Развитие мировой химической индустрии как части глобальной энергетической системы человечества связано с двумя четко обозначившимися проблемами. Это, во-первых, непреодолимая пока зависимость от сжигания ископаемого топлива и продуктов его переработки и связанная с этим эмиссия парниковых газов. Вторая проблема – неизбежное со временем исчерпание экономиически оправданных запасов ископаемых углеводородов. По наименее оптимистичным прогнозам, доступная человечеству нефть иссякнет в ближайшие 30 лет, природный газ – за 50 лет. Реальная угроза климатического дисбаланса планеты и энергетического голода заставляет правительства и компании изучать и внедрять альтернативные способы получения энергии: из ветра, приливных явлений, солнечного света, геотермальных источников, биологической массы – наземных растений и водорослей. Последнее направление интересно еще и потому, что биомасса может быть использована и как источник альтернативного ископаемым углеводородам сырья для нефтехимической индустрии. При этом возобновляемый. Возможности использования биосырья как основы нефтехимической промышленности изучаются уже в практической плоскости. В США, например, действует федеральная программа, согласно которой к 2030 году 25% всей химической продукции (за исключением неорганической) должна производиться из биомассы. В освоение нового сырья включились многие ведущие химические и нефтяные компании, такие как DuPont, Shell, Dow, ВР, BASF, INEOS, Mitsubishi и другие. Помимо прочего, развитие биотехнологий служит имиджевым интересам компаний, осознающим свою экологическую миссию. Самый важный продукт Наиболее известным и масштабным химическим продуктом, вырабатываемым из биологического возобновляемого сырья, является этиловый спирт, за происхождение называемый биоэтанолом. Он получается брожением осахаренного крахмала с помощью дрожжей Saccharomyces cerevisiae (пекарские или винные дрожжи). Мировое производство биоэтанола превышает 80 млн м3 в год, лидерами являются Бразилия и США (сейчас на их долю приходится около 90% производства). Остальная часть производится в Канаде, Китае, ЕС и Индии. Введены в строй первые мощности в Колумбии, странах Центральной Америки, Турции, Пакистане, Перу, Аргентине и Парагвае. Сегодня биоэтанол производят в основном для использования в качестве автомобильного топлива. Для этих целей, например, в 2009 году в США было использовано 33% всего урожая кукурузы, а выпуск топливного спирта составил 30 млн тонн – сопоставимо с емкостью всего топливного рынка России. Цена на биоэтанол колеблется от $0,2 за литр в Бразилии (сырье – сахарный тростник), $0,25-0,28 в США (кукуруза) до $0,5 в Европе (сахарная свекла, пшеница). Согласно расчетам, даже в России производство биоэтанола из зерна может быть рентабельно. Вместе с тем, использование пищевых продуктов для производства биоэтанола уже оказывает влияние на предложение этих товаров на продовольственных рынках. Поэтому огромные средства в США и во всем мире брошены на разработку технологий экономически оправданного осахаривания лигноцеллюлозы, то есть получения биоэтанола из древесных отходов, соломы и т.п. В США, Канаде, Японии уже работают опытные заводы. Пока цена такого этанола в 2 раза выше, чем этанола из кукурузы. Тем не менее, планируется, что его себестоимость может быть снижена. С 2015-2016 годов дальнейшее наращивание мощностей будет идти на базе этого непищевого сырья. К 2030 году в США намечено получать ежегодно 100 млн м3 топливного этанола, из них около 44 млн – из древесного сырья. Для нефтехимической промышленности дешевый этанол из возобновляемых источников может стать успешной альтернативой углеводородному сырью для получения важнейшего и наиболее крупнотоннажного продукта – этилена. Соответствующий процесс каталитической дегидратации открыт и изучен достаточно давно. Основное препятствие для создания подобных производств – экономическое. Однако в Бразилии, где самая низкая себестоимость биоэтанола, такие производства создаются в промышленном масштабе. Так, компания Braskem в сентябре 2010 года запустила завод по производству этилена из 100%-но возобновляемого сырья – сахарного тростника. Расположенный в нефтехимическом комплексе Triunfo, завод будет производить 200 тыс. тонн в год «зеленого» этилена, из которого будет вырабатываться полиэтилен. Компания Solvay Indupa, бразильское подразделение фирмы Solvay, планирует построить завод по производству 60 тыс. тонн в год биоэтилена из сахарного тростника, который пойдет на производство 125 тыс. тонн в год ПВХ. Расход биоэтанола составит 120 тыс. тонн ежегодно. Надо сказать, что фирма Solvay в 1962-1982 годах уже имела опыт производства ПВХ из спирта. По оценкам, масштабное производство биоэтилена возможно и экономически оправданно. В случае снижения себестоимости биоэтанола ниже 0,2 евро (либо повышения цены нефти) производство этилена из спирта будет экономически выгоднее традиционного нефтехимического производства. |
