Материалы для Арктики из арктических ресурсов: замкнутый цикл в освоении Российского Севера

Третий Форум будущих технологий, организованный фондом Росконгресс, был посвящен новым материалам и химии. Ведущие ученые страны, представители власти и бизнеса обсудили самые новые и перспективные разработки, которые помогут России добиться технологического суверенитета и успешно освоить даже наиболее удаленные и сложные для жизни территории.

Директор Института химии и технологии редких элементов и минерального сырья, заместитель генерального директора Кольского научного центра РАН по научной работе, член-корреспондент РАН Иван Тананаев сформулировал для форума два ключевых положения стратегии разработки материалов для освоения арктических территорий. Поскольку Арктическая зона Российской Федерации в последние годы стала не просто сосредоточением всех ресурсных, технологических, военно-политических основ нашего будущего, но и важнейшим местом на карте становления национального самосознания России, а ее освоение и обустройство – приоритетной задачей, мы попросили Ивана Гундаровича коротко описать эти положения.

Суровые климатические условия Арктики серьезно осложняют освоение минерально-сырьевых запасов. Преодолеть эти сложности помогает систематический поиск новых специальных материалов для строительства и энергетики. Кольский научный центр – единственное подразделение Российской академии наук, целиком расположенное за Полярным кругом – создан для исследования Заполярья 95 лет назад и сегодня направляет свои усилия на достижение гарантированного научно-технологического суверенитета в освоении арктической минерально-сырьевой базы. Приоритетным направлением его работы стала наука об арктических материалах. Преимущество ученых КНЦ РАН состоит в возможности не только создавать новые арктические материалы из местного минерального сырья, но и испытывать их непосредственно на месте.

Арктика содержит все необходимые ресурсы для создания новых материалов: критически важные металлы, строительные материалы, другое минеральное сырье. Именно поэтому материалы для ее освоения необходимо научиться производить именно здесь и именно из местного сырья. Вот два примера такого производства. Только по производственной цепочке переработки хибинского апатит-нефелинового сырья совместно с компанией «ФосАгро» Кольский научный центр разработал перспективные технологии производства линейки ценнейшей продукции: сварочные материалы, дубители, герметики, пигменты и многое другое. Вся эта продукция востребована и на месте производства, и в других регионах России, и за рубежом. Для строительства в северном климате разработаны специальные строительные материалы, производимые из арктического минерального сырья, например, упрочненные бетоны с микродобавками кремнеземистых и титаносиликатных отходов горно-металлургического производства. Они имеют компактную и плотную структуру, поэтому могут применяться даже при строительстве пирсов, взлетно-посадочных полос. С применением «бросового» карбонатного минерального сырья – кальцита или доломита – в КНЦ РАН получают для строительной индустрии геополимеры на основе шлака, а из смесей побочных продуктов переработки различных кольских руд получаются негорючие пеноматериалы, отличающиеся высокими теплоизоляционными характеристиками.

Без надежного обеспечения электроэнергией нет освоения арктических пространств, особенно на Северном морском пути. Кольский научный центр является лидером и в этой области. Так, создавая новую производственную цепочку для Колмозерского месторождения, содержащего четверть всех запасов лития в России, здесь разработали эффективную технологию количественного извлечения лития батарейного качества из минерального сырья с последующим производством катодных и анодных материалов, твердотельных и классических источников тока. В регионе можно построить производство литий-ионных батарей или аккумуляторов. Для развития инфраструктуры Северного морского пути совместно с коллегами из Дальневосточного федерального университета химики КНЦ РАН запатентовали экологически приемлемые недиспергируемые тепловые источники на основе природоподобных матриц для создания радиоизотопных термоэлектрических генераторов – РИТЭГов. Их конструкция позволяет преобразовать тепловую энергию радиоактивного распада нуклида в электроэнергию в локальных системах, необходимых для обеспечения навигационного оборудования по Северному морскому пути.

Кроме освоения Арктики необычайную важность имеет ее обустройство, создание комфортной жизни человека на Севере.

Обустраивать арктические территории для проживания людей и в пользу экономической независимости нашей страны можно при объединении усилий крупного бизнеса, академической науки и крупных университетов. Именно так формируются консорциумы, рассчитанные на крупные прорывы.

Хороший пример – сотрудничество компании «Фосагро», Кольского научного центра и Мурманского арктического университета, ориентированное на решение сложных междисциплинарных задач эффективного извлечения полезных компонентов при обогащении руд и товарных продуктов (в том числе – и востребованных Севером материалов). Для достижения поставленных целей в КНЦ РАН был создан новый исследовательский центр, а для Мурманского арктического университета – подземный учебный полигон. Впереди создание Высшей школы горных инженеров.

Мурманская область получила поддержку Президента РФ Владимира Владимировича Путина по созданию научно-технологического кластера обеспечения безопасности и развития Арктики на базе Апатитов. Но эта поддержка была получена в правительстве не потому, что в важных кабинетах было произнесено «волшебное» слово «Арктика». Дело в том, что Мурманская область занимает третье место в Северо-западном федеральном регионе после С.-Петербурга и Ленинградской области по числу научных работников, а показатель объема инновационных товаров, работ и услуг трижды превышает таковой по России.

На Русском Севере в таких условиях возникает новый тренд: укрепление арктических опорных населенных пунктов, создание новых рабочих мест и возможностей и право молодежи на востребованное профильное среднее и высшее образование. Так формируется новая инфраструктура, которая приходит на смену неэффективному использованию трудовых ресурсов вне места постоянного жительства работников и отходу от ноосферных экологических принципов.