К середине 2000-х в России сложилась достаточно парадоксальная ситуация. Страна, являющаяся одной из лидирующих по добыче нефти в мире, практически не имела передовых технологий в производстве пластика. Отставание в современных технологиях и сильная зависимость от европейских поставщиков стала особенно заметна в период нарастания санкционного давления.
А ведь сейчас трудно назвать отрасль, где не используется пластик и его комплектующие. К сожалению, масштабы импортозависимости и скорость решения проблем после разрыва логистических цепочек в 2022 г. до сих пор не проанализированы. Но сегодня речь пойдет не о поиске новых партнеров, а об инновациях, разработанных российскими учеными в производстве пластика.
Проблемы полимерной индустрии
В рамках импортозамещения следует отметить два основных направления развития производства пластика: обеспечение потребностей промышленности и соблюдения экологической безопасности при обращении с пластиковыми отходами.
Риски санкционного давления на отрасли с использованием полимеров
По данным исследования обеспеченности российского рынка полимерными (пластмассовыми) изделиями, комплектующими и материалами, проведенного аналитиками нижегородского филиала Высшей школы экономики (ВШЭ) и департамента прикладной экономики ВШЭ (РБК), при отсутствии стратегических мер по импортозамещению полимеров потери отраслей, использующих пластики, могут составить $251–257,2 млрд в год (18–18,4 трлн рублей ≈ 14% ВВП за 2021 г.)
Стоит только оценить весь спектр продукции, в производстве которой используется пластик, как становится понятно, что от его поставок зависит практически любая отрасль:
Как наглядно видно из таблицы, практически нет такой отрасли, где так или иначе не используются материалы, комплектующие или конечные продукты пластиковой индустрии. Прорыв в технологиях требуется еще и для соблюдения принципов «зеленой экономики».
Принципы производства полимеров и соблюдение экологической безопасности
Борьба с пластиковыми отходами приобрела общемировое значение. Так, например, в ЕС на законодательном уровне запрещено использование одноразовых изделий из пластика, в Китае ужесточен контроль импорта пластиковых отходов, другие страны выдвигают инициативы по цикличному обращению с пластиком.
Эксперты «Симплекс» в 2024 г. провели обзор законодательных инициатив, выдвинутых парламентариями РФ, в сфере обращения с пластиком.
Среди основных проектов законодательства стоит выдвинуть:
- проект запрета на одноразовые пластиковые изделия (планируется запрет на производство одноразовых товаров: пакетов, тарелок, ПЭТ-тары и т.п.);
- усиление контроля переработки пластиковых отходов (такие меры призваны стимулировать цикличность процесса выпуска-переработки пластика и увеличение доли переработанного пластика).
В рамках реализации данной программы аналитики «Симплекс» отмечают активное строительство перерабатывающих заводов в Московской, Нижегородской областях, Краснодарском крае, Республике Крым.
Кроме того, развитие новых технологий способствует локализации производства полимеров. Перерабатывающие заводы станут поставщиками сырья для фабрик по производству пластика, а следовательно, позволят снизить зависимость отечественных отраслей от зарубежных поставщиков.
Среди трендов пластиковой индустрии можно отметить:
- разработку технологий по производству биоразлагаемых пластиков;
- развитие технологий по переработке пластиковых отходов;
- разработка замкнутых производственных циклов производства-потребления полимерной индустрии.
О наиболее интересных инновационных решениях расскажем далее.
Обзор новых технологических разработок
Ни хвоста, ни чешуи
Сотрудники Красноярского научного центра СО РАН разработали технологию выработки пластика из отходов рыбы. При этом используются бактерии Cupriavidus necator и жировые рыбные отходы кильки, скумбрии, остатки шпротного производства.
Микроорганизмы хорошо размножаются в питательной среде рыбных отходов и синтезируют биоразлагаемые полимеры полигидроксиалканоаты. Таким образом технология позволяет разрешить сразу две проблемы: утилизировать отходы рыбной промышленности и получить безопасный для экологии тугоплавкий пластик (температура плавления от 158°C до 165 °C). На данный момент проводятся эксперименты для вывода технологии в промышленные масштабы.
Пластификатор без токсинов
Не секрет, что к строительным материалам, игрушкам, искусственным компонентам изделий легкой промышленности ужесточаются санитарные требования. И прежде всего нормы токсичности. Учёные из Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) разработали метод очистки пластификатора от вредных веществ и пытаются сделать его полностью нетоксичным.
Для ускорения процесса очистки используется ультразвук. Разработка стала возможной после получения ПНИПУ в 2021 г. гранта в рамках программы поддержки университетов России «Приоритет 2030».
Космос в приоритете
В августе 2023 г. портал «Полимерные материалы» опубликовал статью о разработке ученых РХТУ им. Д.И. Менделеева и ИНЭОС РАН. Не вдаваясь в научные подробности, расскажем, что изобретенный учеными метод позволяет создавать полимеры с различными технико-химическими характеристиками.
Самое важное, что такой одностадийный метод позволяет создавать пластик с высокими механическими и диэлектрическими свойствами. Устойчивость к радиационному излучению, высоким температурам и агрессивной химической среде делает такие полимеры весьма востребованными в различных производственных отраслях. В том числе:
- электронике;
- аэрокосмической промышленности;
- энергетической отрасли;
- нефтегазовой промышленности;
- медицине.
Разработчики утверждают, что при внедрении такого метода синтеза на химических предприятиях российские производители смогут получать отечественное сырье, превосходящее по характеристикам превосходящее иностранные аналоги.
Данный процесс синтеза можно применять не только при производстве полимеров, но и в выпуске лаков для покрытия оптического волокна. При создании газоразделительных мембран, термоустойчивых покрытий и т. д
Инженер-исследователь лаборатории высокомолекулярных соединений ИНЭОС РАН Алексей Фоломин отметил, что в данный момент, когда российские производители особенно нуждаются в отечественных материалах взамен импортных, разработка является особенно актуальной. С 2024 г. ученые занимаются коммерческим масштабированием проекта. Финансовую поддержку ученым оказывает Минобрнауки России.
Не только наука, но и производство
На сессии Восточного экономического форума «Будущие технологии: индустрия новых материалов» ПАО «Сибур» объявило о запуске пилотной установки по производству суперконструкционных пластиков.
По словам управляющего директора по развитию и инновациям компании Дарьи Борисовой компания решила расширять ассортимент своей продукции. Помимо выпуска базовых пластмасс, планируется наладить производство узкоспециализированных полимеров, в том числе суперконструкционных пластиков. Они широко используются в ракетно-космической, судостроительной, оборонной технике и автомобилестроении. Пилотный проект запущен для оценки эффективности бизнеса.
В то же время Дарья Борисова отметила, что без поддержки государства говорить о строительстве производственной мощности на 5-10 тыс. тонн в год пока рано, потому что полноценного рынка суперконструкционных пластиков в Росси попросту нет.
В конце 2024 г. «Сибур» запускает установку по производству изонатов (составляющие в производстве полиуретана) в г. Дзержинск. Следует отметить, что технология производства изонатов была в СССР, но в конце прошлого века инвестирование прекратилось, поэтому мировые компании ушли далеко вперед.
«Сибур» не побоялся инвестировать в разработку принципиально новой технологий выпуска изонатов, поэтому считает, что сырье будет востребовано на российском рынке, и дзержинская площадка – только «первая ласточка» в развитии подобного производства.
Как и в других отраслях экономики, санкции явно выявили проблемы засилья импортных материалов, комплектующих, оборудования и т. п. в пластиковой индустрии. И в тоже время доказали предпринимателям, что без вложений в науку невозможно полноценно развивать производство.
Несмотря на развитие российского производства, высокая степень зависимости от импорта сохраняется в следующих сегментах:
- инженерные полимеры – до 70%;
- суперконструкционные полимеры – до 98%;
- каучуки и ТПЭ – до 60%;
- стабилизаторы и катализаторы – до 80%;
- функциональные добавки – до 70%.
Поэтому производителям стоит всерьез задуматься о создании собственной полимерной индустрии, чтобы не переживать коллапс начала 2022 г.
Также подписывайтесь на обновления Производства.рф во Вконтакте, Одноклассниках, Телеграме и Дзене.