1. Независимые маркетинговые исследования
Обзор рынка сорбирующих
углеродных волокон на основе
гидратцеллюлозы в РФ в 2012
Анастасия Сиволоб
ua.linkedin.com/pub/anastasiya-syvolob/6/19a/2b2/
29.12.2012

2. Содержание
1. Общая информация по рынку ............................................................................................................ 1
1.1. Основные характеристики продукта, физико-механические характеристики различных
видов и марок продукции в РФ ............................................................................................................. 1
1.2. Анализ факторов, влияющих на применение продукции. Виды альтернативных продуктов .. 7
1.3. Объем и емкость рынка ................................................................................................................. 15
1.4. Оценка текущих тенденций и перспектив развития рынка ....................................................... 19
1.5. Оценка факторов, влияющих на рынок........................................................................................ 21
1.6. Экспортно-импортные операции. Объем и динамика ............................................................... 23
2. Структура рынка ................................................................................................................................ 24
2.1. Структура рынка по производителям, оценка доли импортных товаров................................. 24
2.2. Структура рынка по отраслям потребления ................................................................................ 26
1. Общая информация по рынку
1.1. Основные характеристики продукта, физико-механические
характеристики различных видов и марок продукции в РФ
Углеродное волокно - материал, состоящий из тонких нитей диаметром от 3 до 15 микрон,
образованных преимущественно атомами углерода. Атомы углерода объединены в
микроскопические кристаллы, выровненные параллельно друг другу. Выравнивание кристаллов
придает волокну большую прочность на растяжение. Углеродные волокна характеризуются
высокой силой натяжения, низким удельным весом, низким коэффициентом температурного
расширения и химической инертностью.
Впервые получение и применение углеродных волокон (УВ) (точнее, нитей) было предложено и
запатентовано известным американским изобретателем - Томасом Эдисоном - в 1880 г. в качестве
нитей накаливания в электрических лампах. Эти волокна получались в результатt
пиролиза хлопкового или вискозного волокна и отличались хрупкостью и высокой пористостью и
впоследствии были заменены вольфрамовыми нитями. В течение последующих 20 лет он же
предложил получать углеродные и графитированные волокна на основе различных природных
волокон.
Вторично интерес к углеродным волокнам появился в середине XX в., когда велись поиски
материалов, пригодных для использования в качестве компонентов композитов для изготовления
ракетных двигателей. УВ по своим качествам оказались одними из наиболее подходящих для
1

3. такой роли армирующими материалами, поскольку они обладают высокой термостойкостью,
хорошими теплоизоляционными свойствами, коррозионной стойкостью к воздействию газовых и
жидких сред, высокими удельными прочностью и жесткостью.
В 1958 г. в США были получены УВ на основе вискозных волокон. При изготовлении углеродных
волокон нового поколения применялась ступенчатая высокотемпературная обработка
гидратцеллюлозных (ГТЦ) волокон (900 °C, 2500 °C), что позволило достичь значений предела
прочности при растяжении 330-1030 МПа и модуля упругости 40 ГПа. Несколько позднее (в
1960 г.) была предложена технология производства коротких монокристаллических волокон
(«усов») графита с прочностью 20 ГПа и модулем упругости 690 ГПа. «Усы» выращивались в
электрической дуге при температуре 3600 °C и давлении 0,27 МПа (2,7 атм). Совершенствованию
этой технологии уделялось много времени и внимания на протяжении ряда лет, однако в
настоящее время она применяется редко ввиду своей высокой стоимости по сравнению с другими
методами получения углеродных волокон.
Почти в то же время в СССР и несколько позже, в 1961 г., в Японии были получены УВ на основе
полиакрилонитрильных (ПАН) волокон. Характеристики первых углеродных волокон на основе
ПАН были невысоки, но постепенно технология совершенствовалась и уже через 10 лет (к 1970 г.)
были получены углеродные волокна на основе ПАН-волокон с пределом прочности 2070 МПа и
модулем упругости 480 ГПа. Тогда же была показана возможность получения углеродных волокон
по этой технологии с еще более высокими механическими характеристиками: модулем упругости
до 800 ГПа и пределом прочности более 3 ГПа. УВ на основе нефтяных пеков были получены в
1970 г. также в Японии.
История создания углеродных волокон приведена в таблице.
История создания углеродных волокон
1880 Впервые получение и применение углеродных волокон было предложено и
запатентовано американским изобретателем Томасом Эдисоном
1958 Начато производство углеродных волокон на основе гидратцеллюлозы в
США
1959-1960 Предложен способ получения углеродных волокон на основе
полиакрилонитрила и начат их опытный выпуск в СССР
1961 Начат выпуск углеродных волокон на основе полиакрилонитрила в Японии
1970 В Японии были получены углеродные волокна на основе нефтяных пеков
Углеродные волокна, обладающие уникальными механическими и термическими свойствами,
находят все более широкое применение в условиях, где использование других полимеров
невозможно. УВ выпускаются в промышленном масштабе в виде тканей, волокна, нитей и жгута.
Волокнистые углеродные материалы характеризуются высоким содержанием (до 99,5 масс. %)
углерода и получаются при высокотемпературной обработке химических волокон (так
называемых прекурсов), проводимой в строго заданных и контролируемых условиях.
2

4. Типы волокон
Типы волокон Волокнистые материалы Основное применение (примеры)
Сверхпрочные и высокомодульные пара-арамидные нити
СВМ, Армос и Русар Ткани, ленты, “узкий текстиль”, Высоконагруженные изделия,
(гетероциклические канаты и др. высокопрочные армированные
арамидные полимеры и композиты, средства защиты и
сополимеры) безапасности (высоконагруженные,
непрорезаемые, устойчивые к
действию огня)
Термостойкие и устойчивые к действию огня ароматические волокна и нити
Тогилен и Тверлана Ткани, вязаные полотна, Одежда для защиты от высоких
(гетероциклические нетканые материалы температур и открытого огня,
арамидные сополимеры) термозащитные перчатки для рабочих,
спасателей, пожарных, водителей
специального транспорта, интерьер в
Арселон (прежде Оксалон) транспортных средствах,
(полиоксазол) высокотемпературная фильтрация
газов и т.д.
Аримид ПМ (полиимид) Нити, ткани Высокотемпературная устойчивая к
действию огня электроизоляции и
другие применения в изделиях,
высокотермостойких и устойчивых к
действию огня
Химически стойкие фторосодержащие волокна и нити
Полифен Нити, волокна, ткани, нетканые Фильтры, брызгоотделители,
(политетрафторэтилен) материалы армированные мембраны мембраны
Фторин (полностью для агрессивных сред, специальная
фторированный сополимер) одежда для защиты от
высокоагрессивных химикалий,
антифрикционные многослойные
ткани
Хемосорбирующие волокна (содержащие ионообменные группы)
ВИОН (модифицированные нетканые материалы Катионо-, анионообменные и
волокна на основе ПАН) амфотерные волокнистые материалы
для очистки отходящих газов,
жидкостей и выделения вредных
примесей
Углеродные ионообменные нетканые материалы Катионо-, анионообменные и
волокна амфотерные волокнистые материалы
для эксплуатации в агрессивных
средах
Низко- и среднемодульные углеродные волокна
3

5. Углеродные волокна и Резаные волокна Хемостойкие композиты,
волокнистые, безасбестовые фрикционные
карбонизированные и материалы, антистатические добавки
графитизированные на для пластиков, резин и искусственной
основе гидратцеллюлозы кожи и покрытий; разрядка облаков
(Углен, Грален) и ПАН Бумаги, содержащие Твердые электронагреватели,
(Эвлон, Конкор, Вискум, углеродные волокна (3-20%) электромагнитные экраны
Карболон) Ткани, нетканые материалы Конструкционные и хемостойкие
композиты, гибкие нагреватели,
обогреваемая одежда для рабочих,
электромагнитные экраны, одежда
для защиты от электромагнитных
полей, слои для фильтрации
агрессивных жидкостей,
высокотемпературная термическая
изоляция
Актилен, Бусофит, Карболон- Резаные волокна, , ткани, Сорбенты для локальной очистки
Актив (на основе нетканые материалы газовых и жидких выбросов,
гидрацеллюлозы), сорбиционные слои для респираторов,
Белоруссия медицинские применения – для
хирургии и др.
Активированное дисперсное Эндо-сорбент при химическом
волокно Ваулен отравлениях
Сырьем для получения углеродных волокон являются волокна на основе:
 гидратцеллюлозы (ГЦ)
 полиакрилонитрила (ПАН)
 нефтяных и каменноугольных пеков.
Несмотря на более низкий выход УВ из гидратцеллюлозы и худшие прочностные свойства по
сравнению с УВ из ПАН, для применения вискозного волокна в производстве УВ имеются более
благоприятные технико-экономические предпосылки, т. к. сырьевая база, по существу, является
неограниченной. Кроме этого УВ, полученные из ГЦ, имеют такие достоинства, как высокая
удельная поверхность, пористая структура, стабильность электрической проводимости.
За последнее время интерес к вискозным волокнам, как сырью для УВ, постепенно снижается. Это
связано с потребностью в высокопрочных, высокомодульных волокнах, технология получения
которых на основе ПАН волокон и волокон из пеков предпочтительнее.
В защиту этих волокон следует сказать, что в противовес ПАН и пеку, ВВ производятся из
возобновленного сырья – древесины. Применение различных добавок (хлористого аммония,
буры, диаммонийфосфата) позволяет повысить выход УВ из ВВ. А применение
кремнийорганических добавок позволяет проводить вытягивание волокон на более ранних
4

6. стадиях получения УВ, а не на стадии графитизации. Но при этом обеспечивается невысокий
выход карбонизованного остатка.
На основе гидратцеллюлозы получены следующие углеродные волокна и материалы:
 карбонизованное волокно «углен»
 нетканый материал «ликрон»
 графитированное волокно «грален»
 активированные материалы «октилен» и «ваулен»
Общая схема получения углеродных волокон из гидратцеллюлозы
Источник: Новый справочник химика и технолога. Сырье и продукты промышленности органических и
неорганических веществ (часть II), http://chemanalytica.com
5

7. Свойства активированных углеродных волокон (АУВ) и активированных углей
Тип углеродного сорбента
Характеристики Активированные
АУВ ПАН АУВ ГЦ АУВ ПЕК АУВ ФФС
угли
Диаметр, мкм 6-11 7-18 11-17 9-10 1000-3000
Удельная поверхность, м2/г 700-1200 700-1550 700-2200 700-2500 500-950
Внешняя удельная поверхность,
1,0-1,5 1,0-2,0 0,5-1,0 0,2-0,7 0,01
м2/г
Диаметр пор, нм 2-3 1-3 1-3 1-3 4-6
Адсорбция бензола, г/г 0,20-0,40 0,20-0,55 0,20-0,60 0,20-0,75 0,20-0,35
Содержание углерода, % 88-91 92-95 92-95 92-95 80-90
Основываясь на максимальной температуре термообработки, УВ можно подразделить на три
вида:
 частично карбонизованные (до 900 °С; 85–90 % С);
 карбонизованные, или угольные (900–1500 °С; 91–99 % С);
 графитированные (более 1500 °С; свыше 99 % С).
Свойства УВ, получаемых из гидратцеллюлозы, приведены в таблице.
Свойства углеродных волокон из гидратцеллюлозы
Свойства Углен Грален
Диаметр, мкм 7–12 6–10
Плотность, г/см3 1,6 1,8
Модуль упругости, ГПа 20–25 30–40
Прочность, МПа 400–550 300–500
Относительное удлинение, % 1,8–2,5 1,3–1,7
Удельная поверхность, м2/г 50–100 5–10
УВ имеют исключительно высокую теплостойкость: при тепловом воздействии вплоть до 1600-
2000 °С в отсутствии кислорода механические показатели волокна не изменяются. Это
предопределяет возможность применения УВ в качестве тепловых экранов и теплоизоляционного
материала в высокотемпературной технике. На основе УВ изготавливают углерод-углеродные
композиты, которые отличаются высокой абляционной стойкостью. УВ устойчивы к агрессивным
химическим средам, однако окисляются при нагревании в присутствии кислорода. Их предельная
температура эксплуатации в воздушной среде составляет 300-350°С. Нанесение на УВ тонкого слоя
карбидов, в частности SiC, или нитрида бора позволяет в значительной мере устранить этот
недостаток. Благодаря высокой химической стойкости УВ применяют для фильтрации агрессивных
сред, очистки газов, изготовления защитных костюмов и др. Изменяя условия термообработки,
6

8. можно получить УВ с различными электрофизическими свойствами (удельное объёмное
электрическое сопротивление от 2·10 до 10 ом/см) и использовать их в качестве разнообразных
по назначению электронагревательных элементов, для изготовления термопар и др.
Активацией УВ получают материалы с большой активной поверхностью (300-1500 м²/г),
являющиеся прекрасными сорбентами. Нанесение на волокно катализаторов позволяет создавать
каталитические системы с развитой поверхностью.
Обычно УВ имеют прочность порядка 0,5-1 ГПа и модуль 20-70 ГПа, а подвергнутые
ориентационной вытяжке - прочность 2,5-3,5 ГПа и модуль 200-450 ГПа. Благодаря низкой
плотности (1,7-1,9 г/см³) по удельному значению (отношение прочности и модуля к плотности)
механических свойств лучшие УВ превосходят все известные жаростойкие волокнистые
материалы. Удельная прочность УВ уступает удельной прочности стекловолокна и арамидных
волокон. На основе высокопрочных и высокомодульных УВ с использованием полимерных
связующих получают конструкционные углеродопласты. Разработаны композиционные
материалы на основе УВ и керамических связующих, УВ и углеродной матрицы, а также УВ и
металлов, способные выдерживать более жесткие температурные воздействия, чем обычные
пластики.
УВ малогигроскопичны, но благодаря развитой поверхности (50–400 м2/г), они сорбируют
водяные пары (до влажности порядка 0,2–2 %), не меняя при этом своих физико-механических
свойств. УВ обладают высокой атмосферостойкостью, устойчивостью к действию света и
проникающей радиации, химической стойкостью ко многим реагентам (концентрированные
кислоты и щелочи, практически все растворители). УВ биостойки и биоинертны, жаростойки и
трудногорючи. В инертной среде их можно эксплуатировать длительное время при 400–600 °С;
они выдерживают кратковременное воздействие температур около 2500 °С; в
кислородсодержащей атмосфере температура эксплуатации составляет 300–400 °С. УВ являются
полупроводниками; в зависимости от условий получения их удельное электрическое
сопротивление варьируется в пределах от 105 до 10–3 Ом × м, а в случае применения легирующих
добавок может составлять даже 10–6 Ом × м.
1.2. Анализ факторов, влияющих на применение продукции. Виды
альтернативных продуктов
Применение углеродных волокон из гидратцеллюлозы осуществляется в следующих областях:
 теплозащита электротермического оборудования (углеродные и графитированные
войлоки)
 наполнение дискретными УВ пластических масс
 электрохимическая одностадийная экстракция металлов
7

9. Из УВ изготавливают углекомпозиты и углерод-углеродные материалы, которые используют для
получения разнообразных изделий: электродов, термопар, радиоотражающих материалов и
радиозащитных покрытий, экранов, поглощающих электромагнитное излучение, и других изделий
для электро- и радиотехники. На основе УВ получают жесткие и гибкие электронагреватели,
обогреваемую одежду и обувь.
Углекомпозиты и углерод-углеродные материалы широко используются в космической технике,
самолето-, автомобилестроении, ядерной технике. Благодаря химической инертности УВ
используют в качестве фильтрующих слоев для очистки агрессивных жидкостей и газов, а также в
качестве уплотнителей и сальниковых набивок.
Углеволокнистые адсорбенты (УВА) и иониты, получаемые из них, служат для очистки
атмосферного воздуха, а также технологических газов и жидкостей, включая выделение из
последних ценных компонентов.
Широкое применение находят УВА (актилен) в медицине для очистки крови и других
биологических жидкостей, в повязках при лечении ран и ожогов, как лекарственное средство
(ваулен) при отравлениях, как носители лекарственных и биологически активных веществ.
АУВ применяют: для тонкой доочистки питьевой воды; для очистки растворов от бактерий и
вирусов; для очистки газовоздушных сред от таких газов как сероводород, аммиак и даже пары
ртути; в системах регенерации активированных волокон за счет эффекта Джоуля, то есть за счет
прямого нагрева электрическим током; и в накопителях электроэнергии.
УВ применяют для армирования композиционных, теплозащитных, хемостойких в качестве
наполнителей в различных видах углепластиков.
Рассмотрим факторы, влияющие на применение продукции, в разрезе разных областей
применения. Основные области применения углеродных волокон:
1) аэрокосмическая отрасль
2) строительство
3) энергетика
4) промышленность
5) спорт и досуг
6) добыча и транспортировка нефти и газа
7) медицина
Существуют альтернативные углеродным волокнам продукты, то есть продукты, которые могут
удовлетворить ту же самую потребность, использоваться в тех же отраслях с той же самой целью,
как и углеродные волокна. Альтернативные продукты могут представлять серьезную конкуренцию
для производителей углеродных волокон. Детерминантами такой конкуренции могут служить:
 относительно низкие цены на альтернативные продукты;
 затраты на переход к производству другого продукта;
8

10.  готовность покупателя заменить используемый продукт другим.
Альтернативные продукты:
 Карбидокремниевые волокна
 Стеклопластики
 Базальтопластики
 Органопластики
 Боропластики
 Сталь
 Титан
 Алюминий
Карбидокремниевые волокна (КВ) имеют следующие конкурентные преимущества:
 Технология позволяет производить КВ по прочностным свойствам сопоставимые с УВ, но
превосходящие их по термостабильности, технологичности в производстве и сочетаемости
с различным типом матриц без применения специальных технологических приемов и
аппретов.
 Себестоимость КВ изготавливаемых согласно предлагаемой технологии ниже
себестоимости производства ПАН УВ на 35-40%.
 В технологии производства КВ отсутствует потребность в использовании хлорсиланов.
 Доступность и не дороговизна сырьевой базы для производства КВ.
Факторы, влияющие на применение продукции, а также преимущества альтернативных
продуктов, в зависимости от отраслей применения, указаны ниже.
1. Аэрокосмическая отрасль
Продукты
 Элементы двигателей самолетов,  Обшивка аппаратов типа «Стелс»
вертолетов и ракет  Корпуса космических антенн
 Конструкционные элементы  Обшивка спускаемых аппаратов
самолетов,
 вертолетов и планеров
Драйверы спроса Факторы, тормозящие развитие
 Улучшение массо-габаритных  Низкая производительность
характеристик изделий (большой
 Обеспечение конкурентоспособности производственный цикл, время на
отрасли НИОКР)
 Наличие долгосрочных соглашений  Высокая стоимость и длительное
 Увеличение доли применяемых время испытаний материалов
 композитных материалов  Сложность в переработке сырья
 Высокая стоимость углеволокна
9

11. Преимущества альтернативных продуктов
Стеклопластики Органопластики
 Сравнительно низкая стоимость (10-  Более низкая плотность
20 $/кг)  Возможность использоваться
 Прозрачность для радиоволн длительное время при повышенных
температурах
Композиты на основе волокон Сталь
из карбида кремния  Относительно низкая стоимость
 Высокая ударная прочность при  Ремонтопригодность
изгибе и растяжении  Отработанность технологий
 Износостойкость
Титан Алюминий
 Хорошее соотношение цена-  Низкая стоимость
прочность  Отработанность технологий
 Высокая коррозионная стойкость
Тенденции
 Увеличение доли применяемых композитных материалов для улучшения рабочих
характеристик (в самолетах Boeing и Airbus более 50% веса — композиты)
Стратегия
 Возможность для реализации проектов по созданию в России полного цикла
«НИОКР — опытное производство — массовое производство»
 Целесообразна закупка технологий и оборудования на уровне высоких технических
переделов
2. Строительство
Продукты
 Мостовые конструкции  Корпуса и узлы химически стойкого
 Упрочняющая обметка и элементы оборудования, трубопроводов и
для высотного, сейсмостойкого и арматуры
прибрежного строительства  Арматура для бетона
 Легкие опоры мобильных укрытий  Элементы для восстановления
железобетонных изделий
Драйверы спроса Факторы, тормозящие развитие
 Количество и состояние мостов  Отсутствие СНиП
 Развитие направления новых  Высокая стоимость материалов
материалов в отрасли  Низкая доступность информации об
 Сокращение временных и денежных испытании материалов
издержек
Преимущества альтернативных продуктов
Стеклопластики Базальтопластики
 Сравнительно низкая стоимость (10-  Относительно низкая стоимость
10

12. 20 $/кг)  Работоспособность в условиях
повышенных температур и влажности
Тенденции
 Увеличение доли применяемых композитных материалов для улучшения рабочих
характеристик
 Плохое состояние мостов (в России более 20% мостов имеют структурные дефекты)
Стратегия
 Возможность для реализации проектов по созданию в России полного цикла
«НИОКР — опытное производство — массовое производство»
 Разработка соответствующих нормативных документов (СНиП и др.)
3. Энергетика
Продукты
 Гироскопы как накопители энергии  Роторы с большим числом оборотов
 Решетчатые опоры линий  Газовые центрифуги нового
электропередач поколения
 Несущие сердечники  Лопасти ветроэнергетических
высоковольтных установок
кабелей
Драйверы спроса Факторы, тормозящие развитие
 Увеличение доли применяемых  Высокая стоимость углеволокна
композитных материалов  Высокие риски в области атомной
 Энергоэффективность как энергетики
национальный приоритет  Неясные перспективы
 Появление новых поколений газовых ветроэнергетики в России
центрифуг для обогащения урана
 Рост мирового рынка
ветроэнергетики
 Потребность в ветряных турбинах в
открытом море, обладающих легким
весом, устойчивостью к влаге и высокой
прочностью
Преимущества альтернативных продуктов
Стеклопластики Алюминий
 Сравнительно низкая стоимость (10-  Низкая стоимость
20 $/кг)  Отработанность технологий
Сталь Композиты на основе волокон
 Относительно низкая стоимость из карбида кремния
 Ремонтопригодность  Высокая ударная прочность при
 Отработанность технологий изгибе и растяжении
 Износостойкость
11

13. Тенденции
 Рост мирового рынка ветроэнергетики (УВ в лопастях), увеличение размера лопастей
ветряных установок
 Рост рынка атомной энергетики (УВ в центрифугах по обогащению урана)
Стратегия
 Реализации проектов по созданию в России полного цикла «НИОКР — опытное
производство — массовое производство» для атомной энергетики
 Формирование спроса на УВ у производителей конечных продуктов, в производстве
которых может применяться УВ
 Экспансия на мировой рынок для ветроэнергетики
4. Промышленность
Продукты
 Баллоны высокого давления  Несущие конструкции в текстильном
 Детали ходовой части, корпуса и и
тормозов автомобилей транспортном машиностроении
 Обшивка подводных лодок и судов  Узлы трения в транспортном
на Машиностроении
воздушной подушке  Сорбционные установки
 Высокотемпературная
теплоизоляция
Драйверы спроса Факторы, тормозящие развитие
 Улучшение массогабаритных  Высокая стоимость углеволокна
характеристик изделий  Сложность в переработке сырья
 Необходимость повышения  Высокий процент брака при
надежности и безопасности производстве компонентов
транспортных средств и  Низкая производительность
оборудования вследствие
 Повышение экологической  длительного цикла производства
эффективности
 Энергоэффективность как
национальный приоритет
Преимущества альтернативных продуктов
Стеклопластики Композиты на основе волокон
 Сравнительно низкая стоимость (10- из карбида кремния
20 $/кг)  Высокая ударная прочность при
изгибе и растяжении
 Износостойкость
Сталь Боропластики
 Относительно низкая стоимость  Сочетание достаточно высоких
 Ремонтопригодность значений прочности и модуля
12

14.  Отработанность технологий упругости
 Высокая термоустойчивость
Базальтопластики Титан
 Относительно низкая стоимость  Хорошее соотношение цена-
 Стойкость в условиях повышенных прочность
температур и влажности  Высокая коррозионная стойкость
Алюминий
 Низкая стоимость  Отработанность технологий
Тенденции
 Ужесточение норм выбросов углекислого газа (снижение веса конструкции за счет
применения УВ)
 Сокращение расхода топлива
Стратегия
 Активное продвижение УВ целевым группам потребителей со стороны государства
 Формирование спроса на УВ у производителей конечных продуктов, в производстве
которых может применяться УВ
5. Спорт и досуг
Продукты
 Яхты и узлы для них  Рыболовное снаряжение
 Снаряжение для зимних видов  Теннисные ракетки
спорта
 Струнные инструменты и динамики
Драйверы спроса Факторы, тормозящие развитие
 Рост рынка спортивных товаров  Высокая стоимость углеволокна
 Увеличение доли применяемых  Высокая конкуренция со стороны
композитных материалов альтернативных материалов
Преимущества альтернативных продуктов
Алюминий
 Низкая стоимость  Отработанность технологий
Тенденции
 Рост рынка спортивных товаров с применением композиционных материалов
(сноуборды, лыжи, удочки, теннисные ракетки, клюшки, яхты)
Стратегия
 В среднесрочной перспективе — финансирование проектов, находящихся на
конечных стадиях технологической цепочки
 В долгосрочном периоде — сочетание умеренного прямого финансирования с
активной деятельностью по созданию инфраструктуры (венчурных фондов,
узкопрофильных технопарков и т. п.)
13

15. 6. Добыча и транспортировка нефти и газа
Продукты
 Подъемные трубы для  Нефтегазопроводные трубы
глубоководных бурильных установок
Драйверы спроса Факторы, тормозящие развитие
 Присутствие в стратегических  Высокая стоимость углеволокна
регионах (Арктика)  Инвестиционные риски
 Увеличение доли применяемых  Ограниченное количество компаний-
композитных материалов потребителей, использующих
 Наличие долгосрочных соглашений соответствующую технологию
Преимущества альтернативных продуктов
Базальтопластики
 Относительно низкая стоимость  Стойкость в условиях повышенных
температур и влажности
Тенденции
 Повышение требуемой глубины бурильных установок (более 2.4 км)
 Повышение значимости присутствия в стратегически важных регионах (шельф
Арктики)
Стратегия
 Активная государственная поддержка долгосрочного характера из-за не очень
высокой привлекательности сегмента для частного капитала
 Разработка соответствующих нормативных документов (включая ГОСТ, ТУ,
спецификации на конечные продукты, в которых применяется УВ)
7. Медицина
Продукты
 Инвалидные коляски  Медицинские лечебные салфетки
 Искусственные протезы  Диализаторы
Драйверы спроса Факторы, тормозящие развитие
 Развитие сектора новых материалов  Высокая стоимость углеволокна
в
медицине
 Высокая доля внедрения инноваций
Преимущества альтернативных продуктов
Титан
 Хорошее соотношение цена-  Высокая коррозионная стойкость
прочность
Тенденции
 Растущее использование новых материалов (УВ для протезов, лечебных салфеток и
инвалидных колясок)
14

16. Стратегия
 Поддержка участия российских производителей УВ в конечных звеньях
технологических цепочек с передовыми компаниями и странами
 Инвестиции в продукты с высокой степенью рыночной готовности
Источник: материал с сайта ГК "Роснанотех", ст. "Дорожная карта «Использование нанотехнологий в
производстве углеродных волокон и продуктов на их основе»",
http://www.rusnano.com/upload/OldNews/Files/33652/current.pdf
1.3. Объем и емкость рынка
Мировое производство углеродных волокон составило в 2007 году 27,5 тыс. тонн. Эксперты
прогнозировали, что спрос на него будет возрастать до 15% в год.
Объем мирового рынка потребления углеродного волокна для производства углепластиковых
композитов в 2010 году оценивался в 80 тыс. тонн с перспективой роста потребления этого
материала к 2020 году до 240-360 тыс. тонн в год, поскольку конструкторы автомобилей,
самолетов и вообще всей движущейся техники вступили меж собой в настоящую гонку за
снижение веса своих изделий с одновременным повышением их прочности. В России же сейчас
производится лишь 500 тонн углеродных волокон в год1.
Мировое производство и потребление углеродных волокон
Источник: Г.Е.Кричевский, д.т.н., проф., засл. деятель науки РФ, ст. «Волокна прошлого, настоящего и
будущего. Выбор пути – не простая задача»,
http://www.nanonewsnet.ru
1
Вадим Пономарев, ст. «Ставка на композит», http://expert.ru/2012/05/25/stavka-na-kompozit/
15

17. Мировой рынок композитов оценивается в $70 млрд, и его отличает устойчивая положительная
динамика. Ряд стран, сделавших ставку на широкое применение композитов, демонстрируют
темпы роста до 20% ежегодно. И самым ходовым товаром являются полимерные композитные
материалы (ПКМ). По экспертным оценкам, объем мирового рынка ПКМ составил за 2011 год 13
млн тонн. Основными производителями композитов в объемном выражении являются Китай
(28%), США (22%) и страны Европейского союза (14%).
Что же касается российских производителей, то их вклад можно оценить на уровне статистической
погрешности: около 0,5%. Всего объем производства ПКМ и изделий из них в России составляет не
более 20-25 тыс. тонн в натуральном выражении, и не более 12 млрд. руб. - в денежном
выражении2.
Процентное соотношение разных видов продукции в российском производстве химических
волокон в 2011г.
Источник: Айзенштейн Э. М., ст. «Мировое производство химических волокон в 2011 г.», http://xn--
90adfcjfrkmfkmu.xn--p1ai/index.php/2011-06-09-15-59-27/ro-2012/149-rabochaya-odezhda-2-2012/518-mirovoe-
proizvodstvo-khimicheskikh-volokon-v2011g
Объем производства химических волокон и нитей в России за 2011 год составил 135,5 тыс. т, что
на 2,4% выше уровня предыдущего года. При этом объем выпуска целлюлозных вырос на 6,8% (до
20,4 тыс. т), а синтетических — на 1,6% (до 115,1 тыс. т). Доля синтетических волокон и нитей в
общем объеме производства данной продукции в указанный период составила 84,9% (на 0,7%
меньше, чем в 2010 г.), в то время как доля целлюлозных, главным образом, в виде сигаретного
жгутика, несколько увеличилась и составила 15,1%. Основные показатели отрасли остались на
прежнем уровне, равно как и незавидное ее место в химическом комплексе страны3.
2
Ник Маркин, «Композитам требуется консолидация»,
http://www.aviaport.ru/news/2012/10/15/242323.html
3
Айзенштейн Э. М., ст. «Мировое производство химических волокон в 2011 г.», http://xn--
90adfcjfrkmfkmu.xn--p1ai/index.php/2011-06-09-15-59-27/ro-2012/149-rabochaya-odezhda-2-2012/518-mirovoe-
proizvodstvo-khimicheskikh-volokon-v2011g
16

18. Источник: сайт ГК "Роснанотех", ст. "Дорожная карта «Использование нанотехнологий в производстве
углеродных волокон и продуктов на их основе»",
http://www.rusnano.com/upload/OldNews/Files/33652/current.pdf
 Оптимистический сценарий предполагает, что глобальный экономический кризис
проявится в сокращении темпов роста объема рынка УВ до 10% (или возможно даже
сохранении существующих темпов роста в 15%). Затем вместе с возобновлением роста
мировой экономики темпы увеличения рынка в реальном выражении восстановятся и
составят 20–25% в год. Тем не менее, за счет снижения цены темп роста в денежном
выражении окажется меньше — 10–15%. Основными движущими силами рынка будут: 1)
рост спроса на УВ (в т. ч. в связи с появлением соответствующих требований и
нормативов); 2) развитие и совершенствование технологий; 3) снижение цены
углеволокна.
 Умеренный сценарий исходит из того, что после снижения темпов до 5% в 2009–2010 гг.
рост объема рынка возобновится. В среднем темпы роста в 2013-2015 гг. в реальном
выражении будут составлять 10-15%, а в денежном выражении за счет снижения цены
рынок будет расти на 5-10%. Основными факторами, способствующими развитию, станут
поддержка стратегически важных отраслей, развитие инновационных направлений и
постепенный рост спроса, связанный с нуждами оборонно-промышленного комплекса.
 Пессимистический сценарий основан на предположении о том, что проблемы в мировой
экономке сильно отразятся в первую очередь на наукоемких отраслях. В этом случае в
ближайшие два года темпы роста рынка прогнозируются на уровне 2–3%, а далее рост
17

19. будет носить скорее «инфляционный» характер — на уровне 5–6% годовых. Однако
эксперты оценивают вероятность реализации пессимистического сценария в долгосрочной
перспективе как низкую.
Источник: сайт ГК "Роснанотех", ст. "Дорожная карта «Использование нанотехнологий в производстве
углеродных волокон и продуктов на их основе»",
http://www.rusnano.com/upload/OldNews/Files/33652/current.pdf
 Оптимистический сценарий предполагает, что потребление УВ в России по структуре будет
соответствовать мировому, а производство выйдет на новый качественный,
количественный и ценовой уровень. По этому сценарию темпы роста к 2013 г. составят в
среднем 45–50% в год. При этом более вероятен не плавный рост, а резкий скачок. После
2017 г. планируется выход на среднемировые темпы роста в 10–20%. В среднесрочной
перспективе экспорт из России может составить порядка 20% от общего объема
производства УВ в стране. К 2020 г. производство углеродных волокон будет составлять
около 5% мирового объема.
 Умеренный сценарий основан на предположении, что в России будет производиться
порядка 3% мирового объема УВ к 2020 г., из них 5–10% будут поставляться на экспорт.
Для гражданских нужд появится отечественное производство среднего по
характеристикам волокна при сохранении позиций в производстве высокомодульного
волокна. К 2013 г. предполагается рост объема выпуска УВ до 600 тонн в год, что
соответствует среднегодовому темпу прироста в 30-35%. Однако фактически такой
равномерный рост маловероятен: эксперты прогнозируют, что в 2013 г. (год завершения
федеральной целевой программы по малотоннажной химии) произойдет сильный
18

20. количественный скачок. При этом темп роста в 2013–2017 гг. может даже несколько
увеличится, а далее рост будет находиться в пределах 10–15% в год.
 Пессимистический сценарий предполагает, что Россия не обладает необходимыми
ресурсами для выхода на значительные объемы и высокий уровень качества продукции: к
2020 г. в стране будет производиться не более 0.5% мирового объема УВ. Экспортные
перспективы по качеству и цене являются неопределенными, и рост внутреннего спроса на
УВ, скорее всего, будет удовлетворяться за счет импорта.
1.4. Оценка текущих тенденций и перспектив развития рынка
Специалисты холдинга «РТ-Химкомпозит» (Федерального государственного унитарного
предприятия «Научно - исследовательский институт синтетического волокна с
экспериментальным заводом» ФГУП «ВНИИСВ») приняли участие во Второй Международной
Конференции «Полимерные Волокна и Нити 2012», которая состоялась 4 октября в Москве.
Ключевыми вопросами мероприятия стали емкость рынка полимерных волокон, состояние и
тенденции развития основных сегментов потребления, а также ценовая конъюнктура
отечественного и зарубежного рынков синтетических волокон и нитей. В том числе в рамках
конференции обсуждались перспективы увеличения производства углеродного и ПАН-волокна,
которые являются важным компонентом полимерных композиционных материалов (ПКМ) при
оборонной сфере деятельности.
Согласно участникам рынка, рынок углеродного волокна в России на сегодняшний день
практически отсутствует. Объёмы потребления оцениваются на уровне не более 160 тонн.
Отечественные углеродные волокна и ПКМ на их основе неконкурентоспособны на мировом
рынке ни по цене, ни по качеству. Для дальнейшего повышения качества углеволокна и
улучшения его характеристик, требуется совершенствование и развитие технологий производства
ПАН-волокна и углеволокна, поскольку углеволокно является самым существенным компонентом
полимерных композиционных материалов4.
Россия намерена в ближайшие годы завоевать ведущие позиции на мировом рынке
композиционных материалов. В первом квартале 2013-го будет пущен в эксплуатацию завод по
переработке углеродного волокна «Алабуга-Волокно», который является совместным проектом
ХК «Композит» и госкорпорации «Росатом». Последняя вложит в строительство завода 1,3 млрд
рублей собственных средств, а еще порядка 2 млрд рублей выделит федеральный бюджет в
рамках федеральной целевой программы5.
Начало применению углеродных волокон в нашей стране было положено Министерством
среднего машиностроения СССР в 70-х годах прошлого века, однако в настоящее время это
4
Сайт ВОАО «Химпром», http://www.vocco.ru/press-center/newholding/897/
5
«Россия выходит на рынок композиционных материалов»,
http://www.km.ru/vrossii/2012/05/28/rosatom/rossiya-vykhodit-na-rynok-kompozitsionnykh-materialov
19

21. производство, по сравнению с мировым, выглядит скромно - мощность существующих заводов
Росатома составляет только 500 тонн углеродного волокна в год. Новое предприятие сможет
производить продукции, сопоставимой по качеству с зарубежными аналогами, в 3 раза больше.
По словам руководителя ГК «Росатом» Сергея Кириенко, со вводом в строй первой очереди
нового завода атомная отрасль как в гражданской, так и оборонной части полностью закроет свои
потребности и будет расширять использование углеволоконных материалов. Производственные
мощности нового завода «Алабуга-Волокно» позволят России занять 2-3% мирового рынка
углеволокна.
По мнению экспертов, благодаря своим ценным качествам изделия из углеродного волокна
востребованы и постоянно применяются не только в атомной, но и многих других отраслях
промышленности: авиакосмосе, автомобилестроении, энергетике, судостроении, нефтегазовой
индустрии, строительстве. Внедрение подобных материалов сулит весьма ощутимый эффект.
Например использование композитов на основе углеродного волокна в авиастроении помогает
снизить вес авиалайнера на 15-30%, что позволит уменьшить расход топлива и улучшить
экологические показатели. Такого же эффекта помогает добиться применение полимерных
композиционных материалов и в автомобилестроении.
Эксперты прогнозируют рост российского рынка углекомпозитов вслед за мировым рынком. В
настоящее время мировой рынок композитов равен примерно 45-ти тысячам тонн в год. Однако
уже к 2020 году рост потребления этого материала ожидается до нескольких сотен тысяч тонн.
Хотя в действительности эти объемы могут оказаться гораздо больше. На мировом рынке
возникнет потребность в новых влиятельных игроках. Ими смогут стать и российские компании.
Расширение мирового рынка углекомпозитов, автоматически повлечет за собой рост
отечественного6.
К 2015 году в России может быть построен завод по производству углеродного волокна
мощностью 80 тыс. тонн в год7.
К 2020 году рынок ПКМ России должен вырасти более чем в 10 раз. И сегодня большинство
экспертов сходятся во мнении, что достичь этого показателя можно только создав отраслевой
центр компетенций, в котором будут во взаимной увязке развиваться научная и образовательная
деятельность, проектирование и производство. Подтверждением актуальности такого подхода
является опыт передовых промышленных стран: США, Великобритании, Франции, Китая - все эти
государства обладают мощными центрами компетенций по композитам.
Несмотря на то, что во всех этих странах стартовый импульс развитию отраслей дало государство,
а первым заказчиком продукции выступил оборонно-промышленный комплекс, важно
изначально ориентироваться на гораздо более широкие рынки: оптимально, чтобы не более 10-
6
Сайт ХК Композит, «Материалы нового поколения покоряют мировую промышленность»,
http://www.compozit.su/news/article/?newsId=132
7
Вадим Пономарев, ст. «Ставка на композит», http://expert.ru/2012/05/25/stavka-na-kompozit/
20

22. 15% производимых ПКМ потреблялись в оборонном секторе, остальные объемы должны быть
востребованы гражданскими потребителями. Кроме того, композитное производство, несмотря
на его стратегическое значение, не должно быть закрытым для частных инвесторов8.
1.5. Оценка факторов, влияющих на рынок
Сегодня сферы применения углекомпозитов необычайно широки - космос и авиастроение,
энергетика, автомобилестроение, судостроение и т.д. Лет 30 назад материал применялся только в
авиации и космической отрасли. Причина - дороговизна. Килограмм углеродного волокна стоил
от 200 до 400 долларов. Сегодня на рынке есть углеволокно, которое дешевле 20 долларов.
Эксперты рассчитали, если цена на углеволокно будет колебаться в районе 12-15 долларов, и
нефть при этом будет дорожать, произойдет массовое вытеснение стали из строительных
применений.
Ожидается, что одним из главных драйверов развития композитной отрасли в ближайшие
несколько лет станет индустрия строительства. Уже сейчас на рынке востребованы системы
внешнего армирования углеродным волокном. Они предназначены для ремонта и усиления
несущих конструкций зданий и сооружений любого типа.
Представители крупнейших российских компаний, отмечают, что верят в потенциал российского
рынка полимерных композиционных материалов на основе углеродного волокна, даже, несмотря
на то, что отечественный рынок развит пока довольно слабо.
В качестве основного сдерживающего фактора, они называют инжиниринг в сфере конечных
продуктов из углепластика. Сегодня, по их мнению, необходимо показать возможности
композиционных материалов и технологий, которые сейчас присутствуют на рынке. Основная
цель - доказать эффективность применения углепластика в самых разных отраслях
промышленности, сделать его использование массовым.
Эта цель вполне оправдана, считают эксперты, по сравнению с традиционными
конструкционными материалами (алюминием, сталью и др.), композиционные материалы на
основе углеродного волокна обладают улучшенными эксплуатационными характеристиками -
прочностью, сопротивлением усталости, модулем упругости, химической и коррозионной
стойкостью при существенно меньшей массе.
Эксперты отмечают, что в последнее время мировой рынок углеволокна стремительно растет,
прибавляя 20% в год. Прогрессирующий спрос уже создал дефицит на мировом рынке. Цены на
8
Ник Маркин, «Композитам требуется консолидация»,
http://www.aviaport.ru/news/2012/10/15/242323.html
21

23. углеволокно поползли вверх. Еще в 2010 году, стоимость килограмма углеволокна номиналом 24К
составляла 24 евро, а в 2011-м увеличилась до 30 евро за килограмм. Поэтому Россия должна
воспользоваться этим шансом для выхода на мировой рынок углеволокна, тканей, препрегов и
изделий. Представители западных компаний заявляют о готовности сотрудничества с
российскими компаниями в развитии и производстве тканей на основе углеродного волокна9.
Отсутствие собственного крупного производства сильно тормозит развитие российского рынка
углеродных волокон, которые широко используются не только в оборонном комплексе, но и для
выпуска суперконденсаторов и перевязочных материалов. Сырье после закрытия вискозного
производства в Белоруссии, «Увиком» закупает за рубежом. При этом в самой России давно не
осталось ни вискозных заводов, ни производства целлюлозы вискозного качества. Российский
авиапром начал закупать углеродные волокна американского производства10.
Также, сдерживающим фактором являются устаревшие СНИПы, ГОСТы, стандарты, техрегламенты,
контракты жизненного цикла11.
События конца прошлого века серьезно подкосили российскую отрасль композитных материалов.
В течение длительного периода времени не финансировались научные разработки, были
ликвидированы или раздроблены химические и машиностроительные предприятия,
производившие сырье и оборудование для производства композитов, резко упали объема
производства оставшихся действующих предприятий.
Нельзя говорить о том, что рынок КМ в России вовсе не развивается. В гражданских отраслях
широко применяются композиционные материалы на основе стекловолокна. За последние три
года в ряде регионов страны созданы производства базальтовых волокон. Однако в области
арамидных, углеродных, борных, кремнеуглеродных волокон ситуация обстоит намного хуже.
Еще одна проблема - необходимость автоматизации производства в интересах снижения
трудоемкости и, как следствие, издержек на выпуск продукции из КМ. Высокую планку здесь
задает Китай: за 9 лет местные производители сократили ручную выкладку с 78% до 34%.
Безусловно, наиболее простое решение видится в массовой закупке готовых технологий,
оборудования и, возможно, нужных материалов. Однако необходимо учитывать, что разработки в
области наиболее перспективных композитов (на основе углеродных и арамидных волокон) по
большей части имеют двойное направление, что осложняет получение технологий из-за рубежа.
Следовательно, восстанавливать полный цикл производств от сырья до станков стране придется
самостоятельно. Особняком стоит проблема освоения новых подходов к проектированию
изделий из композитных материалов.
9
Юлия Васильева, «Углеволокно рвется на рынок», http://www.rg.ru/2012/04/11/uglevolokno-site.html
10
Материалы конференции «Полимерные волокна и нити 2011», http://xn--80afbfao1bwaiqsf.xn--
p1ai/?p=4454
11
Сайт ХК Композит, «Материалы нового поколения покоряют мировую промышленность»,
http://www.compozit.su/news/article/?newsId=132
22

24. Кроме того, на данный момент в РФ отсутствуют нормативно-технические документы по
производству и применению материалов, изделий и конструкций из ПКМ. Не добавляет
оптимизма и недостаточное количество кадров в отрасли, как научных, так и технических. Кафедр
вузов, которые занимаются подготовкой специалистов в области КМ, в России откровенно не
хватает.
1.6. Экспортно-импортные операции. Объем и динамика
По данным таможенной статистики выявлено рекордное значение прироста экспорта в 3 квартале
2011 года по сравнению с аналогичным периодом прошлого года. Эту позицию занимают изделия
из камня или других минеральных веществе (включая углеродные волокна, изделия из
углеродных волокон и изделия из торфа) и составляют 207%! В 3 квартале 2010 года объем
экспорта составил 2,8 млн. долл., нетрудно подсчитать, что в том же квартале 2011 года
товарооборот составил уже 8,8 млн. долларов.
Экспорт волокон из России стабилен и в целом очень низок, объемы импорта определяются
спросом, поскольку импортные волокна используются в сферах, более подверженных рыночной
конъюнктуре. Ввозятся ацетатные волокна для сигаретных фильтров, однако основу импорта
составляют синтетические волокна – полиамидные и полиэфирные. Главными поставщиками
среди стран дальнего зарубежья являются Корея, Китай и Турция. Экспорт волокон осуществляют
в небольших объемах в основном Курский и Щекинский заводы химволокна, потребителями их
продукции являются Италия, Турция и Украина12.
Динамика экспорта углеродных волокон в России в 2009-2012 гг., млн. долл.
2,0
1,7
1,5
1,5 1,3
1,0
0,7
0,5
0,0
2009 2010 2011 2012
Источник: таможенные данные
Россия импортирует все виды полимерных волокон и нитей, в то время как объемы экспорта
остаются минимальными. Если доля собственного производства в таких сегментах, как пленочные
12
Материалы конференции «Полимерные волокна и нити 2011», http://xn--80afbfao1bwaiqsf.xn--
p1ai/?p=4454
23

25. нити и ПА волокна, превышает 80%, то в других сегментах ситуация обстоит хуже – отечественное
производство не может обеспечить потребность внутреннего рынка и на половину. Наиболее
сложно ситуация обстоит с полиэфирными волокнами – в суммарном объеме импорта в 2011 году
их доля составила две трети. Общий объем потребления полимерных волокон составил 416,1
тыс. т13.
Динамика импорта углеродных волокон в России в 2009-2012 гг., млн. долл.
30,0
25,9
25,0
19,8
20,0 18,5
15,0 12,4
10,0
5,0
0,0
2009 2010 2011 2012
Источник: таможенные данные
2. Структура рынка
2.1. Структура рынка по производителям, оценка доли импортных товаров
Углеродные волокна могут выпускаться в разнообразном виде: штапелированные (резаные,
короткие) нити, непрерывные нити, тканые и нетканые материалы. Наиболее распространенный
вид продукции - жгуты, пряжа, ровинг, нетканые холсты. Изготовление всех видов текстильной
продукции производится по обычным технологиям, так же как для других видов волокон. Вид
текстильной продукции определяется предполагаемым способом использования УВ в
композиционном материале, точно так же, как и сам метод получения композита. Основные
методы получения композитов, армированных углеродными волокнами, являются обычными для
волокнистых материалов: выкладка, литье под давлением, пултрузия и другие. В настоящее время
выпускается ряд видов УВ и УВМ, основные из которых перечислены ниже.
13
Источник: материалы Второй Международной конференции «Полимерные волокна и нити 2012»,
http://pfrplastic.neobroker.ru/article/3899.html
24