт – один из самых крупных химических институтов России. При этом из 440 научных сотрудников почти половина – в возрасте до 39 лет. Каждый год у нас работают около 80 студентов-дипломников и от 50 до 70 аспирантов. И мы всегда рады новым лицам, в том числе из Петербурга.

Подготовила Галина НАЗАРОВА

Эту и другие статьи вы можете обсудить и прокомментировать в нашей группе ВКонтакте

Материал опубликован в газете «Санкт-Петербургские ведомости» № 127 (5744) от 15.07.2016.