Три перспективных технологических решения по использованию возобновляемого сырья представлены в новом выпуске трендлеттера (информационного бюллетеня) «Глобальные технологические тренды» Института статистических исследований и экономики знаний Высшей школы экономики.

Возобновляемое сырье (органические отходы промышленности, сельского и лесного хозяйства, растительная биомасса) — наиболее доступные ресурсы. Они дешевле газа, угля, нефти, и имеют большой потенциал использования в России. Из них можно получать множество новых продуктов либо продуктов с улучшенными характеристиками (биогаз, биотопливо, биоматериалы, др.), решая при этом проблему утилизации отходов и снижая нагрузку на окружающую среду.

Особенно перспективны технологии, позволяющие перерабатывать возобновляемое сырье в биотопливо и электроэнергию, а также решения для производства биополимерной упаковки. Их разработка и применение в России позволят в среднесрочной перспективе снизить зависимость национальной экономики от энергоресурсов, аналогичных зарубежных продуктов и технологий, необходимых для развития данной сферы, создать новые рынки.

В трендлеттере описаны технологии получения биодизеля нового поколения на основе микроводорослей, производства упаковки из быстро разлагаемых биополимеров и электроэнергии из органических отходов. В качестве примера — характеристика первого тренда.

Биодизель из микроводорослей

По мере того как растет численность населения и люди становятся более мобильными, увеличивается ежегодная потребность в авиа- и автомобильных перевозках. Удовлетворять усиливающийся спрос на моторные топлива возможно за счет производства биодизеля нового поколения из зеленых микроводорослей — в качестве альтернативы биодизелям, получаемым на основе сельскохозяйственных культур.

Зеленые микроводоросли способны преобразовывать углекислый газ в органические соединения и при этом оказывать очищающий эффект на атмо- и гидросферу. Такое биотопливо можно использовать в двигателях дизельного типа, ведь оно очень близко к традиционным моторным топливам — продуктам нефтепереработки.

Очевидные плюсы микроводорослей — высокие скорость роста биомассы и содержание масел, удобство сбора и возможность выращивания прямо на предприятиях и вблизи электростанций — подогревают интерес ученых и многих крупных корпораций к их исследованию и промышленному использованию. В некоторых странах начато серийное производство специальных биореакторов по выращиванию микроводорослей. Япония и США уже осуществили успешные испытания авиа- и автотранспорта, работающего исключительно на водорослевом биодизеле.

Эффекты

Технологии получения биодизеля нового поколения будут способствовать развитию транспортного сектора, повышению его экологичности и удовлетворению возрастающих потребностей в топливе.

Культивирование микроводорослей в фитореакторах, вихревых плавающих аквареакторах, открытых водоемах снизит остроту конкуренции между техническими и продуктовыми посевными площадями, станет основным драйвером развития экономически неблагоприятных регионов, позволит снизить их зависимость от импортируемых топлив.

Из микроводорослей можно получать другие полезные продукты, в частности белки, антиоксиданты, пищевые красители.

Оценки рынка

К 2030 году мировое производство биотоплива увеличится до 150 млн тонн в нефтяном эквиваленте при ежегодных темпах прироста 7–9 %. Его доля достигнет 4–6 % в общем объеме топлива, потребляемого транспортным сектором.

Рынок биотоплива в России к 2020 году может вырасти более чем в 1,5 раза — до отметки в 5 млн тонн в год. Биотопливо из водорослей может заменить более 70 млрд литров ископаемого топлива ежегодно.

Вероятный срок максимального проявления технологического тренда: 2025–2035 гг.

Драйверы и барьеры

Главный драйвер — экологическая политика развитых стран по минимизации масштабов загрязнения окружающей среды.

Основной барьер — необходимость масштабных инвестиций для строительства заводов по производству биодизеля, настройки технологических процессов. В случае выращивания водорослей в открытых водоемах эффективность их роста зависит от интенсивности солнечного света.


Технологические тренды — актуальные направления развития технологий в определенной области или на стыке областей. Выявляются при помощи анализа научных публикаций, патентов, информационных ресурсов, и ряда инструментов форсайта.

Мониторинг глобальных технологических трендов проводят эксперты ИСИЭЗ НИУ ВШЭ в рамках Программы фундаментальных исследований НИУ ВШЭ.

Трендлеттер «Глобальные технологические тренды» выходит дважды в месяц. Каждый выпуск посвящен одной теме. В следующем будут описаны тренды по направлению «Транспортные средства и системы». См. все выпуски трендлеттера.