Около двух лет назад в России возникла угроза дефицита товаров первой необходимости. Проблема заключалась не в нехватке самих продуктов, таких как молоко, соки или детское питание, а в невозможности их транспортировки до покупателей. Мы побеседовали с Константином Вернигоровым, руководителем экосистемы прикладных научно-исследовательских центров «СИБУР ПолиЛаб», чьи специалисты сыграли важную роль в предотвращении подобной ситуации. Судя по всему, в будущем их планы еще более масштабны.
Naked Science: До вас мы беседовали с Ильназом Зариповым, который отвечает за инновационное направление в науке СИБУРа. В чем разница: где кончаются инновационные разработки, где начинается система «ПолиЛабов»? Можете привести какой-нибудь яркий пример из вашей деятельности в последние годы?
Константин Вернигоров: При создании принципиально новых технологий или инновационных молекул за разработку отвечает «СИБУР Инновации». Когда производство переходит к выпуску значительных объемов продукции на пилотных установках или, тем более, на промышленных площадках – с объемов в десятки и тысячи тонн в год – вопросы адаптации продукта к потребностям рынка, его дальнейшего совершенствования и позиционирования в готовом изделии и области применения переходят в компетенцию «СИБУР ПолиЛаб». Именно поэтому весь комплекс работ описывают как прикладные исследования и разработки.
Существуют также суперконструкционные пластики, способные выдерживать высокие температуры и значительные механические нагрузки. Они применяются для изготовления деталей автомобилей и самолетов, а также используются в медицине. Одним из таких материалов является полиэфиркетонкетон – перспективный и обладающий выдающимися свойствами. «СИБУР Инновации» разрабатывают собственную технологию его производства. После запуска производства в серийное, мы займемся его адаптацией под нужды конкретных заказчиков.
В «прикладников» большая загрузка: наша компания производит полимеры сотен различных марок. В связи с этим, в «ПолиЛабах» существует несколько центров разработки – семь, каждый из которых ориентирован на определенную группу продуктов.
N. S.: Не могли бы вы подробнее рассказать о процессе совершенствования новых продуктов в «ПолиЛабах»?
К. В.: Наша компания уже продолжительное время выпускает поликарбонаты и полиэтилен, предназначенные для использования в сельском хозяйстве, в частности, для теплиц, обеспечивающих производство овощей в зимний период, а также для систем орошения).
Поликарбонат может служить заменой стекла в различных областях, включая теплицы, архитектурные конструкции и декоративные элементы. Однако для успешного применения этого материала необходимо учитывать ряд важных факторов. Например, поликарбонат должен обладать устойчивостью к царапинам, поскольку это напрямую влияет на его внешний вид и способность пропускать свет. Какой смысл использовать легкий и ударопрочный аналог стекла, если он перестанет эффективно пропускать свет? Кроме того, необходимо учитывать горючесть материала, поскольку в архитектуре допустимы только негорючие и трудногорючие материалы.
В этом случае на сцену выходят «ПолиЛабы». Наша задача — изменить характеристики материала, чтобы он соответствовал требованиям клиента. Благодаря нашим усилиям удалось создать поликарбонат, устойчивый к царапинам, и повысить его светопропускание. Впоследствии из этого пластика стали производить автомобильные фары.
Граффити – распространенная проблема для различных уличных поверхностей, включая рекламные баннеры и пластиковые шумозащитные панели вдоль дорог. Благодаря применению разработанных нами полимерных добавок, удалось значительно снизить сцепление краски с поликарбонатом, что позволяет легко удалять нанесенные на поликарбонат красящие вещества обычной водой.
Не ограничиваясь только поликарбонатом, рассмотрим полиэтилен и его применение в сельском хозяйстве. Пленку из полиэтилена нередко используют в качестве укрывного материала. К ней предъявляются неоднозначные требования: она должна удерживать тепло, блокируя часть инфракрасного излучения, но при этом необходимо обеспечить пропуск определенной части инфракрасного спектра.
Если не предпринять соответствующие меры, растениям не удастся использовать всю энергию солнечного света, что приведет к снижению эффективности фотосинтеза. Компания «ПолиЛабы» разработала полиэтилен, который пропускает необходимые участки спектра, что значительно повысило урожайность – в некоторых случаях ее увеличение составило десятки процентов.
N. S.: С 2022 года многие российские компании столкнулись с необходимостью импортозамещения. Какие трудности возникли перед «ПолиЛабом»? Предоставляли ли вы помощь партнерам в срочной замене критически важного импорта? Или вам приходилось самостоятельно оперативно решать задачи по импортозамещению?
К. В.: Импортозамещение – это комплексная задача, охватывающая разнообразные направления деятельности. В частности, речь идет об обеспечении технологической самостоятельности отечественных предприятий. Для нефтехимической отрасли, например, ключевым фактором является доступность катализаторов и специализированной химии. Компания «ПолиЛаб» в этой связи вела работу по двум направлениям: проводился анализ аналогов из стран, придерживающихся нейтральной позиции, и одновременно активизировались собственные разработки, которые ранее находились в научно-исследовательских центрах СИБУРа.
Замена катализаторов и специальных компонентов – это всегда требует точной настройки. Невозможно просто заменить один компонент другим, необходимо адаптировать технологические режимы и провести комплекс испытаний. Они должны подтвердить, что продукция, изготовленная с использованием нового компонента, соответствует всем требованиям к качеству и эффективности. Мы оперативно обеспечили собственные потребности и стабилизировали производственные процессы. Наша цель на сегодня – полностью перейти на отечественные разработки к 2030 году.
Импортозамещение имеет и другую сторону, где мы, выступая в роли поставщика решений, помогаем отраслям, зависящим от импорта, разрабатывая новые марки синтетических материалов взамен утраченных. Примером может служить разработка поликарбоната для автомобильных фар.
N. S.: Можете привести еще примеры?
К. В.: Тетрапак – это упаковка, на которую приходится около трети всего ассортимента молочной продукции в магазине. Также в такую упаковку фасуют детское питание, соки и другие продукты.
Вы можете возразить: какая связь полимеров и тетрапака, ведь он сделан из картона? Многие так думают, однако внутренний слой каждой такой упаковки представляет собой слой полиэтилена, нанесенный посредством скоростной ламинации. До 2022 года этот полиэтилен не имел альтернативных источников и импортировался.
Для медицинских целей выпускаются полимерные марки, используемые при производстве одноразовых шприцев, медицинских костюмов и упаковок для лекарств. В настоящее время разработка этих материалов завершена, и они уже поступили в серийное производство.
Сохранение стабильности производства дало нам возможность перейти к следующему этапу и быстро реагировать на потребности таких важных секторов, как строительство, транспорт, медицина, сельское хозяйство, пищевая промышленность и производство товаров народного потребления.
С февраля 2022 года до конца 2024 года на рынок было выпущено свыше 80 торговых марок продукции.
N. S.: Значит, до введения санкций у вас не было доступа к этим маркам, из которых можно изготовить такую продукцию?
К. В.: Они, безусловно, применялись и были востребованы многими производителями. Однако значительный объем продукции импортировался из стран, которые сейчас находятся в состоянии недружественных отношений. Внедрение нового материала или полимерной марки всегда требует перестройки производственных процессов.
Я помню, как мы оперативно реагировали на запросы наших партнеров, предлагая помощь в замене многослойных пленок для пищевых продуктов. Без них продукты питания не доставят конечному потребителю. Мы также заменяли промышленные пленки, от которых зависело своевременное производство многих товаров. Такие изделия обычно состоят из комбинации полимеров, расположенных в различных слоях. Для их замены недостаточно просто заменить один полимер, необходимо изменить всю комбинацию, поскольку каждый слой выполняет определенную функцию.
С весны 2022 года до конца 2024 года было выполнено более полутора тысяч запросов от клиентов. Среди них – задачи, связанные с заменой импортных полимерных марок, а также оказание технической поддержки по вопросам эксплуатации существующего оборудования.
Вся команда, работавшая над этим проектом, демонстрировала высокую степень внутренней мотивации. Также стоит отметить, что ранее не было такого уровня открытости с нашими партнерами на всех этапах производства — от сырья до готовой продукции.
N. S.: Означает ли это, что благодаря собственным разработкам СИБУР удалось сохранить позиции и продолжать развитие даже в условиях санкций?
К. В.: Мы демонстрируем уверенный рост. Ожидается, что в ближайшие годы этот рост ускорится, поскольку ключевую роль в нем сыграют наши новые инвестиционные проекты. Это строящийся Амурский газохимический комплекс на 2,7 миллиона тонн полимеров в год, ДГП-2 в Тобольске, почти на 600 тысяч тонн полипропилена, ряд других проектов.
N. S.: Вы говорили об автомобильной промышленности, которая не так давно рассматривала пластики как источник проблем — речь шла, конкретнее говоря, АБС-пластик, из которого производят бамперы и другие изделия. Сталкивались ли вы с подобным?
К. В.: Потребление полимеров в автомобильной промышленности уже сегодня возросло на 24%, что свидетельствует о высоком спросе на эти материалы. Ожидается, что к 2028 году использование полимеров в российском автопроме увеличится в два раза, а доля отечественной продукции достигнет 80%.
Существует ряд организационных вопросов, включая омологацию и согласование использования определенных материалов в производственном процессе автопроизводителя.
В сфере транспортной отрасли система «ПолиЛабов» СИБУРа реализует несколько десятков проектов, связанных с внедрением новых материалов, которые уже применяются российскими автопроизводителями. Процесс разработки ведется достаточно оперативно. Ранее я уже упоминал поликарбонат, используемый для изготовления линз автомобильных фар. Что касается нашего АБС-пластика, то он уже прошел валидацию для использования в элементах интерьера и обладает значительным потенциалом для будущих проектов по внедрению в электромобилях, благодаря сочетанию прочности, теплостойкости и устойчивости к ударным воздействиям.
В декабре СИБУР завершил строительство этиленового комплекса ЭП-600 в Нижнекамске. Запуск комплекса позволит вдвое увеличить производственные мощности «Нижнекамскнефтехима» по выпуску этилена и сопутствующих продуктов, что создаст перспективы для реализации ряда проектов, нацеленных на замещение импортных широко используемых синтетических материалов, таких как АБС-пластики, полистирол и новые виды полиэтилена.
N. S.: Как именно вы работаете с отраслями?
К. В.: В структуре СИБУРа насчитывается 11 отраслевых подразделений, каждое из которых специализируется на потребностях определенной отрасли и способно предложить партнерам индивидуальные решения или их сочетание, исходя из поставленных задач. Мы стремимся глубже понимать нужды наших партнеров и клиентов, совместно развивать рынки и предоставлять потребителям не только продукцию, но и комплексные решения, открывающие новые перспективы для отрасли, общества и бизнеса. К примеру, это касается транспорта (производство пластиковых деталей для автомобильной промышленности), сельского хозяйства, гибкой и жесткой упаковки, медицинских изделий, строительства и других сфер.
В этих секторах остается существенный резерв возможностей — не только для импортозамещения, но и для вытеснения менее экологичных и энергоэффективных аналогов, для замещения импортных товаров и для увеличения сфер применения уже известных продуктов. Благодаря этим мерам стимулируется развитие местных производств в разных отраслях.
Проекты, направленные на использование переработанных материалов в производстве, заслуживают отдельного внимания.
N. S.: Можете рассказать, как «ПолиЛабы» применяют технологии вторичной переработки пластика? В последнее время все чаще появляются сведения о том, что использование вторичного пластика при производстве новых изделий не всегда эффективно, поскольку это негативно сказывается на их качестве из-за укорочения молекулярных цепочек. В связи с этим многие потребители сомневаются в целесообразности сортировки и раздельной утилизации пластиковых отходов. На основе вашего опыта, это действительно так или добавление вторичного пластика в определенных пропорциях может быть оправданным?
К. В.: Несколько исследований демонстрируют, что ключевые технологические и эксплуатационные характеристики полимеров остаются стабильными даже после многократной переработки. В настоящее время вторичная переработка широко применяется в отношении полиэтилена высокого и низкого давления (ПВД и ПНД), полиэтилентерефталата (ПЭТФ, используемого для производства пластиковых бутылок) и полипропилена (ПП.
Суть проблемы заключается не в неэффективной переработке, а в ее недостаточном объеме. В настоящее время в России на переработку поступает лишь около 10-12% пластиковых отходов. По моему мнению, этот показатель необходимо увеличивать. Мы в СИБУРе инвестируем в технологии, позволяющие многократно применять современные синтетические материалы для изготовления готовой продукции.
Мы разработали собственный инновационный бренд полимеров с добавлением переработанного пластика — Vivilen. Этот бренд включает упаковочные решения как для пищевой промышленности (Vivilen rPET, содержащий до 30% вторичного пластика), так и для непищевого применения (Vivilen rPO — с содержанием переработанного пластика до 70%).
В течение 2024 года было создано 16 новых марок в рамках данного бренда, что в общей сложности составляет более 80. Так, марка rPET позволяет ежегодно использовать и перерабатывать 1,7 миллиарда пластиковых бутылок, что эквивалентно 34 тысячам тонн. С 2022 года наша компания помогла более 25 компаниям-партнерам перевести свои производственные цепочки на продукцию, изготовленную из материалов, содержащих вторичный пластик.
По моему мнению, в научно-техническом плане это лишь отправная точка. Сейчас, чтобы использовать переработанный пластик, необходимо обеспечить его правильную сортировку. С одной стороны, мы активно занимаемся просвещением, объясняя, почему важно сортировать отходы и как это делать корректно. С другой стороны, мы изучаем возможность строительства установки термолиза для химической переработки пластика – технологии, позволяющей перерабатывать смешанные полимерные отходы. Что имеется в виду?
Нагревание пластиковых отходов в процессе термолиза приводит к их разложению на базовые углеводороды, аналогичные тем, что образуются при переработке нефти и используются для производства обычных пластиков. Таким образом, совершенствование данной технологии может создать замкнутый цикл переработки пластиковых отходов. Термолиз позволит разрушать молекулы отходов на составные части, из которых впоследствии можно будет создавать новые полимеры.
N. S.: Каково ваше мнение о биоразлагаемых полимерах? Вокруг этой темы сейчас много противоречивой информации, и некоторые утверждают, что они не всегда разлагаются естественным путем. Проводятся ли здесь, в России, исследования в этой области?
К. В.: Существование биоразлагаемых полимеров, таких как полимолочная кислота, является неоспоримым фактом, подтвержденным сертифицированными методами. Их биоразлагаемость доказана, и их применение возможно.
Это имеет смысл лишь при наличии комплексной системы. Что я подразумеваю? Например, в Европе можно наблюдать, как пищевые отходы помещают в пакеты определенного цвета. Их опускают в специальный отсек мусорного контейнера. В другие отсеки выбрасывают пластик, стекло и другие виды отходов. Речь идет о том, что пакеты для пищевых отходов изготавливаются из биоразлагаемых полимеров. Мусорные компании, осуществляющие сбор отходов, отсортируют их и отправят на специализированные полигоны для компостирования. Таким образом, и отходы, и сам пакет будут преобразованы в компост.
Часто пакеты, содержащие оксодобавки, ошибочно называют «биоразлагаемыми». Эти добавки приводят лишь к тому, что изделие распадается на микрочастицы, что делает невозможной его повторную переработку. На российском рынке доля пакетов, действительно подверженных биоразложению, не превышает 1-2%. Как я уже отмечал, для переработки требуется специализированная система сбора и утилизации, которой в России в настоящее время отсутствует. Смешение таких пакетов с обычными препятствует правильной переработке обоих видов.
По данным исследований, объем производства биоразлагаемых пластиков составляет 10 миллионов тонн, в то время как общий объем производства всех видов пластиков оценивается в сотни миллионов тонн. Это не совпадение. Помимо ранее названных трудностей, значительную роль играет экономический фактор: биоразлагаемые полимеры значительно дороже традиционных.