В эти дни в Мадриде проходит очередная конференция ООН по изменению климата COP25. Ее конечная цель — снизить выброс CO2 в масштабах планеты и остановить процесс глобального потепления. Ученые считают, что для этого нужно развивать «зеленые» отрасли экономики, в первую очередь биотехнологии. Как показывает исследование, проведенное негосударственным институтом развития «Иннопрактика» в партнерстве с компанией «Аберкейд», Россия располагает значительным потенциалом для решения соответствующих задач.
ЗОЖ и экология становятся все более популярными
Ученые уже давно обеспокоены исчезновением различных видов пчел и шмелей —опылителей растений. По их мнению, именно это может привести в упадок многие отрасли сельского хозяйства. Одной из главных причин вымирания насекомых стала обработка полей химическими средствами борьбы с сорняками и вредителями.
Сохранить пчел представляется возможным путем перехода к органическому земледелию. Оказывается, в современном мире массового производства вполне реально заниматься фермерством без ГМО, антибиотиков, гербицидов, пестицидов, минеральных удобрений и гормонов роста. Более того, в западных странах органическое сельское хозяйство становится одним из самых быстроразвивающихся рынков.
«Согласно данным Ecovia Intelligence, за последние пять лет его рост ежегодно составлял около 12 процентов и по итогам 2018 года достиг 105 млрд USD. За 15 лет в мире число людей, постоянно потребляющих органические продукты, увеличилось не менее чем в пять раз и достигло 700 млн человек», — говорится в исследовании «Новые точки роста рынка биотехнологий в России», предоставленном компаниями «Иннопрактика» и «Аберкейд».
По данным ВЦИОМ, проводившего в мае этого года мониторинг «Здоровый образ жизни», среди опрошенных в России 59 процентов делают выбор в пользу здорового питания. К этому людей побуждают рекомендации медиков и стремление к здоровому образу жизни.
Авторы исследования считают, что внедрение так называемых устойчивых практик земледелия для обеспечения экологического благополучия станет новой отправной точкой роста российской экономики. Особенно важны разработка биологических препаратов и внедрение комплексных методов защиты растений для снижения химической нагрузки на почву и сокращения остаточного количества пестицидов и других ядохимикатов в конечной продукции, а также создание кормовых добавок нового поколения, например с использованием про- и эубиотиков, повышающих иммунитет животных. «Это один из немногих сегментов, в которых российский производитель располагает лучшими образцами оригинальной продукции, сопоставимой с зарубежными аналогами и конкурентоспособной по стоимости и эффективности», — считает заместитель директора дирекции стратегических партнерств «Иннопрактики» Владимир Авдеенко.
Кроме того, Россия — мировой лидер в поставке вакцин для профилактики особо опасных болезней животных, не передающихся человеку. В этом направлении страна имеет особенно большой потенциал.
По мнению экспертов «Иннопрактики» и исследовательской компании «Аберкейд», органическое земледелие поможет справиться с резистентностью к антибиотикам и появлением вредителей, нечувствительных к современным пестицидам, сохранить видовое разнообразие и поддержать локальные экосистемы, а также популяризировать концепцию экологически ориентированного образа жизни.
Дать химии зеленый свет
Альтернативой сжиганию ископаемых углеводородов является биотопливо, получаемое из растительных отходов сельского хозяйства, пищевой и деревообрабатывающей промышленности. В отличие от добываемых из-под земли нефти и газа такая биомасса не нарушает углеродный баланс в атмосфере Земли: при ее сжигании выделяется столько же CO2, сколько было потреблено растениями в процессе роста. Недаром направление, объединяющее разработку соответствующих технологий, называют «новой зеленой химией».
Биомассу подвергают гидротермальной карбонизации. Этот процесс, по сути, имитирует происходящее в недрах при образовании нефти, только длится не миллионы лет, всего несколько часов. При этом в атмосферу выделяются кислород, метан и водород. Из очищенной смолянистой жидкости делают биотопливо, биогаз и биополимеры, которые используют так же, как и их аналоги из ископаемого сырья. На биотопливе работают генераторы, автомобили, самолеты, биогазом отапливают жилье, а из биополимеров получают биопластики, такие же легкие и гибкие, как те, что сделаны из продуктов нефтехимии. Из биопластиков изготавливают одноразовую посуду, пакеты, бутылки, мебель. А вот из наноцеллюлозы, получаемой путем переработки древесных отходов, химики научились создавать конструкционные материалы. Этому материалу прочат большое будущее в производстве гибкой электроники, композитов для медицины и даже брони.
Некоторые биопластики быстрее разлагаются в почве и при солнечном свете, их легче перерабатывать, однако для этого требуется собственная инфраструктура. Например, биопластики нужно отделять от обычных пластиков на этапе сортировки, иначе они загрязнят весь процесс переработки, а такие материалы, как полилактиды, следует утилизировать отдельно.
Сгорая, биопластики выделяют меньше диоксинов, но это преимущество не является существенным, поскольку сам по себе процесс сжигания любых пластиков признается экспертами недопустимым. Большинство же биопластиков разлагается в течение десятков лет, то есть ненамного быстрее обычных, так что, например, для борьбы с загрязнением океанов их применение не представляется целесообразным.
«Биополимеры позволяют сохранять экологию, но для этого их нужно более широко использовать в сельском хозяйстве, например в качестве укрывных материалов, при заготовке и силосовании кормов, упаковке продукции при транспортировке», — считает генеральный директор исследовательской компании «Аберкейд» Надежда Орлова.
Энергетичные микроорганизмы
По-настоящему перспективным признано биотопливо. Именно его продукты способны заместить во многих сферах традиционные источники энергии и, что особенное важно, доставить ее тем, кто отрезан от централизованного энергоснабжения.
Ученые уже сейчас предлагают расширить круг сырья для биотоплива и оптимизировать процесс получения энергии. Вместо деревьев и органических отходов можно использовать, например, микроводоросли. Крошечным одноклеточным организмам для роста требуются только вода, свет, CO2 и немного питательных веществ. Размножаются они с огромной скоростью, нужно лишь достать их из биореакторов и переработать в топливо. Однако цикл такого производства достаточно длительный и дорогостоящий: чтобы получить энергию, биомассу необходимо вырастить, переработать и затем утилизировать. Но есть способ, позволяющий заставить микроорганизмы сразу синтезировать биотопливо. Он относится к технологиям четвертого поколения, предполагающим прямой синтез конечного продукта генно-инженерными микроорганизмами (цианобактериями) из углекислого газа.
«В процессе фотосинтеза обычная клетка преобразует углекислый газ в органические соединения, используемые для обеспечения ее жизнедеятельности и роста. Клетка-продуцент за счет добавленного набора генов, кодирующих специальные ферменты, перерабатывает такие органические соединения в биотопливо или иной заданный биопродукт, который выделяется за пределы самой клетки», — пишут авторы исследования «Новые точки роста рынка биотехнологий в России». Производить биотопливо данным способом можно непрерывно, по потенциалу обеспечения эффективности он на несколько порядков опережает предшествующие технологические подходы. В то же время есть еще более продвинутый метод: микроорганизмы берут энергию прямо с электрода, погруженного в биореактор, и пускают ее на синтез органических соединений. Таким образом, вместо фотосинтеза получается электробиосинтез. Пока рассмотренные способы получения биотоплива находятся на стадии научных исследований.
В исследовании отмечается, что сектор биотоплива обусловит актуальность и других наукоемких направлений, таких как разработка ферментов для его синтеза, создание новых видов топлива. «Ожидаемо высокие перспективы имеет биобутанол (второе поколение), который, согласно многочисленным экспертным оценкам, в высокой степени отвечает требованиям безопасного возобновляемого и экологичного вида моторного топлива и по популярности может превзойти биоэтанол. Внедрение технологий второго и последующих поколений раскрывает высокий потенциал совершенно новых видов моторного топлива, в частности биоводорода как одного из наиболее перспективных видов топлива будущего», — подчеркивается в результатах исследования.
Недавно Россия ратифицировала Парижское соглашение по климату, подключившись к борьбе за снижение выбросов промышленных парниковых газов. В следующем году завершается реализация Комплексной программы развития биотехнологий в Российской Федерации на период до 2020 г. («Био-2020″). Все это способствует выходу страны на высокие мировые позиции в области разработки биотехнологий и созданию устойчивого биотехнологического сектора.
С помощью органического земледелия и новой «зеленой» химии можно уменьшить выбросы парниковых газов, снизить экологический ущерб для окружающей среды, решить задачу по утилизации отходов, обеспечить энергией нуждающиеся в ней регионы страны —70 процентов территории, где проживает 20 млн человек.
Источник: https://ria.ru/20191205/1561964538.html
