Атомная энергетика осваивает новейшие цифровые технологии и проникает в смежные отрасли промышленности. Без этих новых трендов у урана нет будущего.
Мир жадно впитывает инновационные технологии, они очень быстро находят применение в жизни. Цифровая экономика диктует свои порядки и, чтобы отвечать вызовам времени, мы должны заглядывать в будущее, бороться не только за сегодняшнюю конкурентоспособность, а прогнозировать что будет востребованным через 20 и более лет/
Потребление урана в мире растет намного быстрее, чем прогнозировалось ранее. Борьба с парниковым эффектом ограничивает сжигание нефти, газа и угля на ТЭС, а альтернативные источники энергии заработают в промышленном масштабе и по конкурентоспособным ценам не ранее 2030 года. На этом фоне после почти шестидесятилетнего служения человеку атомная энергетика начинает развиваться как никогда активно.
Перспективы налицо
По данным на январь 2017 года, 447 реакторов в мире находились в эксплуатации и 60 – на стадии строительства. Одобрение и финансирование получили еще 164 реактора, которые в ближайшие восемь-десять лет начнут генерировать энергию – из них 40 в Китае, 25 в России, 20 в Индии и 18 в США. Согласно «конкурентному» сценарию IHS Markit, умеренный ввод атомных генерирующих мощностей в мире составит 1,6% ежегодно, вплоть до 2040 года. Однако если к 2040 году прогнозируется увеличение атомных мощностей более чем на 50% по сравнению с 2015-м (с 391 ГВт до 592 ГВт), то доля АЭС в общем объеме энергетических мощностей снизится до 5% (-1%).
Участники рынка отмечают, что преимуществами атомной энергетики по-прежнему остаются огромная энергоемкость (1 килограмм урана с обогащением до 4%, используемого в ядерном топливе, при полном выгорании выделяет энергию, эквивалентную сжиганию примерно 100 тонн высококачественного каменного угля, или 60 тонн нефти); повторное использование (уран-235 выгорает в ядерном топливе не полностью и может быть использован снова после регенерации, в отличие от золы и шлаков органического топлива, а в перспективе возможен полный переход на замкнутый топливный цикл, что означает практически полное отсутствие отходов); снижение «парникового эффекта» (АЭС в Европе ежегодно позволяют избежать эмиссии 700 миллионов тонн СО2, а действующие АЭС России ежегодно предотвращают выброс в атмосферу около 210 миллионов тонн углекислого газа). Вместе с тем специалисты понимают, что конкурентное будущее отрасли определяется новыми технологиями.
К примеру, «Росатом» в перечень своих инноваций включил модернизацию существующих технологий, призванную повысить конкурентоспособность продукции российских атомщиков на внешних рынках; создание новых энергетических технологий; захват лидерства на смежных рынках в области новых материалов, ядерной медицины, систем безопасности.
– За последние десятилетия цифровая экономика не только прочно вошла в нашу жизнь, но и трансформировала бизнес-процессы на мировом рынке. Использование цифровых технологий во всех областях жизни – это новый уклад. И мы все это понимаем. Очевидно, что без адаптации под новые условия, без высокого темпа развития исследований и разработок конкурировать на мировом рынке невозможно, – уверен Александр Мертен, президент частного учреждения «Русатом – Международная Сеть» (РМС), являющегося отраслевым комплексом «Росатома».
Он назвал атомную отрасль одной из самых высокотехнологичных в мировой экономике, сравнил ее с локомотивом развития науки и технологий. Об этом, по его мнению, свидетельствуют технологические прорывы в отрасли.
Как сохранить лидерство?
Рассказывая участникам сессии «Новые технологии и решения в атомной отрасли: практики внедрения цифровых технологий», состоявшейся в рамках XI Евразийского форума KAZENERGY «Созидая энергию будущего», в чем же цифровая уникальность «Росатома», Александр Мертен упомянул о вводе в промышленную эксплуатацию в феврале 2017 года на Нововоронежской АЭС-2 энергоблока нового поколения «3+» с реакторной установкой ВВЭР-1200, в котором учтены все постфокусимские требования МАГАТЭ в области безопасности. Ввод в ноябре 2016 года мощного энергоблока N4 Белоярской АЭС с реактором на быстрых нейтронах БН-800 – также пример перехода на новую технологическую платформу: «замкнутый ядерный топливный цикл».
Впрочем, подчеркнул Александр Мертен, деятельность «Росатома» не ограничивается строительством и эксплуатацией АЭС. Госкорпорация выпускает оборудование и изотопную продукцию для ядерной медицины, проведения научных исследований, занимается материаловедением, выпускает суперкомпьютеры и программное обеспечение, различную ядерную и неядерную инновационную продукцию.
Многие наслышаны и о производственной системе «Росатома», которая позволяет существенно сократить скорость протекания процессов, повысить качество выпускаемой продукции и услуг, уменьшить затраты, автоматизировать производство. И этим своим опытом компания делится с многими организациями, даже с городскими поликлиниками.
– Чтобы сохранять лидерские позиции на рынке, нужно быть на шаг впереди, – заявил глава РМС и сообщил, что разработки Госкорпорации интересны и за рубежом.
Так, АО «Русатом Хэлскеа», дочернее предприятие Госкорпорации, совместно с тайской компанией Кинетикс (Kinetics Corporation Ltd) построит и введет в эксплуатацию Центр для наработки радиофармпрепаратов. Радионуклиды, которые будут создавать в лаборатории циклотронно-радиохимического комплекса, дадут врачам возможность выполнять высокоэффективную диагностику и терапию широкого спектра заболеваний.
– Мир жадно впитывает инновационные технологии, они очень быстро находят применение в жизни. Цифровая экономика диктует свои порядки и, чтобы отвечать вызовам времени, мы должны заглядывать в будущее, бороться не только за сегодняшнюю конкурентоспособность, а прогнозировать что будет востребованным через 20 и более лет, – заявил Александр Мертен.
Аддитивные технологии – один из таких трендов будущего. В космической и авиационной отраслях они уже не модная фишка, а реальность. Как сообщил Александр Мертен, «Росатом» реализует проект металлического 3D-принтера и вскоре намерен наладить его серийное производство, что снизит себестоимость изготовления изделий сложной формы из дорогих материалов.
Пришла однажды Multi-D
Эксперт управления коммерциализации Multi-D группы компаний ASE Алексей Сачик сообщил, что при строительстве атомных и других промышленных объектов российские атомщики успешно используют комплексный подход с планированием и ведением работ в цифровом формате. Цифровая платформа управления жизненным циклом сложных инженерных объектов Multi-D – гордость группы ASE и всего «Росатома». По словам эксперта ASE, уникальность технологической разработки доказана при строительстве четырех энергоблоков атомных и двух энергоблоков тепловых электростанций на территории России. Благодаря Multi-D была снижена вероятность ошибок на всех производственных площадках, возросла производительность, сократились сроки и стоимость сооружения.
Термин Multi-D, который предполагает наложение на проектирование в трехмерном пространстве (3D) других «D», таких как время, физические объемы, ресурсы и стоимость, набирает популярность и начинает использоваться в неатомных проектах.
– Двадцать лет назад начали говорить о массовом применении средств информатизации. Тогда и возникло понятие «цифровая экономика». Сейчас это мощный тренд, который стоит на переломе 3-й и 4-й промышленных революций. Все компании вынуждены работать с большими объемами данных, с цифровыми моделями, – пояснил Алексей Сачик.
Сегодня IT-моделирование применяется в гражданском и промышленном строительстве, в медицине для визуализации человеческих органов и при моделировании нейрохирургических операций, в практике дополненной виртуальной реальности, при диспетчерском управлении магистральными газопроводами и изучении геологии газо- и нефтеносных пластов… И это только несколько частных случаев применения 3D-моделей.
Мировой опыт показывает, информационное моделирование приводит к повышению стоимости услуг по проектированию на 30–40%, зато позволяет на 20% снизить стоимость самого проекта. А это немало, ведь расходы на проектирование, как правило, составляют лишь 6–8% от стоимости всего проекта. Поэтому у Multi-D, безусловно, есть большой потенциал тиражирования на другие отрасли.
Такого не бывало!
Менеджер по странам Европы, СНГ, России и Африки Wonderware Фредерико Маргуатти, говоря о продвижении цифровизации в мире, попытался объяснить, в чем же разница между традиционным промышленным программным обеспечением, которое уже установлено на предприятиях, и новым промышленным интернетом вещей. По его словам, новые промышленные беспроводные коммуникации позволяют соединять огромное количество систем очень простым и дешевым способом.
– Теперь можно соединить данные из разных источников и отправить их куда бы то ни было. Такого не существовало еще несколько лет назад. Сегодня мы двигаем использование «умных» технологий на местах, – поделился он успехами Wonderware. – Если в прошлом триллионы данных хранилось на серверах, сейчас мы можем хранить их на Облаке. Посылать их куда нам угодно, видеть в любом формате с любого устройства.
Индустрия 4.0, по мнению Фредерико Маргуатти, начинается с сенсоров и заканчивается самыми продвинутыми комплексными приложениями. А чтобы «закрыть в цикл все операции в бизнесе», все собранные данные нужно лишь интерпретировать через довольно простые приложения. Иными словами, ничего сложного.
Но, по мнению Мираса Касымова, и. о. главного директора по трансформации и кадровой политике АО «НАК «Казатомпром», к цифровизации в рамках Индустрии 4.0 стоит относиться прагматично – прежде чем внедрять что-либо, сначала оценить реальный эффект от той или иной инновации. Потому что любое новшество – «не панацея, а инструмент, который следует использовать вовремя, корректно и в нужном объеме».
Делясь опытом внедрения инструментария 4.0 в «Казатомпроме», Мирас Касымов пояснил, что цифровизация горнорудных процессов в компании, поскольку она, скорее, добычная, стоит на первом плане. Учитывая индустриальную специфику, в рамках программы трансформации здесь внедряются проекты по цифровизации и роботизации производства: технологии дополненной реальности/3D, АСУТП, система SAP ERP, Ситуационный центр, роботизация линии по затарке готовой продукции, цифровой рудник.
– Цифровой рудник – этот тот самый базис, который послужит для внедрения на нашем производстве комплекса разнообразных систем, которые, по сути, и представляют собой технологии Индустрии 4.0. Это аддитивные технологии, дополненная реальность, big data и многое другое. Проект уже прошел первый пилотный этап на предприятии «Казатомпром SaUran». Планируем, что 2018–2019 годы станут периодом активного тиражирования системы на всех остальных добычных предприятиях компании, – сообщил Мирас Касымов.
Среди конкретных результатов внедрения проекта «Цифровой рудник» он отметил сокращение времени диагностирования оборудования с 14 дней до 2, уменьшение времени сниженной производительности скважины втрое, снижение потребления электроэнергии на 10% и, что немаловажно, существенное сокращение времени на подготовку отчетности. Между тем компания продолжает расширять функциональность системы: дополняет ее лабораториями и анализом разнообразных образцов, увеличивает площадь покрытия датчиками, внедряет новые методики для оценки использования различного оборудования.
Иначе нельзя – конкуренция высока. Только наращивая инновационный потенциал, уранодобывающей и атомной отраслям удастся сохранить лидерство в рейтинге самых высокотехнологичных и наукоемких в мире.
«Горно-металлургическая промышленность» №9-2017 Николай ВАНЖА
