Южно-Казахстанскую область смело можно считать общеказахстанским лидером по количеству солнечных дней в году. И солнце для развития энергетики мы сейчас стали использовать намного активнее. Солнечные панели устанавливают не только предприятия, как, например, ТОО «Водные ресурсы-Маркетинг», появились они и на дорогах города. Многие, наверное, уже заметили светофоры на солнечных батареях. Сферы применения фотоэлектрических модулей – от уличного освещения до питания бытовых приборов.
ПОЛУПРОВОДНИК №1 В МИРЕ
При производстве фотоэлектрических преобразователей энергии для солнечных батарей используют кремний. Этот полупроводниковый материал сегодня очень востребован на мировом рынке, так как альтернативные источники энергии развиваются во всем мире и с каждым годом растет спрос на солнечные батареи.
В Южном Казахстане в рамках государственной программы создания кремниевой отрасли в Республике Казахстан, призванной перевести экономику страны от добычи и реализации дешевого кварцевого сырья к производству ценной импортозамещающей продукции разработан и уже запущен проект по производству высококачественного кремния на базе предприятия ТОО «Стекло К». Его разработкой занимались ученые ЮКГУ. Восемь лет назад его одобрил президент Нурсултан Назарбаев, посмотрев на выставке инновационных технологий в Алматы.
«Наш проект – это принципиально новая индустрия не только в Казахстане, – рассказывает доктор технических наук, профессор, начальник инновационного центра ЮКГУ имени Ауезова Анатолий Протопопов. – Дело в том, что для производства солнечных батарей необходим высокочистый кремний, без примесей. И как раз на Куйбышевском месторождении кварцитов, которое мы освоили, этих примесей нет, зато много железа – порядка 15 %. И это сырье пригодно для того, чтобы из него выплавлять ферросилиций: сплав железа и кремния. Это очень востребованный продукт. К примеру, карагандинский металлургический комбинат делал нам запрос на 40000 тонн ферросилиция в месяц. Но наш завод на такие объемы пока не рассчитан».
ПРОИЗВОДСТВО УЖЕ НАЛАЖЕНО
Сам проект состоит из двух этапов. Первый – это известная карботермическая технология, то есть с помощью углеродов – кокс, уголь – восстанавливают руду. Углерод забирает кислород, и остается металлическая составляющая. В данном случае это кремний и железо.
«Но здесь есть одна особенность, – отмечает Анатолий Протопопов. – При восстановлении руды на первом этапе образуется монооксид (частично восстановленный металл) соединения кремния с кислородом один к одному. Это соединение при температуре процесса является газом и «улетает в трубу» вместе с дымом. И вот как раз этот дым (возгоны) является сырьем для получения высококачественного кремния. Здесь начинается вторая часть проекта, которая и является инновационной».
На реализацию проекта по добыче высокочистого кремния, по расчетам специалистов, требуется около 340 миллионов. И этот проект вошел в программу Министерства образования «Развитие университетской науки, нацеленной на инновационный результат». Было открыто финансирование, и Министерство науки выделило первый транш для реализации проекта. На эти деньги началась полная реконструкция завода.
«Чтобы труба не дымила, из дыма нужно было улавливать возгоны, – рассказывает Анатолий Протопопов. – Мы сделали проект на реконструкцию и заказали оборудование в Китае. И деньги, которые нам поступили, мы перебросили в виде аванса. И в Китае изготовили оборудование именно для нашей печки. Печь у нас небольшая – всего на 2 МВт, но мы так и рассчитывали с учетом ограничения энергетических возможностей ТЭЦ-3. В целом на реконструкцию было потрачено около 60 миллионов тенге».
Но это только первый этап в переработке возгонов монооксида кремния в высокочистый кремний. Далее их нужно перерабатывать в кремний солнечного качества. Оборудование для этого этапа пока еще находится в Китае.
Но уже сегодня завод может производить три продукта: ферросилиций, технический кремний и белую сажу.
НЕМНОГО ЭКОНОМИКИ
Объемы производства, на которые может быть рассчитан завод: ферросилиция – 900 т/год, или кремния – 800 т/год; белой сажи – до 300 т/год.
Цены на рынке: ферросилиций – 1700 $/т, кремний технический – до 2000 $/т, белая сажа – 1400 $/т.
Объем реализаций: по ферросилицию – 530000 $/год, или по кремнию – 1600000 $/год; по белой саже – 420000 $/год, прибыль составит 540000 $/год. Это по первой очереди производства.
Прибыль от добычи высокочистого кремния: цена на кремний высокочистый – солнечного качества – от 80000 до 200000 $/т. Себестоимость такого кремния по разработанной технологии – от 15000 $/т до 20000 $/т, тогда как по первой очереди производства себестоимость технического кремния – 1200 $/т, а цена – 2000 $/т. Из 300 тонн белой сажи можно получить 200 тонн высокочистого кремния. 200 т *(80000-20000) $/т = 12000000 $/год – прибыль.
Доведя процесс до высокочистого кремния, здесь же возможно наладить производство фотоэлектрических преобразователей и сборку панелей солнечных батарей.
«После запуска полного цикла наше предприятие может стать одним из самых рентабельных производств в области. На сегодняшний день на заводе заняты и работают 70 человек. С запуском второй очереди необходимо будет увеличить количество сотрудников, и уже на третьем этапе общее число будет составлять 250-300 человек», – говорит Анатолий Протопопов.
Как мы уже писали ранее, аналогов такого производства пока нет. И чтобы этот проект не остался лишь на бумаге, а воплотился в жизнь, необходима его поддержка не только со стороны государства, но помощь со стороны местного акимата.
В том, что за солнечной энергией будущее, сегодня никто уже не сомневается. И многие развитые страны сегодня, заботясь о следующих поколениях, вкладывают свои деньги в подобные проекты. Да, они не окупятся в одночасье, на это требуется время. Но учитывая то, что запасов нефти и газа остается с каждым годом все меньше и меньше, говорить об их неэффективности было бы большой глупостью. Нефть и газ мы все равно когда-нибудь истратим, об этом уже не одно десятилетие твердят ученые всего мира. Что останется? Возобновляемые источники. Но это для нас с вами они «возобновляемые», а для будущих поколений они будут естественными для добычи электроэнергии. И поэтому, как бы сегодня не было трудно, Казахстан вкладывает деньги в проекты, которые смогут обеспечить «светлое» будущее нашим детям.
Татьяна БУРДЕЛЬ
