Биоэкономика и биоэнергетика: Какие у отрасли перспективы развития в России

Москва. В России активно идет подготовка нового национального проекта «Технологическое обеспечение биоэкономики», который объединит инновации в сфере биотехнологий и биоресурсов. Заявленная цель проекта – достичь к 2036 году позиции одного из глобальных лидеров биотехнологического рынка.

Насколько биотехнологии и биоэнергетика – перспективные направления, в каком состоянии отрасль сейчас и где будут брать кадры для реализации прорыва – в материале Агентства нефтегазовой информации.

О нацпроекте

Впервые структуру нацпроекта представили в 2024 году. В него войдут три базовых федеральных проекта «Организация производства и стимулирование сбыта продуктов биоэкономики», «Научно-технологическая поддержка развития биоэкономики» и «Аналитическое, методическое и кадровое обеспечение биоэкономики».

Работа будет вестись по нескольким направлениям – химия, энергетика, пищевая индустрия, медицина, экология, сельское хозяйство.

Всерьез работать с биоресурсами стали еще в начале 2000-ых годов, когда большое внимание во всем мире привлекло биотопливо, особенно биоэтанол, биодизель и биогаз. Сейчас, когда все больше стран, даже обеспеченных собственным углеводородным сырьем, заявляют о переходе к «зеленой» повестке, развитие этого направления становится важным элементом экономической политики.

«После введения санкций и обострения геополитической ситуации вопрос энергетической независимости стал как никогда актуальным. До недавнего времени многие установки (биогазовые станции) закупались за рубежом, но сейчас идет активная работа по локализации производства. Новый нацпроект может ускорить этот процесс, стимулируя отечественные разработки и снижая зависимость от иностранных решений. Развитие биоэнергетики на основе местного сырья способствует децентрализации энергоснабжения и повышает устойчивость региональных экономик», - считает доктор экономических наук, профессор кафедры отраслевых рынков факультета экономики и бизнеса Финансового университета Антонина Шаркова.

Минпромторгу поручили до 30 июня разработать перечень индустриальных проектов, которые войдут в состав нацпроекта. К осени планируют утвердить методику расчета целевых показателей, а также представить предложения по формированию целевого заказа на подготовку инженерных кадров.

«Финансовая составляющая проекта предусматривает выделение значительных средств из федерального бюджета, а также привлечение частных инвестиций через систему льгот и субсидий. Общий объем финансирования оценивается в сотни миллиардов рублей. Средства будут направлены на строительство биогазовых станций, создание производств по выпуску биотоплива, разработку новых технологий переработки биомассы и развитие соответствующей инфраструктуры», - отметила Антонина Шаркова.

Перечень вузов, обеспечивающих подготовку кадров, сформируют только к 2026 году. При этом кадры – один из важнейших вопросов нового нацпроекта.

Кому предстоит развивать

На данный момент в России практически единственным направлением, где готовят профильных специалистов, работающих на стыке биотехнологий и других наук является «Промышленная экология и биотехнологии».

По специальности «Биотехнология» в РФ готовят 85 вузов. В 2024 году на направление подготовки «Промышленная экология и биотехнология» поступило 6560 человек. Для сравнения – по специальности «Нефтегазовое дело» только высшее образование получают около 40 тыс. специалистов, не считая учащихся колледжей.

Некоторые вузы ведут собственные разработки в сфере биотехнологий. Один из них – Пермский национальный исследовательский политехнический университет (ПНИПУ), где по данному направлению каждый год выпускают в среднем 16-20 бакалавров и 7−8 магистрантов. При этом прием в магистратуру в последний год расширили, а значит, в ближайшее время выпуск магистров-биотехнологов станет больше.

Разработки идут по разным направлениям – от пищевых биотехнологий до применяемых в сельском хозяйстве. В области биоэнергетики активно работают над масштабным проектом по биодизелю, затрагивающем сразу несколько направлений.

«Биодизель производится из растительных масел, но из чистого продукта производить его не совсем гуманно и может быть экономически нецелесообразным. Особенность нашего проекта – разработать все стадии, методики для производства биодизеля из уже отработанных растительных масел, например, фритюрных после жарки продуктов. Сфера пищевой промышленности развита, есть множество заведений фастфуда, где как раз такое масло образуется, есть заводы, где в промышленном масштабе с помощью растительных масел обжариваются продукты. Такие отходы нужно правильно перерабатывать, но в процессе их переработки в биодизель есть определенные сложности», - делится доцент кафедры «Химия и биотехнология» ПНИПУ, кандидат технических наук Ирина Пермякова.

Второе направление разработок связано с переходом на другой тип катализатора, который не обладает недостатками гомогенного.

«Еще одна часть проекта – разработка метода переработки побочного продукта во что-то ценное и полезное. «Грязный» глицерин перерабатывается в нужные органические кислоты с помощью микроорганизмов. Мы научились производить лимонную и янтарную кислоты, которые имеют широкие сферы применения в различных отраслях. Таким образом, не самый чистый продукт трансформируется в полезные компоненты», - рассказала Ирина Пермякова.

Замкнутые циклы, безотходные и малоотходные производства являются частью нового нацпроекта по биоэкономике.

Индустрия и сфера применения

В стране уже работает ряд предприятий, успешно освоивших различные технологии переработки биомассы. До недавнего времени Россия являлась крупным поставщиком гранулированной древесины (получают из отходов лесопиления) в Великобританию – крупнейший потребитель пеллет в Европе. После 2022 года Англия отказалась от российских ресурсов.

В России этим занимается несколько предприятий в Архангельской, Вологодской, Ленинградской, Иркутской областях и Красноярском крае.

Доктор экономических наук Антонина Шаркова отмечает, что в России есть несколько успешных проектов в сфере производства биогаза в Белгородской и Калужской областях, а также в Татарстане, где реализован проект по переработке отходов сахарного завода.

Производство жидкого биотоплива в России представлено в Орловской области, Краснодарском крае. Экспериментальное производство есть в Татарстане, где разрабатывают технологии получения биокомпонентов для моторных топлив.

В последние годы появились проекты по использованию биосырья в коммунальной энергетике: в Ярославской области несколько котельных переведены на сжигание древесных отходов, в Хабаровском крае реализуется программа по замене котельных на биотопливные, в Карелии местные ТЭЦ частично используют торф в качестве топлива.

Часть проектов пока носят локальный характер. В Московской области работает завод, занимающиеся переработкой сельскохозяйственных отходов, производящий топливные брикеты из соломы. В Ставропольском крае экспериментальное производство топлива из лузги подсолнечника организовано на базе нескольких маслоперерабатывающих заводов.

Индустрия в России пока не достаточно распространена, подобные производства есть не в каждом регионе. И сейчас специалисты, которые заканчивают вузы по направлениям биотехнологий, находят себя не только в сфере возобновляемых биоресурсов, но в совершенно разных областях профессиональной деятельности в связи с хорошей технической базой знаний и спецификой самого направления, затрагивающего разнообразные сферы.

«После нашего университета специалисты работают на предприятиях химической, пищевой промышленности. Также идут в экологические структуры – по очистке сточных вод, переработке отходов производства. Приходят в заводские лаборатории, исследовательские центры и занимаются комплексными разработками на стыке разных дисциплин. Их образование позволяет проводить полномасштабные исследования», - рассказала Ирина Пермякова.

Кроме крупных предприятий и научных центров, молодые специалисты устраиваются в небольшие частные компании, занимаются проектированием благоустройства, восстановлением почв, водных объектов.

Будущее отрасли

Как отмечают эксперты, перспективы использования биотоплива в России есть: значительный ресурсный потенциал – главное естественное конкурентное преимущество страны.

Наиболее широко распространенным в России направлением является прямое сжигание древесной биомассы, страна занимает первое место в мире по запасам лесных ресурсов.

Сейчас производство энергии из древесных отходов может получить дополнительный импульс к развитию: недавно президент РФ Владимир Путин поручил до 1 августа 2025 года утвердить дорожную карту по расширению использования низкосортной древесины и пеллет на период до 2035 года.

«Биотопливо и биоэнергетика в России обладают значительным потенциалом, однако их развитие пока неравномерно и зависит от доступности сырья, государственной поддержки и экономической целесообразности. Наиболее перспективными направлениями для внедрения этих технологий являются сельское хозяйство, энергетика, лесопромышленный комплекс и транспорт, а ключевыми регионами – территории с высокой концентрацией биологических ресурсов», - комментирует Антонина Шаркова.

Среди преимуществ России на биотехнологическом рынке профессор отмечает также значительные объемы сельскохозяйственных отходов, большие площади земель для выращивания энергетических культур и наличие собственной научно-технической базы.

«Еще одно перспективное направление для нашей страны – биогаз. Биогазовые установки могут быть малого размера, и размещены локально. У нас огромная территория, есть удаленные районы, где такой вид биотоплива был бы одним из самых востребованных, так как биогаз можно получать из местных ресурсов. Технологически это удобно и возможно сделать. Успешный опыт использования есть в европейских странах, также есть некоторые пилотные проекты в нашей стране», - рассказала Ирина Пермякова.

Технология позволяет не только получать энергию, но и решать проблему утилизации органических отходов.

Производство жидкого биотоплива (биоэтанола и биодизеля) в России развито в значительно меньшей степени, сдерживают распространение биоэтанола высокие акцизы.

«Отдельным перспективным направлением является переработка твердых коммунальных отходов с получением энергии. Инновационный комплекс (КПО) может обеспечить эффективную переработку примерно 50% от общего объема отходов. В России эта сфера только начинает развиваться, построены первые мусоросжигательные заводы с рекуперацией энергии в Московской области и Татарстане. Однако технологии глубокой переработки органической фракции ТКО пока применяются ограниченно. Развитие этого направления сдерживается недостатком инвестиций и необходимостью создания сложной инфраструктуры по сбору и сортировке отходов», - рассказала Антонина Шаркова.

Относительно новым направлением можно назвать производство энергии из водорослей и использование пиролизных технологий переработки биомассы. Подобный проект был, в том числе у ученых из ПНИПУ и Балтийского университета в 2024 году. Исследователи сравнили пиролиз и гидротермальное ожижение и выявили, что метод гидротермального ожижения для переработки избыточных макроводорослей является более экологичным и углеродно-нейтральным.

В целом, развитие биоэнергетики в нашей стране, как пояснила Антонина Шаркова, сдерживает ряд факторов, включая отсутствие достаточной нормативной базы, ограниченность финансирования и конкуренция с дешевыми традиционными энергоносителями. Мировой опыт показывает, что биоэнергетика на начальных этапах развития нуждается в специальных мерах стимулирования.

«Система государственных льгот для биоэнергетики должна быть комплексной и включать несколько направлений: налоговые преференции, прямые субсидии на строительство биогазовых станций и других объектов биоэнергетики, компенсация части процентных ставок по кредитам, введение обязательных квот на использование биотоплива в транспортном секторе и энергетике, по аналогии с практикой европейских стран. Особое внимание следует уделить поддержке научных исследований и разработке отечественных технологий», - подчеркнула Антонина Шаркова.

Лидеры на мировом рынке

По каждому из направлений в мире сформировались определенные лидеры, где налажены технологии, меры поддержки и использование биоресурсов как на внутреннем рынке, так и на экспорт.

В Европе им является Германия, где биоэнергетика обеспечивает около 8% всего энергопотребления. Немецкие компании являются мировыми лидерами в технологии биогазовых установок. Швеция и Финляндия демонстрируют успехи в использовании древесной биомассы: на биоэнергетику приходится около 25-30% всего энергобаланса.

В Северной Америке бесспорный лидер в производстве биоэтанола из кукурузы – США (около 55% мирового объема).

Бразилия – лидер в производстве биоэтанола из сахарного тростника, обеспечивая около 30% мирового производства.

В Азии интересен феномен Китая, где направление развивается быстрыми темпами. По данным Всемирной биоэнергетической ассоциации (WBA) на 2024 год, Китай – лидер по производству биоэнергии. В 2023 году страна произвела более 25% мирового объема электричества из биомассы — 204 ТВт∙ч. Акцент в КНР делают на переработке сельскохозяйственных отходов.

«Пока что Россия в сфере биотехнологий отстает от мировых лидеров. В мировой практике многие технологии уже широко распространены и эффективно применяются. Нам нужна собственная база, собственные технологии. Я считаю, что за биоэкономикой будущее. И мы движемся в эту  сторону, хоть пока и находимся в начале пути», - отметила Ирина Пермякова.

Фото: министерство энергетики США, shutterstock, Шедеврум, диаграмма предоставлена Антониной Шарковой