"Золото" під ногами. Як базальтова революція може змінити українську економіку
Природні ресурси та науковий потенціал дають можливість Україні претендувати на глобальну роль у створенні матеріалів і виробів з базальтових волокон. Ця галузь могла би стати драйвером економічного розвитку
За запасами природних копалин Україна входить до десятки найбільш забезпечених країн. Але безгосподарське ставлення до своїх багатств не дозволяє їй стати заможною і багатою державою. Базальтові породи теж відносяться до копалин, які можна назвати золотим запасом країни, проте вони лежать під ногами і не використовуються.
Базальт як камінь використовувався людством вже давно, але ідея виробляти з нього волокно прийшла французу Полу Де, який отримав патент на свій винахід у 1923 р. у США. Особливого ажіотажу винахід на той час не викликав, а каталізатором для активних розробок у цій сфері став період Холодної війни у 60-х рр. минулого століття. Під грифом секретності США та СРСР почали досліджувати властивості та можливості застосування базальтових волокон (БВ). Насамперед, звісно, у мілітарних цілях.
Центр розробок СРСР базувався у Києві в Інституті проблем матеріалознавства НАН України, де і був розроблений промисловий спосіб виробництва базальтового волокна.
Починаючи з 70-х рр. минулого століття базальтові волокна завдяки своїм унікальним характеристикам: міцності, хімічній стійкості до впливу кислот і лугів, різких перепадів температур, негорючості, термо-, вібро- та зносостійкості, набули широкого використання.
Станом на сьогодні найбільші світові виробники, такі як Airbus, Boing, BMW, GM і т.д., масово переходять на застосування окремих виробів з БВ. Почалось використання його на залізниці під виготовленні вагонів. Китай виробляє морські базальтові контейнери, які на 60% легше металевих і міцніші. Все це початок глобального переходу на екологічно чисті, ефективні та рентабельні базальтові технології.
Про широкі сфери застосування виробів з базальтових волокон, зокрема в оборонній промисловості, ми докладно писали в одному з минулих матеріалів. Зараз зосередимося на тому, як Україна може отримати вигоду з розвитку базальтової галузі.
Глобальний попит і теплоізоляція
Найближчим часом можна очікувати технологічну "базальтову" революцію з масовим використанням БВ і повною заміною багатьох конструкцій на базальтомісткі.
На сьогодні потреба ринку в базальтової продукції у багато разів більша за обсяги його виробництва. Питання широкого застосування базальтового волокна визначаються двома основними факторами: характеристиками його й відповідних матеріалів і вартісними показниками — собівартістю виробництва й ціною самого БВ.
Ще одна перевага базальту — надзвичайна легкість утилізації шляхом переплавки (рециклінгу) і можливість застосування знову як сировини для отримання нових виробів.
Один з найбільш перспективних виробів на основі базальтових волокон — кам’яна вати для ізоляції.
Якщо розглянути світовий ринок теплоізоляційних матеріалів, то в 2022 р. він становив $28,75 млрд, і за 10 років очікується зростання в 1,7 рази — до майже $50 млрд. Український ринок теплоізоляційних матеріалів, поряд з ринками інших європейських країн, є одним з найбільш динамічно та інтенсивно зростаючих.
Ринок теплоізоляційних матеріалів, $ млрд
Великою проблемою в умовах дефіциту енергоресурсів і їх високої вартості є утеплення. Європарламент 14 березня 2023 р. проголосував за обов’язкову реконструкцію 35 млн старих споруд для зменшення енерговитрат на них з метою наближення ЄС до статусу кліматично нейтральної території. Це оцінюється приблизно в 254 млрд євро. Якщо подивитися на ситуацію в Україні, то житлово–комунальне господарство споживає до 20% всіх енергоресурсів.
За рік українські багатоповерхівки споживають від 400 до 550 кВт/г (на 1 м²/рік), індивідуальні будинки котеджного типу — від 600 до 800 кВт/г (на 1 м²/рік). У Німеччині будинки садибного типу споживають в середньому близько 250 кВт/г (на 1 м²/рік), а в Швеції — 135 кВт/год (на 1 м²/рік), і це в умовах нашого більш теплого клімату. Енерговтрати напряму корелюють з станом утеплення. Споживання утеплювачів в різних країнах становить: Швеція — 60 кг, США — 50 кг, Фінляндія — 40 кг, Японія — 40 кг, росія — 14, Україна — 9 кг на одну людину.
У нас цю проблему намагаються вирішити. Так, були затверджені нові будівельні норми (ДБН) на теплоізоляцію і утеплення будівель та споруд, прийнята програма державного стимулювання технологій енергозбереження, Закон від 09.07.2022 №6485 "Про внесення змін до деяких законів України щодо створення умов для запровадження комплексної термомодернізації будівель", введені обмеження на застосування екструзійного пінополістиролу (XPS) та пінопласту (EPS) як утеплювача. Мінірегіонбудом України прийнято рішення в 2020–2023 рр. реконструювати (виконати термомодернізацію) 5 млн м2 застарілого житлового фонду. Всього в Україні 75 млн м2 застарілого житла. Застосування майже вічних базальтових утеплювачів (по суті — це кам’яна вата) повністю вирішує проблему утеплення, замінюючи екструзійні пінополістироли, пінопласти та скловату (SW) як недовговічні теплоізолятори зі шкідливими фенольними сполуками, які за найменшого нагрівання виділяють отруйні сполуки.
Якщо говорити про весь світ, то географічно ринок споживання теплоізоляційних матеріалів виглядає так:
Розподіл ринків теплоізоляційних матеріалів у 2022 р., %
Якщо розглянути споживання не тільки теплоізоляції, а взагалі базальтових волокон та виробів з них, то найбільшим споживачем є США — 44%, далі йдуть Європа — 26%, Азія — 24%, країни Американського континенту — 3,4%, росія — 1,4%, інші країни СНД — 1,2%. У Європі основними споживачами БВ є Німеччина та Австрія — понад 30%, Італія — понад 20%, Франція — близько 18%.
Що ж до компаній — виробників БВ, то найбільшими з них є: Basaltex (Бельгія), Sudaglass Fiber Technology (США), Кам'яний Вік (росія), Чжэцзян GBF Basalt Fiber Co., Ltd (Китай), Technobasalt Invest (США), Shanxi Basalt Fiber Technology Co., Ltd (Китай), Jiang Su Tian Long Continuous Basalt Fiber High–tech Co., Ltd. (Китай), GMV China (Китай), Mafic SA (Люксембург).
Потреба у БВ сьогодні становить мійльйон тонн на рік, а діючі підприємства задовольняють попит лише на кілька відсотків.
Аналіз географії споживання і виробництва БВ показує гарні перспективи розвитку галузі в Україні, бо, крім великих обсягів власної високоякісної сировини і технологій, недорогі, легкі і об’ємні базальтові вироби, дорого транспортувати далеко. Світова динаміка використання теплоізоляторів демонструє вже зараз переважне використання кам’яної вати і постійне витіснення нею з ринку інших матеріалів:
Загальна динаміка використання теплоізоляційних матеріалів в світі у 2017–2021 рр., млн м3
Якщо проаналізувати розподіл споживання теплоізоляторів в Україні, то видно доволі низьку частку ізоляторів на основі БВ (кам’яної вати), що пояснюється відсутністю свого виробництва і великі потенційні можливості подальшого зростання споживання цих матеріалів відповідно до світових тенденцій.
Ринок споживання теплоізоляційних матеріалів України у 2020 р.
Отже, базальт — це не тільки екологічно чистий матеріал XXI ст. з грандіозними можливостями, а й конкурентоспроможна галузь нових матеріалів зі стійким та стрімким розвитком у світовому розподілі праці і ринок з низьким конкурентним середовищем. Країни, що першими почнуть його масове виробництво, отримають великі конкурентні переваги.
Сировина, дослідження, досвід: перспективи України
Для розвитку базальтової індустрії Україна має все необхідне. І наукові розробки, і чимало родовищ базальту, але ця перевага ніяк не використовується. Взагалі запаси сировини в Україні безмежні.
Україна має світовий пріоритет створення матеріалів з базальтових волокон та виробів з них. Перші дослідження можливостей БВ були розпочаті в Науково–дослідній лабораторії базальтових волокон Інституту проблем матеріалознавства НАН України. За їхніми результатами отримали промислові зразки БВ, а в середині 1980–х відпрацювали технологію та запустили виробництво БВ. Тоді в Україні було створено і діяло близько 30 підприємств базальтової спрямованності. Зараз — одиниці.
База гірських порід України для виробництва БВ є необмеженою, але дуже мало наших родовищ зараз використовуються, щоб добувати сировину з цією метою. Більшість — для видобутку щебеню. Регулярні дослідження перспектив використання БВ теж не ведуться. Тобто Україна перестала бути країною, яка використовує свої конкурентні переваги.
Відновлення в Україні індустрії виробництва БВ із закінченим циклом дозволить вирішити низку завдань:
- поновити позиції серед виробників БВ у світі;
- ефективно використовувати природні багатства;
- створити високотехнологічні виробництва для оборонної промисловості, будівництва, енергетики, видобувної промисловості, газової галузі, комунального господарства;
- знизити залежність України від імпорту аналогічних матеріалів та підвищити експортний потенціал країни за рахунок високотехнологічних матеріалів з високою доданою вартістю.
Час вимагає створення сучасної галузі виробництва базальтоволокнистих матеріалів, композитів та виробів з них. Потреба в таких матеріалах як в Україні, так і за її межами дає можливість вирішити низку економічних проблем держави.