Вице-президент "Норникеля": 3D-печать помогает нам быстрее и дешевле изготавливать детали

"Норникель" — крупнейший в мире производитель палладия и высокосортного никеля. Однако компания работает и над применением своих металлов не только в традиционных сферах, но и в инновационных технологиях.

О том, зачем металлургам 3D-печать, искусственный интеллект и чат GPT, а также как разработки компании будут применяться для обеззараживания воды и автомобилей на водороде, рассказал в интервью ТАСС вице-президент "Норникеля" по инновациям Виталий Бусько.

— Виталий Геннадьевич, "Норникель" активно участвует в развитии современных технологий, разрабатывает большое количество инновационных решений, а используются ли в компании собственные разработки?

— Конечно. Если мы говорим про инновации, то 85% из них — это то, что мы делаем для себя. В частности, это применение искусственного интеллекта, аддитивных технологий и т.д. Около 15% инноваций — это наша палладиевая история, развитие технологий с применением палладия, чтобы повысить спрос на этот металл. Здесь мы заинтересованы, чтобы наши существующие или потенциальные покупатели активнее использовали решения, которые мы разрабатываем.

— Существует предубеждение, что промышленное применение платиноидов ограничено. Так ли это на самом деле и в каких отраслях вы видите перспективу их применения?

— Платиноиды благодаря своим свойствам используются в промышленности в роли катализаторов, отвечающих за ускорение химических процессов, компонентов жаропрочных сплавов для исключения окисления и обеспечения прочностных характеристик, покрытий контактов для сокращения потерь электрического сигнала и сенсоров, обеспечивающих высокую чувствительность и селективность.

Палладий в большинстве случаев показывает более высокую каталитическую активность, водородопроницаемость, устойчивость к окислению, электропроводность и магнитную восприимчивость, напрямую влияющие на КПД разных технологических процессов. "Норникель" занимает долю около 40% на мировом рынке палладия, в структуре нашей выручки это один из важнейших металлов. Сейчас он применяется для автомобильной промышленности как катализатор для двигателей внутреннего сгорания, которые будут частично замещаться на электродвигатели. Поэтому мы исследуем возможности использования палладия в других направлениях.

В "Норникеле" создан Центр палладиевых технологий, реализующий программу разработки новых материалов на базе палладия, и мы видим большой потенциал его применения в быстрорастущих отраслях энергоперехода и высоких технологий. Это может быть водородная, солнечная энергетика, биотопливо, "зеленая" химия, микроэлектроника. Например, в водородной энергетике палладий может присутствовать по всей цепочке, начиная от производства водорода с помощью электролизеров, получения сверхчистого водорода (палладий используется в мембранах для очистки водорода) до его транспортировки и непосредственно в топливном элементе. Сейчас одно из перспективных направлений — это использование палладия в резервуарах для перевозки водорода, поскольку покрытие с палладием не пропускает водород сквозь стенки резервуара. Помимо этого, мы смотрим свежим взглядом на традиционные отрасли, например сплавы для производства стекловолокна, где палладий за счет низкой плотности может существенно снизить издержки производителей.

На развитие этого направления компания планирует инвестировать около $100 млн.

— Компания сообщала, что ее разработки смогут занять 25–40% рынка водородной энергетики. Что это за технологии? Ведутся ли переговоры по внедрению разработок с какими-то конкретными компаниями?

— Сейчас рынок водородной энергетики небольшой, она только начинает развиваться, и аналитики делают большую ставку на топливные ячейки с использованием палладия. Это могут быть электромобили, где вместо литий-ионных аккумуляторов будут топливные ячейки с водородом. В легковых автомобилях это вряд ли будет востребовано, но для грузовиков, тяжелых машин, танкеров, где литий-ионный аккумулятор не поставишь, потому что тогда он займет половину пространства, это может быть применимо. Водород обладает высокой плотностью энергии и для тяжелых машин, грузовиков, танкеров может использоваться в качестве топлива.

Уже сегодня мы разрабатываем катализаторы на базе палладия для PEM-электролизеров (ведущая технология по производству "зеленого" водорода), которые имеют активность в три раза выше коммерческих аналогов и при этом дешевле за счет замещения дефицитного дорогостоящего иридия.

Кроме того, наши ученые создали разделительные мембраны из сплава палладия и ванадия для производства сверхчистого водорода, которые при тех же затратах энергии и времени дают на 30–50% больше водорода, чем существующие ранее конструкции.

Мы также разработали катализаторы для водородно-воздушных топливных элементов, которые демонстрируют в два раза более высокую активность по сравнению с другими рыночными аналогами. Они прошли лабораторные испытания в России, и сейчас мы проводим их испытания на китайском рынке.

В целом мы видим потенциал применения около 10 т палладия в водородной энергетике при его профиците в 30–40 т на горизонте 2030 года. Считаем, что 10 т из этих 30–40 сможет потреблять водородная энергетика.

— Готовы ли уже результаты ваших испытаний технологии обеззараживания воды с использованием палладия? Когда потенциально разработка могла бы массово внедриться?

— Совместно с нашим партнером — компанией "Экофес", мы недавно разработали анод на базе палладия для обеззараживания воды для водоканалов и бассейнов. Наша разработка показывает лучшие характеристики в части потребления электроэнергии, чем существующие образцы.

Обычно при электролизе основная статья затрат — электроэнергия, а за счет использования анода с палладием потребление электроэнергии в этом процессе сокращается на 10–15%.

Наш анод прошел промышленные испытания на водоканале, совместно с партнером обсуждаем с китайскими компаниями, как использовать эту технологию в промышленном масштабе. Надеемся, что у нас получится перейти к массовому распространению технологии в России и на зарубежных рынках.

Кроме того, подобная технология, как мы используем для обеззараживания воды, еще подходит для других типов электролиза. Например, для электроэкстракции никеля. Сейчас проводим испытания для того, чтобы на больших промышленных анодах использовать эти разработки. Думаю, технологию можно будет в перспективе предложить и другим металлургам.

— А как компания развивает аддитивные технологии? Насколько это перспективная история для вас?

— Аддитивные технологии — это одно из наиболее важных для нас направлений, поскольку два года назад история с импортозамещением и технологической независимостью стала для нас особенно актуальной. Кроме того, Норильск с точки зрения логистики находится в труднодоступном регионе, и аддитивные технологии, 3D-печать становятся "палочкой-выручалочкой" для нас, поскольку можно изготовить большой спектр деталей на месте. С помощью 3D-сканера мы сканируем сломавшуюся деталь, разрабатываем документацию и собираем обратную связь от производственников, определяем материал, который нужен для детали, можем заменить его. После этого все загружается в 3D-принтер.

Я бы отметил, что производители запчастей ориентированы обычно на то, чтобы их запчасти менялись, а с помощью аддитивных технологий мы способны сами изготавливать детали. Так они на 50% (или больше) дешевле, чем оригинальные. За счет компьютерного моделирования и подбора материала мы повышаем их "ходимость" и улучшаем технические характеристики детали, в результате чего они дольше изнашиваются.  

— Как планируете масштабировать эти разработки?

— Сейчас принтеры размещены на нескольких предприятиях группы, у нас также есть отдельный центр 3D-печати. В дальнейшем большой площадкой для размещения принтеров могут быть цеха медного завода, если он будет остановлен по плану в 2027 году. Когда мы освоим эти технологии для себя и сможем полностью покрывать наши потребности, то можно будет предложить производство деталей и другим компаниям.

— Порошковая металлургия и аддитивные технологии ведь плотно связаны. Есть ли у вас собственные разработки в этой области?

— Порошковая металлургия — это одно из самых быстрорастущих направлений использования никеля. 3D-печать активно используют в авиастроении, в энергетическом машиностроении, для этого нужны особые материалы, и зачастую это порошки с использованием никеля. Мы с партнерами разработали новые порошки с никелем, прошли тестирование в России, и сейчас эти образцы находятся в Китае у крупнейших производителей принтеров. Они их тестируют и сертифицируют. Как только мы получим сертификаты качества, то уже будем думать, как нам распространять порошки. Потенциальным рынком сбыта является Китай, хотя в России тоже есть высокий спрос, примерно 500 т в год. Сейчас в России не хватает мощностей для производства порошков, а на глобальном уровне спрос на них составляет около 10 тыс. т в год.

— Расскажите о практике применения ИИ-решений в "Норникеле"? Как искусственный интеллект влияет на экономику крупного бизнеса?

— За последние три года мы внедрили достаточно много решений на базе искусственного интеллекта, это помогает увеличивать показатели переработки руды и извлечения металлов. Сейчас почти все оборудование обвешано датчиками и оператор видит большое количество информации, среди нее ему нужно принимать решение, а применение ИИ позволяет разгрузить оператора от рутинных задач, помогает принимать решение. Системы управления технологическим процессом сейчас у нас работают фактически на всех фабриках, но мы внедряем эти технологии на отдельных переделах. Покрыть полностью процесс мы пока не можем, это вопрос дооснащения и времени.

Технологии, которые мы используем, — это российские разработки, как наши собственные, так и с партнерами.

Кстати, у нас сейчас реализуется несколько пилотных проектов по большим языковым моделям, это чат GPT и подобные технологии, которые у всех на слуху. Сейчас "пилотируем" их в сервисе для налоговиков, чтобы ускорять работу коллег, а для производственников разрабатываем "подсказчик для главного металлурга". В ходе работы возникает много нестандартных ситуаций, и за счет того, что в систему будут загружены все наши регламенты, научные статьи, она сможет подсказать, что делать, если технологический процесс пошел не так. Планируем в этом году завершить разработку прототипа и начать тестировать его. В мире пока больших таких кейсов нет, надеемся, что у нас здесь получится что-то прорывное.