Переход к экономике замкнутого цикла становится глобальным трендом. Бизнес всё активнее осваивает возобновляемое биологическое сырье там, где раньше использовались ископаемые ресурсы, превращая растения, микроорганизмы, водоросли и отходы в основу для новых продуктов и технологий.
ВВ декларации Всемирной биоэкономической ассоциации биоэкономика названа одним из ключевых факторов развития промышленных инноваций и устойчивого роста. В России драйвером сектора призван стать национальный проект «Технологическое обеспечение биоэкономики». По нему к 2030 году планируется нарастить объем выпуска продукции биоэкономики на 96%, а долю потребления отечественных продуктов увеличить до 55%.
На этом пути одна из главных задач государства — ускорить переход научных разработок от лабораторной стадии к промышленному применению. Для этого при вузах и научных организациях по нацпроекту создаются центры инженерных разработок (ЦИР), где технологии адаптируют под запросы бизнеса, тестируют и готовят к внедрению с оптимальными затратами и в короткие сроки.
Не только текстиль
В ЦИР «Волоконные и мембранные технологии для биоэкономики», созданном на базе Сеченовского университета в Москве, разрабатывают технологии получения высокочистой альфа-целлюлозы. На ее основе создаются биоразлагаемые композиты, наноцеллюлоза для фармацевтики и медицины, биоэтанол и биодизель.
Одно из направлений работы центра — производство лиоцелла, искусственного волокна на основе целлюлозы, широко применяемого в текстильной промышленности. Технологии ЦИРа позволяют получать и материалы со специальными свойствами — например, сложнопрофильные и полые волокна, медицинские нити и полотна.
Другое направление работы — мембранные технологии, с помощью которых одни вещества отделяют от других. «Внедрение мембранных технологий позволяет предприятиям вернуть в производство растворители и ценные компоненты, снизить расход реагентов и энергии, уменьшить нагрузку на очистные сооружения и сократить зависимость от зарубежного инжиниринга», — рассказывает о перспективности разработок директор ЦИРа Илья Воротынцев.
Дары леса
В ЦИР «Промышленная биотехнология» в Альметьевске, созданном на базе Университета ИТМО, решают проблему переработки растительных отходов. «Значительная часть растительных отходов остается невостребованной. Наша разработка позволяет превратить лигноцеллюлозную биомассу в источник ценных компонентов, позволяя компаниям создавать новые производственные цепочки и повышать эффективность использования сырья», — говорит директор центра Азиза Орипова.
Древесина, солома и сельхозотходы состоят из сложных растительных соединений, которые необходимо расщепить до простых компонентов. Специалисты центра создали комплекс ферментов, который расщепляет целлюлозу и гемицеллюлозу — основные компоненты растительной клеточной стенки — и позволяет получить из биомассы сахара. Они могут стать сырьем для производства биоэтанола, моноэтиленгликоля (используется в автопроме, химической и нефтегазовой отрасли) и компонентов питательных сред для микроорганизмов. Сам комплекс ферментов может применяться при глубокой переработке растительных отходов и в животноводстве как кормовая добавка.
Фото: ЦИР «Волоконные и мембранные технологии для биоэкономики» Сеченовского университета
Для экологии агрохозяйств
ЦИР на базе Уральского отделения Российской академии наук (УрО РАН) создает новые виды компостов и органоминеральных мелиорантов, улучшающих свойства почвы. Их можно использовать для снижения техногенной нагрузки на почвы и водоемы и повышения плодородия земель. Другое направление работы — производство и испытание семян зерновых, зернобобовых и масличных культур, многолетних трав, а также разработка органических удобрений. Центр проводит анализ сырья и готовой продукции, лабораторные и полевые испытания и оказывает предприятиям АПК инженерные и консультационные услуги.
Иван Огородов, директор Пермского НИИ сельского хозяйства — филиала Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН, подчеркивает, что центр призван реализовывать научные идеи в бизнесе. «Мы хотим вместе с партнерами организовать совместные производства и продавать продукцию, расширять услуги. У нас есть крупные партнеры и малые предприниматели — питомники. Конечным потребителем могут стать как агропредприятие, холдинг, так и обычные домохозяйства, приобретающие семена, удобрения или корма в магазинах и на маркетплейсах», — говорит эксперт.
Почва, которую создают
Специалисты ЦИР «Биоинженерия почв» Южного федерального университета (Ростов-на-Дону) разрабатывают искусственные плодородные почвы, «умные» удобрения и другие решения для сельского хозяйства. «Разработки направлены на решение задач продовольственной безопасности, импортозамещения в агросекторе и снижения затрат на поддержание плодородия», — говорит руководитель центра Татьяна Минкина.
Для бизнеса ЦИР предлагает комплексные решения по восстановлению плодородия почв на сельхозугодьях и рекультивации земель, нарушенных горными работами. За научной разработкой здесь стоит вполне практическая задача: помочь предприятию вернуть в оборот землю, снизить затраты на поддержание ее плодородия и использовать отечественные технологии и материалы.
В Санкт-Петербургском государственном технологическом институте проектируется ЦИР био- и ресурсосберегающих технологий. Он сосредоточится на получении биополимеров и биомономеров, функциональных продуктов из возобновляемого сырья, инженерном сопровождении разработок, внедрении на рынок и их масштабировании.
Поддержка прорывных идей сокращает дистанцию между наукой и производством. Разработки быстрее проходят путь от лаборатории до промышленного внедрения, помогая компаниям повышать эффективность, осваивать новые технологии и при этом снижать нагрузку на экологию, подчеркивают эксперты.
