В Татарстане открылся новый композитный завод «Росатома»

В Татарстане, на территории особой экономической зоны «Алабуга», 22 ноября открылся завод по производству ПАН-прекурсора — ​стратегического сырья для получения углеродного волокна. Введение композитным дивизионом «Юматекс» новых мощностей замыкает технологический цикл в производстве углеволокна и укрепляет независимость России от импорта.

Первые гости нового завода — ​гендиректор «Росатома» Алексей Лихачев, глава Татарстана Рустам Минниханов, руководители предприятий — ​ключевых потребителей композитов, познакомились с самой интересной частью производства — ​формованием ПАН-прекурсора.

Материал производится из продукта нефтепереработки — ​нитрила акриловой кислоты, который «Юматексу» поставляет «Лукойл». Процесс формования находится в середине цикла получения продукта — ​от рождения молекул полимера в реакторе до намотки бобин с белым волокном, готовым к переработке в углеродные материалы. Из струй полимера, проходящих через фильеры с тысячами отверстий, формируются почти невидимые филаменты (от англ. filament — ​«нить, волокно») ПАН-жгутов. И каждое из тысяч волокон внесет свой вклад в прочность будущего углепластика.

Процесс формования прекурсора для углеродного волокна в таком масштабе создан в России впервые. «Новое производство позволяет сформировать полную технологическую цепочку по углекомпозитным материалам. Уже получены первые промышленные образцы углеволокна из отечественного ПАН-прекурсора. Их качество на уровне лучших мировых производителей», — ​отметил Алексей ­Лихачев.

Полиакрилонитрильный прекурсор — ​не биржевой товар, его нельзя просто купить. Все мировые лидеры оберегают технологию создания ПАН-прекурсора. Пять лет назад, когда «Юматекс» запускал первый завод в «Алабуге», необходимо было найти поставщика ПАН-прекурсора, так как своих технологий у компании еще не было. Тогда выбрали китайскую компанию, которая была заинтересована в научно-­исследовательском центре и компетенциях ученых «Юматекса» для развития своей технологии производства ПАН-прекурсора. Таким образом «Юматексу» удалось обеспечить себя сырьем и одновременно помочь китайской стороне улучшить характеристики ПАН-прекурсора. На новом заводе в «Алабуге» ПАН-прекурсор будет производиться уже по российской технологии и из российского сырья.

«ПАН-прекурсор определяет 70 % качественных и 40 % стоимостных характеристик углеволокна. Еще пять лет назад на 80 % углеволокно было импортным, сегодня более чем на 90 % — ​российское, производится на этой площадке. За эти годы мы создали полную технологическую цепочку от ПАН-прекурсора и углеволокна до тканей, препрегов и целой линейки готовых изделий, — ​пояснил гендиректор «Юматекса» Александр ­Тюнин. — ​Помимо этого, мы работаем над импортозамещением малотоннажной химии (химические соединения, необходимые в небольших количествах. — «СР») и ставим перед собой задачу импортозамещения оборудования. Новый завод будет производить 5 тыс. т ПАН-прекурсора в год. Это обеспечит сырьем не только производственную линию здесь, в «Алабуге», но и еще одну — ​в Балакове Саратовской области. Там находится наше второе предприятие, которое производит углеродные волокна. ПАН-завод позволит нам импортозаместить китайский ПАН-прекурсор, который мы использовали в производстве пять лет. Отмечу и второй важный момент: построив эти две линии, мы догнали ведущих японских, американских и европейских производителей. Теперь мы планируем бороться за передовые позиции в мире. Это наша ключевая цель».

Изначально «Росатом» планировал разместить завод по производству ПАН-прекурсора в Саратове, где на промплощадке «Саратоворгсинтеза» (предприятие «Лукойла») производится основной материал для создания ПАН-прекурсора — ​нитрил акриловой кислоты. Кроме того, в Саратовской области есть производство полиакрилнитрильного волокна и очистные сооружения, которые необходимы для подобного химического производства. Однако построить завод в Татарстане оказалось экономически выгоднее за счет соинвестирования: при общей сумме вложений 8,5 млрд руб­лей около 3 млрд выделила ОЭЗ «­Алабуга».

Запуск нового завода проходил в тесном сотрудничестве с итальянцами: на производстве ПАН-прекурсора установлено итальянское оборудование и программное обеспечение. Из-за локдауна и временно закрытых границ с запуском предприятия возникли сложности: если с поставкой оборудования проблем практически не было, то многим итальянским специалистам, которые должны были приехать в Россию настраивать оборудование, пришлось работать дистанционно. С этим вызовом обе стороны также отлично справились.

На церемонии открытия завода выступил президент Ассоциации итальянских предпринимателей в России (GIM Unimpresa) Витторио Торрембини: «Я, как один из основателей особой экономической зоны «Алабуга», особенно рад сейчас здесь присутствовать. Мы отмечаем очередной этап любви между Италией и Россией. «Юматекс» уже давно работает в Италии — ​например, наши спортивные мотоциклы имеют композитные комплектующие производства «Юматекса», ведутся поставки углеродных тканей «Юматекса» на ведущие итальянские судоверфи для производства люксовых яхт и катеров, а компания из Пьяченцы, это город на севере Италии, предоставляет оборудование для вашего завода. Это плодотворное сотрудничество, и мы хотим, чтобы любовь между Италией и Россией продолжалась».

Встали на крыло

«С запуском нового ПАН-завода проблема с сырьем для получения углеродного волокна решена, — отмечает гендиректор компании «АэроКомпозит», первый заместитель гендиректора корпорации «Иркут» Анатолий Гайданский. — Созданные мощности по выпуску 5 000 тонн ПАН-прекурсора в год в полной мере обеспечивают производство современного углеродного волокна. Безусловно, изготовление сырья для углеволокна позволит формировать и рыночную цену. Для авиастроителей это очень чувствительный момент, так как мы продаем самолет по рыночным ценам в конкуренции с международными авиапроизводителями».

Не секрет, что лидер по потреблению композитных материалов в России — авиастроение, напоминает эксперт. Композиты помогают улучшить аэродинамику крыла, уменьшить вес отдельных элементов, что в совокупности приводит к увеличению топливной эффективности.

«В течение последних трех лет нам удалось полностью импортозаместить иностранные композитные материалы для создания элементов среднемагистрального пассажирского самолета МС-21: крыла, элементов механизации, центроплана и хвостового оперения, — поясняет Гайданский. — Однако нас, как потребителей углеродного волокна и продуктов на его основе, беспокоил вопрос стабильных поставок по причине зависимости производителя углеродного волокна от иностранного сырья. С запуском нового завода эта проблема будет решена. Более того, мы уверены в повышении качества продукции и в разработке новых поколений углеродных волокон из отечественного ПАН-прекурсора. Мы рассчитываем на соответствие российского продукта зарубежным аналогам и на новые разработки в области углеволокна в самом ближайшем будущем».

Сырье будущего

Технология производства ПАН-прекурсора является одной из наиболее важных во всем производственном цикле изготовления углеволокна, считает автор и создатель блога о композитах k-blog.ru Игорь Ярован. «Качество ПАН-прекурсора обеспечивает до 75% физико-механических характеристик углеродного волокна, а его доля в стоимости может достигать 60%, — поясняет эксперт. — Для производства килограмма углеволокна необходимо 2,15–2,5 килограмма ПАН-жгутика. Годовая мощность предприятия позволяет произвести 2000–2300 тонн углеродного волокна, что соответствует имеющимся в России производственным мощностям». 

По словам Ярована, запуск производства ПАН-прекурсора в России позволит создать замкнутый технологический цикл, исключить технологическую зависимость от импорта, обеспечить сквозной контроль производства, что гарантирует получение продукции (углеволокна) с заданными параметрами.

В углеволокне, по мнению эксперта, в первую очередь заинтересован сам «Росатом». «Компания занимает 36% мирового рынка обогащения урана. Производство газовых центрифуг поколения 9+ без использования углепластика невозможно. Максимальная скорость вращения ротора из лучших мартенситно-стареющих сталей — 498 м/с, а из углеродного композита — 750 м/с. Степень разделения квадратично растет с ростом скорости вращения. Кроме того, компания «Юматекс» (дивизион «Росатома» по композитным материалам) планирует увеличение потребления углеродного волокна в ветроэнергетике до 500 тонн в год.

За пределами госкорпорации большой интерес к продукции нового завода проявляют представители авиастроения, ракетостроения, микроэлектроники, нефтегазодобычи в части устьевого оборудования и расходных компонентов для проведения работ по гидроразрыву пласта.

«В последние годы становится все более популярной тема сокращения выбросов СО₂, — продолжает Игорь Ярован. — И если говорить о последнем тренде — развитии водородной энергетики, то вопрос хранения и транспортировки водорода можно решить только с применением углеродного волокна. Даже в автомобильных баллонах высокого давления для хранения природного газа вес баллона объемом 1 литр из хромомолибденовой стали составляет 0,8 килограмма, а из углеродного волокна — 0,33».

Что касается конкуренции продукции нового завода с лучшими зарубежным практиками, эксперт полагает, что принцип «рынок все отрегулирует» вряд ли применим в такой зарегулированной и подлежащей особому контролю области, как передовые композиционные материалы. «В первую очередь необходимо обеспечить стратегическую безопасность государства, а потом работать над снижением себестоимости, — полагает Игорь Ярован. — Да, экспорт необходим, но опорой для «экспортного рывка» может быть только внутреннее потребление. А оно может быть значительным только при развитии высокотехнологичных отраслей и широком внедрении углеродных волокон в продукцию, предназначенную для широкого потребления. В этом случае мы сможем избежать ловушки, в которую попал Советский Союз в начале 80-х годов. Подобная проблема была решена в США в 70-е годы так: был принят закон, который обязал Пентагон закупать для своих нужд половину всего произведенного углеродного волокна. Такой «твердый госзаказ» привел к бурному росту производства углеволокна, а затем и к снижению его стоимости, сделав новые материалы доступными и для гражданских отраслей».

Новые рабочие места

Проректор по науке РХТУ им. Д. И. Менделеева Анна Щербина отмечает, что открытие завода — это не только новые высокотехнологичные рабочие места, но и запрос на подготовку кадров для растущего предприятия и современное и востребованное место для практики студентов. «Юматекс» является давним и надежным партнером РХТУ им. Д. И. Менделеева, — говорит она. — Мы ведем много совместных проектов в области создания новых материалов, например функциональных связующих нового поколения. А также открыли совместную магистерскую программу по подготовке востребованных специалистов композитной отрасли, планируем открытие совместного R&D-центра на базе нашего университета».

СПРАВКА

«Юматекс» реализовал инвестиционный проект по созданию ПАН-завода всего за три года. Общий бюджет проекта составляет 8,5 млрд рублей. Строительство завода профинансировано «Росатомом» (5,2 млрд рублей), ОЭЗ ППТ «Алабуга» (3 млрд), Минпромторгом РФ (0,3 млрд). Мощность составляет 5 000 тонн полиакрилонитрильного волокна в год. На предприятии создано 167 новых рабочих мест. Технологическое оборудование поставила итальянская компания МАЕ.

Производство отечественного современного углеволокна было налажено на заводе «Алабуга-Волокно» (входит в «Юматекс») в ОЭЗ «Алабуга» в 2015 году. В настоящее время завод выпускает углеродные волокна широкой линейки номиналов.