close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Развитие производства композитных материалов как элемент промышленного роста нефтехимических и газохимических кластеров

код для вставкиСкачать
Развитие производства композитных материалов как элемент промышленного роста кластеров
Специальная тема
w w w. c h e m m a r ke t . in fo
Развитие производства
композитных
материалов как элемент
промышленного роста:
состояние и перспективы
Текст: С.А. Заболотский, к.э.н., научный сотрудник ИЭОПП СО РАН (г. Новосибирск)
В конце 2009 года Наблюдательный совет Российской корпорации «Роснанотех» одобрил
участие компании в проекте организации промышленного производства композитных материалов (КМ). Срок действия настоящей программы – 2009-2018 гг. Проект предусматривает
создание производственных мощностей по выпуску широкой номенклатуры КМ на производственных площадках в Москве и Саратове. Это еще один шаг на пути диверсификации
российской экономики. Инвестиции в композитные материалы могут стать серьезным стратегическим шагом к инновационному развитию России, дать импульс к развитию смежных
отраслей, таких как нефтехимия, производство полимерных материалов и химических волокон. Развитые страны сильно преуспели на этом поприще, и чем раньше отечественные
бизнес-сообщества займутся подобным производством, тем больше у них шансов набраться
опыта и устоять в конкурентной борьбе с импортной продукцией. Основная задача, которая стоит перед государством – определить траектории развития будущих перспективных
направлений по выпуску КМ. В настоящей работе обсуждаются одно из таких направлений
– производство полимерных композитных материалов.
Общие сведения
К
омпозитные материалы с успехом заменяют
такие традиционные
материалы, как металлы, кирпич, бетон,
дерево и стекло, зачастую снижая
удельные издержки производства конечной продукции. Чем дороже они
обходятся потребителям, тем привлекательней становится их замена КМ,
которые легки, прочны, надежны и,
нередко, технологичны. Эти мате-
риалы очень устойчивы к внешним
воздействиям, они идеально подходят
для использования там, где необходима устойчивость к высоким температурам, коррозии или большим
нагрузкам. Композитные материалы
являются прекрасными электроизоляционными материалами при использовании как переменного, так и
постоянного тока. Существует целый
ряд наполнителей КМ – смол (к примеру, винилэфирные), позволяющих
получить КМ, стойкие к различным
агрессивным средам, в том числе и
110 Евразийский химический рынок №11(59) Ноябрь 2009
к воздействию концентрированных
кислот и щелочей. Композиты обладают высокими механическими
свойствами. Используя некоторые
смолы и определенные виды армирующих материалов, можно получать
полимерные КМ, по своим удельным прочностным характеристикам
свойствам превосходящие некоторые
сплавы цветных металлов и стали и
даже металлокомпозиты. Кроме того,
композитные материалы зачастую
обладают презентабельным внешним
видом и высокими теплоизоляцион-
Специальная тема
w w w.chemmarket.info
Рис. 1. Структура мирового
потребления композитных материалов
в 2007 г.
Таблица 1. Темпы прироста использования композитных материалов
в различных отраслях за 19972007 гг., %
Наименование отрасли
автомобилестроение
(включая все виды
наземного транспорта) – 31,5%
строительство – 21,0%
электроника
и приборостроение – 9,7%
автомобилестроение (включая все виды наземного транспорта)
строительство
производство морских судов
электроника и приборостроение
антикоррозийные покрытия
авиация и космонавтика
другие отрасли (спорт индустрия, кабельная промышленность)
антикоррозийные
покрытия – 5,8%
другие отрасли – 10,1%
товары широкого потребления – 10%
ные свойствами.
По прогнозу многих специалистов и
экспертов, мировой рынок КМ растет
на 4% в год и в 2007 году уже достиг
22 млрд долларов. Российский рынок
оценивается в 150-200 млн долларов,
а темпы его прироста составляют почти 20% в год [2].
Композит представляет собой неоднородный сплошной материал, состоящий из двух или более компонентов, среди которых можно выделить
армирующие элементы, обеспечивающие необходимые механические
характеристики материала, и матрицу
(или связующее, т.е. наполнитель),
обеспечивающую совместную работу
армирующих элементов. Но композитные материалы следует отличать
от композиций как таковых. К примеру, композиция АБС/ПК – это
просто смесь двух разновидностей
полимеров, созданная для улучшения
каких-либо свойств – ударопрочности, растяжимости и т.п.
В структуре мирового потребления
КМ наибольшую долю занимает автомобилестроение (включая все виды
наземного транспорта) – 31,5%. Почти 21% приходится на строительство,
19,1%
13,8%
10,4%
9,7%
6,5%
5,4%
3,5%
Источник: American Composites Manufacturers Association (ACMA)
авиация и
космонавтика – 6,7%
производство
морских
судов – 5,2%
Показатель
10% – на различные товары широкого
потребления, 9,7% – на электронику,
6,7% композитов применяется в авиации и космонавтике, 5,2% – в производстве морских судов, 5,8% приходится на антикоррозийные покрытия,
10,1% – на другие отрасли (см. рис. 1).
Растет использование КМ в производстве всевозможных емкостей для
хранения химической и другой продукции. Увеличивается потребление
данных композитов и в производстве
спорттоваров – велосипедов, сноубордов, теннисных ракеток и т.д.
Из таблицы 1 видно, у каких сегментов в последние годы происходил
наиболее быстрый прирост.
Структура использования КМ в
России существенно отличается от
мировой, но точные сведения отсутствуют ввиду того, что большая часть
композитной подотрасли ранее и сейчас обеспечивает военно-промышленный комплекс, многие данные которого предоставляют коммерческую
и военную тайну.
По информации Ассоциации производителей композитных материалов США (ACMA), потребление КМ
на душу населения в этой стране в
последние годы составляло около 7 кг
в год, в то время как в России – менее
0,2 кг в год. Композитные материалы
потребляют практически все отрасли
экономики – промышленность, энергетика, строительство, сфера услуг.
Учитывая среднедушевые показатели потребления данной продукции
промышленностью развитых стран,
существует огромный потенциал для
роста их применения в России.
По мнению многих экспертов, российский рынок КМ пока только формируется. В его современном состоянии он может быть разделен на две
категории.
Почти все крупные отечественные
предприятия-производители
КМ
– выходцы из военно-промышленного комплекса (ВПК), продукция
которых приспособлена под материалы для ВПК, у которых есть хороший
задел за счет накопленных исследований в советское время и технологий,
что позволит им развиваться также
и в гражданском направлении, если
в этом возникнет необходимость.
Крупных коммерческих фирм, ориентированных на продукцию широкого спроса, пока около десятка.
Низкий уровень развития композитов
гражданского назначения обусловлен
сильной инерционной составляющей
советского периода и тем, что не всегда возможно переориентироваться
с «оборонки» на товары повседневного спроса. В военно-промышленном комплексе СССР главной целью
были технические параметры композитных материалов, и себестоимость
производства не играла особого значения. В 90-е годы многие предприятия по выпуску композитов полувоенной направленности закрылись
из-за снижения заказов ВПК. Сейчас
импортируемая продукция КМ имеет зачастую гораздо худшее качество,
но обходится дешевле и доступнее. К
примеру, весь производимый полибутилентерефталат, применяемый как
наполнитель для композитов, импортируется из-за рубежа.
№11(59) Ноябрь 2009 Евразийский химический рынок 111
Специальная тема
Композитные материалы
в автомобилестроении
Еще одна категория, которая активно начала развиваться в конце 90-х
годов, – автотюнинг и производство
строительных материалов.
Некоторые из небольших предприятий малого бизнеса, которые появились под началом существовавших
ранее станций технического обслуживания, быстро трансформировались в тюнинговые организации и
освоили ту рыночную нишу, которая
обслуживала производство деталей
для автомобилей из КМ под заказ. В
настоящее время в самом расцвете
находятся мелкие производства, на
базе авто тюнниговых мастерских,
производящих спойлеры, обвесы и
антикрылья, обтекатели и т.д. Между прочим, установка обтекателя для
грузового транспорта между кабиной
водителя и кузовной частью, по некоторым оценкам, позволяет экономить
до 30% сжигаемого горючего и окупается менее чем за 1000 км пробега.
Если обратиться к истории, то можно вспомнить, что сталь была основным материалом, который предпочли
автомобилестроительные компании
еще со времен Генри Форда, когда он
организовал массовое производство
автомобилей. По данным «Американского Союза Пластмасс»[3], в 2004
году средний вес автомобиля произведенного в Северной Америке содержал 1,01 тонну стали, что составляло
55% веса автомобиля, а еще 150 кг,
или 8,2%, уже приходилось на полимеры и композитные материалы. КМ
стали использовать в автомобилестроении как теплозвукоизоляционный
материал для производства автомобильных глушителей, панелей, теплоизоляционных прокладок, экранов,
как армирующий материал для производства тормозных колодок и дисков сцепления, как в качестве корда
для автомобильных покрышек, бамперов и других материалов. Сейчас в
автомобилестроении перспективным
направлением считается использо-
w w w. c h e m m a r ke t . in fo
вание композитов для изготовления
топливных баков и баллонов для пропанобутановой смеси. В перспективе
эти материалы могут быть применены
и для машин, работающих на сжатом
природном газе.
Наиболее активно развивающееся,
«революционное», направление в ведущих экономиках – использование
антикоррозионных, ударно- и износостойких покрытий из КМ в самом
кузове автомобиля, в том числе для
капотов, днищ, крыльев автомашин.
Начало такому применению дал стимул снижения веса «спорткаров»,
ведь применение композитов в кузове
самого автомобиля дает гигантский
скачок в уменьшении его массы. С
годами кузова автомобилей неустанно облегчались. Так кузова многих
известных моделей стали изготавливать полностью из карбона. Наиболее
известны в использовании композитных материалов в кузовных частях автомобили Chevrolet (марки Corvette,
Camaro), равно как и Ford (Tarus,
Mustang). Не так давно компания GM
сделала днище Corvette Z06 из полиэфирных смол, усиленных углеродными волокнами (carbon-fiber). Крыша
BMW МЗ изготовлена именно из карбона (КМ). Одним из новшеств новой
серийной модели Subaru Impreza WRX
STI, появившейся на франкфуртском
автосалоне в ноябре 2009 года, стала
углепластиковая крыша, снизившая
вес «Импрезы»[4].
В настоящее время пластмассы и
композитные материалы в автомобильной промышленности составляют лишь 7,5-8% от общей массы
автомобиля и их использование касается лишь отдельных деталей автомобилей. Однако популярность композитных материалов может возрасти
из-за перспективной возможности их
освоения в кузовной части автомашины. Стоимость КМ увеличит затраты
на автомобиль, но суммарный экономический эффект при эксплуатации
авто компенсирует все остальные недостатки. Прогрессивные КМ – полимеры, преимущественно усилен-
112 Евразийский химический рынок №11(59) Ноябрь 2009
ные углеродными или стеклянными
волокнами – представляют из себя
наиболее логическую замену стали в
автомобильных деталях из за своего
значительного снижения веса (современные инновационные технологии позволяют снизить вес на 60% по
сравнению со сталью, традиционно
используемой в кузовных частях автомобилей).
На минусы использования композитных деталей часто указывают, сравнивая их с металлическими
аналогами. Железные кузова после
аварии можно восстановить – вытянуть, выстучать и т.п., хотя при
этом кузов авто в некоторой степени
теряет свои первоначальные характеристики: снижается жесткость, коррозионная стойкость и т.д. В случае
с композитным кузовом после его
повреждения замене, скорее всего,
он подлежит целиком. Но, с другой
стороны, незначительные огрехи в
случаях, когда образуются небольшие
трещинки, на пластиковых панелях
устранять гораздо проще, а значит и
дешевле. Для этих нужд необходимы
лишь стеклоткань (или углеродные
волокна) и эпоксидная смола.
К очевидным плюсам композитных
кузовов можно отнести устойчивость
к воздействию окружающей среды
(вода, камни, песок, дорожная соль).
Такие кузова обладают высокой устойчивостью к ультрафиолетовому
излучению, что позволяет им не выгорать на солнце. Кроме того, КМ
лучше противостоят ударам камней
и гравия, вылетающих из-под колес
автомобиля.
Кроме того, КМ формуется легче
металла и даже при большей стоимости открывает больше возможностей
для оригинальных дизайнерских решений. И, самое главное, – автомобильные кузова из композитных материалов не подвержены временным
изменениям, ведь КМ не поддается
коррозии. Мультипликативный эффект экономии топлива от снижения
веса и повышения технических характеристик автомобиля может пе-
Специальная тема
w w w.chemmarket.info
Таблица 2. Уменьшение использования традиционных материалов и увеличение
применения композитов в военной авиации
Название истребителя
F15
F/1818E/F
F22
Год создания
1972
1995
1996
Алюминий
49%
31%
16%
Титан
Композитные материалы
Другие материалы
32%
21%
39%
2%
19%
24%
17%
29%
21%
Источник: http://ftp.rta.nato.int/ [5]
ресилить экономические недостатки
первоначальных капиталовложений
на композитные материалы. При
этом амортизационные свойства КМ
являются немаловажным фактором в
спасении пассажира в случае опасных
инцидентов, так как эти прогрессивные материалы сочетают превосходную прочность и амортизационные качества, где сталь, алюминий и другие
металлы существенно проигрывают.
Использованию углеродных композитов в автомобильных элементах
препятствует в первую очередь высокая цена сырья, которая колеблется от 5 до 20 долларов/кг против 1,3
долларов/кг за сталь (данные за 2007
год). Это серьезное препятствие, и,
таким образом, только рациональное
использование КМ и развитие новых
технологий их производства способно
оправдать применение новых материалов в автомобилестроении.
Композитные материалы
в авиастроении
По мнению экспертов из компании «Роснанотех», среди прочих направлений использования композитов весьма перспективным является
авиастроение. В современном гражданском авиастроении данные материалы применяются при изготовлении корпусов самолетов и вертолетов,
крыльев, обтекателей, винтов. Виды
КМ и степень, с которой использовались данные материалы, с годами
менялись. В начале 50-х годов в пассажирских авиалайнерах типа Boeing
707 использовалось лишь несколько
процентов композитных материалов
на основе стекловолокна. К 1960-м
годам их использование увеличилось,
и, кроме того, изменилась структура
самих КМ. Стали очень популярными высоко-жесткие борные (бороволокниты) и углеродные (графитовые)
волокна в комбинации с эпоксидными
смолами. Сначала американские авиастроители сфокусировались на использовании этих материалов в хвостовой
части самолетов: в элеронах и других
подвижных частях, которые контролировали движение авиалайнера. Однако вскоре борные волокна широко
распространились в горизонтальных
стабилизаторах в истребителях F-14
Tomcat. Сегодня же истребители F-22,
используют углеродные и другие волокна в композитных материалах, которые в общей сложности составляют
одну треть структуры истребителя.
Доверие к КМ увеличивается с каждым годом (см. таблицу 2).
Около 50 лет назад создатели авиалайнеров задумались о преимуществе
использования высокопрочных и легких композитов и замене алюминиевых и металлических деталей. В конце
концов, высокотехнологичные композиты заменили алюминий и другие
металлы при производстве деталей
самолетов, что привело к существенной экономии затрат на топливо. К
примеру, удельный вес одного из основных видов композитных материалов – стеклопластиков колеблется от
1,1 г/см3 до 2,1 г/см3 и в среднем составляет 1,4 г/см3. Удельный вес металлов значительно выше, например,
у стали он составляет 7,8 г/см3, у меди
– 8,9 г/см3, у дюралюминия – 2,8 г/
см3. Экономия в весе на транспорте
переходит в экономию энергии. За
счет уменьшения веса транспортных
Табл. 3. Применение композитных материалов в гражданском
авиастроении США
Назначение
транспортный самолет
транспортный самолет
транспортный самолет
транспортный самолет
транспортный самолет
транспортный самолет
транспортный самолет
транспортный самолет
транспортный самолет
транспортный самолет
транспортный самолет
транспортный самолет
транспортный самолет
транспортный самолет
транспортный самолет
транспортный самолет
транспортный самолет
транспортный самолет
транспортный самолет
транспортный самолет
Название
McDonnell Douglas DC9
Boieng 747
McDonnell Douglas DC10
Lockheed L1011
McDonnell Douglas 80
A310
Boieng 757
Boieng 767
Boieng 737300
A300600
A320
Boieng 747400
McDonnell Douglas MD11
A340
C17
A330
A321
Boieng 777
McDonnell Douglas MD90
A322
Год запуска
1965
1969
1972
1973
1980
1982
1983
1983
1984
1985
1987
1990
1992
1992
1993
1993
1994
1995
1995
1998
Композитные материалы,%
0,4
1,5
0,3
0,7
1,1
10
2,5
3,5
0,9
4,6
15
2
4,5
13,5
5
13,5
15
6,5
2,7
16
Источник: http://ftp.rta.nato.int/
№11(59) Ноябрь 2009 Евразийский химический рынок 113
Специальная тема
w w w. c h e m m a r ke t . in fo
Таблица 4. Применение композитных материалов военном авиастроении США
Назначение
истребитель
истребитель
истребитель
истребитель
истребитель
бомбардировщик
истребитель
истребитель
истребитель
Название
Год запуска
F111
F15
F16
F18C/D
AV8B
B2 B stealth bomber
F/A18E/F Super Hornet
F22
F18
Композитные материалы,%
1967
1972
1975
1975
1980
1985
1995
1996
1996
2
3,5
2
14
25
80
20
25
20
Источник: http://ftp.rta.nato.int/
Рис. 2. Использование композитных материалов в гражданской авиации
США (в % от веса авиалайнера)
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
1960
1965
1970
1975
1980
1985
1990
1995
2000
Рис. 3. Использование композитных материалов в гражданской авиации
США (в % от веса авиалайнера)
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
1965
1970
1975
1980
конструкций повышается их полезная нагрузка и за счет экономии топ-
1985
1990
1995
2000
лива возможно увеличить дальность
следования (самолетов, автомобилей,
114 Евразийский химический рынок №11(59) Ноябрь 2009
судов и т.п.). Согласно исследованию
European Aeronautic Defence and Space
Company, экономия на эксплуатационных расходах за счет снижения массы самолетов может составить от 100
до 1000 евро на килограмм сэкономленной массы [6]. Как дополнение
к снижению веса композиты также
стали привлекательными для инженеров из-за их стойкости к коррозии
и к усталости деталей по сравнению с
металлами.
Сейчас
активно
используются
мультифункциональные композитные материалы с превосходными
структурными и термическими характеристиками, особенно в высокоэффективных самолетах B-2B (Stealth
Bomber), где величина КМ материалов достигает 80%.
В таблицах 3 и 4 и рис. 2 и 3 приведены данные зарубежных компаний, где
показана доля использования композитных материалов при строительстве
авиалайнеров, истребителей и бомбардировщиков в последние годы.
Из рис. 2 и 3 заметен постоянный
рост использования композитных
материалов в авиастроении, причем
военное авиастроение США существенно опережает строительство самолетов гражданской принадлежности.
К сожалению, отсутствие российских статистических данных не позволяет продемонстрировать тенденции
в области применения КМ в отечественном авиастроении, но некоторые
тенденции можно обозначить. Так,
отечественные КБ также разрабатывают прототипы летательных аппаратов и ищут возможности применения
композитов в авиастроительстве. В
январе 2009 года для развития использования композиционных материалов
в российской авиации было создано ЗАО «Аэрокомпозит». Основным
видом деятельности этой компании
станет разработка, испытание, производство и реализация деталей, агрегатов и компонентов авиационной
техники гражданского назначения из
композитных материалов. Специалисты компании «Сухой» принимают
Специальная тема
w w w.chemmarket.info
Обеспеченность
сырьевыми материалами
К числу используемых в авиационно-космической промышленности
материалов для производства наполнителей КМ используют эпоксидную,
фенольную, уретановую, цианоэфирную, бисмалеимидную и винилэфирную смолы, а также термопластики:
поликарбонат, полиэтилентерефталат (PET), нейлон, сополимер акрилонитрил-бутадиен-стирола (АБС),
полиэтилен, полистирол. В военной
авиации из-за своих удивительно
устойчивых к воздействию химических веществ и высокой температур
свойств используют также и полиимидные смолы. Среди волокон распространены углеродные, стеклянные
волокна и бороволокниты.
Основная проблема состоит в том,
что на данный момент в России нет
многих производств и целых подотраслей, которые могли бы удовлетворить внутренний спрос на полимерные смолы и пластмассы, которые и
являются основными наполнителями
для полимерно-композитных мате-
Рис. 4. Полимеры, доля импорта которых в потреблении в России
составляет более 50%
120
100
доля импорта %
80
60
40
20
риалов. Более 50% российского потребления покрывается импортными
поставками в следующих группах полимеров: линейный полиэтилен низкой плотности, полиэтилентефталат,
ABS-пластик и т. д. (см. рис. 4).
Проблем с нехваткой стеклянных и
углеродных волокон и в России нет.
Композитные материалы
в строительной индустрии
Если отвлечься от авиационной
промышленности, то, пожалуй, следует отметить, что самое широкое
распространение композитные материалы получили в строительстве и
сооружении всевозможных объектов.
Единственное отличие – здесь в большей степени используются другие волокна и матрицы – преимущественно
стекловолокно и эпоксидные смолы.
До наступления ипотечного кризиса особое оживление наблюдалось на
североамериканском рынке жилья.
Докризисный рост цен на сырьевые
товары мог быть не на руку производителям таких традиционных материалов, как металлы, бетон и дерево, делая привлекательными композитные
материалы. До кризиса стеклокомпозитные профили использовались
ведущими строительными компани-
Фторполимеры
АБСпластик (сополимер
акрилонитрила, бутадиена
и стирола)
АБСпластик
(сополимер акрилонитрила,
бутадиена и стирола)
Полибутилентерефталат
Линейный
полиэтилен высокого
давления
0
Поликарбонаты
участие в проектировании совершенно нового крыла из КМ для пассажирского самолета МС-21. По расчетам
специалистов, применение новых материалов при изготовлении самолета
позволит добиться снижения массы и
экономии топлива на 10-12% [7].
Активно развивается сотрудничество с иностранными продуцентами
прогрессивных КМ. По сообщениям
пресс службы «Роснано», в начале
текущего года Россия заключила соглашение с Индией о совместной разработке и производстве истребителей
пятого поколения. Решение было
принято в пользу того, что сверхпрочные и сверхлегкие композитные
материалы для самолетов-«невидимок» будет поставлять (с передачей
технологий производства) индийская
сторона, поскольку в РФ технологии
производство таких материалов еще
не налажены [8].
ями развитых стран при строительстве тысяч домов, возводимых каждый год. Экономия трудозатрат на
сборке и монтаже вела к более низкой
стоимости строительства по сравнению с сооружением дома на основе
металлического и деревянного каркаса. Даже с учетом падения цен на
традиционные материалы в России
использование КМ, в частности, при
строительстве инфраструктуры – не
столько инженерная новинка, сколько необходимость (с учетом суровых
климатических условий).
По подсчетам экспертов компании
«Ришон Интер», для развертывания
производств строительных композитных материалов среднего размера
необходимы крупные финансовые
вливания. К примеру, чтобы наладить
линию, состоящую из 6 линий производительностью 1,6-2 млн погонных
метров стеклокомпозитного полтрузионнного профиля, инвестиции в
оборудование и технологию (с учетом
ввода цеха в режим эксплуатации)
составят около 11,2 млн евро. При
годовом объеме производимой продукции в денежном эквиваленте 31,5
млн евро/год валовая себестоимость
производства составит 22 млн евро.
Латвийский опыт установленных ли-
№11(59) Ноябрь 2009 Евразийский химический рынок 115
Специальная тема
Рис. 5. Соотношение разного вида
облицовочных материалов
на установленных фасадах в России
в 2008 году [9]
Металлокассеты, сайдинг – 19%
Фиброцементные
панели – 10%
Композитные панели – 28%
Керамогранит – 31%
Асбестоцементные панели – 5%
Другое – 1%
Агломератная плитка – 2%
Натуральный камень – 4%
ний показал, что срок окупаемости
инвестиций в оборудование и технологию составляет от 24 до 30 месяцев.
При этом замена стальных конструкций на стеклокомпозитные профили
в строительстве различных объектов (в
том числе многоэтажных жилых комплексов) позволяет на 5-20% снизить
сметную стоимость их строительства
при гарантированном сроке службы
конструкций до 50 лет [1].
Успех в использовании композитных материалов в качестве строительного материала дает все основания для
последующего вытеснения метала, дерева и других материалов. Диаграмма,
изображенная на рис. 5, ярко демонстрирует использование композитов в
облицовочных материалах в отечественной строительной индустрии.
Во многих странах уже разрешено использовать эти материалы для
малоэтажного строительства. Также
идут активные дискуссии об использовании композитов в многоэтажном
строительстве. По информации СМИ,
в Дубаи закончено строительство гостиницы Djumeirah Reach Tower высотой 320 метров из сэндвич-панелей,
произведенных полностью из композитных материалов. Определенные
w w w. c h e m m a r ke t . in fo
опасения, конечно, вызывает то, что
из КМ изготовлен и сам каркас, на котором крепятся сэндвич-панели. По
крайней мере, сам факт строительства
может дать импульс к более интенсивному использованию композитов
вместо традиционных материалов. В
настоящей статье идет речь преимущественно о применении самих полимерных композитных материалов
(ПКМ), но необходимо напомнить,
что ПКМ могут использоваться и как
армирующий элемент. По мнению
представителей «Роснано», композитные материалы могут применяться в
строительстве для армирования бетонных конструкций [1].
Композитные материалы
в ветроэнергетике
Энергия ветра является быстро растущим сегментом рынка индустрии
композитов (см. таблицу 6).
Это самый быстрорастущий энергогенерирующий сегмент. В среднем мировой рынок ветроэнергетики растет
более чем на 25% в год. За последние
5 лет прирост новых мощностей ветровых установок составил 81,8 ГВт.
По прогнозам специалистов, в связи
с кризисными явлениями, в ближайшие 5 лет данный сегмент рынка будет
увеличиваться немного медленнее, но
не меньше чем на 14% в год. Растущая
потребность в сбережении окружающей среды и истощение запасов ископаемого топлива стимулирует к росту
ветровой энергетики в XXI веке. По
данным «Института Мировых Ресурсов»[11], во многих географических
регионах энергия ветра может конкурировать с энергией угля и природного
газа. Более того, как чистый источник
энергии он не загрязняет атмосферу и
не образует «парникового» эффекта.
Глобальный рынок энергетики будет
развиваться преимущественно благодаря Китаю и в меньшей степени за
счет США и стран ЕС. Развитие ветроэнергетики в КНР идет быстрыми
темпами, на которые почти не влияют
кризисные явления в мировой эконо-
116 Евразийский химический рынок №11(59) Ноябрь 2009
мике. Это обусловлено тем, что китайская ветроэнергетика развивается почти полностью за счет государственных
средств. Почти 80% установленных в
стране ветроэнергетических мощностей приходится на государственные
корпорации [12]. Причем в Китае,
как и в США, развитие данного направления рассматривается как одна
из мер по борьбе с кризисом. Здесь
уже задействованы крупные финансовые ресурсы: около 150 млрд долларов
предполагается потратить на развитие
возобновляемой энергетики. По мнению специалистов, к 2010 году установленные мощности по ветроэнергетике в Китае достигнут 15-20 ГВТ.
Ускоренное развитие ветроэнергетики
простимулирует рост выпуска комплектующих: изготовления опорных башен, больших лопастей, для которых
потребуются все те же ПКМ. В изготовлении ветряных лопастей, лопастей
турбин и других компонентов заложены огромные возможности для поставщиков композиционных материалов.
Таким образом, ветряная энергетика
окажет мультиплицирующий эффект
на всю экономику в целом.
По мнению многих экспертов, перспективным направлением считается
размещение ветреных электрогенераторов в открытом море, горной местности и в степях. Так как большие
ветряные энергетические установки
будут строиться в тяжелых климатических условиях, главное внимание
при их создании должно быть уделено
наиболее легким и прочным и в определенной степени гибким материалам. В этих условиях КМ идеально
подходят для производства лопастей,
опор и т.д.
Вместо заключения
Несмотря на все минусы КМ, они
стали идеальными для производства
благодаря своей прочности, легкому
весу и возможности сборки, избежав
многих трудностей их антагонистов
– металлов, дерева, бетона и других
материалов. Представители промыш-
Специальная тема
w w w.chemmarket.info
Табл. 5. Мировые мощности ветроэлектростанций (МВт), региональное
распределение [10]
Назначение
Африка и Ближний Восток
Египет
Марокко
Иран
Тунис
Другие
Всего
Азия
Китай
Индия
Япония
Тайвань
Южная Корея
Филиппины
Другие
Всего
Европа
Германия
Испания
Италия
Франция
Великобритания
Дания
Португалия
Нидерланды
Швеция
Ирландия
Австрия
Греция
Польша
Норвегия
Турция
Остальные страны Европы
Всего по Европе
Всего по Европе EU274
Латинская Америка & Карибы
Бразилия
Мексика
КостаРика
Карибы
Аргентина
Другие
Всего
Северная Америка
США
Канада
Всего
Тихоокеанский Регион
Австралия
Новая Зеландия
Островные страны
тихоокеанского региона
Всего
Мир в целом
Данные на конец 2007 г.
2008 г.
Данные на конец 2008 г.
310
124
67
20
17
539
55
10
17
34
14
130
365
134
85
54
31
669
5910
7845
1528
281
193
25
5
15787
6300
1800
356
81
43
8
1
8589
12210
9645
1880
358
236
33
6
24368
22247
15145
2726
2454
2406
3125
2150
1747
788
795
982
871
276
326
147
955
57139
56531
1665
1609
1010
950
836
77
712
500
236
208
14
114
196
102
286
362
8877
8484
23903
16754
3736
3404
3241
3180
2862
2225
1021
1002
995
985
472
428
433
1305
65946
64948
247
85
70
55
29
45
531
94
0
0
0
0
0
94
341
85
70
55
29
45
625
16824
1846
18670
8358
523
8881
25170
2369
27539
824
322
12
482
4
0
1306
326
12
1158
93823
486
27056
1644
120791
ленности стремятся найти решения,
которые позволяют оптимизировать
сырьевые материалы и эксплуатационные характеристики. При высоком спросе на сырьевые материалы и постоянном росте цен особую
значимость приобретает техническая
сторона вопроса. Получение технологии, которая позволяет уменьшить
вес, прочность, гибкость, упругость,
толщину деталей, меняет положение
дел. И поэтому можно смело делать
вывод: за композитными материалами – будущее.
При написании статьи были использованы следующие материалы:
1. Наблюдательный совет «Роснано»
одобрил участие Корпорации в проекте по организации производства новых
композитных материалов, пресс-центр.
http://www.rusnano.com/Post.aspx/
Show/15617
2. Шабашов Д. Вместо стали и бетона. Бюллетень клуба авиастроителей
№ 4 (28), апрель 2007 г.
3. American Plastics Council.
http://composite.about.com/cs/
apcsites/
4. Хасанов Т., Электрический конь.
http://www.expert.ru/tables/russian_
reporter/2009/41/document552206/
5. Dr. Ravi B. Deo, Dr. James
H. Starnes, Jr. Richard C. Holzwarth, Low-Cost Composite Materials
and Structures for Aircraft Applications.
http://ftp.rta.nato.int/
6. European Aeronautic Defence and
Space Company (EADS)
http://www.eads.com/1024/en/
Homepage1024.html
7. Опыт «Сухого» в применении
композиционных материалов будет
использоваться для создания перспективных российских авиалайнеров.
http://armstass.su/?page=article&aid=
68473&cid=25
8. Цуканов И., Ведомости 06.10.2009,
188 (2458).
9. ЗАО «Агентство строительной информации». Рынок систем теплоизоляции фасадов России. Санкт-питербург, 2009.
www.u-kon.ru/ru/imgs/
64?action=show
10. Global installed wind power capacity
(MW) – Regional Distribution
http://www.gwec.net/fileadmin/
documents/PressReleases/PR_stats_
annex_table_2nd_feb_final_final.pdf
11. World Resources Institute
www.wri.org/
12. На рынке ветроэнергетического оборудования КНР. БИКИ № 83
(9478), 25 июля 2009 г.
№11(59) Ноябрь 2009 Евразийский химический рынок 117
Автор
22   документа Отправить письмо
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
342
Размер файла
307 Кб
Теги
kompoziti
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа