Биоразлагаемый пластик на основе растительного сырья впервые появился еще в 1970-80-е годы, но в силу высокой стоимости производства и низкого потребительского спроса широкого применения он тогда так и не получил. Сегодня же на фоне ухудшения экологической ситуации в мире, а также энерго- и трудозатратности процессов утилизации и переработки традиционных видов пластмасс, биополимеры возвращаются. Их производство стремительно развивается во многих странах, но у нас инструменты господдержки инновационных проектов чаще отсутствуют, либо не работают. Жаль. Ведь сегодня есть все – потенциал, технологии, оборудование, необходимый опыт. А между тем изделия из обычного пластика в огромных количествах продолжают вывозиться на свалки. Засорение продолжается.
Есть одно очень хорошее выражение: «Земля не досталась нам в наследство от предков, мы взяли ее в аренду у наших детей».
И что, если задуматься, мы им оставим? Последние достижения науки и техники — да, безусловно. А также горы мусора, загрязненные водоемы, почву, воздух, и много других проблем экологии, к которым добавятся еще и проблемы с энергоресурсами. Нефть, это уже все понимают, все же не вечная… Одним из катализаторов процесса загрязнения окружающей среды является широкое применение во всем мире синтетических полимеров (или проще говоря, пластмасс). Обладая уникальными свойствами и относительно низкой ценой, в последние десятилетия они безраздельно господствуют практически во всех сферах человеческой жизни. Вместе с тем эти соединения имеют два принципиальных недостатка.
Во-первых, подавляющее большинство пластиков производится из не возобновляемого углеводородного сырья, запасы которого ограничены. Во-вторых, они не разлагаются в природе, а если точнее — на это уходит сто и более лет. При этом в контактирующие с пластиком среды (воздух, вода, почва) выделяются вредные химические реагенты (стирол, фенол, формальдегид, уретан и др.). Факт, казалось бы, всем известный. Несмотря на это, тысячи тонн пластика продолжают стекаться на свалки. По различным оценкам, до 40% объема бытовых и промышленных отходов сегодня составляет именно полимерная продукция. Переработке для вторичного использования полимеры поддаются далеко не всегда, а при сжигании также выделяют смертельно опасные вещества. В целом же во всем мире переработке подвергается всего 3% от общего количества отходов пластмассы, в то время как доля, например, утилизированной бумаги составляет 30%, металла — 35%, стекла — 18%.
Под натиском экологов, впрочем, многие страны мира уже озадачились данной проблемой. Так, в Тайване с 2003 года полимерные пакеты запрещены к использованию во всех торговых центрах. То же произошло в Лос-Анджелесе в 2007 году. С пластиковыми пакетами борются также в Китае, Италии, Великобритании, Германии, Голландии и даже в Кении, Руанде и Танзании. Что хорошо, ставка в этой борьбе делается на инновационность и экологичность — на смену традиционным полимерным материалам в этих странах постепенно приходят биоразлагаемые полимеры, подвергающиеся быстрой деструкции под влиянием факторов окружающей среды и микроорганизмов и имеющие те же свойства. В условиях промышленного компостирования полная биодеградация полимеров происходит за несколько месяцев, в естественных — от нескольких месяцев до нескольких лет. В результате разложения остается лишь вода и углекислый газ.
Утилизация изделий из биоразлагаемых полимеров не требует особых затрат и экономически выгодна: их можно перерабатывать, а также использовать при производстве биогаза и удобрений. В ряде стран использование биоразлагаемых материалов стимулируется национальными законами и льготами. В итоге утилизация изделий из биополимеров обходится дешевле утилизации традиционных видов пластика. Применение биоразлагаемых полимеров сегодня наиболее актуально в двух отраслях — медицине и производстве упаковочных материалов. Водорастворимые полимеры, например, активно используются в хирургии для создания кожных, хрящевых и костных имплантатов, а также при изготовлении носителей для лекарственных препаратов.
В потребительском секторе биопластики применяются для производства пищевых продуктов (пакетов, контейнеров, пищевых пленок, пеноматериалов и др.), одноразовой посуды, мешков для сбора и компостирования пищевых отходов, сельскохозяйственных пленок и др. Тем не менее, полномасштабное коммерческое применение биоразлагаемых пластиков в мире шло очень медленно. Долгое время традиционные пластмассы выигрывали по цене (та же биополимерная упаковка в прошлом стоила примерно на 30-100% дороже) и физическим свойствам. Таким образом, у производителей попросту отсутствовали стимулы для включения биополимеров в свою продуктовую линейку. Но сегодня эти барьеры практически пройдены, объемы производства биопластиков во всем мире увеличиваются. Если еще два года назад объем мирового рынка биополимеров оценивался в $640 млн, то сегодня он вырос уже до $1,3 млрд.
В перспективе до 2020 года рынок будет расти на 20-40% ежегодно, к этому времени доля биологических пластиков может составить уже 5-6% по сравнению с нынешними 1-1,5%. Основными потребителями станут Северная Америка (1,5 млн т к 2015 году), Европа (754 тыс. т), страны Азиатско-тихоокеанского региона (суммарно — 592 тыс. т) и Латинской Америки (375 тыс. т). Самым востребованным биополимером при этом останется полилактид (PLA — Poly Lactide), представляющий собой продукт полимеризации молочной кислоты. Внедрение инновационных технологий позволит еще больше снизить стоимость производства биополимеров. В последние годы, к примеру, активно развиваются технологии крупнотоннажного производства и переработки молочной кислоты. В США ее даже получают из сыворотки — побочного продукта при изготовлении сыра.
Также появляются достаточно проработанные промышленные технологии, покрывающие весь цикл производства — от переработки растительного сырья до выпуска полимерных гранул с необходимыми свойствами, соответствующими потребностям производителей изделий из пластиков. Так, несколько лет назад швейцарская компания Sulzer (основной акционер — российская группа «Ренова») запустила демонстрационную установку по получению PLA мощностью 5000 т/г в Голландии, а сейчас приступает уже к созданию крупнотоннажной промышленной установки в Таиланде. При этом для производства изделий из PLA используется то же оборудование и технологии, что и при переработке традиционных нефтехимических полимеров. Таким образом, перепрофилирование отдельных производственных участков нефтехимического предприятия под получение полилактида не требует существенных инвестиций.
В России тема биополимеров практически не раскрыта. Научные разработки в области экотехнологий у нас в принципе не популярны, да и получить на них финансирование научным центрам и институтам довольно сложно. С другой стороны, уровень потребления традиционных пластиков в России пока крайне низкий: насыщение базовых потребностей в синтетических полимерах еще не произошло. Отсюда и распространенное заблуждение о том, что заниматься биотехнологиями в нефтехимии еще рано. Зачем? Нефть же пока не кончилась. Кроме того, сегодня в стране отсутствуют законодательные инструменты, которые стимулировали бы предприятия активнее осваивать технологии производства биополимеров. Ни налоговых льгот, как в Европе и Азии, ни преференций — ничего.
Между тем именно в России развитие этого направления представляется особенно интересным. Помимо очевидной экологической составляющей, это также может дать заметные импульсы к развитию сельского хозяйства. Для некоторых регионов, например, Башкирии и Татарии, где традиционно сильно развитое сельское хозяйство соседствует с уникальным нефтехимическим комплексом, уже сейчас испытывающим заметный дефицит нефтяного сырья, подобные перспективы выглядят весьма заманчиво. Существует реальная возможность строительства установок по производству PLA на базе технологий Sulzer, получивших широкое применение за рубежом, однако пассивность государства в части создания необходимых для этого условий, тормозит весь процесс. Заниматься же инновациями только за свой счет бизнес пока не готов. Это слишком дорого.
Тем временем мусора становится все больше. Согласно последним данным, за один год в стране образуется почти 750 тыс. тонн полимерных отходов, при этом перерабатывается не более 10%. Таким образом, во всем мире полиэтиленовый пакет постепенно вытесняется на свалку истории, у нас же — на обычную свалку.
