Инновационный научно-технологический центр "Композитная долина" (ИНТЦ), открытие которого планируется в Тульской области, начнет свою работу в 2023 году. Центр разместится на площади 28 гектар неподалеку от индустриального парка и особой экономической зоны «Узловая». Одним из основных резидентов "Композитной долины" станет Группа компаний "Унихимтек".

"Композитная долина" станет ядром, которое будет обеспечивать как разработку и трансфер передовых технологий в сфере конструкционных и специальных материалов, так и их внедрение в производство. Задачи Центра при этом выходят далеко за пределы и Тульской области, и даже России, поскольку на его базе будет создано экспортное направление – на площадке "Композитной долины" начнет работу Центр техногенной и экологической безопасности стран БРИКС.

На базе Центра безопасности будут проходить исследования, сертификация и прототипирование уникальной продукции, заказы на которые будут поступать от крупнейших индустриальных игроков. Российские наработки позволят создать высококачественные композиционные материалы для стран БРИКС – Бразилии, Индии, Китая и ЮАР.

Композиты и эмиссия: перспектива

Одной из задач тульского Центра техногенной и экологической безопасности станут, в том числе, и поиски вариантов решения ряда проблем, стоящих перед странами БРИКС.

Две страны, входящих в объединение, на сегодняшний день входят в тройку государств по эмиссии СО2. В лидерах – Китай, "бронзу" берет Индия. В последней пришли к выводу, что к изменению климата и парниковому эффекту приводит, в том числе выделение углекислого газа авиатранспортом. Так, лишь 1 тонна керосина в процессе сжигания в двигателе выделяет в атмосферу 3,15 метрических тонн диоксида углерода.

По словам доктора химических наук, профессора, завкафедрой химической технологии и новых материалов химфака Московского государственного университета и председателя совета директоров "Унихимтек" Виктора Авдеева, снизить выбросы позволит уменьшение веса воздушного судна, ведь каждый его килограмм экономит порядка 1 тонны топлива. Снизить вес же в свою очередь помогут композитные материалы.

Также для снижения выбросов загрязняющих веществ, по словам эксперта, можно увеличить сроки эксплуатации типовых объектов – атомных станций, электростанций. Увеличить межремонтные промежутки в восемь раз и значительно снизить эксплуатационные затраты можно при использовании графитовых уплотнителей, уменьшая металлоемкость некоторых элементов.

"Мы решим проблемы с использованием меньшего количества сырья. Это напрямую связано с энергосбережением, расходными материалами, а значит и с выбросами", - говорит Авдеев.

Сами уплотнители уже производятся на территории "Узловой" – деятельность по выпуску осуществляет ООО "Тензограф". Также, по словам Авдеева, специалисты продумали технологию получения графеновых структур, которые значительно сократят количество затрачиваемой энергии и в 10 раз снизят расходы реагентов. Эксперт отмечает, что данная технология сейчас особенно ценится в Европе.

Поиск выгоды для "невыгодного груза"

В энергетической системе Бразилии, которая также входит в БРИКС, преимущественно используется гидроэнергия – потребление такой энергии составляет 77% от общего объема. Однако при отсутствии токсичности водорода, который сокращает объемы выбросов в атмосферу, вопрос же возникает в его транспортировке и доставке, ведь перевозят жидкий или газообразный водород в баллонах, что становится невыгодным.

В связи с этим специалисты и ученые всего мира пытаются найти способ аккумулировать водород, сохранив его экономически значимое количество. Авдеев сообщил, что на площадке "Композитной долины" планируется создать сверхпрочный углепластик, который позволит перемещать сжатый водород. По словам специалиста, емкость, созданная из нового материала, сможет вместить до 10 весовых процентов газа.

"К водородной энергетике сейчас поворачивается весь мир. Для "Композитной долины" это также один из основных векторов развития", - подчеркнул Авдеев.

Южно-Африканский "новый город" из российских материалов

Кроме того, Тульская область окажет содействие Южно-Африканской республике, пятой стране БРИКС, которая намерена к 2030 году возвести "новый город". В этом городе будут обустроены школы, университеты, больницы, фабрики, небоскребы, жить там, по словам президента Республики Сирила Рамапоса, будут до 70% населения ЮАР.

Так, в "Композитной долине" будут создаваться высокопрочные волокновые изделия, которые позволят высоткам быть более прочными.

"Благодаря углеродному волокну в составе основных компонентов конструкций высотки не будут рушиться даже в результате стихийных бедствий", - подчеркнул Виктор Авдеев.

Он также выразил уверенность в "огромном потенциале" Композитной долины", работа в которой будет выстроена по ГОСТам и стандартам с учетом специализации и интересов участников процесса.

Композиты против бедствий

Крупные отрасли промышленности значительно нуждаются в новых материалах, в связи с чем рынок композитов, высокопрочных и легких материалов стремительно растет и развивается. Лидером по производству материалов являются Соединенные штаты Америки.

Германия в свою очередь является одним из важнейших рынков с высоким инновационным потенциалом и серьезно нуждается в композитах, ведь их потребление здесь значительно выросло, на данный момент оно составляет 9,1 кг на душу населения. Это в свою очередь приводит к тому, что производство углекислого газа в 2021 году в государстве вырастет на 47 млн тонн в сравнении с прошлым годом. По данным аналитиков Associated Press, такой рост наблюдается впервые за 20 лет.

Противостоять же эмиссии призваны именно композиты. Так, использование новых материалов в строительстве и восстановлении объектов позволит сократить риски их разрушения в перспективе.

Особенно актуально это после стихийного бедствия, которое обрушилось на западную часть Германии летом 2020 года. Целый город оказался под водой, дороги были разрушены, в домах, которые оказались целы, нет электричества и связи, погибли более 100 человек и еще около 1,5 тысяч человек пропали без вести. Только в Эрфштате несколько зданий были унесены потоком, а сотни домов были накрыты оползнем.

Так, углепластик, графен и ряд других высокотехнологичных материалов, которые будут производиться в "Композитной долине", станут способом решения аналогичных проблем для стран БРИКС.

Стоит отметить, что композитные материалы начали производить и использовать еще в СССР. Так, один из самых известных композитов, появившихся во время Союза, - дельта-древесина, она же ДСП-10. В прошлом столетии этот материал использовался в аэрокосмической отрасли – из нее изготавливали силовые конструкции самолетов, лонжероны, нервюры, элементы фюзеляжа, вертолетные винты. На сегодня она используется в основном при производстве нагруженных деревянных элементов.

Еще одним композитом стал силикальцит (90% песка и 10% извести), которым, к примеру, облицован канал Москва – Волга. Сейчас его производят, в том числе в Германии, Японии, США и Италии. Но производство материала достаточно вредное из-за мелкодисперсной пыли и сложное.

БРИКС – образованное в 2006 году объединение России (выступила инициатором создания объединения), Бразилии, Индии, Китая и ЮАР. Страны БРИКС создают около 30% мирового валового продукта, являются масштабным мировым рынком – 42% населения мира.

10 ноября 2021г.