Александр Тюнин, генеральный директор Композитного дивизиона госкорпорации «Росатом», рассказал о прошлом, настоящем и будущем композитных материалов.
В середине 2000-х годов «Росатом» поддержал российские предприятия, производящие узкоспециализированные композиты, когда они оказались в сложной финансовой ситуации. Вскоре госкорпорация начала разрабатывать композитные материалы для более широкого применения. Наконец, в 2016 году был создан Композитный дивизион, полностью направленный на развитие новой индустрии.
Несмотря на то, что современные композитные материалы появились достаточно давно и за прошедшие десятилетия сильно изменились, мы находимся в самом начале их развития — настолько велики перспективы их использования:
«Поэтому я часто сравниваю наш композитный мир с сотовой связью 30 лет назад, когда все мы еще ходили с пейджерами и большими телефонами-кирпичами», — делится Александр Тюнин.
Как объясняет эксперт, сдерживающим барьером пока что остается достаточно высокая цена композитов по сравнению с традиционными материалами. По мере масштабирования производств и расширения областей применения композитов, цена неизбежно снизится, а спрос будет расти.
Композиты «работают» на три мировых тренда
Рост рынка композитов неизбежен, потому что они соответствуют трем ключевым мировым трендами.
- Экологичность. Композит гораздо проще в производстве и менее энергозатратный, поэтому выбросы при производстве существенно ниже, чем, например, у металлургии.
- Мобильность. За счет использования композитов повышается топливная эффективность транспорта — самолетов и автомобилей. Мир становится более мобильным.
- Зеленая энергетика. Атомная, ветроэнергетика, солнечные батареи сплошь и целиком используют композиционные материалы в разных применениях.
Три главных «гражданских» композитных материала
С 2016 года «Росатом» создает композиты не только под узкоспециализированные задачи, но и для гражданских областей.
- Первое направление — углеродное волокно. Построена полная технологическая цепочка производства композитов на основе углеродных волокон: от нефти до элементов самолетов, вертолетов, ракет, автомобилей и другого гражданского транспорта. В качестве конкретных примеров Александр Тюнин привел крылья самолетов МС-21.
- Второе направление — стекловолокно. Реализована полная технологическая цепочка от кварцевого песка в карьерах до строительных материалов, тканей для судостроения и лопастей ветроэлектрических установок. Стекловолокно — самый распространенный в мире наполнитель передовых композитных изделий, и «Росатом» — лидер этого направления в России.
- Третье направление — сверхвысокомолекулярный полиэтилен. Из этого прочного, износостойкого пластика делают детали для автомобилей, аэрокосмической отрасли, а также медицины. Например, из него делают импланты, протезы и ортопедические изделия.
«Возвращаем лидерские позиции»
«Мы не завоевываем, а возвращаем утраченные ранее позиции. В конце 1970-х годов СССР уверенно входил в тройку мировых лидеров по производству и потреблению композиционных материалов», — объяснил Александр Тюнин.
За счет предложения новых композитных материалов «Росатом» увеличил рынок композитов в России в 3,5 раза всего за шесть лет, обеспечив все стратегические отрасли страны.
Как рассказал эксперт, на сегодня удалось полностью импортозаместить 70% рынка композитов. Полностью реализованы целые цепочки производства волокон, тканей, препрегов и связующих. Две области, которые позволят обеспечить полную технологическую независимость отечественных композитов, — оборудование и малотоннажная химия. Они тоже развиваются:
«Наша новая современная линия по высокомодульному углеродному волокну в Челябинске уже целиком российского производства. Наша экспериментальная линия в Москве в научно-исследовательском центре на 70% произведена в России», — поделился Александр Тюнин.
По словам генерального директора композитного дивизиона, за счет многократного масштабирования уже созданных производственных цепочек госкорпорация планирует к 2030 году в шесть раз увеличить производство углеродных волокон и в 2,5 раза — производство стекловолокна.
Также в планах «Росатома» значительно расширить линейку конечных изделий. Например, дивизион развивает интересный проект по созданию полностью композитного электромобиля. В ближайшие годы он планирует «окунуться» и в область судостроения, начать собирать композитные корабли, баржи и другие судна.
Три технологии, которые выведут композиты на новый уровень
Цифровое моделирование и искусственный интеллект. Сегодня композитные материалы и изделия разрабатываются практическим путем, что затратно по времени и финансам. Моделирование композитов с заданными характеристиками значительно ускорит и удешевит эти процессы.
Рециклинг. Композиты «живут» более ста лет. Их повторное использование позволит снизить нагрузку на окружающую среду и снизить стоимость композитных материалов.
«Это важнейшее направление, которое призвано и обеспечить наше человечество, и помочь индустрии пройти ценовой порог — ниже 10 евро за килограмм углеродного волокна — для того, чтобы масштабироваться кратно», — отметил Александр Тюнин.
Новые технологии обработки и переработки композитов. В частности, технологии термопластов. Ускорение всех этапов работы с композитами и увеличение разнообразия композитных изделий поможет преодолеть обозначенный выше ценовой порог. На глобальном рынке композитов наступит новая эра материалов.
Смотрите интервью Александра Тюнина порталу Наука Mail. Читайте об уникальном углеволокне для космоса, разработанном российскими учеными.
Подписывайтесь на наш канал и следите за новостями российской науки!
Присоединяйтесь к команде научного блока «Росатома», актуальные вакансии – на карьерном портале.