РОСНАНО создаст производство термоэлектрических систем для охлаждения и генерации электричества нового поколения на основе прорывной российской технологии CERATOM

Продукцией проекта являются устройства охлаждения, термостатирования и генерации. В частности, речь идет о производстве систем охлаждения для твердотельных лазеров, систем термостатирования «cold plate» для диодных лазеров, термостатированных шкафов для телекоммуникационной аппаратуры, торгового охладительного оборудования, термоэлектрических электрогенераторах для индивидуального жилья. 

Участниками проекта являются РОСНАНО, ООО «Термиона» - заявитель и основной исполнитель, который будет осуществлять запуск и операционное управление производством, а также заказ опытно-технологических работ и ОКР. В качестве стратегического партнера проекта выступит группа компания «Концерн РИО», которая будет осуществлять операционное управление, а также займется реализацией и продвижением продукции проекта. В качестве финансового соинвестора проекта выступит иностранный банк.

Общий объем финансирования Проекта составляет 1 702 млн. рублей. Объем инвестиций, представляемых РОСНАНО составляет 600 млн. рублей. 

Производство ТЭС будет осуществляться на арендуемых производственных площадях завода ОАО «Элма» в г. Зеленоград. Сборочное производство будет размещаться на предприятии «ЯК-44», входящее в группу компаний «Концерн РИО». Начало реализации проекта намечено на 2010 год, выход на полную мощность - в 2014 году. 

До настоящего времени в производстве термоэлектрических модулей и ТЭС использовался ряд дорогостоящих, неэффективных и нефункциональных материалов. Выполняя достаточно утилитарную функцию, а именно обеспечивая конструкционную прочность термоэлектрического модуля, эти материалы так же оказывали и сильное негативное влияние на модули, конечную продукцию на их основе и на процесс производства, а именно:

• существенно увеличивали себестоимость;
• снижали КПД;
• не позволяли варьировать форму и размер модуля в широких пределах;
• сильно снижали эксплуатационные характеристики, надежность,  тем самым ограничивая область применения систем / модулей.

Главное, эти материалы создавали серьезные технологические препятствия для автоматизации производства, поэтому на сегодняшний день большая часть керамических модулей в мире собирается вручную.

Термоэлектрические системы, произведенные по технологии CERATOM, лишены этих недостатков, так как в них эти материалы или отсутствуют или заменены на более дешевые и эффективные наноструктурированные композиты, сочетающие в себе недостижимые или «несочетаемые» в обычных материалах свойства и характеристики. Кроме этого, технология CERATOM предусматривает полную автоматизацию как производственного процесса получения наноструктурированных композитов, так термоэлектрических систем и конечной потребительской продукции.

Эти конкурентные преимущества позволят занять заметную долю рынка в существующих сегментах применения термоэлектричества, а также выйти на принципиально новые рынки, где использование классических керамических модулей технологически невозможно. 

Основным рынком, на который ориентирована продукция Проекта, является рынок систем охлаждения и термостабилизации для различных типов лазеров (твердотельных и диодных). В системах охлаждения лазеров используются как традиционные способы охлаждения (воздушное, жидкостное) так и комбинированные на основе термоэлектрических модулей (далее ТЭМ). Комбинированные системы охлаждения являются наиболее эффективными с точки зрения отвода тепла с единицы площади и используются для охлаждения твердотельных и мощных диодных лазеров. 

Термоэлектричество является одним из перспективных направлений в альтернативной энергетике, так как является одним из самых дешевых и надежных источников альтернативной энергии. Себестоимость генерации энергии в термоэлектрической системе CERATOM составляет 0,07 $/Вт, что сравнимо  с себестоимостью генерации в тепловой и атомной энергетике и в разы дешевле других источников альтернативной энергии. 

Использование термоэлектричества позволяет осуществлять активное охлаждение, термостатирование и генерацию электроэнергии в тех случаях, когда невозможно использовать традиционные методы (компрессионные холодильники, абсорбционные холодильники, утилизация паразитного тепла в промышленности и быту). ТЭМ используются для охлаждения различной аппаратуры в транспорте, космических аппаратах, для охлаждения лазерной и телекоммуникационной техники, электроники, для охлаждения в производственных процессах и быту. 

«Применение термоэлектрических систем в качестве генераторов, преобразующих паразитное тепло в электричество, сильно ограничено ввиду низкого КПД керамических термоэлектрических систем, высокой стоимости и конструкционных недостатков, связанных с использованием керамики в качестве теплопроводов. Реализация проекта позволит вывести на рынок термоэлектричества принципиально новый продукт, лишенный недостатков керамических термоэлектрических систем, что позволит существенно расширить потенциальные области применения термоэлектричества, - заявил управляющий директор РОСНАНО Дионис Гордин. - И проект и технология являются частью наметившегося мирового переворота в данной индустрии, основанного на уходе от стандартной классической конструкции ТЭ модуля, а так же заимствовании и адаптации более эффективных технологий, методов  и подходов из  смежной сферы – микроэлектроники».

Продукция ориентирована на экспорт, рост доли экспорта в выручке: от 75% в 2010 году до 88% в 2016 году. Среди основных потребителей - производители лазеров и лазерных диодов (Sahajanand Laser Technology, Profina Inc., Sensor Electronic Technology Inc., Laird Technologies, Laserlabs, Polaris), а также производители коммерческих и бытовых холодильных устройств (ООО «Сервиспласт», ОАО «ЮТК» и др.), строительные компании.

*****

Объем мирового рынка систем охлаждения твердотельных лазеров в 2008 г. составил $ 1,38 млрд., объем мирового рынка систем термостабилизации для диодных лазеров мощностью более 1 Вт - $ 360 млн. Планируемая доля рынка продукции проекта при выходе на проектную мощность в сегменте систем охлаждения для твердотельных лазеров составляет  5%, в сегменте систем охлаждения для диодных лазеров – 6,8%. 

Сегмент рынка термоэлектрических модулей, используемых в системах охлаждения лазеров, является наибольшим сегментом рынка ТЭМ и составил  в 2008 г. $ 220 млн. (в натуральном выражении ~7 млн. шт.). В целом по итогам 2008 г. объем мирового рынка керамических термоэлектрических модулей оценивается в размере $ 569,4 млн. (в натуральном выражении 38 млн. шт.). Потенциал рынка оценивается специалистами в 6,2 млрд. модулей. Только в России спрос мог бы составлять около 155 млн. термоэлектрических модулей, если бы охлаждающие, термостабилизирующие, генераторные устройства, использующие ТЭМ, полностью заменили бы существующие устройства, не использующие эффект Пельтье, в таких отраслях промышленности и областях применения как автомобилестроение, лазерная техника, производство компьютеров, производство холодильного оборудования, систем кондиционирования, производство электрогенерирующих устройств. Несмотря на прогнозируемый спад рынка в 2009 г. до $ 456 млн. в дальнейшем прогнозируется рост рынка термоэлектричества с темпом CAGR 20%.

Рынок ТЭМ характеризуется низкой концентрацией, доля четырех крупнейших игроков на мировом рынке ТЭМ составляет всего 11,6%. Основные производители керамических ТЭМ – Melcor (США), Ferrotec (Япония), Marlow (США), Tellurex (США), Fuxin (КНР). Наибольшим спросом (80% рынка) пользуются модули стандартных размером 40х40 и 30х30 мм мощностью 40-70 Вт.

Российский рынок керамических ТЭМ в 2008 г. составил $ 3,5 млн. (в натуральном выражении 230 тыс. шт.). При этом объем производства ТЭМ российскими компаниями составил $18,2 млн.(1,2 млн. шт.), 89% произведенной продукции поставляется на экспорт. Основные производители Криотерм (24%), СКБ Норд, РМТ, Остерм, НПО Кристалл, НПО РИФ, АДВ-Инжиниринг.

******

ООО «Термиона» - российская технологическая компания, автор и разработчик технологии CERATOM. ООО «Термиона» была создана в 2004 г. для организации производства термоэлектрических преобразователей по технологии CERATOM на основе разработок зеленоградских компаний «Торион-арсенал» и «ИПТ». В настоящее время компания занимается штучным и мелкосерийным производством термоэлектрических систем и конечных изделий на их основе. В 2008 г. группа компаний «Концерн РИО» инвестировала в проект 150 млн. руб., выкупив долю в ООО «Термиона» в размере 51%. Средства были направлены на реализацию ряда ОКР

Группа компаний «РИО» основана в 1988 г. является частной компанией, работающей в сфере строительства, инвестиций, производства торгового и игрового оборудования.