Путилов Коммертсиализатсия текхнологиы и промышленные инноватсии 2014

новной привлекательной чертой светодиодных технологий является сочетание компактных размеров, высокой по сравнению с альтернативными технологическими решениями энергоэффективности, возможности быстрого управления свечением. Благодаря этим свойствам светодиоды находят применение в приложениях освещения (в качестве энергоэффективных источников света, готовых для интеллектуальных схем управления освещением) и в приложениях отображения информации (в качестве индивидуальных индикаторов и дисплейных панелей как малого, так и большого размера).

Один из важных выводов при рассмотрении результатов построения дорожной карты в области светодиодов – перспективная динамика изменения секторов рынка. На рис. 40 приведены параметры такой динамики и это – ориентир для разработки и коммерциализации новых технологий в области светодиодной техники.

Рис. 40. Перспективная динамика изменения структуры рынка использования светодиодов

− 222 –

Другой вывод из результатов построения дорожной карты – изменение соотношения типов светодиодных устройств. Для формирования дорожной карты при исследовании технологических и рыночных перспектив светодиодов рассматривались две основные группы устройств: неорганические и органические светодиоды. Эти группы различаются как технологическим процессом изготовления, так и потребительскими свойствами и сегментами применения. Изготовление и применение неорганических светодиодов имеет более чем полувековую историю. Неорганические светодиоды характеризуются высокой механической прочностью, малыми размерами, значительной энергоэффективностью и высокой скоростью переключения. Традиционные сегменты применения неорганических светодиодов – приложения освещения и подсветки, индикация информации, формирование изображения типа «бегущая строка» либо экранов больших размеров. Изготовление неорганических светодиодов осуществляется в два этапа. Первый – изготовление светоизлучающего чипа, которое происходит с применением процессов молекулярно-лучевой эпитаксии и металлоорганических соединений из газообразной фазы. Второй – сборка светодиода, который включает корпусирование, присоединение оптической системы и системы охлаждения. Оба процесса предъявляют повышенные требования к технологическому уровню производства– необходимо использование чистых комнат, материалов высокой степени чистоты. Основными направлениями технологического совершенствования неорганических светодиодов является повышение светоотдачи и срока службы при снижении стоимости. Решение этих задач предъявляет спрос как на инженерноконструкторские разработки, так и на проведение целого ряда фундаментальных исследований. В России наиболее распространены предприятия, осуществляющие сборку светодиодов на базе готовых светодиодных чипов, произведенных в основном зарубежными компаниями. О производстве собственных чипов заявляют три компании. При этом существует значительный задел фундаментальных исследований в сфере неорганических светодиодов, сопоставимый, по мнению экспертов, с международным уровнем. По мнению экспертов, одной из ключевых задач в сфере неорганических светодиодов в России является развертывание производства конкурентоспособных светодиодных чипов. Масштабное коммер-

− 223 –

ческое применение органических светодиодов насчитывает около 10 лет, причем отдельные сферы применения на сегодняшний день только отнесены к перспективным на горизонте последующих 15 лет. Основные свойства, характеризующие органические светодиоды, – перспективно низкая стоимость при использовании технологий струйной печати, возможность создания светящихся и отображающих панелей с высоким качеством изображения и большой площадью, гибких и прозрачных источников освещения и дисплеев, а также возможность использования в гибридных и полностью органических электронных устройствах. В настоящее время масштабное распространение органических светодиодов наблюдается только в сегменте дисплеев и телевизоров, в котором существует перспектива вытеснения альтернативных технологий за счет лучшего качества изображения. Отдельно следует отметить направление разработок, связанных с приложениям органических светодиодов в освещении– существует перспектива коммерческого использования светящихся панелей большой площади. Изготовление органических светодиодов осуществляется с применением технологий напыления, осаждения из растворов, а также технологий струйной печати. Данные технологии менее требовательны к оборудованию и технологическому уровню производства, что в перспективе позволит существенно снизить стоимость отдельных устройств. Основные направления технологического совершенствования органических светодиодов включают повышение срока службы устройств, увеличение площади панели, снижение стоимости. Решение большинства данных задач связано с фундаментальными исследованиями. В России существует очень немного компаний, занятых в производстве органических светодиодов. Фундаментальные исследования непосредственно для органических светодиодов ведутся на недостаточном уровне. При этом важно отметить наличие задела в смежных сферах органической химии, что может быть использовано для наращивания научного потенциала в данной области. По мнению экспертов, сфера органических светодиодов является перспективной для России с точки зрения возможного встраивания в международные цепочки создания стоимости.

− 224 –

3.2.3.Дорожная карта использования наноматериалов в атомной отрасли

Несколько лет назад была разработана дорожная карта «Нанотехнологии и наноматериалы для развития атомного энергопромышленного комплекса», которая была инициирована ОАО «РОСНАНО» и Госкорпорацией «Росатом», основной исполнитель – НИУ ВШЭ. Дорожная карта «Нанотехнологии и наноматериалы для развития атомного энергопромышленного комплекса» обобщает мнение экспертного сообщества о важнейших нанотехнологиях и промежуточных продуктах, созданных на их основе, которые используются или могут использоваться в сфере атомной энергетики и других направлений использования ядерных технологий. Дорожная карта описывает нанокомпоненты и нанотехнологии, используемые в элементах так называемого «ядерного острова» АЭС, а также связанные с обращением радиоактивных материалов в рамках ядерного топливного цикла (ЯТЦ). В данной дорожной карте оценивается возможности нанотехнологий по обеспечению важнейших потребительских свойств соответствующих компонентов, позволяющие сформировать существенные конкурентные преимущества для предприятий атомного энергопромышленного комплекса и внести вклад в решение ключевых задач отрасли. Экспертами были выделены следующие группы нанокомпонентов, имеющих перспективы применения в атомном энергопромышленном комплексе – АЭПК:

•конструкционные наноструктурированные материалы;

•модифицированное ядерное топливо и поглощающие материалы;

•функциональные материалы;

•наноструктурированные сепарирующие системы;

•наноструктурированные материалы для иммобилизации радиоактивных отходов.

Для анализа областей применения нанотехнологических разработок и связанных с ними рынков использован подход, основанный на сочетании двух критериев – этапов ядерного топливного цикла

и соответствующих им видов работ по разработке, созданию и эксплуатации АЭС:

− 225 –

Дореакторный технологический цикл

Добыча природного урана Конверсия уранового сырья Обогащение урана Фабрикация ядерного топлива

Реакторный технологический цикл

Конструирование оборудования, строительно-монтажные работы и монтаж

Машиностроение ( производство и тестирование оборудования) Инжиниринг АЭС и других объектов (проектирование, управле-

ние проектом)

Сервис и эксплуатация АЭС

Послереакторный технологический цикл

Переработка облученного ядерного топлива (ОЯТ) Долговременное контролируемое хранение ОЯТ и РАО Окончательное захоронение (изоляция) РАО Вывод АЭС из эксплуатации

Экспертным сообществом, привлеченным к работе, дорожная карта по развитию атомного энергопромышленного комплекса – АЭПК (на примере использования наноматериалов) составлялась с использованием следующих подходов:

Ориентация на лучшую практику:

Прогноз (форсайт-исследования ) рынков продуктов и технологий в сфере нанотехнологий на долго-, средне– и краткосрочную перспективу

Зарубежные форсайт-проекты (Япония, Германия, Великобритания, США)

Стратегические документы по вопросам развития атомной энергетики в России

Оценка перспектив развития атомной энергетики в мире

Использование методических материалов ведущих фор- сайт-центров

Была использована также унифицированная методология построения технологических дорожных карт:

 Общественное обсуждение, взаимодействие с ключевыми заинтересованными сторонами (стейкхолдерами):

• Экспертиза в Госкорпорации «Росатом»

− 226 –

•Представление на семинарах «Разработка и реализация совместных проектов ГК «Росатом» и ГК «Роснанотех» в сфере нанотехнологий»

 Использование «Временной методика формирования дорожных карт (утверждена ГК «Роснанотех» 01.12.2008 г.)»

 Работа постоянно действующей экспертной группы, серия тематических экспертных дискуссий и семинаров

 Обсуждение с зарубежными экспертами При построении дорожной карты построена «концепция экс-

перта» и сформировано экспертное сообщество, включающее более ста ведущих экспертов.

Иностранные участники:

•International Atomic Energy Agency (IAEA)

•Tokyo Institute of Technology

•Association for Regional and International Underground Storage (Arius)

Поскольку мировой атомный рынок достаточно интегрирован, то основной критерий выбора той или иной технологии в атомной энергетики наряду с безопасностью (безопасность – ключевое условие мирного использования атомной энергии) является экономика (рис. 41).

Рис. 41. Структура себестоимости электроэнергии, получаемой в рамках различных энерготехнологий

− 227 –

Трехкомпонентная модель в области атомной энергетики была использована при формировании дорожной карты применения нанотехнологий, наноматериалов и наносистем в этой сфере. Фактически – это куб рыночных сегментов, разделенный на слои технологических переделов и типов атомных энергоисточников. В некоторых сегментах рынка конкуренция выше, в каких-то ее практически нет. В отдельных случаях на всю или несколько ячеек приходится одно головное предприятие. В некоторых случаях между сегментами существует конкуренция, например, между типами реакторов. Каждый из участников рынка атомной энергетики может найти свои ячейки в пространстве куба – рыночные ниши. Приведенная модель позволяет оценить конкурентные позиции секторов российской промышленности, а также существующие векторы их развития в других секторах. Представляется, что приведенная модель отражает не абстрактные, а реальные рыночные пространства производственных объектов АЭПК, вокруг и внутри которых происходят процессы, обеспечивающие в итоге генерацию электроэнергии, и в результате – поступление финансовых ресурсов в атомную отрасль. При определенной практике данная модель может быть вполне приемлемой для сопряжения сегментов атомной энергетики и нанотехнологий, которые могут в ней применяться. Например, разработка наноструктурированных сталей для оболочек твэлов реакторов на быстрых нейтронах в настоящее время соответствуют объему сегмента с координатами – НИОКР, реакторы типа БН, реакторный цикл. В дальнейшем, по мере становления данных технологий, они будут покрывать все большие сегменты с переходом в строительство и эксплуатацию реакторов на быстрых нейтронах. Если учесть, что в будущем данные реакторы могут прийти на смену реакторам на тепловых нейтронах, то данные сегменты строительства и эксплуатации могут существенно вырасти по объему. Важно, что данная модель учитывает все возможные направления и аспекты развития атомной энергетической отрасли, что и является одной из основных задач составляемой технологической бизнес-карты. В связи с этим было признано целесообразным проведение трехкомпонентной сегментации развития АЭК для периода построения дорожной карты, 2015 г. и 2030 г. При этом для каждого нанокомпонента, анализируемого в исследовании, определить текущие и перспективные сегменты, к которым он мо-

− 228 –

•сильный государственный контроль деятельности всех участников рынка, особенно в рамках ядерного топливного цикла, т.к. значительная часть производимой продукции имеет двойное назначение;

•высокая степень интеграции ключевых участников рынка, формирующих, монопольные положения на отдельных его сегментах;

Рис. 42. Технология использования ядерных энергоресурсов, обеспечивающая замыкание ядерного топливного цикла

− 230 –