1. Працюємо на спирт
2. Далеко до моря
3. усюди цукор
4. Європа в бензобаку
5. молочна пластмаса
6. Хто допоможе кластерам?

Про що ми згадуємо, дивлячись на Колосящееся поле пшениці? Швидше за все, про аромат хліба, хрускіт свіжої випічки або, може бути, про що гріють душу напоях. Але навряд чи у когось із нас виникають асоціації, пов'язані з одноразовим посудом або пластиковою плівкою. Однак, можливо, варто подивитися на урожай і з цього боку, інакше не проспати б нам ще одну технологічну революцію.

Всі розмови про переробку продовольчої сировини в товари переважно непродовольчого призначення зазвичай зводяться до двох суперечливим тезам. По-перше, переробка, скажімо, цукрової тростини в паливо - це добре, тому що при спалюванні біоетанолу в моторах атмосфері віддається лише ту кількість вуглекислого газу, що лише недавно було відібрано у неї рослинами. У боротьбі з парниковим ефектом і глобальним потеплінням нульовий баланс CO2 - вагомий аргумент. По-друге, переробляти продовольчі культури в щось неїстівне - ідея морально збиткова, адже в бідних країнах світу стільки голодуючих, а ми кидаємо їду в топку.

Працюємо на спирт

Чи є що до цього додати? Так. Крім проблеми недоїдання в бідних країнах Африки та Азії є, як це не дивно, проблема перевиробництва продовольства в країнах більш-менш розвинених. Виробник зерна не може віддати свій товар безкоштовно - йому потрібен покупець, будь то продовольча компанія, підприємство з глибокої переробки зерна або фонд допомоги голодуючим. Виробникові потрібно попит на його продукцію.

Деякий час назад в США через перевиробництво кукурудзяного зерна серйозно впали ціни на цей товар. Фермерам загрожувало розорення з усіма природними соціальними наслідками у вигляді занепаду сільського життя і подальшої гіперурбанізації. А як би не пишалася Америка своїми Лас-Вегасі і Манхеттені, сільська глибинка залишається важливою і невід'ємною частиною північноамериканської цивілізації. Як допомогти фермерам? Створити додатковий попит на зерно. Цим шляхом і пішов американський уряд, запустивши програму виробництва біоетанолу, тобто, просто кажучи, спирту як добавки до моторного палива. За п'ять років в Америці була створена ціла індустрія, про масштаби якої свідчать такі цифри: в Росії на всіх нафтопереробних заводах виробляється 38,5 млн тонн автомобільних бензинів на рік, а в США використовується щорічно 40 млн тонн біоетанолу (місцевого та імпортного бразильського) в як компонент моторного палива. В результаті зростання попиту ціни на кукурудзяне зерно піднялися приблизно в три рази, і фермерам не знадобилося переселятися в міста.

Далеко до моря

Однак який стосунок все вищевикладене має до нашої країни? Саме пряме. У нас схожі проблеми. Якщо СРСР імпортував зерно пшениці, то Росія вже давно самостійно забезпечує свої потреби в продовольчому і кормовому зерні (на рівні 70 млн тонн на рік), а також має якийсь експортний потенціал, розміри якого, правда, сильно залежать від коливань врожайності.

Схема демонструє замкнутий цикл виробництва та утилізації біопластмаси. Зміст CO2 в атмосфері не підвищується.

Але реалізувати навіть наявний потенціал не завжди можливо. Всі найбільші світові експортери зерна, будь то США, Канада, Аргентина чи Австралія, мають зручний вихід до океанів і першокласні термінали для навантаження пшениці на суду. Наш же експорт йде через чорноморські порти (головним чином через Новоросійськ), розташовані в безпосередній близькості від найбільшого зернопроизводящих регіону на півдні Росії, і обсяг експорту фізично може обмежувати (не більше 20 млн тонн на рік) цих портів. Зрозуміло, вся експортна пшениця вирощується на півдні, а інші зерновирощуючі регіони, наприклад Башкортостан або Західний Сибір, від експорту відрізані - везти пшеницю на Чорне море далеко і дорого. З урахуванням того, що місцевий попит в цих районах нижче пропозиції, ціни на зерно чим далі від портів, тим нижче, а посівні площі в логістично замкнених регіонах скорочуються. Це, зрозуміло, негативно відбивається на економічному добробуті місцевого сільського населення.

Ситуацію, як і в Америці, допомогло б виправити створення додаткового попиту на зерно - у вигляді підприємств з переробки зерна в щось менш швидко псується і укладає в собі високу додану вартість. Це може бути біопаливо, клейковина, сировину для пластиків або амінокислоти типу лізину або метіоніну.

усюди цукор

У листопаді минулого року в Москві пройшов форум «Грейнтек-2013», що зібрав російських і іноземних учасників - учених, бізнесменів, чиновників, - професійно працюють над просуванням технологій глибокої переробки продовольчої сировини і біомаси в Росії. Відкривав форум президент Російської біопаливної асоціації Олексій Аблаєв, зокрема, зауважив у своїй доповіді: «Росії потрібні біотехнології не тому, що в ній мало нафти, а тому, що в ній багато сільського господарства».

У пшеничному зерні є два цінних елемента - білки і вуглеводи. Білок - це клейковина, глютен, тобто один з найцінніших продуктів, одержуваних при глибокій переробці зерна. Додаючи глютен, можна покращувати борошно, отриману зі слабких сортів пшениці. Вуглеводи присутні в зерні у вигляді крохмалю - полісахариду, в якому в процесі фотосинтезу рослина запасається енергію. За допомогою ферментації крохмаль можна розкласти на моносахариди - сахарозу або глюкозу.

Біоетанол, використаний для виробництва кисневмісної добавки ЕТБЕ, покращує якість моторного палива і не бере участі в забрудненні атмосфери.

Переробка зерна в цукрові сиропи - популярний в світі бізнес, однак для Росії він навряд чи підходить через велику пропозицію на пострадянському ринку цукру з цукрових буряків (у цьому коренеплоді сахароза присутній безпосередньо). Зате при переробці буряків з'являється побічний продукт - меляса. Меляса - це патока, яка містить близько 50% цукру, який, проте, вже неможливо екстрагувати за допомогою технологій, що застосовуються в цукровій промисловості. Але для біотехнологій меляса є цінною сировиною. Крохмалі для подальшої ферментації можна отримувати і з інших видів рослинної сировини - з бобових, картоплі і навіть топінамбура. Проект створення біотехнологічного виробництва на базі цього суперклубня (топінамбур здатний пережити в грунті зиму і залишатися придатним для використання) був презентований на «Грейнтек-2013» компанією з Челябінської області - регіону, який відноситься до зони ризикованого землеробства.

Європа в бензобаку

Отримані безпосередньо з буряка або меляси, а також з крохмалю моносахариди можна піддати спиртовому бродінню і отримати біоетанол. Однак на шляху створення виробництв спирту з рослинної сировини стоять дві основні перешкоди: законодавство про обіг алкоголю та інтереси нафтових компаній. У 2006 році уряд Росії, мабуть, побоюючись витікання технічного етанолу в «питну» сферу, обклав акцизом навіть денатурований (тобто зроблений спеціально непридатним для пиття) спирт.

Зрозуміло, що заправлятися таким «підакцизним» паливом змогли б собі дозволити хіба що олігархи. Однак ситуація може змінитися. Згідно так званої дорожньої карти «Розвиток біотехнологій та генної інженерії», російським урядом намічений в доступному для огляду майбутньому відмову від акцизу на біоетанол. Інше питання, наскільки це може бути цікаво нашим паливним грандам. Одна з ідей, які прозвучали на форумі «Грейнтек-2013», полягає в тому, щоб наша паливна промисловість якнайшвидше перейшла до випуску високооктанового бензину стандарту Євро-6.

Оригінальність цієї думки полягає в тому, що ЄС повністю перейде на цей стандарт тільки в 2015 році, а Росія знаходиться в процесі переходу до стандартів Євро-4 і Євро-5. Зате вже опублікований стандарт передбачає підвищення в паливі частки оксигенатів - кисневмісних добавок. В якості такої добавки зазвичай використовується вироблений з нафтопродуктів метил-трет-бутиловий ефір (МТБЕ), який можна замінити етил-трет-бутиловим ефіром (ЕТБЕ). ЕТБЕ базується на суміші (біо) етанолу і изобутилена. Відповідно до стандарту Євро-6, обсяг використаного для добавок етанолу складе до 10% маси палива. Пропонується також створити для палива стандарту Євро-6 пільговий акцизний режим. Таким чином, в Росії виникне серйозний попит на біоетанол, при тому, що інтереси компаній, які виробляють бензин, неможливо будуть порушені. Наскільки фантастична ця ідея, покаже найближче майбутнє.

молочна пластмаса

Ще один напрямок біотехнологій, яке може стати локомотивом для розвитку російських аграрних територій, - це виробництво біопластмаси. Термін «молочна кислота» відомий в основному зі сфери людської фізіології. При активній роботі м'язи кров не встигає насичувати тканини киснем, і тоді, щоб добути енергію, організм починає розщеплювати глюкозу в анаеробних (безповітряному) режимі. Одним з продуктів цього процесу і стає молочна кислота. Ця речовина цікаво ще й тим, що за допомогою певного хімічного процесу воно може бути перетворене в біополімер - полімолочной кислоту (polylactic acid, PLA). Звичайно, ніхто не збирається добувати «молочку» з людського організму, але той факт, що вона є продуктом переробки глюкози, вже підказує нам, що можливо було б використовувати в якості сировини для її отримання. Глюкозу, вироблену з буряка, картоплі або пшениці, можна піддати не спиртні, а молочнокислого бродіння, і у нас вийде ... так-так, молочна кислота.

Першою біопластики на основі PLA і вироби з них під брендом Ingeo почала випускати ще в 2001 році американська компанія NatureWorks. Вона і до цього дня залишається найбільшим виробником «молочної» пластмаси. Штаб-квартира компанії знаходиться в місті Блер, серед кукурудзяних полів штату Небраска, і неважко здогадатися, що саме американці використовують в якості рослинної сировини.

Цікаво, що подібне виробництво може з'явитися і в Росії. На форумі «Грейнтек-2013» Михайло Резніченко - представник багатопрофільної фірми «Ротек», що входить до групи компаній «Ренова», - зробив доповідь про плани будівництва в одному з (поки не оголошених) аграрних регіонів Росії підприємства для крупнотонажних виробництва PLA. В якості сировини передбачається використовувати цукровий буряк, мелясу і зернові. Підприємство зможе випускати до 100 000 т биопластика в рік. Звичайно, це не йде ні в яке порівняння з обсягами споживаного в Росії поліетилену (це мільйони тонн на рік), але запуск виробництва дозволить зробити перший крок до переходу на пластики, зроблені не на основі вуглеводневої сировини, але на основі відновлюваних біоресурсів. Крім того, PLA, на відміну від поліетилену - стовідсотково біорозкладаний і компостований матеріал. При розкладанні PLA утворює воду і вуглекислий газ. На жаль, справа все ж не йде таким чином, що якщо пакет або зламану гребінець з PLA кинути в яму і закопати, то через місяць, скажімо, пластик звернеться в гумус. Процес розкладання вимагає доступу повітря і здійснюється в спеціальних промислових реакторах. Але це все одно простіше і безпечніше для навколишнього середовища, ніж переробляти поліетилен з викопних вуглеводнів.

Хто допоможе кластерам?

Такий проект, на думку представника «Ротек», зможе стати справжнім локомотивом розвитку регіону, сформувати, як зараз модно говорити, біокластер, в якому виробництво агропродукції зможе поєднуватися з високотехнологічними підприємствами по її глибокої переробки. На основі біополімерів будуть проводитися жорстка упаковка для овочів і фруктів, нитки, волокна, одноразовий посуд, предмети гігієни і т. Д. Побічними продуктами стануть клейковина (при переробці зерна) і азотне добриво сульфат амонію.

У біотехнологій в Росії явно є і мета, і майбутнє, але практично ніде в світі «зелена індустрія" не стартувала без активної допомоги держави. Йдеться як про коригування законодавчої бази (як, наприклад, у випадку з біоетанолом) і про введення нових стандартів на біопродукції, так і про всілякі методи стимулювання підприємців, які зважилися спробувати свої сили в цьому новому сегменті бізнесу. Зрештою, і диверсифікація економіки, і перешкоджання гіперурбанізації, і пошук альтернативи вуглеводневій залежності - це завдання визначено загальнодержавного масштабу.

Стаття «Пластмасовий урожай» опублікована в журналі «Популярна механіка» ( №1, Январь 2014 ).