от 17.02.2015

 

17 февраля 2015 года

состоялось очередное заседание Президиума Российской академии наук 

 

Члены Президиума заслушали научное сообщение «Материалы и технологии переработки газового сырья: проблемы, перспективы, решения».

Докладчик — член-корреспондент Алексей Георгиевич Дедов.  

Химики создают композиции, чтобы окружающие нас материалы отвечали нашим требованиям. В докладе речь идет о материалах для переработки газового сырья. В целом, на планете газовые запасы очень велики. В последние годы США обогнали Россию по добыче газа, в первую очередь, вследствие технологий добычи сланцевого газа, запасы которого, как известно, многократно больше. Соответственно, стоимость газа для потребителей в США упала за год на 31%, что дало сильный импульс для развития газохимических компаний в США.

Добываемый газ у нас в стране практически весь используется как энергетическое сырье, т.е. сжигается. Вспомним слова Менделеева про то, что лучше топить ассигнациями. Потому что из газа получаются полупродукты с высокой добавленной стоимостью, которые необходимы химической индустрии. И все передовые страны идут по этому направлению. Сопоставление: если Россия добывает газа примерно столько же, сколько США, то мощности по переработке газового сырья у нас в 5 раз меньше, а если сравнивать число газоперерабатывающих предприятий — то в 20 раз меньше. Для России стоит задача развивать те мощности, которые бы перерабатывали газ в нужную химическую продукцию. Этого требует рациональное использование природных ресурсов. Далее: природный газ является экологически наиболее благоприятным сырьем, производящим все соединения, которые основаны на углероде. Наконец, это расширение сырьевой базы нефтехимии, чтобы процессы были более эффективными и менее затратными.

Задача химиков — обеспечить переработку элементов, которые находятся в природном газе. Для этого нужны каталитические процессы, поскольку катализаторы направляют химический процесс в направлении, которое даст нужные нам продукты. Это ключевое требование т.н. «зеленой химии», которая предполагает к использованию каталитических процессов, дающих меньшую нагрузку на окружающую среду.

Крупнейшая нефтяная компания «Шелл» с 2011 года целиком перешла на продукцию из газового сырья.

Проблемой переработки газового сырья занимаются научные коллектив во всем мире, в том числе и много институтов в Российской академии наук и в ряде ведущих университетов. Когда говорим о природном газе, то в первую очередь будем подразумевать метан, его молекула состоит из пяти атомов, но очень трудна для химических превращений. Метан — основной компонент природного газа, в некоторых месторождениях его содержится до 99%. Метан — основной компонент попутных нефтяных газов, это огромный ресурс, по некоторым оценкам у нас сжигается ежегодно до 50 млрд. кубометров попутного нефтяного газа, для сопоставления — это 10% всей добычи Газпрома.

Когда мы говорим о переработке газового сырья, то в первую очередь будем говорить о переработке метана в полезные продукты. Это очень прочная молекула, и задача превратить так метан, чтобы он не сгорел до конца до углекислого газа, а остановился на продуктах, которые представляют большой интерес. Здесь нужны технологии на каталитических материалах.

Два направления, которые связывают метан с большой химией— это получение два ключевых полупродукта: этилен и синтез-газ, именно из них химическая индустрия получает большое разнообразие веществ и материалов.

Этилен — флагманский продукт, мощности по его получению достигли 170 млн. тонн в год, т.е. это самое производимое органическое вещество в мире. Все передовые страны стремятся развить эти мощности. США производят почти 36 млн. тонн в год, Китай активно развивает эту индустрию, наша страна здесь далеко не чемпион, и основная причина — не хватает сырья для производства этилена. Этилен — полимер для производства полимерной продукции и статистика показывает, что у нас спрос на полимеры превышает предложение на 40%. Из этилена производятся продукты, которые используются в ключевых отраслях промышленности — из него получают, например, трубы, без которых не работает ни одно предприятие, не производится ни одна стройка. Из этилена получают поливинилхлорид, из которого делают, например, окна. Т.е. этилен определяет технологическую развитость государства.

Этилен в Европе и у нас получают из нефтяного сырья. В США этилен производят из природного газа, но из этана, но его в газе не так много — до 5%, поэтому этот процесс также вызывает большие затруднения. Наиболее перспективным сырьем для производства этилена мог бы быть метан, он есть фактически газовая альтернатива нефти при производстве этилена. Наши нефтехимики жалуются, что им продают этилен из нефтяного сырья по такой цене, что поливинилхлорид, который они производят, оказывается по себестоимости больше, чем импортный, завезенный из Германии.

Проблема производство этилена вместо нефти из метана решило бы много проблем с производством последующей продукции, которая важна для промышленности.

Получение этилена из метана может быть по трем маршрутам. И один из маршрутов — получение этилена напрямую из метана, но пока такого промышленного процесса нет. Необходимо получить такие каталитические материалы, которые дали бы показатели процесса, приемлемые для технологов производства.

Более чем за 10 лет совместно с химиками Института общей и неорганической химии имени Н. С. Курнакова РАН удалось создать такие материалы, которые в процессе формирования и за счет фазовых переходов формируют некие наноразмерные каталитические системы, которые позволяют эффективно превращать метан в этилен.

Исследований такого рода в мире очень много. Но активность наших запатентованных катализаторов находится — выше. И эти показатели дали перспективу для промышленного внедрения. Группа компаний «Балтийская мануфактура» отрабатывает технологию. Удалось отработать подходящий метод для производства катализаторов, создать опытную партию и полученные катализаторы превосходят лучшие мировые аналоги.

Но возникает вопрос — как этот процесс реализовать в крупном масштабе. Процесс активный и выделяется много тепла. Удалось сделать диск-реактор с автотермическим режимом, у него очень тонкий слой катализатора, и поэтому нет перегрева, не идет сгорание метана в углекислый газ.

Технология востребована, есть контракт с компанией «Каустик» из Волгограда, расчет на расход газа 20 куб.м. в час, установка с двухэтажный дом. По расчетам завода цена тонны этилена будет 13,5 тыс. руб., для сравнения декабрьские цены на этилен в Европе — почти 1200 евро за тонну.

А себестоимость конечной продукции падает на 20-40%.

Другое направление — получение синтез-газа (смесь оксида углерода и водорода). Нам удалось совместно с кафедрой неорганической химии химфака МГУ разработать такие материалы со 100% конверсией селективности проводить углекислотную конверсию метана в синтез-газ. Это позволяет утилизировать глобальный промышленный отход углекислого газа, превращать биогаз в синтез-газ. Выполнен контракт с компанией Газпром на строительство пилотной установки.

Есть много задач на всем пути транспорта, хранения и переработки сырья нефтегазовой отрасли. Если не будет буровых растворов мы скважину загубим и она не даст отдачи.

Есть задача защиты нефтегазовой среды, особенно для арктических районов — происходят большие потери нефти при добыче, транспорте, дальнейшей переработке до 5% от добычи и это все приходится на почву или на акваторию. Нужны материалы, которые могли бы эту нефть собрать и потом утилизировать. Задача решена при помощи умных биогибридных материалов. Так получается безотходная технология очистки сточных вод от токсикантов работы газоперерабатывающих предприятий. Сейчас получаем контракт с Газпромом.

Чтобы компании согласились взять результаты научных исследований они говорят: то, что получено в пробирке — не убеждает, на предприятии это может не сработать или взорваться. Предприятие на создании пилотной установки прибыли не получает, прибыль пойдет только с опытно-промышленной установки — поэтому компании отказываются. Государство должно каким-то образом стимулировать компании, чтобы они выделяли средства на освоение проектов, либо государство должно само выделять средства на это исследователям. Чтобы мы могли пройти всю внедренческую цепочку и компаниям предлагать уже решения, проведенные не в лабораторных, а в укрупненных масштабах. 

В обсуждении доклада приняли участие:

ак. В.Н. Чарушин, ак. Р.И. Нигматулин, ак. А.Н. Лагарьков, ак. В.Е. Фортов, заместитель начальника Управления Президента РФ по научно-образовательной политике Г.В. Шепелев, заместитель генерального директора ОАО «Татнефтехиминвест-Холдинг» Х.В. Мустафин, ак. В.Н. Пармон, ак. А.А.Кокошин, ак. В.М. Бузник, ак. С.Н. Хаджиев, ак. А.Ю. Цивадзе.  

На заседании рассмотрен вопрос о присуждении Большой золотой медали Российской академии наук имени М.В. Ломоносова 2014 года академику Анатолию Пантелеевичу Деревянко за выдающийся вклад в разработку новой фундаментальной научной концепции формирования человека современного физического типа и его культуры. Присудить Большую золотую медаль Российской академии наук имени М.В. Ломоносова 2014 года доктору Сванте Паабо (Швеция) за выдающиеся заслуги в области палеогенетики и археологии. 

Академик Деревянно А.П., 1943 года рождения, крупнейший российский ученый-историк и археолог, внесший выдающийся вклад в изучение древней истории человечества, палеоэкологии и эволюции человека.

Деревянко А.П. - ученый мирового класса, талантливый организатор науки и педагог. Его научная деятельность в изучении проблем первоначального заселения человеком Евразии, становления и развития древнейших культур получила всеобщее признание. Академиком Деревянко А.П. разработана новая фундаментальная научная концепция формирования человека современного физического типа и его культуры. Эта концепция послужила основой новой версии теории полицентризма или мультирегиональной эволюции человека. Им создана пространственно-временная модель расселения первобытного человека в Евразии, разработана периодизация и хронология основных культурных и природных событий в эпоху палеолита в данном регионе, реконструированы процессы перехода от среднего к верхнему палеолиту в Африке, Евразии и Австралии, связанные с возникновением анатомически современного человека и становлением его культуры. Под его руководством и с его непосредственным участием заложены основы междисциплинарного подхода к изучению археологических памятников. Академиком Деревянко А.П. в составе международного научного коллектива открыта новая группа ископаемых людей - человек алтайский Homo altaiensis, который вместе с неандертальцем Homo neanderthalensis и человеком разумным Homo sapiens являлся предком современного человека. Это открытие вошло в десятку наиболее значимых событий мировой науки в 2011 и в 2012 гг. Кроме того, Деревянко А.П. внес весомый вклад в изучение древней истории Сибири и Дальнего Востока в эпоху неолита, раннего железного века и средневековья.

Академик Деревянко А.П. - руководитель ведущей отечественной научной школы в области древнейшей истории (1990 - наст. вр.). Результаты его научных исследований обобщены и опубликованы в 28 персональных и 72 коллективных монографиях, в более 1000 научных статьях. Профессор Новосибирского государственного университета, с 1982 г. является заведующим кафедрой всеобщей истории, почетный профессор Томского политехнического университета, почетный профессор Казахского национального университета, профессор-исследователь Университета Аризоны, Почетный исследователь Института доистории Чунбукского национального университета, почетный профессор Цзилиньского университета. Подготовил 50 кандидатов и 13 докторов наук.

Академик Деревянко А.П. осуществлял координацию научной деятельности институтов историко-филологического профиля России, являясь академиком-секретарем Отделения историко-филологических наук РАН (2002-2013), членом Президиума РАН (2002-2013), членом Государственного экспертного совета при Президенте РФ по особо ценным объектам культурного наследия народов Российской Федерации (1992-2002), сопредседателем Российского исторического общества (2012 - наст. вр.). Деревянко А.П. пользуется большим авторитетом в мировой археологической науке: он член-корреспондент Германского археологического института, иностранный член Академии наук Монголии, советник по науке Исследовательского центра древних цивилизаций Китайской Академии общественных наук, иностранный член Черногорской академии наук и искусства, иностранный член Национальной академии наук республики Казахстан.

Огромный вклад академика Деревянко А.П. в развитие науки и подготовку специалистов достойно оценен - он дважды лауреат Государственной премии в области науки и техники; удостоен ордена Трудового Красного Знамени, ордена «За заслуги перед Отечеством» IV степени, ордена Почета, ордена Дружбы; лауреат премии им. М.А. Лаврентьева «За выдающийся вклад в развитие Сибири и Дальнего Востока», Демидовской премии, Российской национальной премии поощрения высших достижений в области науки «Триумф»; премии «Полярная звезда» и др. 

Доктор Сванте Паабо родился в 1955 г. в г. Стокгольме (Швеция). Выпускник Упсальского университета. Работал в центре молекулярной биологии Цюрихского университета, в Институте изучения рака в Лондоне, в Университете Калифорнии в Беркли, в Мюнхенском университете. С 1997 года - директор департамента эволюционной генетики Института эволюционной антропологии общества Макса Планка (Лейпциг, Германия).

Доктор Паабо - выдающийся ученый, основатель палеогенетики - нового научного направления, связанного с выделением ДНК из палеоантропологических и археологических останков; разработал методологию выделения и анализа ДНК из древних останков, ставшую сегодня всеми признанным стандартом в этой области исследований. В 1997 г. ученый выделил митохондриальную ДНК из образца неандертальца. Это открыло возможность для анализа полного генома вымерших организмов. В дальнейшем доктор Паабо реализовал проект по описанию полного генома неандертальца, одним из фундаментальных результатов которого стало открытие того, что вклад неандертальцев в геном людей, живущих сегодня за пределами Африки, составляет около 2.5%.

Доктор Паабо продолжил исследования по секвенированию генома денисовца из небольшой кости, открытой академиком РАН Деревянко А.П. в Денисовой пещере на юге Сибири. Палеогенетические исследования доктора Паабо позволили описать денисовцев в качестве новой формы p. Homo и оценить их вклад в геном современного человечества, например, показать, что до 5% генома людей, населяющих сегодня Папуа-Новую Гвинею, Австралию и другие части Океании, составляют гены денисовцев. Недавно было показано, что интрогрессия генов от неандертальцев и денисовцев может иметь важные физиологические последствия для современных людей, например, в форме аллеля, приводящего к риску возникновения диабета 2 типа (от неандертальцев), что часто наблюдается в Азии и у коренных американцев.

За последние три года доктор Паабо и его лаборатория разработали совершенно новый и эффективный метод подготовки малых количеств деградировавшей и поврежденной ДНК для секвенирования. Это позволило выделить ДНК и получить последовательность генома денисовца, по качеству сравнимого с геномами наших современников, и опубликовать в январе 2014 г. описание генома неандертальца такого же высокого качества, как и образца из Денисовой пещеры в Сибири. Помимо других возможностей, описание этих геномов позволяет проследить все изменения, которые произошли в геноме современных людей со времени их отделения от ближайших родственников - неандертальцев и денисовцев.

Доктор Паабо разработал Каталог, включающий 30 тысяч изменений генома, который послужит основой для антропологических исследований уникальности человека на годы вперед. В настоящее время доктор Паабо пытается применить свою новую супер-чувствительную технику к анализу более древних останков гоминид.

Доктор Паабо является признанным авторитетом также в области исследований по сравнительной геномике и истории популяций. Он первым предложил провести сравнение между людьми и крупными человекообразными обезьянами, как метод, позволяющий лучше понять биологическую основу уникальности человека Доктор Паабо также изучает специфические гены, которые изменились в течение недавней эволюции человека. Например, ген FOXP2, который при мутации вызывает серьезные проблемы с языком и речью у человека. Это было первым применением данных по генетическому изменению, играющему важную роль в эволюции, в экспериментах на млекопитающих, которое показало, как генетические изменения присущие человеку могут исследоваться в будущем.

Доктор Паабо открыл доступ к генетическому прошлому путем проведения первых исследований древней ДНК. Его работа заложила фундамент целой области науки. Он автор и соавтор около 300 научных статей и нескольких монографий.

Выдающиеся достижения доктора Паабо признаны научным сообществом. Он является членом одиннадцати научных академий, почетным доктором четырех университетов. Он удостоен многих научных наград, последние из которых - Генетическая премия Грубера (Gruber Genetic Prize) в 2013 г. и Премия Лестница Познания в 2014 г. (Learning Ladder Prize).

 

Члены Президиума заслушали вопрос о проекте «Концептуальные основы Национальной технологической инициативы».

Докладчик — доктор экономических наук Владимир Викторович Иванов.

С материалом можно познакомиться по ссылке:

http://www.ras.ru/FStorage/Download.aspx?id=f6856c40-4a17-4945-9689-3bf53aa977b2

 

Члены Президиума обсудили и приняли решения по ряду других научно-организационных вопросов.