Что сдерживает взрывной рост композитной отрасли РФ
рубрика: отрасль
Рынок композитных материалов России имеет большой потенциал роста. Благодаря системной работе государства и бизнеса, с 2013 года объём внутреннего производства вырос на 315% - до 73,5 млрд рублей. Это один из самых высоких показателей в мире.
Широкий спектр применения
В 2021 году в России производство полимерных композитов достигло около 80 млрд рублей. Рост составил 11% по отношению к 2020 году.
Композиты — это многокомпонентные материалы, состоящие из полимерной, металлической, органической, керамической или другой основы (матрицы), армированной наполнителями из волокон, нитевидных кристаллов, тонкодиспeрсных частиц, нановолокон и др. Композиты наиболее востребованы в строительстве, автомобилестроении, а также в топливно-энергетическом комплексе и ЖКХ. Один из самых очевидных примеров — оконные и дверные профили из стеклопластика.
Современные технологии позволяют разрабатывать широкий спектр композитов с заданными свойствами. Например, стеклопластики сопоставимы со сталью по прочности, при том, что их вес меньше в несколько раз. У них низкая теплопроводность и высокий уровень электроизоляции. Кроме того, технологии их производства являются недорогими, поэтому стеклопластики получили широкое распространение. Углепластики ещё более лёгкие и при этом сохраняют прочность, хорошо проводят электричество. Углеграфитовые материалы способны выдерживать самые высокие температуры и используются, например, в ракетной технике.
На транспортное машиностроение приходится около 15 тысяч тонн композитов. Главным образом - при производстве автомобилей «КамАЗ», LADA, модернизированной техники «Кировец» серии К-744Р, «Урал Next», а также подвижных локомотивов, вагонов метро. В сфере железнодорожного транспорта растёт потребление композитных водоотводных лотков, шпал, изолирующих накладок (суммарно около 4 тысяч тонн).
«КАМАЗ» увеличил использование композитов в производстве автомобиля
В строительном секторе увеличивается производство композитной арматуры (13,7 тысячи тонн в 2018 году), светопрозрачных конструкций, стеклопластиковых труб. Значительный объём композитных материалов используется в оборонно-промышленном комплексе (ОПК).
Перспективное направление
Одним из лидеров в изготовлении композитных изделий для ТЭК в России является компания «Татнефть-Пресскомпозит». Предприятие начало работать в 2013 году. Перечень продукции включает в себя «полуфабрикаты» SMC и BMC, а также готовые изделия - стеклопластиковые профили, трубы, композитные кабеленесущие системы и др. SMC – это полиэфирный прессматериал в виде листа, покрытого с двух сторон специальной барьерной плёнкой. BMC выглядит как рыхлая бесформенная масса. Она используется при изготовлении изделий сложной конфигурации.
Ключевой инновационной продукцией «Татнефть-Пресскомпозита» являются стеклопластиковые трубы высокого давления для нефтегазохимической промышленности. Они обладают коррозионной стойкостью, прочностью, экологичностью, долговечностью и экономичностью за счёт быстрого монтажа, лёгкого обслуживания и длительного срока эксплуатации. Это направление является одним из самых перспективных для композитной отрасли.
«Татнефть-Пресскомпозит» в феврале 2022 года объявил о планах расширения производство стеклопластиковых труб тремя новыми производственными линиями. Две из них будут построены на территории нового завода в Бавлах. На предприятии в Елабужском районе расположена линия по производству стеклопластиковых труб мощностью 450 км в год. Суммарная мощность производства после введения новых линий составит 1800 км труб в год. Запуск бавлинских линий запланирован на конец ноября 2022 года.
Потенциал для кратного роста
В 1980-х годах СССР занимал третье место в мире по применению композитов, однако в 1990-е годы развитие отрасли остановилось. С начала 2000-х Россия постепенно возвращается в число важнейших игроков рынка новых материалов, повышается уровень технических показателей. РФ обладает большим потенциалом по наращиванию производства и использованию композитных материалов. Потребление композитов в стране оценивается менее чем в килограмм на душу населения, в то время как в развитых странах показатель доходит до 7–10 килограммов.
Потребление композитов на душу населения, кг
«Если говорить о нефтедобывающей отрасли, то уход иностранных компаний не окажет существенного влияния на объём потребления изделий из композитной продукции, - говорит замминистра промышленности и торговли РФ Виктор ЕВТУХОВ. - Основная его часть приходится на нефтепромысловые трубопроводы, обсадные и насосно-компрессорные трубы, насосные штанги, рабочие колёса электроцентробежных насосов, запорную арматуру и так далее. Россия обладает необходимыми компетенциями по данным направлениям».
В 2021 году объём рынка композитной продукции, в том числе трубопроводов, используемой в российской нефтегазовой отрасли, составил 1,5 млрд рублей. К 2027 году этот показатель может вырасти лишь до 4 млрд руб. Это, принимая во внимание объёмы нефтедобычи, недопустимо мало, считает заместитель министра.
«Вместе с тем, учитывая опыт североамериканских нефтедобывающих компаний, активно применяющих композитные изделия с конца 1980-х годов, я вижу перспективы кратного роста рынка композитной продукции для российского нефтегазового сектора экономики», - отмечает Евтухов.
Фото: pixabay.com
«Применение композитов в России пока отстаёт от зарубежных стран, как по отраслям экономики, так и по уровню технологий, объёмам производства и развитости внутреннего рынка, - подчеркивает гендиректор исследовательской компании NeoAnalytics MSc in Social Management Ольга ЛУЦЕВА-ЭР. - Потребление композитных материалов в России на душу населения составляет всего 0,5–1 кг. Это в 15 раз меньше, чем в развитых странах».
«Отрасль является импортозависимой, - добавляет она. - Импортируются как оборудование, так и сырьё для производства композитов. Доля России в мировом производстве композитов составляет всего около 1%. Российские производители уступают как по ассортименту продукции, так и по технологичности. В сложившейся ситуации — это шанс для российских производителей заняться развитием отрасли».
Будущее за углепластиком и стекловолокном
«Если мы говорим о перспективных композитных материалах для массового применения, то речь в первую очередь пойдёт о композитах на основе полимерных матриц, - отмечает Виктор Евтухов. - Так, рынок полимерных композитных материалов в 2021 году в России вырос на 11% и достиг 81,9 млрд рублей. Это 88,9% объема российского рынка композитных материалов».
На керамические (7,6 млрд руб.), углерод-углеродные (2,1 млрд) и металлические (0,5 млрд) композиты приходятся остальные 11,1% российского композитного рынка. Это обусловлено относительно невысокой стоимостью, технологичностью, а также присущими полимерным композитным материалам свойствами и характеристиками.
Вместе с тем, и в сегменте полимерных композитов существует традиционное деление на типы в зависимости от используемого армирующего материала. Лидером здесь были и остаются полимерные композиты, армированные стеклянным волокном или стеклотканью. Стеклопластики — это самый массовый и востребованный тип композитного материала в мире.
Наиболее быстрорастущим типом полимерных композитов благодаря их высоким физико-механическим свойствам являются углепластики, армированные углеродным волокном или углеродной тканью. Наиболее широкое применение углепластики сегодня находят в авиакосмической отрасли и автомобилестроении.
Показательным примером такого применения является проект по разработке среднемагистрального узкофюзеляжного самолёта МС‑21–300. В нем панели крыла и конструкции центроплана впервые в мире были изготовлены по технологии автоматической выкладки сухих углеродных лент с последующей пропиткой специальными смолами для формования ответственных изделий.
МС-21-300/310 – среднемагистральный самолет нового поколения вместимостью от 163 до 211 пассажиров. Его ключевой особенностью является крыло из композиционных материалов
В 2018 году были введены санкции в отношении АО «Аэрокомпозит», которое производит композитные консоли крыла, панели центроплана и элементы механизации для самолёта МС‑21. После этого учёными МГУ на основе отечественного углеродного волокна, разработанного АО «Юматекс» (Росатом), был успешно замещен импорт иностранных композитных материалов.
Использование отечественных композитных материалов позволило в итоге создать крыло большого удлинения, увеличив экономическую эффективность эксплуатации самолёта МС‑21 на 10–15% по сравнению с иностранными конкурентами.
На фоне подорожания в 2021 году традиционных конструкционных материалов значительно возрос интерес к использованию композитов в строительстве. Зона их применения широка: трубопроводный транспорт, ограждающие конструкции, системы армирования, арматура, системы крепления строительных конструкций, электрические и световые опоры... Кроме того, значительный рост потребления композитов будет наблюдаться в авиакосмической отрасли и радиоэлектронике, прогнозирует Евтухов.
Опоры и мачты освещения из композитов
«В России наиболее применимыми являются композитные материалы на основе стекловолокна, - считает Ольга Луцева-Эр. - Их доля в структуре рынка составляет более 90%. В структуре объёма рынка стекловолокна доля импорта — 66%, доля отечественного производства — 34%. Около 70% отечественной продукции отправляется на экспорт».
Помимо стекловолокна, Россия преуспела в производстве органических композитов из арамидных волокон и редкого базальтового волокна. Наименее развито производство эпоксидных смол. Доля отечественных производителей не превышает 10%. В сегменте химволокон – химических нитей, нетканых материалов и продуктов на их основе доля отечественного производства составляет около 40%.
Снять ограничения
«Перед предприятиями открываются широкие возможности импортозамещения по всей композитной продуктовой линейке, - добавляет заместитель генерального директора ПАО «Татнефть» Дамир МУХАМЕТШИН. - Для нефтяных компаний сейчас как никогда важна активная диверсификация. В композитах нет неперспективных материалов и направлений, так как они являются инновацией для любой отрасли промышленности. К новым передовым материалам также можно отнести умные материалы и металлопорошки для аддитивного производства».
«В строительстве композиты только начинают свой путь, особенно в России, - отмечает он. - У проектных организаций нет компетенций для коммерчески эффективных расчётов и разрешений на применение композитов. Мы ведём активную работу в области нормативной документации, моделирования и расчётов, чтобы увеличивать возможные области их применения».
В «Татнефти», по его словам, активно наращивают стратегическое партнёрство с автопроизводителями по целому ряду направлений. Помимо композитных автокомпонентов, это и масла, и другие направления. Благодаря меньшему весу и углеродному следу композиты вошли в число решений зелёных трендов в транспорте.
«Лучшие меры господдержки — это тотальное снятие ограничений применения новых материалов и технологий во всех отраслях промышленности, а также субсидирование капзатрат (CAPEX). – заявляет замгендиректора «Татнефти». - Любые контролирующие органы, проверки и ограничения на применение новых материалов затягивают развитие технологий на годы и десятилетия, а также в разы увеличивают CAPEX.
«Посмотрите на развитие Китая, – обращает внимание Мухаметшин. - Они могут в любой ангар поставить оборудование и сразу начать на нём работать, копировать и масштабировать любую технологию, не обращая внимания на патенты, ноу-хау, лицензии и прочие авторские ограничения. Отсюда и взрывной рост. У нас, чтобы купить и запустить производственную линию стоимостью 200 млн рублей, вы потратите на проектирование и строительство в соответствии с нормами 500–700 млн рублей. И это не считая затрат на лицензии и ноу-хау».
Виктор Евтухов отмечает необходимость исключения из нормативных правовых актов и стандартов положений, препятствующих применению неметаллических труб (полимерных, стеклопластиковых, полимерно-армированных) в нефтегазовой отрасли. Для этого в 2021 году Минпромторгом России совместно с Минэнерго России была утверждена специальная программа.
На 2022-2023 годы, в частности, планируется внести изменения в своды правил, касающиеся проектирования, монтажа и эксплуатации неметаллических труб, а также в области методов их испытания и контроля. Это позволит обеспечить возможность более активного применения композитных трубопроводов в нефтегазовой отрасли.
