Материалы будущего: кто и как их создает
В конце XVIII века английский химик Уильям Грегор и немецкий ученый Мартин Клапроп независимо друг от друга открыли новый материал титан, который спустя века стал незаменим в аэрокосмической промышленности. Создать современный материал сегодня в одиночку невозможно: для этого нужно объединить профессионалов из разных отраслей — ученых, промышленников и нефтяников. О том, как благодаря командной работе появляются материалы будущего, «Энергии+» рассказал эксперт по промышленным инновациям «Газпром нефти» Михаил Никулин.
О строительстве цепочек
Классическая схема производства в химической отрасли выглядит так: из сырья изготавливается полупродукт, а из него — конечный продукт. Однако сегодня в России выпускать полупродукт нерентабельно: для него нет рынка сбыта. При этом строить заводы для изготовления конечного продукта бессмысленно, поскольку для него нет сырья.
Отчасти решить проблему позволяют интегрированные технологические цепочки, в которых все стадии производства взаимосвязаны — от выбора сырья до разработки полупродуктов. Такой подход позволяет упростить процессы, снизить затраты и повысить качество продукта.
Чтобы выпускать полупродукты, которые будут востребованы на рынке, компании анализируют спрос на конечные продукты. Этим занимается и «Газпром нефть»: к 2030 году компания стремится увеличить выпуск новых продуктов и материалов из нефти и уже реализовала несколько таких проектов.
О совместном создании технологий
Химия и новые материалы — одна из самых быстроразвивающихся областей нефтегазового сектора и науки в целом. Нефть — основа множества видов сырья и полупродуктов благодаря богатому химическому составу и высокой энергоемкости. Технологическое развитие нефтеперерабатывающих заводов позволяет выделять необходимые для химической отрасли вещества. Исследователи компании «Газпром нефть» работают над созданием интегрированных технологических цепочек, основанных на доступных типах сырья.
Интегрированные цепочки из промышленных компаний, научных центров, стартапов и инжиниринговых компаний ускоряют и удешевляют разработку. Например, участники цепочки могут делиться исследованиями, обмениваться данными, проводить совместные эксперименты и испытания.
Процесс создания продуктов и технологий состоит из этапов, характеризующих уровень технологической зрелости разработки: лабораторные исследования, пилотные испытания, испытания на опытно-промышленном уровне. Масштабировать технологию до уровня промышленного производства позволяют умения в области инжиниринга и моделирования технологических процессов.
Наша цель — не просто внутреннее использование инноваций, а тиражирование технологий в нефтеперерабатывающей и химической промышленности. Это переход от производства традиционных топливных к новым химическим продуктам.
Часть работы по созданию технологий проводится в лабораториях компании, но мы также активно сотрудничаем с партнерами. «Газпром нефть» помогает создавать лаборатории в университетах, запускать магистерские программы по новым технологическим направлениям. Так мы готовим ученых и инженеров для новых отраслей.
О системе для ученых, инженеров и промышленников
Для управления интегрированными цепочками мы создали научно-технологическую платформу — профессиональное сообщество, объединяющее разные ресурсы и экспертизу. В него включены более 30 партнеров:
- научные институты делятся разработками и результатами фундаментальных научных исследований;
- инжиниринговые компании проектируют и улучшают технологические процессы, внедряя решения, снижающие затраты;
- цифровые партнеры отвечают за моделирование процессов, анализ данных и управление проектами, что способствует точному прогнозированию;
- промышленники готовы интегрировать новые технологии на своих заводах.
Научно-технологическая платформа охватывает все этапы создания новых материалов и объединяет для совместной работы ученых, инженеров и производственников. Такой подход повышает конкурентоспособность конечной продукции и ускоряет переход к высокотехнологичным решениям, которые определят будущее отрасли.
