Биопластиковая перспектива

Международные и российские компании все чаще реализуют проекты по производству биоразлагаемых пластиков. Но их доля на глобальном рынке по-прежнему очень мала. Основными причинами являются нехватка сырья, высокая стоимость производства и неконкурентоспособность с традиционными полимерами. Но даже в крупных нефтехимических холдингах признают, что стоит следить за происходящим в сфере производства биопластиков, чтобы не оказаться в отстающих.

В конце октября ТАИФ и итальянская Bio-On заключили в присутствии президента РФ Владимира Путина и премьер-министра Италии Джузеппе Конте договор о создании производства биопластика. Также стороны подписали лицензионное соглашение. Завод будет производить полигидроксиалканоат (PHA) на основе побочного продукта производства сахара из сахарной свеклы. Первоначальная производственная мощность — 10 тыс. тонн в год с возможностью расширения до 20 тыс. тонн в год. Инвестиции в проект оцениваются в €90 млн.

Как отмечал гендиректор ТАИФ Альберт Шигабутдинов, в ближайшее время биополимеры из-за малых объемов выработки не смогут полностью заменить традиционные полимеры. «Но мы считаем, что введение зеленых, то есть экологически безопасных, производств в высокоэффективных сегментах рынка может способствовать созданию новых возможностей в секторе производства пластмасс»,— сказал он.

Как поясняли ранее компании, биоразлагаемый пластик PHA производится из натуральных продуктов — сахарного тростника, картофельных очистков или других отходов отрасли сельского хозяйства. Из такого сырья получается пластмасса, которая полностью растворяется в почве. Биопластик PHA был открыт еще 100 лет назад, но тогда идея оказалась невостребованной, тогда как сейчас натуральные компоненты на фоне сложной экологической обстановки в мире приобретают все большую популярность.

«Биопластик — это натуральный материал, поэтому бактерии его съедают, как будто это древесина. Конечно, чтобы произошло разложение, изделие нужно поместить в почву»,— объяснял управляющий директор компании Bio-On Витторио Фолла. PHA выпускают в Италии и США, в России таких производств пока нет.

Производимые в мире пластики делятся на три основные группы. К первой относятся традиционные полимеры из углеводородного сырья, которые не имеют способности биохимического разложения. Это полиэтилен, полипропилен, полистирол, полиэтилентерефталат, полиамид и поликарбонат. На них приходится до 99% всех выпускаемых и используемых объемов на планете. Но проблема накопления отходов, от 5-15% которых составляют пластики, вынуждает страны ужесточать экологическое законодательство, а производителей — искать новые, более безвредные для природы технологии. Для снижения зависимости от нефтепродуктов особое внимание уделяется максимизации использования возобновляемых ресурсов в качестве источника сырья. Поэтому все более широкое распространение получает вторая группа пластиков, куда входят материалы биопроисхождения, поддающиеся биоразложению. Это полилактиды (PLA), полибутилен сукцинат (PBS) и PHA. В третью группу входят биоразлагаемые материалы из полезных ископаемых — полибутиратадипинтерефталат (PBAT).

В мире наибольшей популярностью пользуется биопластик из сахарного тростника и кукурузы. Они дают крахмал и целлюлозу, являющиеся природными полимерами, из которых возможно получить пластмассу. Биопластик из кукурузы производят Metabolix, NatureWorks, CRC и Novamont. Из сахарного тростника материалы производят предприятия Braskem. Касторовое масло стало сырьем для биопластика, который выпускает компания Arkema. Sanyo Mavic Media Co. Ltd изготовил биоразлагаемый компакт-диск из полимолочной кислоты. Из картофеля получает биопластик предприятие Rodenburg Biopolymers. Способы производства биопластика из возобновляемого сырья вызывают интерес, и на рынке постоянно появляются новые образцы и разработки в этом направлении. Дизайнеры из Голландии Эрик Кларенбик и Мартжи Дрос изобрели способ получения биопластика из водорослей: они придумали технологию превращения водорослей в жидкое сырье, из которого посредством 3D-принтера можно печатать трехмерные пластиковые объекты.

Развивать альтернативу планируют и в России. Правительство в начале 2010-х годов разработало проект «дорожной карты» по переходу на биоразлагаемые пластики для пищевой упаковки. Создать план по снижению использования традиционных полимеров в пищевой упаковке для розничной торговли правительству в феврале 2014 года поручил Аркадий Дворкович, занимавший тогда должность вице-премьера. Переход на биополимеры был запланирован на 1 января 2017 года. Проект документа был отправлен на согласование в заинтересованные ведомства, но так и не был реализован.

Производители традиционных пластиков тогда опасались, что им придется экспортировать полиэтилен и полипропилен, идущую на премиальный внутренний рынок, а это грозило многомиллиардными потерями. Они указывали, что рынок невозможно обеспечить настоящим биоразлагаемым пластиком. Игроки нефтехимического сектора напоминают, что «биополимерами» часто называют традиционные пластики из углеводородного сырья с добавлением оксо-разлагаемой добавки, а также поликапролактон. Вместо распада на базовые элементы они, попадая в землю или на свалки, разлагаются на мелкие кусочки, которые хуже обычных пластиков, так как их трудно собрать.

Но были в России и компании, готовые поддержать инициативы правительства по переходу на реальные биопластики. В 2013 году структура «Реновы» ЗАО «Ротек» подписало соглашение о разработке проекта создания в РФ завода по производству биополимеров с голландской Purac — дочерней структурой холдинга CSM. Документ предполагал изучение возможности создания в России производства биополимеров молочной кислоты (PLA) мощностью 100 тыс. тонн в год с последующей переработкой в биоразлагаемые пластики. PLA является конечным сырьем для производства биоразлагаемых пакетов, пленок, волокон. Пластик имеет сходство с чистым полистиролом, обладает хорошими эстетическими качествами (глянец и прозрачность), но является слишком жестким и хрупким и в большинстве случаев нуждается в модификации для практического применения (его эластичность увеличивается пластификаторами). Как и большинство термопластов, его можно перерабатывать в волокна, пленки, изготовленные горячим формованием или литьем под давлением. Подобно PET, пластик на основе зерна позволяет производить целый ряд разнообразных и сложных форм бутылок всех размеров и используется компанией Biota для формования с раздувом и вытяжкой бутылок для розлива родниковой воды. Однослойные бутылки из NatureWorks PLA формуются на том же оборудовании литья под давлением/ориентированного формования раздувом, которое используется для PET, без потери производительности. Хотя барьерная эффективность NatureWorks PLA ниже, чем PET, он может конкурировать с полипропиленом. Сферой применения этого биопластика являются упаковка, одежда, автомобилестроение, микроэлектроника и другие отрасли.

PLA обладает водостойкостью, но не может переносить высоких температур (выше +55°C). А низкая деформационная теплостойкость PLA ограничивает возможность стерилизации упаковки и контакта с горячими субстратами. Поскольку он не растворяется в воде, микробы в морской среде могут так же разлагать его на CO2 и воду. Завод «Реновы» на основе технологии промышленного получения молочной кислоты и лактидов из возобновляемых ресурсов и на базе уникальной технологии полимеризации должен был стать первой подобной производственной цепочкой в Европе. Инвестиции оценивались в 16 млрд руб. Но проект так и не был реализован.

Как поясняют эксперты, в России строительство производств биопластиков пока вряд ли реализуемо. Прежде всего потому, что биоразлагаемые полимеры по комплексу свойств (в том числе по цене) уступают традиционным. Хотя наиболее перспективными с точки зрения создания мощностей в России являются биопластики на базе полимолочной кислоты. Но и для развития этого направления нужна господдержка через прямое финансирование проектов либо косвенное — через налоговые каникулы, региональные налоговые льготы, специальные таможенные режимы для оборудования и материалов на этапе инвестиций и эксплуатации, а также дотации на закупку сырья либо субсидии сельхозпроизводителям, осуществляющим поставки сырья на такие предприятия. При этом издержки, приходящиеся на сырье, в проектах PLA в России могут оказаться на 50–100% выше, чем в США. Оптимальным с точки зрения издержек регионом для размещения мощностей PLA является юг Сибирского федерального округа, считают эксперты. По их мнению, индустрию биопластиков в России развивать нужно путем создания благоприятных условий для инвестиций в собственные научные разработки и производства, а не искусственным построением рынков.

Основными сферами применения биопластиков будет дешевая продукция массового спроса с коротким жизненным циклом либо (дорогие виды биопластиков) высокотехнологичные органосовместимые изделия медицинского профиля. По мнению информационно-аналитического портала Rupec, в ближайшей перспективе наиболее быстро будет расти сегмент био-ПЭТФ, производимого с использованием биоэтанола. Производство же собственно биоразлагаемых пластиков будет увеличиваться примерно на 13% в год.

Есть и еще одно важное и трудновыполнимое на практике условие, при котором биополимеры становятся действительно экологичной заменой традиционным пластикам. Скорость их деградации в условиях природной среды колеблется от нескольких недель до нескольких лет в зависимости от уровня контакта с бактериальной/грибковой средой. То есть для быстрого и полноценного биоразложения такие пластики требуют размещения в компосте.

Игроки нефтехимического рынка признают, что применение биоразлагаемых пластиков (PLA, PHA) позволяет снизить нагрузку на окружающую среду. Но у этого варианта есть существенные недостатки. В частности, такие пластики невозможно повторно перерабатывать, их использование не способствует ответственному обращению с отходами, кроме того, оно ориентировано на импорт либо потребуется много времени для создания необходимого объема производства в РФ.

Собеседники BG отмечают, что оптимальные сырьевые культуры для производства биопластиков — сахарный тростник и сахарная свекла, а оптимальные географические зоны производства — Азия и Южная Америка. «Хотя сахарная свекла выращивается на территории РФ, но природные и климатические условия ограничат ее распространение в качестве технической культуры. Растение требовательно к количеству солнечных дней, к плодородию и структуре почвы, а из-за большого количества пасмурных дней содержание сахара в клубнях снижается, что переводит сахарную свеклу из технических культур в кормовые»,— отмечают эксперты. К тому же интервал ее повторной посадки (севооборот) не менее четырех лет. Для обеспечения одного завода производительностью 100 тыс. тонн в год необходимо задействовать 100–200 тыс. га чернозема.

Помимо этого производство биопластиков сопровождается необходимостью сертификации на каждом этапе, что вынудит перестроить всю сельскохозяйственную отрасль России. Это в совокупности с необходимостью соблюдения севооборота создаст дисбаланс на продовольственном рынке страны. Таким образом, при ограниченном объеме сахаросодержащих отходов в РФ основным сырьем отрасли PLA неизбежно станет сахар, считают на рынке. А разрыв в стоимости сахара и ископаемых углеводородов при разнице в выходе ценных продуктов делает PLA в России в разы дороже традиционных полимеров. «Из-за небольших мощностей и сопоставимо сложной технологии PLA столь же бесповоротно проигрывает традиционным полимерам в удельных инвестициях, окупаемость которых перекладывается на плечи потребителя или государства»,— поясняют на рынке. А высокая плотность биополимера увеличивает расход материала на 36% по сравнению с полипропиленом, что в совокупности с высокой рыночной стоимостью заставит потребителя платить за готовые изделия в разы больше.

В то же время производители традиционных полимеров в России и в мире все чаще инвестируют в создание мощностей по выпуску биоразлагаемых пластиков. В компаниях объясняют: несмотря на то что пока для такой продукции почти отсутствует рынок и затраты на производство существенно выше, «нужно держать руку на пульсе». И если в будущем произойдет прорыв в биополимерных технологиях, нужно будет просто масштабировать уже действующее небольшое производство, поясняют на рынке.