УДК 661.898; 544.478; 546.98; 66.094.25
Кузнецов М.В.
канд. физ.- доктор химических наук,
главный научный сотрудник ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ)
ВОЗМОЖНОСТИ ОПТИМИЗАЦИИ РОССИЙСКОГО РЫНКА ПАЛЛАДИЯ ЗА СЧЕТ ПЕРЕХОДА ОТ ЭКСПОРТА СЫРОГО МЕТАЛЛА К ПРОИЗВОДСТВУ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ПАЛЛАДИЙ-СОДЕРЖАЩИХ КАТАЛИЗАТОРОВ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ОТРАСЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Аннотация
Предложен краткий анализ объёмов отечественного и международного производства палладия в последние годы с динамикой изменения цен. Дана негативная оценка текущей ситуации, связанной с отправкой на экспорт практически всего объёма производимого в России сырого металла. Предложено реорганизовать и расширить отечественную научную и производственную базу каталитических материалов на базе платиноидов.
В российском производстве платиноидных катализаторов следует сделать упор не на стандартные порошковые и гранулированные катализаторы, а на инновационные разработки стекловолокнистых тканых каталитических материалов, содержащих металлы-наполнители платиновой группы.
Ключевые слова
Палладий наряду с платиной занимает видное место в химической науке и технологии как один из наиболее технологически эффективных элементов таблицы Менделеева, обладающих особыми каталитическими свойствами в ряду разнообразных химико-технологических процессов. Можно с уверенностью утверждать, что в обозримом будущем спрос на палладий со стороны химической промышленности и других отраслей не только не будет сокращаться, но, напротив, возрастать благодаря его исключительным каталитическим возможностям [1,2]. Если потребление платины для нужд каталитической индустрии составляет более 50% от ее годового производства (в первую очередь – более 40%, для нейтрализаторов автомобильных выхлопов), то доля производимого палладия, потребляемого при изготовлении катализаторов, находится на уровне около 80%. Отсюда следует, что главными игроками на рынке палладия, определяющими его технологическую, коммерческую и политическую конъюнктуру, могут быть лишь те участники, которые профессионально разбираются в каталитической сфере использования этого металла и активно действуют в этой технологической области. К сожалению, российские производители палладия были (и, к сожалению, пока остаются) пассивными игроками на катализаторном рынке, что и обусловило возникновение больших потерь в их активах, связанных с производством и реализацией палладия.
Мировое производство палладия в последние годы находится на уровне 300 т/год, несмотря на достаточно существенное снижение (более 40 т/год в 2020 г). Россия в лице, фактически, монополиста в данной области – ПАО «ГМК «Норильский никель», является главным производителем и поставщиком этого металла на мировом рынке. По оценкам ряда экспертов, доля этой компании в мировом производстве составляет 60-70%. В связи закрытостью информации о состоянии активов и производства ПАО «ГМК «Норильский никель» трудно представить точный масштаб ее годового оборота палладия. Доля компании в мировом производстве на сегодняшний может более-менее реалистично оцениваться примерно в 40%.
В январе 2019 г. начался стабильный рост цены на палладий и на другие металлы платиновой группы, а палладий в этой ценовой динамике обогнал даже золото. Этот рост был связан с тем, что, например, платина применяется в конвертерах автомобилей, работающих на дизельных двигателях. Тогда как палладий используется в бензиновых и гибридных двигателях, общий процент которых существенно выше. Популярность дизельных двигателей довольно резко упала во второй половине 2010-х (в том числе из-за скандала с двигателями фирмы Фольксваген), тогда как спрос на бензиновые двигатели в тот же период времени вырос и продолжает расти сейчас. Свою роль в росте цен на палладий на мировых рынках сыграли также события в ЮАР (2-м в мире производителе палладия после России), связанные с забастовками и нестабильностью производства в последние годы. Таким образом, Россия в лице ПАО «ГМК «Норильский никель» осталась, фактически, монополистом на мировом рынке палладия, в результате чего его цена за тройскую унцию достигла в августе 2021 г. уровня $2670. К сожалению, отечественные мощности по производству палладия всё еще практически полностью ориентированы на экспорт сырого металла иностранным потребителям (здесь следует принять во внимание крупный контракт ПАО «ГМК «Норильский никель» с BASF и др.).
Из вышесказанного следует, что для оптимизации производственной и коммерческой активности российских производителей благородных металлов необходимо в структурах этих предприятий формировать аналитические центры, способные дать объективные экспертные оценки реального уровня научного и технологического развития в области промышленного катализа, способные увидеть стратегические тенденции в этой области, а также в сфере поиска новых каталитических материалов.
Более того, представляется целесообразным создание в рамках организационных структур производителей благородных металлов не только каталитических экспертных центров, но и специализированных подразделений, ведущих собственные научно-технологические исследования в области катализа, разработки дизайна и состава платиноидных катализаторов, изучения высокотехнологичных рынков реализации катализаторов в противовес сырому металлу и т.д. Об эффективности такого подхода к реформированию российских предприятий-производителей благородных металлов свидетельствует многолетний опыт действующих в этой сфере западных компаний (например, Johnson Matthey, Degussa, BASF и др.), которые содержат в своих структурах научно-исследовательские и опытно-конструкторские каталитические подразделения. Такое активное участие в процессах разработки и освоения новых каталитических материалов позволяет им значительно увеличить прибыль с единицы массы перерабатываемого благородного металла, поскольку производство катализаторов может быть отнесено к «high-tech» технологиям, которые, как известно, отличаются сверхвысокой рентабельностью. Приближенная оценка показывает, что грамм палладия (платины), как компонент каталитического материала, может иметь стоимостной уровень, превосходящий цены Лондонской биржи на эти металлы в 5-50 раз.
Одним из путей выхода из создавшейся кризисной и критической ситуации должна стать переориентация российского рынка катализаторов и использующих эти катализаторы производств на отечественных производителей новых высокотехнологичных каталитических материалов. Такой разработкой является создание нового поколения отечественных стекловолокнистых тканых каталитических материалов с различными наполнителями. СВТК — представляют собой изделия, сотканные из силикатных, аморфных по фазовому состоянию стекловолокон (содержание SiO2 55-98% масс.) в форме полотнищ или сеток, активированных каталитическими компонентами из широкого ряда металлов, композиция которых и их содержание определяется требованиями каждого конкретного каталитического процесса. Их структура и свойства позволяют реализовать в реакторе эффективный кассетный дизайн послойно сформированного катализаторного пакета со значительным сокращением общей массы загрузки по сравнению с традиционными гранулированными насыпными катализаторами. Такой кассетный дизайн катализаторного пакета-картриджа обеспечивает эксплуатационную простоту и оперативность его инсталляции, а также извлечения отработавшего элемента из реактора. Процесс производства СВТК материалов характеризуется непрерывностью технологической схемы, легкой ее перестраиваемостью на новое изделие, а также экономичностью. Разработанные нами СВТК материалы могут быть классифицированы как новые, практически, неизученные объекты каталитической химии. Этот класс каталитических систем характеризуется как собственной фундаментальной научной новизной, так и новизной их технологического применения [3-5].
Поставленная задача дальнейшем обусловит некую общую схему аналитического исследования, которая может включать в себя следующие составляющие:
— Проведение систематизации технологическим процессов, которые могут быть отнесены к реальным или потенциальным потребителям палладиевых катализаторов: автокатализаторы; жидкофазное и газофазное гидрирование углеводородов в химической, нефтеперерабатывающей и пищевой промышленностях; производство удобрений; полимерная промышленность, экологические процессы каталитической очистки индустриальных газовых выбросов и др.;
— Систематизация, качественный и количественный анализ российских предприятий, потребляющих и потенциально готовых потреблять палладий-содержащие катализаторы;
— Проведение приближенных балансовых оценок текущего и потенциального годового потребления палладиевых катализаторов российскими промышленными предприятиями;
— Анализ перспектив освоения российского рынка российскими производителями палладий-содержащих каталитических материалов: оценка возможностей вытеснения зарубежных производителей катализаторов и перехода к экспансии отечественных каталитических разработок на зарубежные рынки.
Список литературы
1. Лебедев Н.Н., Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза, изд. 4-е перераб., М., Химия, 1981, 592 с. с илл.
2. Мастерс К., Гомогенный катализ переходными металлами, пер. с англ., М., Мир, 1983, 304 с.
3. Симонова Л.Г., Барелко В.В., Токтарев А.В., Черашев А.Ф., Чумаченко В.А., Бальжинимаев Б.С., Катализаторы на основе стекловолокнистых носителей. 4. Исследование Pt катализаторов на основе стеклотканных носителей в реакциях окисления углеводородов (пропан, н-бутан) и диоксида серы, Кинетика и катализ, 2002, т.43, №1, с.67-73.
4. Барелко В.В., Хальзов П.И., Звягин В.Н., Онищенко В.Я., Катализатор для химических процессов, например, для конверсии аммиака, окисления углеводородов, диоксида серы, очистки выхлопных газов, Патент Российской Федерации N 2069584, БИ N 33 от 27.11.96.
5. Барелко В.В., Кузнецов М.В., Дорохов В.Г., Паркин И.П. (Parkin I.P), Стекловолокнистые тканые катализаторы – альтернативные каталитические материалы для различных отраслей промышленности, Химическая физика, 2017, т.36, №7, с.75-89.
©Кузнецов М.В.