Нанотехнологии как фактор конкурентоспособности и безопасности глобальной экономики

     В начале XXI в. в США была принята  долгосрочная комплексная программа  «Национальная нанотехнологическая  инициатива», объединяющая под своим  «зонтиком» исследования десяти ведомств. По этой программе в 2001 г. объем бюджетного финансирования нанотехнологических  исследований составил 420 млн долл., а после 2004 г. этот уровень составил около 1 млрд долл. в год, т.е. около 0,3% всех средств, направляемых в США на финансирование государственных и частных исследований. Основными распорядителями государственных средств являются Национальный научный фонд и министерство обороны. Около 75% государственных средств получают университеты, еще 22% – национальные научно-исследовательские лаборатории.

     Примеру программы США последовало около 50 стран. Среди развивающихся стран  можно выделить Южную Корею и  Китай. Бюджетные расходы на нанотехнологии по основным регионам мира представлены на рис. 1.

     Россия  в силу переходного кризиса в 1990-е гг. оказалась в стороне  от мирового процесса развития нанотехнологий. Российские научные исследования финансировались  недостаточно, что вело к отсутствию необходимого экспериментального оборудования. Оживление началось после 2000 г., когда  стартовали проекты по финансированию разработок наноматериалов, поддержанные Российским Фондом Фундаментальных  Исследований, отраслевыми программами  Минобороны, Росатома, Роскосмоса, Минпромэнерго, что в сумме составляло около 20 – 25 млн долл. в год. В 2004 г. была принята федеральная целевая  программа с ежегодным финансированием  нанотехнологий в размере 70–80 млн  долл. В 2006 г. была принята федеральная  целевая программа с финансированием  в размере 134 млрд руб. (5 млрд долл.) на 2007–2012 гг. В настоящее время создается ГК «Российская корпорация нанотехнологий» с капиталом 130 млрд руб.

     Мировой опыт показывает, что сектор нанотехнологий получает от государства только первоначальный импульс для развития, остальное  делает частный бизнес. Так, в США, Японии, Южной Корее с 1999 по 2004 гг. частные инвестиции в наноиндустрию  выросли в 10 раз. При этом первенство принадлежит крупнейшим транснациональным  корпорациям. В США лидерами являются IBM и Hewlett-Packard. В Южной Корее –  это Samsung Electronics.

     В 2005 г. объем мирового частного финансирования разработок в сфере нанотехнологий вплотную приблизился к государственному. Это означает, что рынок перешагнул тот рубеж, после которого его  развитие приобретает самоподдерживающийся характер. Наибольшую долю частного сектора  в финансировании нанотехнологий имеет  Япония (около двух третей). В США  частный сектор отвечает более, чем  за половину финансовых вложений. В  Европе частный сектор проявляет  относительно меньшую активность, там его доля составляет около 30%. 
 

     Особенностью  частных инвестиций в сектор инновационной  продукции являются высокие риски  при высокой номе доходности. Для  подобных инвестиций существуют специальные  институты – фонды венчурного инвестирования, которые могут максимально  эффективно управлять возникающими рисками. Вложения венчурного капитала в нанотехнологии характеризуется  стремительной динамикой роста, сопряженной с высокой волатильностью. В 2002 г. инвестиции составили 407 млн  долл. США. Можно отметить, что наиболее привлекательной сферой вложений венчурного капитала являются инновации на стыке  нано- и биотехнологий. Эта сфера  привлекла чуть более половины всех венчурных инвестиций в 2003 г. При  этом 32% вложений направляются на разработку приборов на основе нанотехнологий, остальные  – на разработку наноматериалов и наноинтрументов.

     Таким образом, можно утверждать, что существует разделение финансовых сфер ответственности  между бизнесом и государством. Государству  следует финансировать фундаментальные  разработки, которые являются общественным благом и могут быть использованы любым исследователем. В-частности, государство должно поддерживать сектор образования, обеспечивающий подготовку квалифицированных специалистов для  наноиндустрии. Частному сектору, как  правило, такие расходы не интересны, поскольку они не позволяют извлекать  непосредственную экономическую выгоду. Вместе с тем, частные компании заинтересованы в инвестициях в прикладные разработки, позволяющие получить новые товары, пользующиеся спросом на рынке. 
 
 
 
 
 

Свойства  новых технологий как общественных благ 

     Новые знания, как правило, характеризуются  свойствами общественных благ, что  налагает ограничения на возможности  производства новых знаний в рыночной экономике и, соответственно, увеличивает  значимость государственной поддержки  развития науки.

     Ключевыми характеристиками общественных благ являются свойства исключаемости и неконкурентности в потреблении. В соответствии с  критерием неконкурентности, поскольку  после открытия нового знания предельные затраты на предоставление его кому бы то ни было равны нулю, при совершенной  конкуренции цена новых знаний будет  равна нулю и, соответственно, стимулы  для их производства будут отсутствовать. Именно последнее обстоятельство определяет необходимость государственного вмешательства. Реализация свойства исключаемости  в отношении рассматриваемых  благ зависит от природы нового знания и существующей юридической системы  в стране, в частности, от наличия  институтов защиты интеллектуальной собственности. Новые знания, в общем случае, не обладают свойством исключаемости, что также снижает стимулы  для их коммерческого производства и требует государственных субсидий.

     На  практике характер новых знаний как  общественных благ может означать, что если одна страна совершает фундаментальное  открытие, то все остальные страны мира получают возможность этим открытием  пользоваться. Страна-первооткрыватель несет значительные издержки по финансированию сектора образования и фундаментальной  науки, при том, что издержки остальных  стран, перенимающих новое знание, могут  измеряться затратами на покупку  научного журнала, в котором опубликована статья, или командировочными расходами  на поездку на научную конференцию. Поэтому на национальном уровне могут  возникать стимулы проводить  стратегию безбилетника: пусть другие страны финансируют фундаментальную  науку, а мы займемся прикладными  исследованиями по применению открываемых  фундаментальных законов в конкретных технологиях, защищаемых патентным  правом и имеющих коммерческую ценность.

     Выбор между стратегией первооткрывателя и последователя зависит от того, в какой мере выражены эффекты  распространения новых знаний. Так, распространение положительных  внешних эффектов от изобретения  новых технологий зависит от географии. Технологии могут являться либо локальным  общественным благом, когда положительные  эффекты от них распространяются только в пределах той страны, где  они были изобретены, либо глобальным общественным благом, когда положительный  внешний эффект распределяется по всему  миру. Таким образом, сфера распространения  внешних эффектов может оказаться  основным критерием для выбора модели национальной инновационной стратегии.

     В работе В. Келлера оцениваются положительные косвенные эффекты (spillovers) от технологических инноваций в зависимости от географического расстояния на основе данных за 1970–1995 гг. Келлер приходит к выводу, что положительные эффекты от технологических инноваций в значительной степени являются локальными, так как их величина снижается по мере увеличения географического расстояния: в два раза через каждые 1200 км. Однако с течением времени эта тенденция меняется, то есть инновации становятся в большей степени глобальными. В этом как раз и заключается процесс глобализации. На основании данных Келлера можно сделать вывод о том, что пока более предпочтительной остается стратегия первооткрывателя, однако развитие информационных и коммуникационных технологий при глобализации мировой экономики приводит к тому, что становится все выгоднее быть последователем. Это может привести к замедлению мирового научно-технологического прогресса. 
 
 

Глава III. Перспективы и прогнозы развития нанотехнологий. 

     Нанотехнологиям в настоящее время уделяется  огромное внимание. Исследуется возможное  влияние этой отрасли на экономический  рост и экономическую картину  мира в целом - речь идет о новых  рынках, появлении товаров и услуг  следующего поколения, влиянии нанотехнологий на здоровье человека и окружающую его среду.

     Среди основных предполагаемых достижений нанотехнологий заявлены такие масштабные успехи, как биологическое бессмертие, появление  дополнительных свойств с приставкой «супер» у ряда материалов и возможность  прямого синтеза объектов из атомов и молекул (т.н. механосинтеза). Все  эти достижения обещаны в ближайшие 25 - 50 лет.

     Механосинтез - это сборочный процесс, осуществляемый одновременно огромным количеством  наномеханизмов, скомпонованных в единое устройство. На вход устройства механосинтеза  подается набор веществ, далее согласно определенным алгоритмам наномеханизмы  производят сборку, на выходе получается готовый продукт. Главным экономическим  аспектом механосинтеза можно назвать  отсутствие промежуточных стадий обработки  материалов, и, как следствие, значительное сокращение количества отходов. Возможно, это будет полностью безотходная  технология. Дополнительным существенным аспектом является ускорение производства.

     Помимо  этого, устройство механосинтеза может  также осуществлять обратный процесс, «разбирая» поданные на вход материалы  или предметы до молекулярного или  атомарного уровня. Этот аспект технологии сулит получение огромных количеств  сырья из отходов, снимая затраты  на сепарацию и позволяя утилизировать  даже такие отходы, в отношении  которых это было невозможно ранее.  

     Оба этих аспекта значительно снижают  себестоимость производства. Однако существует еще один важный параметр стоимости - энергоемкость. Поскольку  механосинтез позволяет значительно  снизить себестоимость сырья  и его обработки, энергоемкость  производственного процесса выходит  на первый план.

     Согласно  расчетам, проведенным Крисом Фениксом, директором по исследованиям Center for Responsible Nanotechnology, в самом простом варианте производства при помощи механосинтеза энергетические затраты могут составлять порядка 200 кВт x ч на 1 кг продукции. Для расчетов использовалось производство из углерода или глинозема, конечным продуктом производства могли бы являться алмазы или сапфиры. Эти расчеты производились для простого процесса сборки, когда обрабатываемое вещество однородно. Конечный продукт также является однородным. Применение получаемого продукта достаточно широко - начиная от конструкционных материалов для строительства и заканчивая сверхпрочными инструментами. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Экономика будущего 

     Подобные  продукты можно рассматривать в  качестве первого шага к экономике  будущего. Предположим, что устройство механосинтеза создано и доступно. Тогда, исходя из нынешних расценок российских поставщиков энергии для частных  лиц, получается, что себестоимость  «домашнего производства» будет  составлять 220 руб. за 1 кг алмазного  или сапфирового порошка или  даже за кристаллы определенного  размера и веса.

     Поскольку наномеханизмам практически безразлично, какие объекты собирать, при условии  наличия схемы сборки объекта, то получается, что практически любые  предметы будут стоить ровно столько, сколько стоит потраченная на сборку энергия.

     Допустим, в случае сборки сложных устройств  увеличение энергозатрат будет происходить  за счет дополнительных модулей сепарации  вещества на входе и его подачи на фронт сборки. Представляется, что  десятикратного увеличения энергорасходов более чем достаточно для организации  сколь угодно сложных объектов.

     Таким образом, предельная стоимость производства 1 кг конечного продукта путем механосинтеза  будет составлять 2,2 тыс. рублей. Значительное количество предметов, окружающих человека в быту, имеет более высокую  стоимость из расчета на 1 кг массы.

     Представим  себе расчет стоимости производства одного из наиболее популярных устройств - мобильного телефона. В среднем  аппарат мобильной связи весит  около 160 г. Согласно полученным расчетам, его стоимость при производстве путем механосинтеза будет составлять 352 рубля.

     По  некоторым данным, средняя себестоимость  производства мобильного телефона на сборочном производстве в Китае  составляет около $40, что втрое больше. Правда, Motorola объявила о планах создания трубок стоимостью в $2, но логистика, налоги, таможенные платежи и издержки продавца, а также его прибыль, вряд ли позволят опустить цену ниже $15, что уже больше рассчитанной. Подобные расчеты можно провести для значительного количества объектов, и, как правило, они будут показывать удешевление (порой очень значительное).

     Стоит отметить, что при производстве сложных  объектов могут понадобиться такие  вещества, которые невозможно получить напрямую из окружающей человека среды. Это касается, в наибольше части, редкоземельных металлов, используемых в электронике. Соответственно, потребуется  доставка таких веществ или же переработка имеющихся, что увеличит стоимость синтеза сложных объектов. Однако это увеличение вряд ли можно  назвать решающим. Однородные объекты, следуя логике событий, станут «условно-бесплатными» - их стоимость практически на 100% будет состоять из энергозатрат.