Будет ли Сосновый Бор городом солнца?

Или во что можно превратить город при реализации предлагаемого проекта

Три тонны отходов ежегодно может «подарить» каждому сосновоборцу «Балтийская кремниевая долина», если проект будет реализован в заявленном варианте,— уверен кандидат технических наук В.Прозоров. Его взгляд на этот проект «Маяк» предлагает сегодня вниманию читателей.

Кремний нужен, но заводы строить не спешат.

Вопросы производства электроники — задача номер один для всего мира. Не секрет, что в этой сфере Россия отстает от промышленно развитых стран. Ключевое сырье для электронной промышленности — это высокоочищенный кремний, который также используется для производства солнечных батарей, и спрос на который стремительно растет. Но... как пишет газета «Новый Петербург» (№ 5, от 08.02.2007) 43% мировых
предприятий, работающих «на кремний» остановились. Причины: во-первых, фантаcтическое потребление электроэнергии; во-вторых, для производства нужен хлор, что связано с большим загрязнением территории. Поэтому ни одно европейское государство не торопится строить завод по производству кремния.
У нас же, в Сосновом Бору, ОАО «Балтийская кремниевая долина» предлагает реализовать проект (цитирую дословно) «...совершенно безупречный с экологической стороны. Проектом предусматривается замкнутый цикл производства, все вредные вещества утилизируются в рамках единой технологической цепочки... производство предполагаемого продукта обещает быть недорогим, себестоимость кремния низкой, при этом кремниевые пластины будут самого высокого качества — девять девяток (99,9999999)...» (журнал «Территория», № 1 (10), 2007).
Но так ли все безоблачно в разрекламированной и якобы безотходной технологии производства поликристаллического кремния?
В мировой практике наиболее освоены в промышленных масштабах два основных способа производства поликристаллического кремния высокой (полупроводниковой) степени чистоты, основанные на использовании трихлорсилана и моносилана. Хлорсилановая технология солнечного кремния, разработаная несколько десятков лет тому назад, до сих пор практически не изменилась. Ее отрицательные черты: высокая энергоемкость, низкий выход кремния (6¬10%), экологическая и коррозионная опасность. Поэтому в настоящее время разрабатываются технологии получения поликристаллического кремния из cиланов.

«Сюрпризы» кремниевой долины

В аван-проекте ОАО «Балтийская кремниевая долина» представлена схема производства поликристаллического кремния по старой трихлорсилановой технологии с грубейшими недостатками, влияющими на экологическую безопасность. Основные из них:
— Доставка токсичного и летучего хлорсодержащего сырья (четыреххлористого кремния) по железной дороге до Соснового Бора за тысячи километров. Загрузка-перевозка-выгрузка сопряжена с риском разгерметизации и смертельным заражением всего живого в радиусе десятков километров.
— В производстве используется водяной пар, который при возможном прорыве трубы теплообменника и контакте с хлорпроизводными кремния приведет к взрыву с выбросом в атмосферу огромного количества токсичных веществ.
— Предложенная технология криогенного разделения продуктов реакции опасна для персонала и оборудования. Металл при температуре жидкого азота (—196Со) теряет пластичность и есть вероятность разрушения оборудования.
— При синтезе трихлорсилана возможны выбросы в атмосферу не менее 500 кг/ч парогазовой смеси без очистки. (Установка санитарной обработки абгазов не справится).
— Во втором реакторе синтеза трихлорсилана в качестве катализатора используются медные опилки, что приводит к образованию большого количества токсичных медьсодержащих отходов. Коэффициент полезного действия реактора не более 10% и почти весь непрореагировавший хлористый водород уйдет в атмосферу.
— Энергоемкость завода превышает 500 МВт, отвод тепла от оборудования и последующее охлаждение оборотной водой может осуществляться только с помощью градирен. Туман от них при соединении с хлористым водородом, выделяющимся из трубы, образует соляную кислоту, уничтожающую растительность. А ведь рядом находится более тысячи дачных участков, железнодорожный вокзал, г. Сосновый Бор, объекты Министерства обороны (воинские части).
Уже по этим недостаткам (а их намного больше) можно сделать вывод об отсутствии отработанной и безопасной технологии. Замкнутого цикла производства нет. План защиты персонала и населения в случае аварии не разработан. Авария может повлиять и на работу атомной станции.
В Сосновом Бору предполагается организовать производство 20000 т/год кремния. Остается уточнить, сколько же отходов достанется горожанам? Если КПД предложенной «безотходной» технологии составляет около 10%, то отходов будет 180 000 тонн в год. Каждому жителю — по три тонны.

Алюминиевый завод отдыхает

Имея опытно-экспериментальный химический завод I категории опасности чем сможет стать Сосновый Бор: «Солнечным городом» или свалкой химических отходов?
Учитывая уже имеющееся у нас число промышленно опасных предприятий, строительство новых объектов, отсутствие специалистов-химиков необходимой квалификации непонятно, зачем нужен еще и химический завод после пуска которого сосновоборцев, кроме отходов, ожидает также увеличение количества онкологических заболеваний. Инвесторов же интересует только прибыль, а экология, отходы, болезни их не интересуют. Так же, как и возможные последствия для сосновоборцев: аварии, бесконечные остановки производства, десятикратное удорожание конечного продукта и неудовлетворительное его качество.

Какая долина нам нужна?

Есть ли выход из положения? Да, есть. Можно разработать действительно безотходную технологию со 100% замкнутым циклом — по моносилановым технологиям. Стоимость кремния при этом снизится в разы, на порядки повысится чистота кремния, а энергозатраты и экологическая опасность будут несопоставимо более низкими. Для этого можно использовать часть оборудования (с небольшими переделками или без них), разработанного для производства поликристаллического кремния по хлорсилановой технологии, а также для синтеза моносилана (разработанного в Новосибирске), адаптировав их в единую замкнутую технологическую цепочку.
Как автор ряда химических технологий, используемых в настоящее время на всех АЭС с РБМК, не вижу технических препятствий в разработке практически безотходного производства поликристаллического кремния по замкнутому циклу, но только по моносилановой технологии.

В. Прозоров, кандидат технических наук

От редакции.
Похоже, многообещающий проект небесспорен. Что же на самом деле может принести кремниевая долина городу и какой она должна быть? «Маяк» приглашает специалистов принять участие в обсуждении темы.

Cтатья опубликована в газете "Маяк" (Сосновый Бор), 29 марта 2007 г.