Национална научна програма за критичните и стратегически суровини предлагат български изследователи

Изследователи от 5 института на БАН и 4 университета са разработили Национална научна програма „Критични и стратегически суровини за зелен преход и устойчиво развитие“ и до дни ще я предложат на държавата. Това съобщи пред Dir.bg и 3eNews проф. Ирена Пейчева от Геологическия институт на БАН, която е сред инициаторите на предложението за програмата. „Искаме постепенно да преминем към тези високотехнологични елементи и все повече се вижда къде са трудностите“, сподели тя. „Ще се борим да се създаде и Център за изследване на суровини - както минерални, така и енергийни“, съобщи още тя и разказа какво предвижда програмата и защо е необходима. Ето подробностите:

Посоката

Темата за критичните и стратегически суровини става все по-актуална, въпреки, че е поставена като проблем още през 2010 г., след отказа на Китай да снабдява Япония с редкоземни елементи. Покрай зелената сделка и нарастващата необходимост ЕС да осигури суровинната си независимост, стават все по-важни мониторингът и проучванията за потенциални запаси и нови находища, успоредно с усъвършенстването на технологиите за добив, така че да са екологосъобразни.

„Така или иначе, ясна е посоката - държавите не само ще подкрепят разкриване на потенциала за критични и стратегически елементи в Европа, те ще бъдат законово задължени бързо да придвижват документи и разрешения, когато има икономически интерес“, коментира проф. Пейчева.

В момента Европа е в подготвителната фаза, когато науката изпреварва практиката и дава допълнителни данни къде има критични суровини. Българските учени са в готовност да изследват територията на България.

Плановете

Според набелязаното в програмата, ще се преоценяват наличните запаси и ще се търсят нови находища и източници на критични суровини в страната. Специален акцент е поставен на попътно им извличане в добивната промишленост и от индустриални и битови отпадъци. Паралелно ще се изследват социално-икономическото въздействие на проучванията, добива и преработката на критични и стратегически суровини, както и влиянието им върху околната среда, а също и енергийния потенциал за зеления преход.

Като изпълнители са включени редица институти на БАН и университети - Геологическият институт, Институтът по минералогия и кристалография, Институтът по философия и социология, Институтът за икономически изследвания, Институтът за изследване на населението и човека, Софийския университет, Минно-геоложкият университет, Аграрният университет, Университетът по хранителни технологии. Привлечени са и Национален природонаучен музей, Национален музей „Земята и хората“, като  програмата е отворена за още участници.

„Различните институции имат различни експертизи и всеки е силен в определена област, така че сме се постарали работните пакети да се водят точно от тези най-добри експерти“, обясни проф. Пейчева. „Ако става въпрос за технологии - това е Минно-геоложкият университет, ако става въпрос за първичен ресурс – при нас, в Геологическия институт на БАН са най-добрите експерти, ако става въпрос за екология – най-подходящ е Аграрният университет в Пловдив, където работят например за извличане на тежки метали чрез растения“ и т.н., уточни проф. Пейчева. Използваните с такава цел растения в замърсени райони извличат металите и ги концентрират до такава степен, че самите те могат да станат вторичен източник на тези елементи. „Растенията не просто изчистват почвата, но могат да бъдат използвани и за добив на тежки метали, както показват изследванията на колегите“, подчерта тя и отбеляза, че приложението зависи от технологичното развитие и от икономическите потребности.

Като друга насока за извличане на ценни елементи, разработена от съответните експерти, проф. Пейчева посочи отпадъците от ТЕЦ-овете: „Всички казваме, че преработката на въглища замърсява, че ако няма очистка за живак или някой друг от вредните елементи, то трябва да спре това производство. Всъщност, в момента са натрупани огромни количества отпадъци, в които има и критични и стратегически елементи за извличане“. Професорът подчерта, че е възможно някои от отпадъците да съдържат големи количества редкоземни елементи. „Не бива да разглеждаме отпадъците от ТЕЦ-овете само като пречка или проблем, а като потенциално ценен ресурс, защото той е набогатен вече с някои от тези елементи – фосфати, например“, добави тя и изтъкна работата по темата на експертите от Института по минералогия и кристалография на БАН.

Според нея, в момента по отношение на критичните суровини, Геологическият институт е един от най-активните партньори в международни изследвания - още в 2011 г. участва в проект, финансиран от Австрийския фонд за научни изследвания, а в момента има 4 текущи проекта на водещи учени, които са за разкриване на потенциала в седименти, зеолити, въглища и пегматити. „В пегматитите вече има открити нови за България минерали и също така е установено високо съдържание на колумбит и танталит - два минерала силно набогатени на стратегически и критични елементи“, разказа проф. Пейчева за работата на института.

Самата тя работи по програма „Хоризонт Европа“ по проект за въвеждане на гъвкави иновативни методи на проучване AGEMERA, които включват геофизични методи с използване на мюони - елементарни частици, които отскоро се използват в геологията. „Това е неразрушаващ метод, който позволява от разстояние да се правят изводи за състава на скалата – къде в земната кора има пространства подходящи за растежа на минерали, къде има големи нарушения като разломи, които биха могли да разместят находищата и др.“, поясни професорът.

Тя отбеляза, че дистанционните геофизични методи в AGEMERA се развиват основно от финландски геолози, а българската експертиза е в геохимията и минералогията. „Ние допълваме тези изследвания, определяйки точно какъв е минералът, какво е съдържанието, примерно на кобалт, на мед, на редкоземни елементи“, уточни тя и показа на Dir.bg и 3eNews лабораторията за масспектрометрични изследвания и точково лазерно изпаряване на пробите.

Там чрез лазерна аблация учените могат да определят възрастта на изследвания материал и съдържанията на главни и микроелементи.

В друга лаборатория на института, чрез оптична катодна луминисценция се визуализира структурата на изследваните минерали, техните ядра и зони на растеж, а специализираните снимки показват причудливи "пейзажи", които съперничат по красота на Космоса.

"Апаратурата визуализира съдържанието на минерала в съответни цветове – само като видиш изображението и разбираш какво съдържа материалът. В минерала често се виждат тъмни и светли части с размери до няколко десетки микрона (един микрон е една хилядна част от милиметъра) – по това съдим, че двете части може да имат различен състав и различна възраст. Когато използваме лазера, правим анализ на тази обвивка и на ядрото и получаваме състава и възрастта", разказаха проф. Пейчева и д-р Елица Стефанова. 

Резултатите от тези модерни методи на изследване на минералите са в основата на подобрени модели за формирането на ценни геоложки суровини и помагат за успешното търсене на нови ресурси.

Необходимостта от нови суровини

Определено може да разглеждаме металите като недиректен източник на енергия, отбеляза още проф. Пейчева и посочи като особено важни медта, кобалта, неодима, лития, графита и всички метали и елементи, които се използват в батерии, в слънчеви панели, във ветрогенератори и други продукти за зелена енергийна система. Доказано е обаче, че колкото и да говорим за нулеви въглеродни емисии и зелен преход до 2050 г., колкото и да се увеличава рециклирането, даже за алуминия, при който то е около 70%, покриването на нуждите е само 30%, поради нарастващото потребление, посочи проф. Пeйчева, позовавайки се на най-престижното научно списание Nature.

„Очевидна е нуждата и в национален, и в глобален мащаб, от търсенето и откриването на нови находища на критични и стратегически суровини. Това е и фокусът на предложената научна програма“, обясни тя.

В тази програма, тъй като става въпрос за преход, се предлага да се обърне внимание и на по-чисти неконвенциални енергийни източници, съобщи още проф. Пейчева. „Имаме проби от стари сондажи, по които може да се оцени потенциала на различни геоложки разрези“, добави тя. Според експертите, разработили програмата, най-голяма нужда от енергия имаме през зимата, когато слънчевите панели имат най-малък принос към общия енергиен баланс. Преходът към зелена енергия до 2050 г. и мащабната нужда от метални и неметални ресурси за осъществяването му в следващите почти 30 години ще изисква интензивно използване и на енергия от конвенционални източници. За целта е нужно да се характеризира потенциала на България за най-чистия енергиен източник от т.н. „традиционна“ енергия – природният газ. От съществена важност е и предложеното от експертите-учени изследване на потенциала на енергийните култури и селскостопански отпадъци за производство на биогорива и биогаз. В допълнение, ще бъде изследвано и използването на подземните води като енергиен източник.

Потенциалът на България

В България в момента липсват подробни оценки за потенциала на страната за стратегически и критични суровини, тъй като в последните десетилетия не е работено систематично по този въпрос. Знае се например, че има фосфорити в някои от седиментните разрези в България, но тези изследвания са правени през 60-те години на миналия век, а по това време освен главни елементи, които са със съдържания 5 – 10%, друго не се е и определяло дори и съответно няма данни на какви критични елементи са набогатени тези фосфорити. Затова е много важно да тръгне такава програма и да преоценим потенциала си“, подчерта проф. Пейчева.

„Друг проблем е, че България няма геоложка служба. Само две страни в Европа са без геоложка служба и едната е България“, изтъкна още професорът и разказа, че всичко, което имаме като данни за подземните богатства, което е било едно време в Комитета по геология, е преместено в Министерство на икономиката, след това в Министерство на енергетиката, където е сега отделът за концесиите и запасите, но това не е достатъчно. „Смятаме че заедно трябва да вървят и програмата, и евентуално обекти от пътната карта за научноизследователска инфраструктура, така че нашата амбиция е в тази посока – да се създаде Център за изследване на суровини и да бъде закупена такава уникална апаратура, която ще ни даде съвсем други възможности“, заяви проф. Пейчева.

Тя е категорична, че България има голям потенциал в попътното извличане на критични елементи. Имаме действащи медни и златни находища, също оловно-цинкови. Знае се, че в сфалерита може да има индий, който също е стратегически елемент. И тантал, и ниобий също може да се извличат – ние имаме от тях в пегматитите, които навремето са се добивали за слюда, посочи експертът.

Начинът за попътно извличане на критични елементи е чрез подобряване на технологиите и разбиране къде става обогатяването, убедила се е вече проф. Пейчева в работата си по „Хоризонт Европа“ в партньорство с Асарел – Медет. „В различните етапи на обогатяване на рудата се обогатяват и критични елементи. Например молибден и рений или кобалт могат да бъдат обогатени в някой от междинните отпадъци. Ако се подобри технологията тези елементи биха могли да се добиват“, смята професорът. Затова, подчерта тя - в тази национална програма участва Минно-геоложкият университет, който ще ръководи работния пакет за подобряване на технологиите с такова попътно извличане на ценни елементи в процеса на обогатяване на рудите. „Видя се, че в един от отпадните минерали има голямо съдържание на тантал, ниобий , волфрам - все критични елементи, които при подходящи технологии могат да бъдат извличани“, разказа професорът случай от изследователската си практика в България.

Паралелни изследвания

Освен търсенето и добива на критични суровини, е важна оценката на въздействието върху околната среда, защото никой не би направил компромис с опазването й и това е една от тематиките, включена в програмата, подчерта проф. Пейчева. „Целта ни е не просто търсенето и разкриване на потенциала за добив, а да се минимизира въздействието и да се види би ли могло да се избегне въобще замърсяването на околната среда, водата, растенията - около находищата и около местата за съхраняване на отпадъците от добива“, увери тя.

Специално ще се изследва и социалноикономическият ефект на проучванията и добива и затова в програмата са включени 3 института на БАН с такава насоченост, изтъкна професорът.

Програмата е готова и засега ще бъде внесена в Министерство на образованието и науката. Когато влезе в сила новият Закон за насърчаване на научните изследвания и иновациите, учените очакват по-активно ангажиране с тематиката и от страна на Министерство на иновациите и растежа.