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Werden neue Technologien Schadstoffausstoß in russischen Städten reduzieren?

Невский
Фото © Форпост Северо-Запад /

Das Rosneft Unternehmen teilte die Inbetriebnahme seiner einzigartigen Katalysatoren für Wasserstoffbehandlung mit. Sie dienen zur Herstellung von schwefelarmem Dieselkraftstoff aus Erdöl. Ein scheinbar unbedeutendes Ereignis verbirgt einen echten Durchbruch, der dazu beitragen kann, mehrere strategische Aufgaben gleichzeitig zu lösen, zum Beispiel die Schadstoffemissionen zu verringern und die Energiesicherheit Russlands stark zu erhöhen. "Forpost" hat herausgefunden, ob es wirklich so ist.

Vor ungefähr fünf Jahren hat sich ein renommierter Erdölsucher sehr skeptisch über das Ausmaß der negativen Auswirkungen westlicher, wegen der Krim verhängten Sanktionen auf die Binnenwirtschaft in einem privaten Gespräch geäußert. Er bemerkte, dass restriktive Maßnahmen uns nicht wirklich schädigen können und, überdies, dass sie einige Branchen, beispielsweise die Landwirtschaft, sogar ankurbeln werden. Gleichzeitig machte mein Gesprächspartner darauf aufmerksam, dass die technologische Stabilität unseres Landes von solchen "Kleinigkeiten" wie Katalysatoren abhängt, die man bei der Herstellung von Kraftstoffen und Ölen braucht.

НПЗ
Фото © gazprom-neft.ru

Das Problem war, dass fast niemand sie damals in Russland produzierte und dass die gesamte Ölraffinerie auf Importkosten funktionierte. Hätte man das Importverbot verhängt, wären wir mit einem kolossalen Mangel an Benzin und Diesel konfrontiert worden (theoretisch könnte man Benzin und Diesel ohne Katalysatoren herstellen, aber das Produkt wäre in diesem Fall so minderwertig, dass die Lebensdauer des Verkehrs stark verkürzt würde).

Die Folgen dieser Entwicklung wären tragisch gewesen - Warteschlangen an Tankstellen, ein deutlicher Rückgang des Güterverkehrs, ein Mangel an wichtigen Gütern in Läden, eine starke Beschleunigung der Inflation ... Kurz gesagt, eine Katastrophe, die mit der in den letzten Jahren der Sowjetunion vergleichbar ist.

Was für Katalysatoren sind es? Und warum sind sie so wichtig? Visuell handelt es sich um kleine, weiße, kleeblattförmige Aluminiumhydroxid-Körnchen. In Raffinerien werden sie Schicht für Schicht in bis zu 15 Meter hohe Durchflussreaktoren geladen. Diese Durchflussreaktoren reinigen Brennstoff bzw. entfernen daraus stickstoff- und schwefelhaltige Verbindungen.

"Die Anforderungen an den Schwefelgehalt in Kraftstoffen steigen ständig. Jetzt beträgt beispielsweise die maximal zulässige Konzentration 10 ppm, d.h. ein Tausendstel Prozent (0,001%). Dies bedeutet, dass auch die Qualität der Katalysatoren auf höchstem Niveau sein muss. Während des gesamten Reaktorbetriebs zwischen den Überholungen in der Raffinerie, der mindestens ein Jahr dauert, müssen die Katalysatoren kolossale Belastungen bewältigen und dabei ihre Eigenschaften behalten. Lassen Sie es mich erklären: es geht darum, dass die Katalysatoren in einer aggressiven Umgebung funktionieren, d.h. bei Temperaturen von etwa 400 Grad, unter dem Druck von bis zu 5 Megapascal sowie unter der Masse des eigenen Gewichts, wenn die oberen Schichten auf die unteren drücken. Die Ära der Elektrofahrzeuge wird nicht bald kommen, die Stadtbewohner möchten aber schon jetzt saubere Luft einatmen. Deshalb müssen wir ständig diese Technologie verbessern. Darüber hinaus sprechen wir nicht nur über Ökologie, sondern auch über die Energiesicherheit des Landes", erklärte Rostislaw Konoplin, Doktorand an der Staatlichen Bergbau-Universität Sankt Petersburg (er hat mit seiner Forschungsarbeit "Probleme der Herstellung von modernen Katalysatoren für Wasserstoffbehandlung in Russland" den internationalen Wettbewerb für junge Wissenschaftler "Aktuelle Probleme der Abbau von Bodenschätzen" gewonnen).

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Viele Jahre kauften unsere Unternehmen Katalysatoren aus dem Westen, und die Zulieferer kontrollierten hart die gesamte technologische Kette derer Verwendung, in dem sie selbst die Kleeblätter in die Reaktoren luden und herausnahmen, damit ihre russischen Kollegen keine eigene Produktion entwickeln und ähnliche Produkte herstellen könnten. Vor Kurzem haben aber große Unternehmen, vor allem Gazprom Neft und Rosneft, ernsthafte Schritte gemacht, um die Situation zu ändern bzw. um das wissenschaftliche Potenzial Russlands wiederherzustellen, das in der Sowjetzeit bestand, aber in den neunziger Jahren vollständig verloren ging.

Vertreter von Rosneft gaben Anfang Dezember bekannt, dass eine der Tochtergesellschaften von Rosneft (RNPK) eigene Katalysatoren für die Wasserstoffbehandlung von Dieselkraftstoff in Betrieb genommen hat. Laut dem Pressedienst des Unternehmens stehe die Innovation den Importen nicht nach, sondern übertreffe sie sogar an einer Reihe von Indikatoren. Dies wurde dadurch ermöglicht, dass ein Industriekomplex zur Herstellung Katalysatoren für Wasserstoffbehandlung im Januar 2020 im Werk Nowokuibyschewsk in Betrieb genommen wurde. Dieses Projekt soll dazu beitragen, dass der Anteil der von den russischen Raffinerien importierten Katalysatoren innerhalb von fünf Jahren von derzeit 90 auf 50% reduziert wird.

An der Staatlichen Bergbau-Universität Sankt Petersburg wird auch geforscht, um die Effizienz von Katalysatoren zu verbessen und deren Herstellungskosten zu senken. Die Wissenschaftler haben die Phase der Laborforschung bereits abgeschlossen und begonnen, Tests an halbindustriellen Anlagen durchzuführen.

"Unser Ziel ist es, die Leistungsfähigkeit von Trägern (aus Rohstoffen hergestelltes Aluminiumoxid) für Katalysatoren zu verbessern. Bereits heute werden Katalysatoren in einheimischen Betrieben hergestellt. Sie haben sehr gute Merkmale, darunter vor allem Festigkeitseigenschaften, die die Beständigkeit gegen mechanische Zerstörung erhöhen. Überdies haben einheimische Katalysatoren strukturellen Eigenschaften, die für ihre Effizienz verantwortlich sind. Ich bin sicher, dass wir in absehbarer Zeit zur Schaffung eines Wettbewerbsumfelds auf dem heimischen Markt beizutragen können", sagte Rostislaw Konoplin.

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Solche Studien gehören zu den gefragtesten Forschungen in Europa, und das ist kein Zufall. Die Forscher verstehen sehr gut, dass die Autos mit Verbrennungsmotoren noch sehr lange wichtiger Teil unseres Lebens bleiben werden und dass es notwendig ist, Treibhausgase hier und jetzt zu reduzieren.

Sonst würde der Prozess des Klimawandels auf dem Planeten zu einem Punkt ohne Wiederkehr.

Für Russland ist seine eigene Produktion hochwertiger Katalysatoren auch ein wichtiger Beitrag zur Verbesserung seiner Energiesicherheit. Ein ebenso ehrgeiziges Ziel ist es, eine ganze Branche mit einem Umsatz von mehreren Milliarden Dollar von Grund auf neu zu entwickeln, die in den nächsten Jahrzehnten höchstwahrscheinlich wächst. Das kann einen wesentlichen Beitrag zur Steigerung des russischen BIPs leisten.

Beispielsweise beträgt der Bedarf der Rosneft-Raffinerie an Katalysatoren für Wasserstoffbehandlung, die etwa 40% des gesamten Katalysatormarktes ausmachen, etwa 2.000 Tonnen pro Jahr, und deren Kosten betragen etwa 2,5 Milliarden Rubel. Heute wird fast alles Geld auf die Konten westlicher Partner überwiesen, aber in naher Zukunft wird dieses Geld in Russland bleiben. Die Voraussetzung dafür ist die Weiterentwicklung spezialisierter Technologien in Russland und tiefere Integration der Wissenschaft in die Produktion.

Es sei darauf hingewiesen, dass Rostislaw Konoplin seine Forschungsarbeit "Probleme der Herstellung von modernen Katalysatoren für Wasserstoffbehandlung in Russland" bei der Abschlusssitzung der Konferenz "Die besten jungen Wissenschaftler 2020" vorstellen wird. Die Abschlusssitzung wird am 14. Dezember von dem Internationalen UNESCO Kompetenzzentrum für bergbautechnische Ausbildung und der Staatlichen Bergbau-Universität Sankt Petersburg abgehalten.