Биотехнологии кажутся сравнительно новым явлением. Однако человечество использовало свойства живых организмов многие тысячи лет — скажем, для приготовления хлеба или производства натуральных красителей.
Сегодня благодаря биотеху создано уже более 250 лекарств и вакцин, которые помогают бороться в том числе с заболеваниями, ранее считавшимися неизлечимыми.
Использование биотехнологий в промышленности также создает возможности для решения целого ряда проблем. По оценке WWF, к 2030 году биотехнологии помогут уменьшить углеродные выбросы на 1–2,5 млрд т ежегодно — это сравнимо с совокупными выбросами Германии в 1990 году.
Биотех в химическом производстве также позволит сократить производственные цепочки на 80% и более чем вдвое снизить операционные издержки за счет повышения эффективности производства, сократить потребление воды и образование отходов, понизить температуру стирки одежды (потенциальная экономия — $4,1 млрд в год). Кроме того, он может снизить зависимость человечества от нефти, создавая альтернативу отдельным нефтепродуктам на основе возобновляемого биосырья. Согласно докладу ОЭСР, биопластик может потенциально заменить 33–90% пластика из нефти, хотя сейчас его доля на рынке составляет менее 1%. Вопреки опасениям, даже стопроцентный переход на биопластик не создаст угрозы продовольственной безопасности — по оценке Европейской ассоциации биопластмасс, для этого понадобилось бы менее 1% всех пахотных земель планеты.
Одним из новейших примеров применения биотехнологий в промышленности, безусловно, станет прорывная технология производства анилина из биомассы, представленная в этом году немецким химическим концерном Covestro. Анилин, традиционно синтезируемый из бензола, используется как исходный материал для получения пенополиуретана — высокотехнологического полимера с широким диапазоном применения — от изоляции зданий и холодильных систем до производства матрасов и спортивных товаров.
Мировой объем производства анилина превышает 4,5 млн метрических тонн, причем ежегодно он растет на 5%. Компания Covestro, производящая примерно пятую часть всего анилина в мире, разработала технологию получения этого материала на основе сахара, добываемого из кукурузы, соломы и древесины. На первой стадии процесса технический сахар под действием бактерий преобразуется в протоанилин, а затем при помощи химического катализатора получается готовый продукт. Таким образом, 100% углерода в биоанилине получают из возобновляемого сырья. Это позволяет снизить выбросы CO₂ по сравнению с традиционным процессом получения анилина из нефти, а также уменьшить зависимость производства от колебания нефтяных цен.
При этом принципом компании является использование альтернативного сырья в тех областях, где это технически и экономически осуществимо и экологически полезно, а качество биополимеров не уступает их традиционным аналогам.
За последние годы Covestro вывела на рынок много инновационных продуктов на биооснове. Сюда относится отвердитель покрытия с содержанием углерода до 70%, полученного из сырьевого кукурузного крахмала. Этот отвердитель используется, например, в автомобильной промышленности. Существует также серия водорастворимых полиуретановых эмульсий на водной основе для текстильных покрытий. До 65% содержания углерода получают из сырья на биооснове. С 2016 года компания также использует диоксид углерода в качестве сырья для производства полиола.
Сейчас Covestro в сотрудничестве с Университетом Штутгарта, Центром катализа САТ Рейнско-Вестфальского технического университета в Ахене и концерном Bayer AG при поддержке немецкого правительства проводит дальнейшие исследования для запуска биоанилина в промышленное производство.
