О.И. Слепцов, Т.А. Капитонова

В связи с необходимостью диверсификации экономики, весьма актуальным становится вопрос о внедрении научных разработок в производство и необходимости привлечения инвестиций для развития региона. В статье предлагаются формы предприятий, осуществляющие инновационную деятельность на базе фундаментальных результатов научных исследований, полученных в Институте физико-технических проблем Севера СО РАН.

O.I. Sleptsov, T.A. Kapitonova

In the connection of necessity to diversify the economy, a problem of using scientific developments in production and necessity to attract the investments for the region development is becoming actual. In the article the forms of organizations realizing the innovation activity on the base of fundamental results of the Institute scientific researches are offered.

В "Основах политики Российской Федерации в области развития науки и технологий до 2010 года и дальнейшую перспективу", переход к инновационному развитию страны определен как основная цель государственной политики в области развития науки и технологий, достижение которой является необходимой предпосылкой модернизации экономики и, в конечном счете, – обеспечения конкурентоспособности отечественного производства. В условиях наблюдающегося исчерпания резервов экономического роста за счет сырьевого сектора экономики, становится особенно актуальным переход к новой модели экономического развития, опирающейся на рост высоких технологий, основанных на применении фундаментальных результатов научных исследований, высокотехнологичных обрабатывающих производств конкурентоспособных на мировом рынке.

Учитывая, что 40% территории Российской Федерации относятся к регионам холодного климата, проблемы прочности, работоспособности и надежности машин и конструкций, вопросы энергосбережения, теплозащиты на этих территориях относятся к проблемам национальной безопасности и являются одним из важнейших условий устойчивого развития этих территорий.

Концепция экономической и национальной безопасности является основополагающим постулатом человеческого сообщества. Перед субъектами Российской Федерации выдвинута задача обеспечения защищенности критически важных для национальной безопасности объектов инфраструктуры и населения от угроз природного и техногенного характера. К числу этих объектов относятся объекты жизнеобеспечения, эксплуатируемые при низких температурах, – транспортные системы, магистральные газопроводы, электропередающие системы, хранилища нефти и газа, объекты жилищно-коммунального хозяйства.

Факторы техногенного характера, связанные с реальным поведением в различных ситуациях технических систем, включая обыденные элементы конструкций и детали машин, тем более сложные технические системы (СТС), характеризуются понятиями опасности, безопасности и риска, которые составляют фундаментальную основу концепции безопасности.

Как известно, минерально-сырьевые ресурсы Якутии позволяют развить на ее территории, кроме имеющихся добывающих отраслей промышленности (угле- и газо- нефтедобывающей, добычи драгоценных металлов, алмазо-бриллиантового комплекса, и т.д.), также и нефтеперерабатывающую, черную металлургию с выпуском не только обычной сортовой стали и чугунов, но и сталей нового поколения с уникальными свойствами. Однако, при интенсивном развитии добычи минерально-сырьевых ресурсов, при эксплуатации возводимой инфраструктуры (сооружений, трубопроводного, автомобильного и железнодорожного транспорта) возникает ряд проблем, связанных с безопасностью, и, прежде всего, с техногенным риском. Структура техногенных чрезвычайных ситуаций составляет: 50% – пожары, взрывы, обрушения; 15-18% – катастрофы на автодорогах; 20-25% – аварии на ж/д транспорте, химических и радиоактивных объектах; 10% – другие виды аварий.

В настоящее время большое внимание уделяется разработке новых наукоемких технологий и применению их в современном промышленном производстве. Применительно к отраслям машиностроения, речь идет, прежде всего, о создании новых конструкционных материалов, металлов и сплавов, обладающих повышенными физико-механическими свойствами, и разработке новых технологических приемов в изготовлении из них конструктивных элементов и деталей машин. Институту, в составе коллектива авторов, присуждена Государственная премия Правительства РФ в области науки и техники за 2008 год за работу "Разработка научных основ создания, внедрения и повышения ресурса высокопрочных коррозионно-стойких хладостойких и криогенных сталей для конструкций ответственного назначения".

Анализ условий работы и причин разрушения деталей и узлов высокопроизводительной техники большой единичной мощности, указывает на необходимость оптимизации их конструктивного исполнения наряду с совершенствованием технологии изготовления и повышением качества используемых материалов. Причем, как показывает практика, эта задача может быть поставлена не только на стадии проектирования, но и при доводке, усовершенствовании уже находящейся в эксплуатации техники.

В ИФТПС СО РАН проводятся работы по совершенствованию методов расчета на прочность с целью выработки предложений по рациональному выбору конструктивного исполнения деталей машин, что позволило бы более полно использовать служебные свойства материала.

В области фундаментальных основ обеспечения безопасности, связанной с реальным поведением в различных ситуациях машин, механизмов, оборудования и конструкций, тесное сотрудничество ИФТПС СО РАН реализует с Институтом машиноведения РАН им. А.А. Благонравова, Институтом электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины, Институтом металлургии материаловедения им. А.А. Байкова, Институтом машиноведений УрО РАН, Институтом вычислительного моделирования СО РАН в г. Красноярске. Специалистами Института физико-технических проблем Севера СО РАН и Института вычислительного моделирования СО РАН (КРНЦ) разработана концепция научно-технической политики в области природно-техногенной безопасности. В рамках программ президиумов РАН и СО РАН сформирован проект "Создание и безопасность эксплуатации систем жизнедеятельности, техники, машин и оборудования в условиях холодного климата". Весьма важные исследования проводятся по программе "Оценка надежности и продление остаточного ресурса сложных технических систем, эксплуатируемых в экстремальных климатических условиях". Совместно с Институтом вычислительного моделирования ведется комплексная работа по разработке комплексной геоинформационной системы управления безопасностью объектов нефтегазового комплекса и формированию кризисных баз данных о распределении техногенных аварий и антропогенных воздействий на нефтегазодобывающих территориях Республики Саха (Якутия).

В области создания новых конструкционных материалов (сталей, сплавов, чугуна) и технологий ИФТПС поддерживает традиционное плодотворное сотрудничество с Институтом физики прочности и материаловедения СО РАН, Государственным научным центром "Уральский институт металлов" в г. Екатеринбурге. Проводятся совместные исследования, посвященные использованию новых методов моделирования для процессов вязко-хрупкого разрушения поликристаллических материалов под действием низких температур и активных сред. Выполняется совместный проект по теме: "Разработка основ формирования структуры и свойств сварных соединений при адаптивной импульсной сварке ответственных конструкций из высокопрочных сталей, предназначенных для работы в условиях многофункциональной нагрузки и низкочастотного термоциклирования". С Институтом физики металлов УрО РАН ведутся работы по структурно-фазовой деградации и разрушению жаропрочных сплавов при работе на газотурбинных установках Севера

Институт участвует в исследованиях, направленных на решение научно-технологических вопросов реализации актуальнейшего направления, основанного на получении нано- и субкристаллических структур в материалах для техники Севера.

Выполняется ряд приоритетных исследований в области механики и физики твердого тела, материаловедения, в том числе работы по созданию, исследованию и моделированию поведения наноматериалов в широком диапазоне внешних воздействий, отнесенных к разряду критических технологий. Исследования по созданию новых материалов с уникальными свойствами подразумевают проведение комплексных исследований, включающих в себя определение морфологических и прочностных характеристик на различных масштабных уровнях. На наноуровне выявлены особенности структурообразования наноструктурированной стали подвергнутой интенсивной пластической деформации при низких температурах. Определены механические характеристики (предела текучести, предела прочности, микротвердости) конструкционных элементов и инструментов повышенной прочности из наноструктурированных сталей, показано, что упрочнение стали методом равноканального углового прессования, позволяет в 1,5 раза повысить максимальную нагрузку на изделия, что особенно актуально при их эксплуатации в условиях Крайнего Севера.

При Институте создан Центр коллективного пользования "Станция низкотемпературных натурных испытаний", который сможет использовать климатические зимние условия г. Якутска (-35о...-60оС). Используя естественно низкие температуры, специалисты разного профиля объединяют свои усилия и ведут исследования по изучению морозостойкости материалов авиационной техники с Всероссийским Институтом авиационных материалов.

Приборный парк ЦКП позволяет проводить исследования новых материалов и испытывать различные технологии, связанные с созданием техники в северном исполнении; различные способы воздействия на материалы, породы, грунты в мерзлом состоянии, на основе которых будут создаваться новые эффективные технологии, переработки материалов и новых образцов техники.

В настоящее время просматривается тенденция, которая заключается в том, что значительная часть эксплуатируемых конструкций приближается к своему критическому возрасту. По оценкам специалистов, исчерпание ресурса конструкций, оборудования и машин в странах СНГ превышает 50%. Особую обеспокоенность вызывает техническое состояние оборудования в тепловой энергетике. Генерирующие мощности тепловой энергетики находятся сейчас в крайне неудовлетворительном состоянии. Основу энергетического оборудования составляют котлы энергоблоков, значительная часть которых исчерпала расчетный 30-летний ресурс, и все они, особенно работающие на угле, не удовлетворяют экологическим требованиям. Большая часть турбинного оборудования спроектирована и введена в эксплуатацию на протяжении 1960-1980-х годов и выработала свой расчетный (100 тыс. часов) и продленный (170 тыс. часов) ресурсы. Большинство гидростанций были построено в пятидесятые-шестидесятые годы прошлого столетия. Их оборудование отработало по 150-400 тыс. часов и требует срочной замены.

Вызывает озабоченность техническое состояние магистральных трубопроводов. На территории бывшего СССР в исторически короткий срок была создана уникальная по протяженности и производительности система магистральных трубопроводов для транспорта природного газа, нефти и продуктов их переработки. Протяженность магистралей составляет более 250 тыс. км, при этом преобладают в этой системе трубопроводы большого диаметра, работающие под высоким давлением.

Интенсивное строительство магистральных трубопроводов началось в 1960-е годы. Основная часть газовых магистралей построена в 1970-1990-е годы. Таким образом, большая доля трубопроводов эксплуатируется уже продолжительное время. По данным "Роснефтегазстроя", свыше 40 тыс. км газопроводов выработали свой расчетный ресурс. 40% эксплуатируемых нефтепроводов имеют возраст свыше 30 лет. В Республике Саха (Якутия) возраст магистральных трубопроводов составляет: более 33 лет – 34%; от 22 до 33 лет – 34%; от 10 до 20 лет – 30%, до 10 лет – 2%.

В настоящее время в Институте ведутся поиски по управлению риском возникновения катастрофических ситуаций на опасных промышленных объектах, включая нефте- и газопроводы, хранилищах природного газа, инженерных сооружениях, прогнозированию остаточного ресурса технических систем и выработки критерия живучести и безопасности машин и конструкций. Используя методы ГИС-технологий, проведен анализ потенциально опасных объектов с оценкой антропогенного воздействия на окружающую среду и территорий возможных зон поражения при возникновении чрезвычайных ситуаций, разработаны основы методологии региональной системы индивидуальных и комплексных рисков и построены карты опасностей природного, техногенного и комплексного рисков возникновения ЧС для территории Республики Саха (Якутия).

Нефтепроводная система Восточная Сибирь – Тихий океан строится для транспортировки нефти на российский Дальний Восток и на рынки Азиатско-Тихоокеанского региона. Планируемая пропускная способность ВСТО – 80 млн. тонн нефти в год. По данным компании "Транснефть", протяженность трассы составит свыше 4770 километров, конечным пунктом будет новый специализированный морской нефтяной порт в бухте Козьмино в Приморском крае. Первая очередь строительства Тайшет – Сковородино (2757 км) начата в апреле 2006 года и завершится к концу 2008-го. Основными районами Западной Сибири, обеспечивающими ресурсную базу ВСТО, являются Томская область и Ханты-Мансийский округ. Выявленные запасы нефти способны удовлетворить потребности Восточной Сибири и Дальнего Востока в энергетическом и нефтехимическом сырье, а также обеспечить крупномасштабные поставки углеводородного сырья в страны Азиатско-Тихоокеанского региона.

В 90-х годах прошлого века достаточно широко обсуждался проект "Энергомост Россия – Япония" по созданию энергокомплексов по производству электроэнергии на Сахалине и в Якутии и энергомоста для экспорта электроэнергии в Японию. Также широко обсуждался вопрос в связи с реализацией избытка электроэнергии Иркутской и Красноярской энергосистем в 25-30 млрд. кВт ч. для экспорта в Китай, Корею и Японию с формированием восточного крыла глобальной электроэнергетической системы.

В настоящее время заинтересованность стран СВА – Китая, Кореи, Японии в масштабном импорте электроэнергии из России усиливается, обусловленная высокими темпами роста электропотребления в этих странах. В связи с этим возникает необходимость формирования мощного электроэнергетического центра Востока России с экспортной ориентацией. Формирование такого нового энергетического центра можно ожидать в результате "новой волны" интеграции объединенных энергетических систем Сибири и Дальнего Востока. Регионы Восточной Сибири и Дальнего Востока располагают реальным потенциалом наращивания производства электроэнергии в крупных масштабах.

На Востоке страны предполагается возможность практического формирования 4-х энергетических центров, обеспечивающих стратегические интересы страны:

1. Южно-Якутский топливно-энергетический комплекс (ЮЯ ТЭК);

2. Нефтегазовый комплекс Восточной Сибири и Республики Саха (НГК ВС И РС (Я);

3. Сахалинский нефтегазовый комплекс (Сах. НГК);

4. Электроэнергетический Центр Востока России (ЭЭЦ ВР).

Так, экономико-географическое положение Южной Якутии и имеющаяся в регионе инфраструктура (производственная, транспортная, социальная) говорят о целесообразности создания именно здесь крупного газохимического центра, способного замкнуть на себя поставки газа из любого (существующего и перспективного) газодобывающего района Республики Саха (Якутия).

Используя в качестве сырьевой базы Чаяндинское и другие газовые месторождения, а также крупнейшее в восточной части страны Селигдарское месторождение апатитов, новый газохимический центр будет способен производить широкую гамму химической продукции с высокой добавленной стоимостью (полимеры, минеральные удобрения, метанол, синтетические моторные топлива и др.) как для внутреннего рынка, так и на экспорт.

Создание в Южной Якутии так называемого Дальневосточного металлургического комбината на базе местных месторождений железных руд (Таежное, Десовское, Тарыннахское и др.) и коксующихся углей (Нерюнгринское, Денисовское, Чульмаканское и др.) планировалось еще в Советском Союзе. В настоящее время данный проект рассматривается инвесторами как в связи с намечаемой реализацией в Сибири и на Дальнем Востоке крупнейших инвестиционных проектов в сырьевых отраслях, требующих значительных поставок металлопродукции, так и в связи с ростом потребления продукции черной металлургии в других странах, прежде всего в Китае и странах Юго-Восточной Азии.

В ближайшие годы в России намечена к реализации программа развития атомной энергетики, в соответствии с которой ежегодно предполагается вводить до 4 ГВт установленной мощности атомных реакторов. При этом собственная добыча урана в стране не столь значительна, а текущие поставки уранового сырья для обогащения осуществляется либо из складских запасов, либо из стран СНГ. В этой связи намечаемая разработка Эльконской группы урановорудных месторождений в перспективе сделает Южную Якутию крупнейшим центром добычи урана в России.

В то же время возможность создания вышеперечисленных, преимущественно энергоемких, промышленных производств именно в Южной Якутии связана с доступом, в перспективе, к дешевому источнику электроэнергии в лице проектируемого Южно-Якутского гидроэнергетического комплекса, первым этапом создания которого должно стать строительство каскада ГЭС на реке Тимптон.

Фактически можно говорить о потенциале создания на юге Республики Саха (Якутия) нового промышленного района на базе объектов гидроэнергетики и кластера энергоемких промышленных предприятий, гарантированных потребителей электроэнергии, преимущественно связанных с переработкой имеющихся на территории полезных ископаемых (природного газа, апатитов, угля, железных и урановых руд и других). При этом в реализацию Проекта "Комплексное развитие Южной Якутии" в части производственной кооперации и развития инфраструктуры оказываются втянутыми прилегающие регионы – Амурская, Иркутская, Читинская области и Хабаровский край.

Республика Саха (Якутия) относится к регионам, энергетический потенциал которых многократно перекрывает современные и перспективные собственные потребности. Её энергетическое хозяйство сегодня представляет собой достаточно развитый комплекс, включающий все (за исключением атомной) отрасли ТЭК: угольную, нефтяную и газовую промышленность, электро- и теплоэнергетику, а также разнообразные сети снабжения потребителей топливно-энергетическими ресурсами. Топливно-энергетический комплекс является важнейшим сектором, определяющим состояние и перспективы развития всей экономики и жизнедеятельности населения республики. При численности занятых 6,1% он дает 17,4% ВРП или 24,8% промышленного производства, 16,5% экспортных доходов и обеспечивает 16% налоговых поступлений в консолидированный республиканский бюджет.

Определяемое общими тенденциями реформирования экономики страны в 90-х годах снижение производства (добычи) ТЭР в РС (Я) происходило до 1998 г., когда оно суммарно составило 11 млн. 169 тыс. т у т. С 1999-2000 гг. начался его стабильный рост.

Наблюдаемое в последние годы увеличение потребления угля в Китае оказало влияние на рост спроса на коксующиеся и энергетические угли в рынках стран СВА. Это позволило в "Программе развития угольной промышленности Республики Саха (Якутия) на 2004-2010 гг." предусмотреть удвоение добычи угля в Южной Якутии без учета участия Эльгинского месторождения.

В плане стратегического развития Южной Якутии удвоение добычи угля в ЮЯУК предусматривается за счет новых угольных предприятий и компаний, возникших в окрестностях Нерюнгринского разреза в последнее время.

Успешное инновационное развитие в целом по России возможно при принятии полноценной законодательной базы на федеральном уровне регулирующее инновационную деятельность. В республике предпринимаются определенные шаги на уровне Правительства по поддержке инновационной деятельности научных учреждений республики – разработана Концепция государственной политики в области науки и технологий на период до 2010 года, включающая приоритетные направления развития науки, технологий и техники, Перечень критических технологий РС(Я).

Ключевая роль в формировании данных видов новых экономических формаций отводится научным организациям республики. Сегодня, научные учреждения Якутии – центральная составная часть инновационных решений. В ближайшем будущем они должны стать генераторами инноваций и гарантами устойчивого развития Республики Саха (Якутия).

Достижения научно-технического прогресса распространяются в обществе в форме инноваций. Инновации могут относиться как к технике и технологии, так и к формам организации производства и управления.

Все они тесно взаимосвязаны и являются качественными ступенями в развитии производительных сил, повышения эффективности производства.

Для осуществления инновационного развития при решении физико-технических проблем Севера были созданы:

– ЗАО НПП "ФизтехЭРА", которое совместно с Институтом проводит систематическую экспертизу промышленной безопасности технических устройств нефтяной и газовой промышленности;

– "Центр по аттестации специалистов сварочного производства", где проводится целенаправленная политика по подготовке и аттестации специалистов сварочного производства;

– "Центр Энергоресурсосбережения и новых технологий", где занимаются проектами по энергосбережению за счет использования ВТ-технологий;

– Испытательная лаборатория "Теплофизика", осуществляющая сертификацию ВТ-материалов обеспечивающих строительный комплекс РС(Я), аккредитованная в Госстандарте России и име ющая лицензию Минстроя РФ.

– ООО "Самет", для организации мини-металлургического завода по производству мелкосортового проката с использованием новейших технологий;

– ООО "Центр Трансферта Технологий", для ускорения коммерциализации инновационных разработок Института.

Создать экономику знаний, которая определяет лицо современной цивилизации, страна может только в том случае, если у нее будет сильна наука, не только идеями, но и умением их внедрить, в чем государство, выстраивая инновационную политику, обязана помочь науке. При комплексном и согласованном подходе всех государственных органов управления, организаций научно-технической сферы и предпринимательского сектора (инвестиционных компаний) возможно инновационное развитие системы.