Регистрация / Вход
Прислать материал

Что посеем...

Что посеем...
Инновации
Развитие каких направлений наноиндустрии принесет плоды в ближайшее десятилетие?

Каковы перспективы развития наноиндустрии в России в ближайшие 10 лет? Вполне осуществим сценарий, по которому в 2027 году наша страна войдет в лигу таких высокотехнологичных государств, как США, Япония и Южная Корея, считает председатель правления УК «РОСНАНО» Анатолий ЧУБАЙС. Основанием для таких прогнозов служит ряд прорывных технологий, созданных компаниями «РОСНАНО». Подробнее о будущем отечественной наноиндустрии шла речь на форуме Vestifinance.

По словам главы «РОСНАНО» на сегодня в России успешно развивается шесть новых технологических кластеров, не существовавших ранее. Это наноэлектроника и фотоника, покрытия и модификация поверхности, новые материалы, нанобиофармацевтика, ядерная медицина, солнечная энергетика. Именно эти «кластеры-саженцы» способны стать основой новых рынков.

Помимо них есть еще и «кластеры-семена», сформированные по тем направлениям, которые найдут полноценное индустриальное воплощение уже в следующее десятилетие. К ним относятся: ветроэнергетика, переработка твердых бытовых отходов в электроэнергию, гибкая электроника, промышленное хранение энергии, наномодифицированные материалы.

Несмотря на то, что два основных документа, составляющие интеллектуальный фон отрасли (Стратегия НТР и НТИ), посвящены развитию России до 2030 и 2035 годов, Анатолий Чубайс предложил ограничиться прогнозом лишь до 2027 года. По его мнению, этот период совпадает с циклом создания высокотехнологичного производства: ведь от научной разработки до выхода завода на окупаемость в среднем как раз и проходит 10 лет.

В год десятилетия нашей компании мы попытались заглянуть лишь за десятилетний горизонт, опираясь на те заделы, которые имеем сейчас. Это не бизнес-план «РОСНАНО» и не научный прогноз. Это наше понимание основных технологических трендов. Речь исключительно о наноиндустрии и исключительно о России, — подчеркнул Анатолий Чубайс.

Свое выступление глава корпорации охарактеризовал как попытку описать «векторы, по которым компания будет инвестировать в России». И прежде всего он обозначил основные понятия в области нанотехнологий, начав с классического определения нанометра, как «одной миллиардной части метра»:

— Мы не претендуем на «влезание» внутрь атомов и молекул, мы с ними работаем, как с кубиками, - подчеркнул Анатолий Чубайс. Сам термин нанотехнологии, появившийся в 1974 году, был предложен японским профессором Норио Танигути. Инициатором развития индустрии в России стал Михаил Ковальчук, а результатом развития его идеи создание компании «РОСНАНО»... Сократив развернутое определение, можно сказать, что наноиндустрия это совокупность методов, обеспечивающих модификацию элементов в диапазоне размерности от 1 до 100 нм, которая приводит к улучшению конечных свойств продуктов. А еще проще нанотехнологии можно определить, как высокие технологии в реальном секторе. И это определение основано на нашем живом опыте.

Какие же технологические кластеры наноиндустрии будут действовать к 2027 году? Первые шесть «кластеров-саженцев» уже существующие отрасли «проросли» и приносят свои «плоды». Еще пяти «кластерам-семенам» только предстоит сформироваться, но они уже весьма жизнеспособны и, по мнению главы «РОСНАНО», готовы «быть посеянными».

Как растете-можете?

Первый из «кластеров-саженцев» связан с фотоникой и наноэлектроникой. В подтверждение того, что нанотехнологии этого типа уже стали реальностью, спикер привел несколько примеров продукции, которую производят сегодня проектные компании «РОСНАНО».

Так, в прошлом году в Саранске был запущен завод ЗАО «Оптоволоконные системы». Он способен не только полностью обеспечить отечественный рынок оптоволокна, ранее не производившегося в России (кроме продукции стратегического назначения), но и перейти в будущем к его экспорту.

Другая компания ООО НТО «ИРЭ-Полюс» занята производством волоконных лазеров. Сплиттеры важнейшие устройства в фотонике, обеспечивающие разделение оптического сигнала,  производятся на заводе «NeoPhotonics Corporation» на ТИР «Москвич».

На ПАО «Микрон» флагмане российской микроэлектроники построена новая технологическая линия, которая позволила перейти со 180 нм к 90 нм и начать освоение размера 65 нм. Одно из применений новых технологий защитный чип для национальной системы платежных карт «Мир».

Другой продукт, завоевавший популярность, мачтовый светоидный светильник повышенной яркости производит ООО «Оптоган». Новое поколение измерительной техники для энергетики  оптические трансформаторы выпускает портфельная компания «РОСНАНО» АО «Профотек».

Среди перспективных технологий кластера фотоники и наноэлектроники, которые должны к 2027 году занять свое место на рынке, — использование новых материалов (полупроводников, графена, новых диэлектриков), гибридные технологии (кремниевая фотоника, фотонные интегральные схемы и вычисления), электронно-лучевая и многолучевая литография, полупроводниковые 3D-структуры в интегральных схемах, квантовые компьютеры и квантовая криптография, спинтроника, а также новые виды оптоволокна.

По словам спикера, у рынка фотоники и наноэлектроники масштабные перспективы. К 2027 году он не только не исчезнет, но и «точно вырастет». Так, мировая выручка в этой области, согласно отчетам и прогнозам LuxResearch,  повысится с $1200 млрд в 2016 году до $2500 млрд в 2027 году, а в России с ₽7,7 млрд  до ₽15 млрд соответственно. Увеличится и число рабочих мест отрасли.

Но хотя российские темпы роста данного сектора практически равны мировым, сегодня мы, увы, не лидеры на этом рынке. Да и через десять лет вряд ли станем ими, выразил сожаление Анатолий Чубайс: «Я лично в это не верю, и для этого есть серьезные основания. Считаю, что у нас тут имеется свое место, и в целом наш рынок в этом кластере будет развиваться. Но вряд ли мы можем претендовать на какой-то прорыв на мировой уровень», заключил он.

Второй высокотехнологичный кластер «Покрытия и модификация поверхностей». Общий объем отечественного рынка в этой области на 2015 год составлял ₽170 млрд. Чуть более ₽7 млрд из этой суммы дали новые технологии, такие, как газотермическое напыление, осаждение тонких пленок и наплавка. К 2027 году ожидаемый общий объем в данной области должен составить ₽225 млрд.

Примером созданного за последние 10 лет в этом кластере того, что реально работает в России, по мнению Анатолия Чубайса, может служить ООО «Адвенира». Его продукция  золь-гель покрытия: нанесение нанокомпозитных покрытий из растворов для энергоэффективных стекол, панелей солнечных батарей, дисплеев, упаковочных материалов и прочего.

Работами в области ионно-плазменного напыления заняты на ЗАО «Новые инструментальные решения» и ООО «РУ-ВЭМ»: многослойное наноструктурированное покрытие для твердосплавного и металлорежущего инструмента и оборудование, а также услуги для ионно-плазменного напыления покрытий. Такая обработка в разы увеличивает срок службы режущего инструмента сверл и фрез между заточками. Внедрение этой технологии серьезно влияет на экономику инструментального производства.

Лакокрасочные покрытия и клеевые материалы область интереса ООО «Акрилан». Эта компания занята производством водных наноразмерных дисперсий  основ для изготовления красок, лаков, герметиков, грунтовок, клеев и пропиток для нетканных материалов.

В числе лидеров кластера АО «Новамед-Пермь». Пермские инженеры создали бизнес по производству погружных нефтяных наносов  сфера в которой серьезные мировые гранды борются друг с другом. Компания уже вышла на мировой рынок, заняв на нем 3% от мирового производства установок электрических центробежных насосов (УЭЦН). На отечественном рынке объем продукции компании высокоэффективного погружного нефтедобывающего оборудования в 2016 году составил 25%. «Мы довели компанию до окупаемости, доходности и сейчас продаем свой пакет, поделился Анатолий Чубайс. И за него идет большая драка…»

Другая компания АО «Метаклэй», по словам спикера, возникла буквально из ничего: «Пришли три человека, сказали: хотим в Брянской области построить завод по производству покрытий. Стартап из воздуха! Много было промежуточных этапов, и весьма драматичных… В итоге вышли на продукт «покрытие для магистральных газовых труб большого диаметра».

К слову, на тот момент значительную часть российского рынка по покрытию «держала» одна из крупнейших компаний в этой области Borealis. Нашим новичкам пришлось выдержать серьезную мировую конкуренцию. Три года ушли на заводские испытания и доказательство работоспособности технологий. Результат: сегодня у компании «Метаклэй» почти 80% российского рынка в этой сфере. И уже очевидно, что она пойдет дальше с целым рядом других проектов.

Что ждет этот кластер в будущем? Развитие, уверен Анатолий Чубайс. «Есть в нем и традиционные технологии: лакокрасочное и полимерное покрытия, а есть и более подвинутые: газотермическое, ионоплазменное, насаждение тонких пленок и прочее. И те, и другие технологии будут расти.  Это не гигантский, но весьма внятный кластер с хорошими перспективами к 2027 году», считает спикер.

Самый большой и разнородный из уже существующих «кластеров-саженцев» «Новые материалы»  включает многое: от композитных до новых строительных материалов. Сверхпрочный и сверхлегкий углепластик  пожалуй, главный среди композитных материалов. Созданный изначально для использования в строительстве космических ракет, он медленно, но верно уже «спускается в авиацию», а оттуда и на землю.

Именно из углепластика на 52% состоит Boeing Dream Line. «Наш истребитель пятого поколения «Черное крыло», потенциальный лидер отечественного авиастроения гражданский самолет МС-21  все это российский углепластик», заметил спикер.

Преодолевает барьеры в использовании новых технологий и судостроение, что также «хороший тренд». Корпусом из углепластика с использованием технологии вакуумной инфузии от АО «Препрег-СКМ» может похвастаться прогулочный катамаран, спущенный в прошлом году на воду АО «Средне-Невский судостроительный завод». Вместимость нового судна 150 человек.

Другой базовый тренд связан с медициной: тут начат переход от титана к более долговечным современным керамикам. Если титановый протез служит 10-15 лет, то биокерамика продержится до 25. Освоившие новую технологию новосибирские предприятия уже произвели две тысячи операций по установке эндопротезов, разработанных и произведенных в России (ЗАО «НЭВЗ-Керамикс»).

По данным главы «РОСНАНО», объем рынка новых материалов в России в 2016 году составил почти ₽1 трлн. А к 2027 году он может составить ₽2,6 трлн.

Объем мирового рынка фармацевтики составляет $1,2 трлн, а  нанобиофармацевтики  $123 млрд при ежегодном приросте в 5-6%. В России до 2010 года такой области, как инновационная нанобиофармацевтика  практически не существовало. Но в 2016 году объем кластера «Нанобиофармацевтика» составил ₽13 млрд. По прогнозам, уже в 2027 году этот показатель может достигнуть уровня в ₽100 млрд.

Сегодня фармацевтика одна из наиболее быстро растущих отраслей в стране. По мнению главы «РОСНАНО», программа «Фарма 2020» пример успешной госполитики в данной области, положительно влияющий и на развитие нанобиофармацевтики. В апреле этого года компанией «Новамедика» был открыт Технологический центр для разработки и пилотного производства инновационных лекарственных препаратов. Новая структура обладает необходимой аппаратной базой для производства, а ее специалисты соответствующими компетенциями.

Отечественному кластеру «Ядерная медицина» не больше трех лет. Среди его технологий современные радионуклидные методы диагностики и терапии, в том числе однофотонная эмиссионная компьютерная и позитронно-эмиссионная томография.

Благодаря таким технологиям более 35 тысяч человек в 8 регионах России получили возможность пройти сверхраннюю диагностику заболеваний. Сегодня в стране действуют 26 центров ядерной медицины. Идет создание федеральной сети с доставкой фармпрепаратов в соседние регионы.

Среди особых достижений этого кластера: «кибернож» одна из неинвазивных альтернатив хирургическому лечению опухоли и «брахитерапия» введение источника излучения внутрь пораженного органа.

Активен здесь и частный бизнес, отметил спикер. Например, автор фантастического и коммерчески успешного проекта «Гамма-нож» предприниматель Аркадий Столпнер. Эта технология неинвазивного удаления опухоли мозга настолько нетрамватична, что после часовой операции пациент вечером может пойти в Мариинский театр, а оттуда домой.

Кстати в 2017 году в России запланировано открытие первого частного центра протонной терапии. Успехи отечественной ядерной медицины таковы, что в России уже появился медицинский туризм. К 2027 году объем кластера может составить ₽1,5 млрд.

Россия страна холодная, но не темная. Потому и развитие кластера «Солнечная энергетика» ждет успех, уверены в «Роснано». Хотя есть у этой технологии свои оппоненты. Главный аргумент скептиков холод. Но солнечная энергетика, по словам Анатолия Чубайса, это «не про тепло», а про освещенность.

 Климат на большей территории нашей страны континентальный и резко-континентальный с низкой влажностью и облачностью. А уровень инсоляции (средней освещенности поверхности земли) высок: 300 солнечных дней в году.

Серьезная система господдержки заложила основу для работоспособности этого кластера. Более ₽34 млрд уже вложены в развитие отрасли.  Среди основных производителей можно назвать производителя современных солнечных батарей с КПД в 21% ООО «Хевел». А также компании «Гелиос-Ресурс», «Солар Системс», НПП «Квант» и другие.

Солнечная энергетика как национальный стартап, по словам спикера, уже состоялась и дальше будет только развиваться. Если в 2016 году объем отечественного рынка этой технологии был равен ₽7,7 млрд, то в 2027 году он может составить ₽30 млрд с экспортным потенциалом в $100 млн. 

Нано-семена будущих кластеров

Первым среди «кластеров-семян» была названа ветроэнергетика. Суммарная мощность всех ветростанций, введенных в строй на данный момент в мире, составляет около 500 ГВт, 154 ГВт «берут на себя» ветростанции Европы... В России, как и в случае с солнечной энергетикой, свою важную роль в развитии таких технологий играют географические и климатические особенности нашей страны.

Отечественный ветропотенциал очень велик. Хотя места, обладающие максимумом этого показателя труднодоступны и удалены от промышленных центров и потенциальных потребителей электроэнергии.  Тем не менее экономический потенциал ветроэнергетики от производства электроэнергии в РФ составляет 26%.

В апреле этого года «РОСНАНО» было подписано соглашение с одним из мировых лидеров ветроэнергетики компанией «Фортум». Предполагается, что в ближайшие 10 лет оба игрока проинвестируют в строительство отечественных ветропарков ₽100 млрд рублей. «Фундаментально важно не только построить ветропарки, но и локализовать производство оборудования. Мы сможем сделать и то, и другое. Первый ветропарк будет пущен уже в Ульяновске в 2017 году», поделился Анатолий Чубайс.

Рубеж, на котором стоимость альтернативной электроэнергии сравняется с традиционной, будет рано или поздно пройден, уверен спикер. Это означает, что стратегически альтернативная электроэнергетика будет уже не альтернативной, а основной. Ожидание экономической выгоды подтверждается инвестициями, объем которых в данном секторе к 2027 году достигнет ₽450 млрд.

Еще один перспективный кластер  связан с переработкой твердых бытовых отходов (ТБО) в элекстроэнергию. Создание в России отрасли по экологически безопасной утилизации мусора насущная необходимость.

Сегодня площадь полигонов ТБО составляет более 4 млн га. При этом 11 млн т твердых коммунальных отходов в год а это 20% всех отходов в России захораниваются в Московской области. Предполагается, что мощности законных полигонов ТБО будет исчерпаны уже через 3-4 года…

Процесса переработки ТБО в электроэнергию у нас пока нет, но со свалками необходимо кончать любыми путями, подчеркнул глава «РОСНАНО». Скорее всего, в ближайшее время Россия обратится к самой простой технологии в данной области: прямому сжиганию.

Уже запланировано строительство пяти мусоросжигательных заводов в московском регионе и Республике Татарстан каждый производительностью 700 тыс. т в год и 550 тыс. т в год соответственно. Приоритет будет отдан наиболее «чистым» и выгодным с экономической точки зрения технологиям термической переработки ТБО с выработкой энергии. В том числе пиролизу и плазменной газификации. Своего внимания потребует и правовое регулирование в области обращения ТБО. Например, в каждом регионе должен быть выбран оператор по сбору, вывозу и утилизации отходов.

Создание в России отрасли по экологически безопасной утилизации мусора потребует на первом этапе не только строительства специализированных заводов, но и обеспечение трансфера технологий термического обезвреживания процессов, а также инвестиций объемом минимум в ₽150 млрд. На втором этапе предполагается строительство уже 25 заводов в городах-миллионниках, модернизация действующих ТЭС. А также обязательно привлечение частного капитала.

«Гибкая электроника» основа другого кластерного будущего. Среди ее преимуществ: простота технологического процесса, низкая себестоимость, малый вес, гибкость, ударостойкость, прозрачность, экологичность... Рыночных ниш для такой продукции немало: это и потребительская электроника, и автопром, и оборонка, и космос, и медицина, и другие.

Мы в шаге от возникновения технологии, заверил Анатолий Чубайс. Когда айфоны будут сгибаться, это и будет гибкая электроника. Планшет с гибким экраном, простреленный на испытаниях, продолжал работать и с дырками...

Пока же в активе «РОСНАНО» завод Flex Enable (Великобритания), лидирующий по объему интеллектуального задела в гибкой электронике. А также завод Plastic Logic Gmbh (Германия), «загруженный» производством гибких дисплеев. Планируется, что все наработанное там за прошедшие семь лет будет перенесено в Россию.

В планах также строительство в подмосковном Троицке Центра гибкой электроники. Цель его создания — формирование технологической инфраструктуры в области новой микроэлектроники для прототипирования, разработки и производства малых серий промышленных образцов матриц, функциональных элементов. К 2021 году центр должен выйти на операционную безубыточность.   Производство потребует инвестиций в объеме ₽4,9 млрд, предполагаемая выручка  ₽550 млн.

К 2027 году выручка инновационных компаний в сфере новой электроники (при участии «РОСНАНО») может составить от ₽3 млрд в год. При этом 60-70% придется на долю дохода от экспорта.

Промышленное хранение энергии  тема актуальная не только для кластера будущего, но и для всей современной энергосистемы. Ее технологическая суть когерентность генерации и потребления электроэнергии в сети в каждую секунду времени. В XXI веке человечеству предстоит освоить промышленное хранение энергии. Поскольку постоянное максимальное потребление энергии может привести к непредсказуемым результатам.

Основу ЕЭС России сегодня составляют 732 электростанции суммарной мощностью 237,4 ГВт. Около 15 ГВт установленной мощности в РФ можно было бы сэкономить, если научиться хранить электроэнергию. Невозможность этого компенсируется избыточной мощностью.

В ближайшие 10 лет базовый принцип максимального потребления будет сломан. На смену морально устаревшим гидроаккумулирующим станциям гигантским, сложнейшим, дорогим сооружениям идут технологии, основанные на использовании литий-ионных аккумуляторов. Таких, какие уже сейчас используются в электробусах фирмы «ТРОЛЗА». Их производство в Новосибирске планируется расширить.

В России есть все научные, инженерные и технологические предпосылки для создания нового кластера, уверены в «РОСНАНО».

Возможности улучшения свойств традиционных материалов практически неисчерпаемы, потому удивляться возникновению в ближайшем будущем кластера наномодифицированных материалов не стоит.

Основа его нанотрубки: сверхпрочный материал, при минимальных добавках которого алюминий приобретает прочность титана, пластик становится электропроводным, а срок службы литий-ионных аккумуляторов увеличивается. Впрочем, все это хорошо известно и сегодня. Неизвестно только, как вести их производство в промышленных масштабах.

Однако и эту задачу, по словам Анатолия Чубайса, уже удалось решить новосибирской компании OCSiAl, создавшей первую в мире серийную технологию промышленного производства одностенных углеродных нанотрубок (УНТ). Освоили ее специалисты и технологию их внесения в десятки материалов.

Теперь массовое внедрение УНТ становится экономически целесообразным. Цена на продукты торговой марки TUBALL в 75 раз ниже стоимости аналогичных товаров в мире. Впервые была создана опытно-промышленная установка Graphetron 1.0 мощностью 10 т в год. А в 2018 году запланирован запуск новой промустановки с годовой производительностью уже в 50 т.

Что быстрее? Кто важнее?

Есть всего четыре основных критерия оценки технологических кластеров наноиндустрии, считает Анатолий Чубайс: уровень технологической зрелости; роль России в разработке технологии; масштабы производства; экспортный потенциал.

Согласно такой градации, «кластеры-саженцы» и «кластеры-семена» можно ранжировать  следующим образом:

  • инновационная нанобиофармацевтика
  • ядерная медицина
  • солнечная энергетика
  • ветроэнергетика
  • переработка мусора в электроэнергию
  • гибкая электроника
  • промышленное хранение электроэнергии
  • наномодифицированные материалы

Так, например, солнечная энергетика отличается хорошо разработанными технологиями и большим экспортным потенциалом (более 50% российского рынка). В ядерной медицине  полностью проработанные технологии и высокая социальная значимость. В нанобиотехнологиях  значительная доля российских разработок и до половины объема российского рынка может пойти на экспорт...

Но, пожалуй, самым важным кластером, по мнению главы «РОСНАНО», следует считать производство углеродных нанотрубок. Его отличают полная технологическая готовность, на 100% российская разработка и широчайший масштаб применения: от строительства до машиностроения. Кроме того, и потенциальный объем экспорта в данном случае превосходит размер российского рынка. Именно этот кластер имеет все шансы стать для России прорывом мирового класса.

Перспективы российской наноиндустрии иллюстрирует ожидаемая динамика показателей за 10 лет:

  • количество нанотехнологических кластеров вырастет с 6 до 11,
  • объем рынка наноиндустрии увеличится с ₽1,2 трлн до ₽4,4 трлн,
  • фактический объем экспорта дорастет с $4,3 млрд до $14 млрд,
  • заказ на НИОКР вырастет с ₽22 млрд до ₽87 млрд.

Такой рост показателей означает, что Россия изменит свое место в мировой хайтек-иерархии, уверен Анатолий Чубайс. Если в 2007 году Россия была еще в «низшей лиге», то сейчас страна перешла в следующую категорию: «устремленные в будущее». В нее же попал и Китай. А в 2027 году обе страны переедут в «высшую лигу», возможно, вместе с Израилем...

По мнению главы «РОСНАНО», данная оценка вполне реалистична и основана на достаточно умеренных предпосылках: «Если еще сегодня мы сами про себя говорим «сырьевой придаток», «большая бензоколонка»... То через десять лет у России есть все шансы получить звание «один из глобальных технологических лидеров», уверен спикер.

Система Orphus Если Вы заметили ошибку, выделите её и нажмите Ctrl + Enter.

Материал подготовлен редакцией 4science​

Фото Анна Сашина

Ctrl+Enter
Esc
?

Комментарии

Для того чтобы оставить комментарий, необходимо войти в систему или зарегистрироваться.