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.
Фото: Imaginechina / AFP
Свекольные полимеры
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.
Полимеры из подручных средств
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).
Биоразлагаемые пластики должны со временем заменить традиционные углеводородные полимеры. Но пока их производство остается слишком дорогим, а характеристики — не выдерживающими конкуренции
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.
Еще не время
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.
Отдаленная перспектива
Фото: PA Images / TASS
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.
Наиболее перспективным в России является производство пластиков на базе полимолочной кислоты (PLA), но для реализации подобного проекта понадобится засевать сахарной свеклой огромные территории
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.
Биопластикам нет места в России
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.
Рано списывать со счетов
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.
Запад против полиэтилена
Крупнейшие страны мира планомерно вводят запрет на пластиковую упаковку. Так, Европарламент в конце октября проголосовал за введение на территории ЕС с 2021 года запрета на использование одноразовых пластиковых бытовых изделий, в первую очередь столовых приборов, с целью сократить загрязнение пластиком мирового океана. Как отмечают европарламентарии, до 70% всего пластикового мусора в европейских морях приходится на одноразовые стаканчики, тарелки, вилки, трубочки и ватные тампоны. «Данная мера необходима для того, чтобы защитить морскую среду и сократить наносимый европейской природе ущерб»,— отмечали депутаты.
При этом в Европарламенте отметили, что речь не идет о запрете производства пластиковых бутылок, однако, по мнению депутатов, должны быть гарантии того, что бутылки будут переработаны. По мнению главы Еврокомиссии Франса Тиммерманса, «необходимо создать условия, при которых компании-производители будут участвовать в сборе и переработке пластикового мусора». Еврокомиссия поставила задачу к 2025 году довести переработку до 90% всех произведенных пластиковых бутылок. Следующим этапом станут переговоры Европарламента с государствами—членами ЕС в ноябре, в ходе которых должна быть выработана единая позиция по этому вопросу. После ее утверждения у стран ЕС будет два года на то, чтобы адаптировать национальное законодательство под новые правила.
Борются с «пластиковым загрязнением» и на региональном уровне. Так, с сентября в супермаркетах столицы Бельгии нельзя упаковывать овощи, фрукты и другие развесные товары в неразлагаемые пластиковые пакеты. Меры приняты в рамках инициативы властей региона по снижению объема пластиковых отходов и снижению вредного воздействия на окружающую среду. Клиентам брюссельских магазинов будут предлагать взвешивать товары в бумажных пакетах либо в многоразовых тканевых мешочках, которые они должны приносить с собой. Изменения касаются не только продовольственных товаров, таких как овощи, фрукты, мясо, рыба, орехи, но и товаров любой категории, продающихся на развес. Но до 2020 года в качестве переходной меры магазины могут продолжить взвешивать покупателям товары в полностью перерабатываемых пластиковых пакетах.
За год до этого магазины Брюсселя перестали выдавать одноразовые пакеты на кассах. Местные власти ранее объявили 2018 год «годом нулевых отходов». По данным брюссельского государственного агентства по вопросам энергетики и сохранения ресурсов Bruxelles Environement, ежегодно в Европе используется до 800 тонн одноразовых пластиковых пакетов. Учитывая, что срок службы таких пакетов зачастую несколько минут, а срок разложения — от 100 до 400 лет, они представляют собой огромный массив отходов, не говоря об экологическом вреде для флоры и фауны.
В одном из американских штатов — Калифорнии — запрет на использование одноразовых полиэтиленовых пакетов действует еще с 2014 года. Калифорния идет в авангарде американских штатов в усилиях по защите окружающей среды, и в частности по борьбе с одноразовыми изделиями из пластика. В конце августа власти штата законодательно запретили ресторанам предлагать посетителям пластиковые трубочки. Но пока официанты могут выдать их клиентам только в случае настоятельной просьбы. Закон позволяет посетителям приносить свои собственные пластиковые соломинки, а также разрешает ресторанам предлагать им бумажные или металлические трубочки для напитков. Впрочем, эта мера не распространяется на точки быстрого питания. За несоблюдение закона ресторанам поначалу будет выноситься предупреждение, однако за каждое последующее нарушение на них будет налагаться штраф в размере $25, при этом сумма взысканий не должна превышать $300 за год.