Концепция стратегической программы исследований технологической платформы «Радиационные технологии» (стр. 1 )

Концепция стратегической программы

исследований технологической платформы

«Радиационные технологии»

Москва 2012

СОДЕРЖАНИЕ

1.  Текущие тенденции развития рынков и технологий в сфере деятельности платформы.

2.  Прогноз развития рынков и технологий в сфере деятельности платформы.

3.  Направления исследований и разработок, наиболее перспективные для развития в рамках платформы.

4.  Тематический план работ и проектов платформы в сфере исследований и разработок.

5.  Мероприятия в области создания результатов интеллектуальной деятельности и управления их распределением.

6.  Меры в области подготовки и развития научных и инженерно-технических кадров.

Общие сведения

Концепция стратегической программы исследований технологической платформы «Радиационные технологии» (далее – Концепция) подготовлена на основе методических материалов по разработке стратегической программы исследований технологической платформы, представленных Минэкономразвития России (далее – Методические материалы).

Концепция разработана на основании аналитических материалов, подготовленных компанией Bain & Company и Группой компаний «Бюро».

По итогам форсайта в сфере радиационных технологий и технологического аудита участников технологической платформы, запланированных к проведению в 2012 году, итоговая версия Стратегической программы исследований технологической платформы «Радиационные технологии», разработанная на базе Концепции, будет опубликована в декабре 2012 года.

Раздел 1 «Текущие тенденции развития рынков и технологий в сфере деятельности платформы» содержит следующие блоки:

1.  Описание текущего состояния рынков отраслей и секторов экономики, к которым относится технологическая платформа, в России и мире, в том числе:

1.1.  Оценка текущего состояния рынков по основным показателям (объемы рынков и их основных сегментов, динамика их роста и др.).

Основными рынками применения радиационных технологий являются:

• ядерная медицина,

• системы безопасности,

• пищевая промышленность и сельское хозяйство,

• экология,

• тяжелая промышленность,

• обработка полезных ископаемых.

По параметру зрелости рынки применения радиационных технологий могут быть разделены на три категории. Во-первых, сформированные рынки с широким применением во всем мире (медицина и системы безопасности). Во-вторых, рынки, находящиеся на стадии формирования и требующие развития нормативно-правовой базы в России и мире и дальнейшего масштабирования (дезинфекция сельскохозяйственной и пищевой продукции, стерилизация медицинских изделий). В-третьих, несформированные рынки с экспериментальными применениями радиационных технологий, находящихся на стадии НИОКР: использование в сфере защиты окружающей среды (очистка сточных вод, переработка медицинских и твердых бытовых отходов, обработка дымовых газов), тяжелая промышленность (изменения свойств полимеров, неразрушающий контроль), обработка полезных ископаемых (крекинг нефти, сжижение газа, гидрогенизация угля).

В совокупности размер рынка ключевых радиационных технологий в 2010 году составил около 17 млрд. долл. Ожидается, что среднегодовые темпы роста до 2030 года составят 8-12%, размер рынка к 2030 году может вырасти до 100 млрд. долл.

Ядерная медицина – направление современной медицины, использующее радиоактивные вещества и свойства атомного ядра для диагностики и терапии в различных областях научной и практической медицины, преимущественно в онкологии, кардиологии и неврологии. Основными сегментами этого рынка являются производство медицинских радиоизотопов, производство радиофармацевтических препаратов (РФП), производство диагностического и терапевтического оборудования, инжиниринг (проектирование и строительство медицинских центров, сервис оборудования, обращение с отходами, кадры), а также медицинские услуги конечному потребителю.

Рисунок 1. Цепочка переделов, ядерная медицина

Мировой рынок оборудования ядерной медицины в 2010 году составил 8 млрд. долл. (медицинские радиоизотопы, РФП, оборудование для лучевой терапии), по прогнозам в 2020 году объем мирового рынка составит 48 млрд. долл.

Системы безопасности (досмотровые системы) на основе излучения используются для досмотра и проверки автотранспортных средств и грузов на предмет соответствия заявленным данным (объекты таможенного контроля), на наличие запрещенных к перевозке предметов и веществ, в том числе взрывоопасных (транспорт, вокзалы, концертные залы и т. д.) и для обнаружения химических, биологических и радиационных угроз (CBRN). Основными факторами дальнейшего роста этих рынков являются ужесточение требований безопасности и реализация мер по предотвращению террористических угроз.

Объем мирового рынка досмотровых систем на 2009 год составил 2,5 млрд. долл., прогнозируемая динамика роста – 10% на период гг. и 5% на период гг., что делает его привлекательным для входа. При этом наиболее перспективной с точки зрения стратегии входа на рынок является ниша комплексного обслуживания потребителя «под ключ».

Пищевая промышленность и сельское хозяйство – третий сегмент радиационных технологий, в котором свойства ионизирующего излучения используются для стерилизации и продления сроков хранения продуктов питания, сельскохозяйственных продуктов.

Мировой рынок услуг по облучению продуктов питания и сельскохозяйственной продукции ~1.7 млрд. долл. (2009) и ожидается, что рынок будет расти со среднегодовым темпом ~10% в год до 2015 года. 1

Рынок услуг по облучению в Российской Федерации находится на начальном этапе формирования. Отсутствует нормативно-правовая и нормативно-техническая база для применения радиационных технологий. Инфраструктура существует в виде устаревших и неприспособленных для соответствующих целей исследовательских гамма-установок и электронных ускорителей. В настоящее время на данных установках стерилизуются различные виды пищевых продуктов. Общие объемы производства в РФ данных продуктов в абсолютном выражении составляют: по мясным продуктам – около 10 млн. тонн в год, по основным овощным культурам – более 12 млн. тонн в год, по пищевым ингредиентам, специям и кормам – около 200 тыс. тонн в год. Объем сельскохозяйственных продуктов, прежде всего зерновых, ежегодно закладываемых на хранение в системе Росрезерва, составляет более 1 млн. тонн.

Средняя производительность центров облучения на базе гамма-установок с активностью источника ионизирующего излучения 1 МКи составляет 50 000 т продукции в год.

В настоящее время ведется разработка нормативно-правовой базы и изменений в действующее законодательство РФ, технические регламенты Таможенного союза ЕвразЭС, разработка документов по стандартизации данной отрасли. Деятельность направлена на стимулирование применения радиационных технологий и формирование рынка услуг по облучению.

Еще одним направлением, в котором используются радиационные технологии, является экология (защита окружающей среды), а именно переработка медицинских и твердых бытовых отходов (далее – ТБО) и водоподготовка.

Размер целевого сегмента рынка переработки ТБО оценивается в 6,9 млрд. долл. 40% рынка занимает оборудование, при этом динамика рынка оборудования определяет динамику рынка услуг. Размер мирового рынка оборудования в 2010 году составил около 3 млрд. долл., прогнозируется его рост на уровне 6% до 2013 года.1 Около 60% мирового рынка сосредоточено в Европе; Азия является вторым по величине рынком и развивается быстрее; рынок России пока не сформирован ввиду отсутствия соответствующего законодательства, способствующего развитию наиболее технологических и экологических методов переработки.

Потребность в технологиях переработки мусора существует в районах с высокой степенью агломерации. Рост численности городского населения создает базу для развития технологий, позволяющих, при размещении в непосредственной близости к населенным пунктам, сохранять уровень выбросов в пределах допустимых норм.

Потребность в использовании технологий по обработке воды усиливается в связи с увеличением численности городского населения и ухудшением экологии. Сегмент по эксплуатации водных систем составляет около 50% от мирового рынка оборудования и систем водоподготовки. Объем сегмента оборудования для обработки осадков сточных вод и устранения запаха достиг около $4,8 млрд. долл. в 2009 году и ожидается, что будет расти со среднегодовым темпом 4,6% до 2015 года. Объем сегмента опреснения воды достиг около 9,5 млрд. долл. в 2009 году и ожидается, что рынок будет расти со среднегодовым темпом 13% до 2015 года. На Страны Африки и Ближнего Востока приходится практически 70% денежного объема данного сегмента.

Основные факторы дальнейшего развития рынка – рост численности населения и уровня урбанизации, стареющая инфраструктура, необходимость в улучшении качества водных ресурсов. В Индии, России и Бразилии затраты на инфраструктуру водоподготовки будут расти быстрее других стран (с темпом 12%, 9% и 21% соответственно). Это обусловлено относительной недоинвестированностью данной отрасли и высокой изношенностью существующей инфраструктуры.

Рынки, связанные с применением радиационных технологий в производственно-технологических процессах тяжелой промышленности и при обработке полезных ископаемых находятся на стадии формирования.

1.2.  Описание основных технических и технологических решений, в целом характеризующих текущий уровень развития рынков и технологий в сфере деятельности платформы в России и мире.

1.2.1. Изотопы

В мире известно более 80 изотопов, которые нашли широкое применение в медицине и промышленности. Наработка радиоизотопов производится на исследовательских реакторах и ускорителях.

В таблице 1 приведена номенклатура изотопов и варианты их применения.

Таблица 1. Номенклатура изотопов и области их применения

1.2.2. Радиофармпрепараты

Рисунок 2. Перечень радиофармпрепаратов, их описание и основные компании-производители

1.2.3. Ускорители

а) Циклотроны и синхротроны

Таблица 2. Перечень циклотронов, синхротронов и их основные сферы применения

Тип ускорителя	Диапазон энергий	Сфера применения
Циклотрон	7-30 МэВ	Наработка медицинских и промышленных изотопов Радиационная стойкость электроники Материаловедение Активационный анализ
Циклотрон	70-400 МэВ	Протонная лучевая терапия Наработка медицинских изотопов Радиационная стойкость электроники Материаловедение
Синхротрон	300 МэВ/нуклон, до 1 ГэВ	Протонная и ионная лучевая терапия Фундаментальные исследования в научных центрах/лабораториях
Электронный синхротрон	До 1 ГэВ, 2-4 ГэВ	Источники синхротронного излучения для материаловедения, кристаллографии, биологии, и т. д.
Сверхпроводящий фазотрон	До 400 МэВ/нуклон	Ионная лучевая терапия

б) Линейные ускорители

Таблица 3. Перечень линейных ускорителей и их основные сферы применения

Тип ускорителя	Диапазон энергий	Сфера применения
Ионные источники	0,1-100 кэВ	Ионная имплантация, легирование Материаловедение
Ускорители электронов прямого действия	0,2 – 2,5 МэВ	Обеззараживание сточных вод Дезинфекция зерна Имплантация, легирование материалов Материаловедение Крекинг тяжелых углеводородов
Линейные резонансные ускорители электронов	0,МэВ	Досмотровые системы Дезинфекция продуктов питания Стерилизация медицинских изделий Полимеризация
Линейные ускорители электронов	6 – 20 МэВ	Лучевая терапия
Ускорители протонов и ионов дейтерия	2,5-7 МэВ	Наработка изотопов Нейтронные генераторы Нейтронная и нейтрон-захватная терапия Материаловедение Активационный анализ Фундаментальные исследования в научных центрах/лабораториях Системы нагрева плазмы в термоядерных реакторах Инжекция в синхротроны для ПЛТ и АЛТ
Ускорители протонов и ионов дейтерия	40-50 МэВ	Материаловедение Трансмутация
Сверхпроводящие линейные ускорители тяжелых ионов	100 МэВ - 1 ГэВ	Протонная и ионная терапия Компоненты для научных установок
Сверхпроводящие линейные ускорители протонов большой мощности	0.6-1.5 ГэВ	Ядерная энергетика (отработка технологий ADS) Нейтронные генераторы Трансмутация долгоживущих изотопов в ОЯТ Инжекция в большие научные машины

1.2.4. Досмотровые комплексы

Рисунок 3. Классификация досмотровых систем по продуктам и видам угроз

2.  Анализ конкуренции на внутреннем и внешних рынках и их ключевых сегментов (основные конкуренты организаций-участников платформы; их стратегическое позиционирование, сильные и слабые стороны и др.).

2.1.  Медицина

На основании проведенного анализа функционирующих в настоящее на территории России предприятий, организаций и учреждений, занимающихся разработкой и/или производством медицинского оборудования, изотопной продукции, новых видов технологий, непосредственно связанных с методами ядерной медициной были сделаны следующие выводы:

-  Основными игроками, обладающими значительными компетенциями и потенциалом на рынке ядерной медицины являются предприятия, учреждения и организации Госкорпорации «Росатом», а также предприятия, учреждения и организации Федерального медико-биологического агентства;

-  Производство на территории Российской Федерации оборудования ядерной медицины и радиофармпрепаратов иностранных компаний и организаций в настоящее время отсутствует, а их продукция импортируется с непосредственным участием соответствующих иностранных представительств, дистрибьюторов и других посредников;

-  Российский рынок радиофармпрепаратов в целом обладает высоким научным потенциалом и при благоприятной конъюнктуре может составить значительную конкуренцию иностранным производителям и разработчикам.

Сильные и слабые стороны игроков – производителей оборудования и радиофармпрепаратов в зависимости от ведомственной подчиненности представлены в таблице 1.

Таблица 4. Сравнительная оценка конкурентных преимуществ игроков рынка ядерной медицины[1]

Компетенции	Подчиненность	Другие
ГК «Росатом»	ФМБА	Рособразование	Правительство РФ	Федеральное агентство высокотехнологичной медицинской помощи	Международные компании
Производство и доставка изотопной продукции
Производство изотопов	+	перспектива	+	+	+
Производство генераторов	+	+	+		перспектива
Логистика	+	перспектива
Производство РФП	+	+	+			+
Производство оборудования
ОФЭКТ, ОФЭКТ/КТ	+					+
ПЭТ, ПЭТ/КТ						+
Линейные ускорители	+					+
Брахитерапия	+	+				+
Циклотроны	+					+
Протонная терапия						+
Инжиниринг
ПЭТ-центр		+				+
ОРНТ		+
Протонная терапия		+				+
ОРИД	+	+				+
ВМЦ	перспектива
ОЛТ	+

Таким образом, в области производства изотопной продукции технологическая платформа обладает сильными преимуществами, а номенклатура продукции, предлагаемой ее участниками гораздо шире, чем характерная для конкурентов. Кроме того, технологическая платформа занимает монопольное положение в производстве радионуклидного сырья. Аналогичное положение платформы в отношении производства РФП, особенно диагностических. В данном сегменте основную конкуренцию ей составляет Завод «Медрадиопрепарат» (ФМБА), а в ближайшие несколько лет », что связано с реализацией государственных программ, в соответствии с которыми на базе данного предприятия будет организовано производство новых видов диагностических и терапевтических РФП.