Развитие ВТСП-технологий в компании СуперОкс

1.

Развитие ВТСП-технологий в компании СуперОкс
Самойленков Сергей Владимирович, к.х.н.
Генеральный директор ЗАО «СуперОкс»
[email protected] │ +7 916 764 9002
03.01.2023
1

2.

Структура группы компаний
Частная. Высокотехнологичная. Российская.
ЗАО СуперОкс (2006) – разработка и производство ТОУ,
систем электродвижения, двигателя для орбитального буксира
ООО С-Инновации (2011) - производство ВТСП-провода,
развитие технологий, резидент Фонда Сколково
SuperOx Japan LLC (2011) – производство ВТСП-провода,
развитие технологий, японский рынок
Около 100 сотрудников, 25 кандидатов наук,
средний возраст < 35 лет,
около 3000 м2 производственных площадей
03.01.2023
2

3.

О группе компаний СуперОкс
Национальный чемпион 2019
Самые инновационные компании «Техуспех»:
третье место из 129
03.01.2023
3

4.

ВТСП-провод 2-го поколения
03.01.2023
4

5.

Рынок сверхпроводников
Сверхпроводниковый рынок по разным оценкам составляет от $3 млрд до $8 млрд
Объем рынка (млн долл.)
Основной рынок – томографы на основе НТСП, ВТСП – главный драйвер роста
CAGR 10%
CAGR 92%
Источники:
BCC Research, Superconductors: Technologies and Global Markets, AVM066A-E, 2008, 2010, 2012, 2014, 2017
Conectus, 2011, http://www.conectus.org/market.html
Global Industry Analysts Inc. Superconductors. A global strategic business Report, MCP-6535, 2012
03.01.2023
5

6.

Рынок сверхпроводников
Рынок ВТСП сильно диверсифицирован, как по отраслям применения, так и географически
$3,4 млрд
2021
$5,3 млрд
Объем сегмента рынка, млн долл.
2016
Рынок энергетических ВТСП-устройств (2021)
600
500
~ $1,7 млрд
400
300
200
100
0
Источник:
BCC Research, Superconductors: Technologies and Global Markets, AVM066E, 2017
03.01.2023
6

7.

ВТСП-провод – технология и рынок
Прогноз Всемирного энергетического агенства
Увеличение количества
Снижение цены
2020
Стоимость:
Объем:
100 $/кА-м
300-500 км/год
2025
Стоимость:
Объем :
50 $/кА-м
>1000 км/год
2030
Стоимость:
Объем :
25 $/кА-м
>1000 км/год
Источник: IEA HTS TCP, Potential gaps and barriers for energy technology development
and deployment : HTS TCP perspective, 2017
03.01.2023
7

8.

Бизнес-стратегия группы СуперОкс – ВТСП-провод
Производство высококачественного ВТСП-провода при снижении себестоимости
o Внедрение в техпроцесс современных цифровых технологий
o Кратное увеличение объемов производства
o Фокус на кастомизированный продукт с относительно высокой ценой
Производство ВТСП-оборудования с высокими конкурентными преимуществами
o Токоограничивающие устройства (ТОУ)
110-220 кВ – Москва, Санкт-Петербург, НПЗ/ГПЗ, объединение энергосистем
1-3 кВ – ж/д и метро, промышленность, судостроение, угольные шахты
o Силовые установки на основе ВТСП-электродвигателей
o Создание гибридной силовой установки для электрического самолета и/или конвертоплана
o Электрический ракетный двигатель
Ключевая технология для орбитального буксира (снижение стоимости доставки на ГСО)
03.01.2023
8

9.

Бизнес-стратегия группы СуперОкс – ВТСП-провод
1000
Увеличить объем производства инвестиции
Снизить цену на провод развитие технологии
Объем производства, км/год
900
800
2035
700
Перспективный российский
рынок ВТСП-провода
600
500
2025
400
2020+
300
Зарубежные конкуренты
2022
200
2017
100
2015
0
0
100
200
300
400
500
600
Стоимость ВТСП-провода, $/кА-м
03.01.2023
9

10.

Бизнес-стратегия группы СуперОкс – ВТСП-провод
13.03.2019 - дата измерения
01.06.2019 - коммерческий продукт
Свойства при 77К в собственном поле:
Производство выведено на проектную мощность
Увеличение качества за 2 года в 2 раза
03.01.2023
Средний ток:
Минимальный ток:
Максимальный ток:
1024 А / 12 мм
800 А / 12 мм
1083 А / 12 мм
Длина
128 метров
10

11.

Бизнес-стратегия группы СуперОкс – ВТСП-устройства
Производство высококачественного ВТСП-провода при снижении себестоимости
o Внедрение в техпроцесс современных цифровых технологий
o Кратное увеличение объемов производства
o Фокус на кастомизированный продукт с относительно высокой ценой
Производство ВТСП-оборудования с высокими конкурентными преимуществами
o Токоограничивающие устройства (ТОУ)
110-220 кВ – Москва, Санкт-Петербург, НПЗ/ГПЗ, объединение энергосистем
1-3 кВ – ж/д и метро, промышленность, судостроение, угольные шахты
o Силовые установки на основе ВТСП-электродвигателей
o Создание гибридной силовой установки для электрического самолета и/или конвертоплана
o Электрический ракетный двигатель
Ключевая технология для орбитального буксира (снижение стоимости доставки на ГСО)
03.01.2023
11

12.

Токоограничивающее устройство (ВТСП ТОУ) 220 кВ
2016-2019 ВТСП ТОУ 220 кВ для ПС «Мневники» - контракт с АО «ОЭК» на весь комплекс работ
03.01.2023
12

13.

Токоограничивающее устройство (ВТСП ТОУ) 220 кВ
ВТСП ТОУ – основа надежности энергосистем мегаполисов
Ограничивает ток короткого замыкания в 5-10 раз в 100 раз быстрее аналогов
Снижает критическую зависимость от импорта силовых выключателей КРУЭ
Повышает связность и устойчивость сети, дополняя экономический эффект от цифровизации
Экономический эффект от внедрения
В энергосистеме Москвы – 147 млрд руб. Десять ТОУ заменяют 115 импортных КРУЭ 220 кВ,
повышая пропускную способность сети 220 кВ на 35% и снижая потери в ней на 2%
В энергосистеме Санкт-Петербурга – 35 млрд руб. Девять ТОУ 110 кВ заменяют 106 КРУЭ
110 кВ, повышая пропускную способность сети 110 кВ на 150% и снижая потери на 3,5 %
Пилотное внедрение ВТСП ТОУ 220 кВ
Первое ВТСП ТОУ в Российской Федерации вводится в эксплуатацию на высоковольтной
подстанции «Мневники» (Москва).
Самое мощное токоограничивающее устройство в мире на сегодняшний день, ограничивает
мощность короткого замыкания с 2000 до 300 мегаватт
Статус национального проекта (Минэнерго)
Экономический эффект от пилотного проекта – около 4 млрд руб. за счет снижения
потребности в закупке импортных КРУЭ с большой отключающей способностью
03.01.2023
13

14.

ВТСП ТОУ 220 кВ – перспектива для Москвы
Применение ВТСП ТОУ восстанавливает работу кольцевой схемы электроснабжения города
Существующая
секционированная сеть Москвы
Объединенная сеть
после установки 10 ВТСП ТОУ
Источник: «Оценка технико-экономического эффекта применения токоограничивающих устройств на основе высокотемпературной сверхпроводимости для условий энергосистемы г. Москвы и Московской области»,
АО «Институт «ЭНЕРГОСЕТЬПРОЕКТ», 2017
03.01.2023
14

15.

ВТСП ТОУ 220 кВ – перспектива для Москвы
2016
Уровень готовности технологии
9
год выхода на рынок
8
100 млрд руб.
7
объем рынка РФ до 2035
6
Финансирование:
5
Фонд развития
промышленности,
инвестпрограммы
энергокомпаний
4
3
2
1
03.01.2023
15

16.

Силовые установки для авиации
ВТСП-электродвигатели при высокой мощности обладают рекордно малым весом, что позволяет создавать силовые
установки для летательных аппаратов вертикального взлета и посадки
Существенное влияние на рынок узкофюзеляжных самолетов: около $3 трлн до 2035 года
Летательные аппараты с вертикальным взлетом способны значительно трансформировать рынок перевозок
Концепт Uber/Aurora
Крейсерская скорость, км/ч
600
XTI Trifan
500
Osprey V-22
Аванпроект СуперОкс
AW 609
400
Aeromobile
300
Lilium
Uber
200
Superfly
100
Ehang 184
0
Zunum Aero
10
100
1 000
10 000
100 000
Пассажиров*дальность (пасс-км)
Концепт XTI
Airbus, Rolls Royce, Siemens
Концепт Airbus
Источники: Аванпроект СуперОкс-Аэроксо (2017), Airbus, Uber, Aurora Flight Sciences, XTI, Aviation Week и др.
03.01.2023
Удельная мощнсоть (кВт/кг)
10
8
Традиционные
электродвигатели
Электродвигатели
с ВТСП-обмотками
6
4
2
0
10
100
1 000
Мощность (кВт)
10 000
16

17.

Силовые установки для авиации
2016
начало НИОКР
Уровень готовности технологии
9
8
2020+
год выхода на рынок
7
6
3 трлн долл.
объем рынка до 2035*
5
4
3
2
1
03.01.2023
Финансирование:
Фонд перспективных
исследований, Минпромторг,
собственные средства
_______________________
* рынок узкофюзеляжных самолетов, доля
ВТСП-силовых установок уточненяется в ходе ТЭО
17

18.

Электрический ракетный двигатель (ЭРД)
ЭРД потребляет в 10 раз меньше топлива, чем двигатели на керосине, что позволяет создать орбитальный буксир
ВТСП-технология обеспечивает высокие магнитные поля, необходимые для ЭРД высокой мощности
Объем рынка доставки спутников с низкой опорной на геостационарную орбиту – около $2 млрд/год
Подтверждение концепции: испытания ЭРД
СуперОкс c внешним магнитным полем,
создаваевым ВТСП-магнитом, 2017
03.01.2023
Концепция орбитального буксира
Сегодня: 1 ракета
выводит 1 спутник
С буксиром 1 ракета
выведет 2 спутника
18

19.

Электрический ракетный двигатель (ЭРД)
2016
Уровень готовности технологии
9
начало НИОКР
8
2020+
7
год выхода на рынок
6
2 млрд долл.
5
годовой объем рынка*
4
3
2
1
03.01.2023
Финансирование:
собственные средства
_______________________
* рынок услуг вывода спутников с НОО на ГСО
доля услуг с применением буксира уточняется
в ходе ТЭО
19

20.

Спасибо за внимание!
сверхпроводимость.рф
03.01.2023
20