Дело в технике

За последние 20 лет в Сибири закрылись практически все предприятия по переработке отходов целлюлозно-бумажной промышленности. Фактически в руины превратилась целая отрасль — гидролизное производство, — позволяющая достигать доходности производства на уровне тысяч процентов. Сегодня большие перспективы гидролизной промышленности рисуют в основном ученые в своих научных статьях, однако в Сибири уже появляются практические примеры реализации новых подходов к возрождению отрасли. Оказывается, что этот бизнес может быть рентабельным, если подходить к его реализации с новыми технологиями.

Новый Отходы — это не отходы

Отходы целлюлозно-бумажной промышленности, согласно данным Росстата, составляют самую значительную часть твердых бытовых отходов страны — до 40%, тогда как пищевые отходы имеют долю только 38%, металл и стекло — не более 2–9% и так далее. Это означает, что целый класс ценного с точки зрения промышленного химического производства сырья оказывается за пределами экономических отношений, превращаясь в отходы.

В странах, которые отличаются большей эффективностью лесной и связанных с нею перерабатывающих отраслей, тренд другой. Лигнинсодержащая биомасса в мире все чаще является основой для создания самых современных бизнесов модной «зеленой химии» — переработки этих веществ в спирты, жидкие и газообразные топлива, пищевые массы и прочее.

В основе технологии переработки лежит принцип вычленения лигнина — сложносоставного вещества, представляющего собой, упрощенно говоря, одеревеневшие стенки растительных клеток. Наиболее насыщенным лигнином видом сырья считается хвойная древесина, которая на треть состоит из этих соединений. Но их особенность еще и в том, что при «обычной» переработке (например, на целлюлозно-бумажных комбинатах) лигнин остается не выделяемым при технологических процессах, попадая в отходы производства.

Последнее обстоятельство позволяет выстроить целую промышленную отрасль, основанную в общем-то на известных каталитических реакциях превращения полисахаридов в моносахариды. То есть, например, из отходов лесозаготовки уже давно технологически возможно производить сырье для сельского хозяйства — кормовые дрожжи, глюкозу, спирты, органические кислоты и прочее. Например, уже в 1970-е гг. советские ученые достигли следующих показателей эффективности в данной отрасли: из 1 тонны сухого древесного сырья возможно было производить 220 кг кормовых дрожжей или 175 литров этилового спирта. И по сей день эти технологии позволяют получать доходность на уровне тысяч процентов.

«Например, общая стоимость получаемых из одной тонны березовой древесины продуктов — ванилина, сиреневого альдегида, левулиновой кислоты, ксилозы — составляет свыше 3000 долларов США, тогда как экспортная цена качественного круглого леса — около 30 долларов за кубометр», — говорит научный сотрудник Института химии и химической технологии СО РАН (г. Красноярск) Борис Кузнецов.

Потухшая промышленность

Советские плановики это прекрасно понимали, а потому в 1960–70-е гг. по всей стране около зон сосредоточения сырья (хвойной древесины) начинает расти новая отрасль промышленности — гидролизная. Заводы были построены в Карелии и под Архангельском, на Волге, в Казахстане и, конечно, в Сибири. Красноярский, Бирюсинский (Иркутская область), Канский (Красноярский край) гидролизный заводы считались крупнейшими в СССР.

Были и заводы поменьше. И именно они оказались самыми стойкими к смене экономического строя страны. Но и их история незавидна. Так, построенный в 1940-е годы силами заключенных Енисейлага Усть-Абаканский гидролизный завод к концу 1990-х отличался только поставками «технического спирта» на «черный рынок». Предприятие было закрыто относительно недавно — в 2007 году.

Чуть дольше прожил Зиминский гидролизный завод (ЗГЗ, Иркутская область, город Зима). Более того, в середине 2000-х он даже имел вполне реальные шансы на возрождение. Вкратце история этого предприятия такова: на излете советской эпохи ЗГЗ выпускал до миллиона декалитров спирта в год, однако в 1990-е объемы начали резко снижаться, а в 2002 году на уже прекратившем работу заводе было начато конкурсное производство. Правда, оказалось, что главный кредитор предприятия — иркутское ООО «Сибирский кедр» (занималось лесозаготовкой) — готово развивать площадку «по назначению». И даже развивать профиль, выпуская лекарства. В частности, на ЗГЗ планировался выпуск дигидрокверцитина (природное средство, обладающее способностью уменьшать ломкость капилляров) и активированного угля.

Долгое время проект буксовал — слишком непрофильным был фармацевтический бизнес для лесопереработчиков. А список «хотелок» рос — в перечень потенциально возможных к производству продуктов добавились арабиногалактан, нативные смолы, биополимер древесины. И вскоре стало очевидно, что на не работающем стабильно предприятии вряд ли получится реализовать инвестпроект, начальная стоимость которого оценивалась в 26,7 млн долл. Итог оказался неутешительным: по состоянию на конец 2013 года само ООО «Сибирский кедр» переживало конкурсное производство, а его территориальные активы были заброшены.

Наконец, периодически определенные шаги к восстановлению значительных масштабов гидролизного производства наблюдаются в г. Канске Красноярского края. В 2008 году в интервью «Промышленным страницам Сибири» заведующий лабораторией ИХХТ СО РАН, доктор химических наук Валерий Тарабанько говорил: «Создаваемое в настоящее время на базе Канского гидролизного завода производство биобутанола основано на принципиально новых и более эффективных по сравнению с гидролизной промышленностью решениях: прямая ферментативная переработка целлюлозы, мембранные технологии выделения бутанола и др. Что же касается экономической эффективности создаваемой технологии, то, как говорится, время покажет». Однако пока время показывает результат не в пользу гидролиза — в частности, на площадях завода решено восстанавливать классическое спиртовое производство.

Шанс для БЦБК

Несколько лет назад шанс превратиться в отечественного пионера крупной гидролизной промышленности был и у печально известного Байкальского целлюлозно-бумажного комбината (БЦБК). Дело в том, что даже по самым скромным подсчетам на БЦБК накопилось около 6 млн тонн лигниносодержащих отходов. Для целлюлозно-бумажной промышленности это было постоянной проблемой, однако иркутские ученые предложили несколько вариантов решения проблемы.

Первое: использование частично переработанных отходов для рекультивации земель — лигнин стимулирует образование нового слоя грунта. Второе: использование отходов в качестве биотоплива — например, при помощи пиролиза на специальных установках из отходов образуется уголь, по своим характеристикам похожий на древесный. Третье: в лигнин-отходах содержится до 30% смол, которые в свою очередь состоят почти наполовину из фенолов. А это — сырье для производства пластмасс, консервантов, антиокислителей и прочее. Наконец, местным НИИ «Стромкомпозит» была разработана технология переработки отходов БЦБК в теплоизоляционный материал.

Однако то замерзающему, то рискующему лишиться львиной доли рабочих мест Байкальску было явно не до высоких технологий переработки — а потому в промышленных масштабах разработки так и не были внедрены. Сейчас управление БЦБК и городом происходит фактически в ручном режиме, однако надеяться на развитие здесь гидролизного производства, на наш взгляд, стоит. Ведь после бюрократических перипетий ученые и предприниматели все равно вернутся к вопросу о том, что делать с отходами комбината — скорее всего, это случится через несколько лет.

Иркутская аномалия

На этом можно было бы поставить точку и прийти к неутешительным результатам: технология переработки лигнин-содержащих отходов, конечно, хороша, но в российском варианте рыночной экономики не работает. Подтверждение тому — несколько реальных примеров, в которых собственники в лучшем случае в итоге переходили на производство этилового спирта.

Но буквально полгода назад появился обратный пример. В Иркутске появилась компания «Бионика», учрежденная местным техническим университетом, Сибирским институтом физиологии и биохимии растений (СИФИБР) СО РАН и сельхозпредприятием ООО «Агробайкал». В конце прошлого года «Бионика» запустила опытное производство, перерабатывающее отходы деревообработки и гидролизных заводов в удобрения для аграриев. «Технология позволит перерабатывать лигноцеллюлозные отходы, в том числе и гидролизный лигнин, получая при этом высокоэффективное удобрение, которое улучшает структуру почвы, способствует накоплению гумуса, подвижных форм азота, фосфора и калия и дает высокую прибавку урожая», — говорится в сообщении вуза. При этом себестоимость полученных удобрений оказалась на 60% ниже, чем при «классическом» способе их получения.

По словам гендиректора ООО «Бионика» Сергея Захарова, состав микробактерий, которые справляются с этой переработкой, является коммерческой тайной. Однако известно, что в ход шли «запасы» Зиминского гидролизного завода. Учредители преисполнены оптимизма: по их подсчетам, только в Иркутской области находится более 2 миллионов лигнина в отходах производства трех местных ЦБК — Байкальского, Братского и Усть-Илимского.

Это означает, что экономика переработки лигнина вполне может быть положительной — достаточно применять некие современные технологии. Их разработка и проблемы с внедрением — тема отдельного разговора. Важно другое: прецедент уже создан. Хорошо, если для остальных он послужит примером.

Текст: Сергей Чернышов