Вице-президент Российской академии наук, член Общественного совета Росатома Степан Калмыков выступил модератором и участником панельной дискуссии Форума будущих технологий на секции «Базовая химия для материалов нового поколения». Учёные, большинство из которых связано с атомной отраслью, представители Минпромторга и крупных корпораций обсудили роль химических технологий как для проектов Госкорпорации, так и для других направлений.

Открывая дискуссию, Степан Калмыков подчеркнул, что производства базовой химии критически важны для обеспечения технологической независимости и ускорения инноваций в области новых материалов. На повестке РАН – новые национальные проекты. Проекты по химии составляют основу проекта «Новые материалы и химия», а также реализуются в рамках ряда других нацпроектов – по биоэкономике, по здравоохранению, производству средств производства (в части оборудования химпрома) и т. д.

Большому делу — большой нацпроект

Заместитель Министра промышленности и торговли РФ Михаил Юрин рассказал о контуре нацпроекта «Новые материалы и химия», отметил, что единственная возможность России сохранять технологический суверенитет – это самообеспечение химической продукцией, с достижением лидерства по продуктам, критически важным для безопасности – таким, как продукция для атомной отрасли, космической, оборонной промышленности и т. д. Нацпроект технологического лидерства «Новые материалы и химия» делает акцент именно на достижение лидирующих позиций. До 2030 года он предусматривает рост выручки химической отрасли более чем на 3 трлн руб., сокращение зависимости от импорта до объёма менее 30% в корзине потребления, создание 100 тысяч дополнительных рабочих мест. В структуре нацпроекта – шесть федеральных проектов: это развитие производства химической продукции, импортозамещение критической биотехнологической продукции, развитие производства композитов и изделий из них, развитие отрасли редких и редкоземельных металлов. Также это разработка наукоёмких технологий, и опережающая подготовка кадров по направлению. Задачи «биотехнологического» федпроекта будут учитываться в нацпроекте «биоэкономика», но сам проект, по мнению докладчика, организационно сохранится в «химическом» нацпроекте.

Первый федеральный проект, развитие производства химической продукции – базовый, из него вырастает весь нацпроект. Вначале это была инициатива по импортозамещению, затем в проект технологического суверенитета, а в итоге – проект лидерства. Основным мотивом для его реализации остаются санкционные меры, введённые против нашей страны. В фокусе внимания находится порядка 700 компонентов, они сгруппированы по технологическим взаимосвязанным цепочкам. Докладчик отметил, что первичные ресурсы, такие как нефть, газ, апатиты, хлористый калий, сера и так далее – страна добывает в избытке, но зачастую так и экспортируются, а следующие переделы проходят за границей. Задача – создать технологически замкнутые цепочки и от производителей базового сырья через полупродукты дойти до конечной продукции. Эта работа ведется в том числе в рамках поручения Президента по развитию мало– и среднетоннажной химии. Определенные результаты достигнуты досрочно (хотя некоторые ставились к 2027 году), поэтому некоторые показатели пересмотрены в более амбициозную сторону. Например, сверхвысокомолекулярные полиэтилены и специальные полимеры – их потребление исчисляется максимум десятками тысяч тонн. Базовые компоненты для их производства (хлор, бензол, пропилен, изобутилен, фенол, ацетон) уже производятся в России. По оценке, потребление этих продуктов вырастет на 5 – 10%. Специальные суперконструкционные пластики, как полиэфирсульфоны, полифениленсульфоны, полиэфиркетоны и так далее – сейчас, к сожалению, в промышленном масштабе не производятся, эта задача должна быть решена.

Как эта и другие задачи (собраны 23 подобные цепочки) будут решены в соответствии с задачами нацпроекта? Проектный комитет «Новые материалы и химия» возглавляет Денис Мантуров; координационный совет – Министр промышленности Антон Алиханов. В совет входят примерно сорок представителей компаний; общая численность вместе с представителями науки и органов власти – порядка 200 членов. Функционально этот комитет – инвестиционный орган нацпроекта. Рабочие группы отрабатывают несколько взаимосвязанных инвестпроектов, «упаковывают» их исходя из доступности технологий, площадки размещения, наличия инфраструктуры. После этого проект выносится на рассмотрение Координационного совета, который убеждается в соответствии его параметров целям нацпроекта, и это становится основанием для поддержки. По федеральному проекту химии таких цепочек 23 цепочки, с перечислением всех компонентов.

Этой работе помогает ряд некоммерческих и экспертных организаций, создается инфраструктура для работы компаний. Эксперты помогают структурировать бизнес-план, составить финансовую модель, пройти экспертизу Минпромторга и выйти на межведомственную комиссию. Таким образом, организационная инфраструктура создана – и предстоит большая работа в режиме «24 на 7», – отметил докладчик.

Степан Калмыков на правах модератора поинтересовался, как инвестиционные проекты защищены от двух ключевых рисков – невысокого спроса в замкнутой экономике, и изменений политической конъюнктуры, если в случае «разрядки» рынок опять зальёт зарубежная продукция? Михаил Юрин пояснил, что оценить рентабельность проекта на старте сложно, практика показывает, что компании могут существенно расходиться в оценке стоимости сходных по сути задач. Разница зависит от технологии, бизнес-модели, принятия рисков. Пример с неопределенностью ситуации, когда границы оказались открыты – это высокомолекулярный полиэтилен. Продукция активно востребована, она поставлялась и после 2022 года одного из дружественных стран, но затем поставка по инициативе международного концерна-производителя была остановлена. В интересах страны – не рассчитывать на стабильный импорт, и не делать цену абсолютным приоритетом (тем более что могут наступать периоды жёсткого дисконта, в моменты мирового перепроизводства). Поэтому должен включаться аргумент стратегической важности компонента, без оглядки на реализуемость проекта в «общемировой» экономической логике. Поэтому и меры поддержки Минпромторга в ряде случаев концентрируются на весь жизненный цикл проекта – от НИОКР и поддержки инвестиционной фазы, до продвижения на операционном этапе продукции как внутри страны, так и на экспорт. Важно сохранить те экосистемы, где в отсутствие мировых игроков за счёт предпринимательских инициатив появлялось до тысячи новых предложений в год – например, косметика, бытовая химия. Эти компании не должны быть вновь подавлены глобальными компаниями, если те соизволят вернуться на российский рынок: ситуацию необходимо регулировать (техническое регулирование, регламенты и стандарты, таможенно-тарифное регулирование). Уже сейчас готовится план комплексных мероприятий, чтобы защитить инвесторов и российский продукт (примеры – микроэлектроника).

Зерно, дрожжи, и немного денег

Сергей Чвалун, Главный научный сотрудник НИЦ «Курчатовский институт» обратил внимание, что из 450 млн т полимеров в мире, суперконструкционные пластики занимают лишь 10%. 60% – это commodity, крупнотоннажные полимеры. Одним из основных производителей является наша страна, но больше 60% процентов этой продукции используются как упаковка. В СМИ уже реализуется политически мотивированная кампания о запрете пластика, замене биоразлагаемыми и природными полимерами (проект UNEP, United Nations Environmental Program). Меры, которые предлагаются программой – на поверку являются дорогостоящими обременениями для традиционных производителей. Так, замена полимерной упаковки картоном даст свой отрицательный эффект, поскольку с экологической точки зрения производство бумаги проблематично, чем производство синтетических полимеров. Высококачественная бумага насыщена теми же полимерами, имеет ламинирование и так далее. Замена пластиковой тары на более тяжёлую стеклянную, оборотную – это расходы на логистику, энергия для переработки стеклобоя. Если все меры UNEP будут реализованы и ратифицированы Россией, сложно понять, что именно из commodity будет выпускать наша сформировавшаяся полимерная промышленность. Что же касается биополимеров – они производятся из сахаросодержащей сельхозпродукции, такой как зерно, горох. Сахар перерабатывается в молочную кислоту, на её основе получается димер, затем уже биополимер – например полилактид. Такая упаковка уже делается в Европе, но цена высока – чтобы направление развивалось, нужно административно запретить использование традиционной упаковки.

Курчатовский институт, как комплексная организация, занимался этой проблематикой, причём по линии ГосНИИ Генетики. Там были выведены генно-модифицированы дрожжи, способные работать в очень кислой среде, что заметно снижает стоимость молочной кислоты. Это эффективный метод, он позволил бы отказаться от терриконов гипсовых отходов, которые возникают при традиционном производстве молочной кислоты. Следующий этап – это получение эффективного мономера или димера – был решён совместно со специалистами РХТУ. В целом, цепочка была проработана до конечного полилактида – действительно зелёного, и по цене намного ниже чем зарубежные аналоги. Но даже такой проект не заинтересовал компании нефтегазового сектора, поэтому научный коллектив перенёс своё внимание на медицинские продукты – с совсем иной маржой, иногда в тысячи раз дороже, чем крупнотоннажные полимеры.

Атомная химия — ровесница отрасли

Михаил Метелкин, генеральный директор АО «Росатом химия», рассказал о задачах своего направления. Он отметил, что хотя возглавляемая компания сравнительно молодая, химическое производство в Росатоме родилось вместе с отраслью. Сегодня в Госкорпорации накоплен огромный опыт создания и эксплуатации химических производств, в том числе опасных. Изначально они были созданы для собственных нужд, а по мере развития стали самостоятельными и выходят на внешний рынок со своими продуктами. В ТВЭЛ едва ли не большнство предприятий имеет в названии слово «химический». И собственные задачи по развитию, и потребности страны в возрождении химического производства привели к появлению в Росатоме стратегии по развитию химических производств. Созданная компания-интегратор которая занимается организацией текущих работ и созданием новых производств. Для Росатома актуальны три крупных направления: химия для источников тока (аккумуляторов и батарей), различная малотоннажная химия, и продукты для автомобильного рынка.

Росатом занимается развитием лития системно, в концепции «от рудника до электромобиля». Реализуется проект по добыче сырья на Колмозерском месторождении в Мурманской области. РЭНЕРА строит два завода по производству аккумуляторов, создаётся зарядная инфраструктура для электродвижения, готовится даже проект по утилизации батарей. Важная часть всего проекта – создание материалов для батарей. По катодным материалам для продукции РЭНЕРА накоплен с 2012-го, это опытно-промышленное производство было создано на НЗХК и функционирует, пройдя модернизацию. Также создаются электролиты для РЭНЕРА, с возможностью обеспечения и всех остальных российских предприятий, а также для поставки на экспорт. Электролит для первичных источников питания ТВЭЛ также производит уже более десяти лет. Металлический литий – фактически анодный материал для батарей будущего; замена графита на металлический литий многократно усилит ёмкость источников. Производство металлического лития освоено, реализуется программа по его развитию, расширению мощностей и улучшению характеристик металла. Запущены проекты и по другим материалам для батарей – например это поликарбонфториды.

Что касается малотоннажной химии, производятся различные хлориды, хлораты. Развита, благодаря изотопному производству, фторная химия. Ряд имеющихся заделов по этим направлением планируется расширять как малотоннажные производства; поэтому Росатом заявился в нацпроект «Новые материалы и химия» с предложением создания гидрозина и амина, ещё нескольких цепочек малотоннажных производств.

Третье базовое направление – автомобильная индустрия. Уже 30 лет компания «Экоальянс», резидент ТОР «Новоуральск», производит автомобильные катализаторы. Это создание пористого керамического или металлического носителя, нанесение на него композиции из драгоценных металлов, которые нейтрализуют вредные выхлопы автомобиля. Производство расширяется, планируется выпуск продукции для всей выхлопной системы целиком. Готовится производство блоков-субстратов, на которые наносится катализатор. Фактически планируется полная локализация цепочки выхлопной системы автомобиля. 

Таким образом, Росатом идет по пути создания целостных продуктовых цепочек, для понимания и прогнозирования спроса, возможности оптимизировать себестоимость. Хотя перечисленные проекты «малотоннажные», они амбициозны, и нужно решить целый ряд вопросов. Это создание и поиск технологии – в Росатоме достаточно сильная база по созданию технологий и производство, но иногда необходим и поиск за границей – как в дружественных, так и не совсем дружественных странах. Оказалось непросто найти места расположения химических производств, инфраструктура, разрешения. Важно правильно оценить потребности рынка, и при этом Росатом формирует спрос сам, и проводит работу по формированию этого спроса от государства. Важен и вопрос финансирования. Но по всем этим вопросам Госкорпорация взаимодействует с Минпромторгом. 

Композитные твэлы: будущее приближается…

Алексей Глебов, Начальник материаловедческо-технологического отдела композиционных, магнитных и специальных материалов института в составе АО «ТВЭЛ» сделал акцент не на химии, а на материалах. Он напомнил, что традиционные направления работы института были примерно 10 лет назад дополнены рядом новых амбициозных задач. Например, разработка технологий карбидокремниевого волокна – материала для композитной оболочки твэлов, в замену циркониевого сплава. Это так называемая «толерантная задача» – создать топливо, стойкое к авариям с потерей теплоносителя, не вступающее в пароциркониевую реакцию с образованием водорода. В институте менее чем за 10 лет выполнен ряд НИОКР, был создан опытный участок, разработано несколько базовых технологий, освоена технология трубчатых изделий. На входе сырьем являются метилсилан, и модифицированный металлами поликарбонсилан, они доступны к приобретению. У нас есть установка формования волокна, термообработка, сшивка. Участок гермозонной подготовки – это нанесение защитного состава, пропитка, плетение волокнистого каркаса, моточная часть. Реализован ряд участков с технологиями пропитки, формирования матрицы, нанесения герметизирующих слоев. Много аналитического, исследовательского оборудования. Всё это – основа для нескольких направлений, кроме изготовления непосредственно оболочек ТВЭЛов. Совместно с коллегами из Петербурга есть проект по безусадочной керамике – изготовлению сложнопрофильных изделий. Это и элементы тепловыделяющих сборок, такие как антибризный фильтр, дистанцирующая решетка, хвостовик. Освоено армирование нитевидными дисперсными кристаллами из карбидокремния, и ближайшая задача – освоение армирования непрерывным SiC-волокном. Волоконная тематика развивается, и сейчас в новом проекте работы эти будут усилены. Отдельное внимание прекурсорам; сейчас на входе поликарбосилан, но по требованию заказчика мы прорабатываем всю цепочку производства – поставка полидиметилсилана, диметилдихлорсилана, даже доступного на международном рынке, не устраивает заказчика как несущая потенциальный риск. Поэтому в новой дорожной карте заложено создание малотоннажных производств в России. Предварительная потребность по карбидокремниевому волокну – порядка 4-5 т в год, по сути – загрузка одной активной зоны реактора. Это совсем немного. Исходя из этих цифр, нужно от 10 и не более 50 т исходного диметилдихлорсилана в год. Если проект одобрят, будет создано опытное производство. Учитывая стоимость импорта, о бизнес-модели говорить преждевременно, но это позволит на опытных технологиях понять экономику. В дальнейшем, если ситуация станет благоприятна, можно будет перейти и к созданию прибыльного производства.

Важный аспект – входной и выходной контроль качества на всех переделах, применительно к задачам Росатома. Это волокно для композита, который будет несколько лет стоять в реакторе в условиях облучения. Здесь применимы требования технических условий в том числе к сырью. Идёт поиск партнеров по этой тематике.

От микро- к мало, средне и крупно

В завершение выступил Андрей Иванов, директор, Иркутского института химии им. А.Е. Фаворского СО РАН. Модератор Степан Калмыков напомнил, что институт – активный участник прикладных задач, взаимодействует с бизнесом, в том числе задействован в реализации проекта химического кластера в Усолье-Сибирском, курирует строительство экотехнопарков Росатома. Андрей Иванов обратил внимание, что само понятие «малотоннажная» химия трудноопределимо, поскольку никто не знает, сколько именно составляет «мало», где переход в «микро» и «средне». С 2022 года ситуация для малотоннажной химии в стране радикально изменилась: с рынка ушли «великие» мировые лидеры, монополизировавшие ряд критически важных позиций и научившиеся производить продукцию в логике крупнотоннажного продукта, с недостижимой маржинальностью и себестоимостью. При открытых границах и возможностях демпинга это позволит «задавить» любого производителя, который решится бросить вызов. Шанс, который дают санкции и Нацпроект – это войти в рынок с малотоннажными ре

шениями, достаточными для российских потребностей, а дальше сыграть на уязвимости мирового лидера. Ведь консолидация производств состоялась ещё в прошлом веке, перестроить такую технологию огромная проблема. Отработав более современную и экономичную технологию, получив ниши на рынке (например, та же 3D-печать элементов реактора), можно затем попробовать себя и в мировом масштабе, когда придёт время. В этом, считает Андрей Иванов, ключевое достоинство нацпроекта.

Докладчик поблагодарил Минпромторг, Минобрнауки, РАН за поддержку проектов создания микротоннажных (до 100 т в год) производств в научных организациях и вузах. Это позволяет и отрабатывать продукты, которые не укладываются в бизнес-схемы и даже инновационные площадки. В то же время это хорошее подспорье для институтов. Так, поставка пластификатора ядерного топлива, 20 тонн в год на протяжении многих лет – не сверхприбыльны, но стабильный источник доходов. Несколько компонентов поставляются в «Транснефть». Этот мини-бюджет – дополнительная возможность развития, мотивирующий фактор. Но как будут развиваться эти производства дальше? Мало– и среднетоннажная химия в мире развивается двумя путями. Чаще всего в мире это на базе какого-то компонента (трубы с ацетиленом или хлором) гроздями нарастают малые производства, стартапы, которые используют это сырьё. Другой путь, более свойственный нашей стране по специфике корпоративной культуры – когда малотоннажные проекты запускаются в рамках крупных игроков. Проблема в

том, что крупные компании не стремятся уходить в дальние переделы. Например, одна из компаний-лидеров нашла себя в производстве полиэтилена, не высокомолекулярного, и в большом количестве продаёт его за рубеж гранулами. Она уже пришла к успеху и не захочет этилен и деньги на производство чего-ещё. Иногда даже цистерну сырья не получить. Эта проблема может решаться регуляторно, или через биржи, через прогрессивную шкалу налогов за вывоз всей продукции в ущерб внутреннему рынку. Разумеется, нужно и субсидировать стартовый проект.

Еще один вызов – экспертность фондов, финансирующих проекты. Сегодня одна из китайских компаний, лидер по полиуретану, строит в США завод по производству изоционата (то есть китайцы нашли в США дешевую рабочую силу, – заметил докладчик не без иронии). Но заложенный капекс окупится через 50 лет. Теоретически, к этому времени может быть исчерпана нефть, которая используется как сырьё для этого производства. Уже сейчас идёт поиск получения анилина без нефти, чтобы продлить век базовых молекул и базовых переделов. Именно такие приоритеты должны войти в «госзадание 2.0». И третий момент – дальнейшее удлинение существующих цепочек; Минпромторг с экспертным сообществом прочертил 23 цепочки с «тепловыми» картами. Но все компоненты существуют на рынке у них есть правообладатели, либо права закончились. Новых же продуктов нет, а они могут и должны появляться. Такие направления, заявленные производителями, должны финансироваться государственными фондами в приоритетном порядке.