Обзор СМИ от 14 февраля 2025 года
ОТ СЖИГАНИЯ К БИОРЕФАЙНИНГУ: В АРХАНГЕЛЬСКОЙ ОБЛАСТИ УЧЁНЫЕ НАШЛИ НОВОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ОТХОДАМ ЦБП
Анастасия НЕЗГОВОРОВА, «Бизнес-класс Архангельск»
Научная группа сотрудников ФИЦ комплексного изучения Арктики имени академика Н. П. Лавёрова УрО РАН и САФУ имени М. В. Ломоносова предложила использовать лигнин для создания электрических конденсаторов. Этот компонент древесины является побочным продуктом при получении целлюлозы, однако имеет большие перспективы для применения в самых разных отраслях, создания новых продуктов с высокой добавленной стоимостью.
Лигнин – важнейший компонент древесины и второй по распространённости природный полимер после целлюлозы, который чаще всего рассматривается как отход целлюлозно-бумажной промышленности. В промышленности лигнин используется преимущественно в системе регенерации химикатов и сжигания для получения электроэнергии при сульфатном способе производства целлюлозы.
Примечательно, что в 60‑х годах прошлого столетия в Архангельске исследовалось применение лигнина в качестве добавки при производстве резины. Также этот полимер используется как добавка в буровые растворы. Но по данным архангельских учёных, промышленный потенциал этого биополимера значительно шире.
По словам руководителя исследовательской группы, директора Института экологических проблем Севера Лавёровского центра, профессора САФУ Константина БОГОЛИЦЫНА, анализ структурных свойств природных и технических лигнинов показал, что этот биополимер обладает уникальными электрофизическими свойствами.
Природа компонента
«Лигнин сегодня – это побочный продукт при получении целлюлозного полуфабриката. Древесную матрицу разделяют на компоненты: полисахариды, целлюлозу и гемицеллюлозу, а также лигнин, который нужно удалить. Он содержится в уже отработанных варочных щёлоках. Далее лигнин идёт на сжигание, восстановление химикатов и так далее. Однако этот компонент можно выделять из варочного раствора и использовать по множеству направлений», – рассказал «Бизнес-классу» Константин Боголицын.
В Архангельске уже давно ведутся исследования свойств, в том числе электрофизических и электрохимических, основных компонентов древесины и других растительных объектов.
«Первые работы были опубликованы более тридцати лет назад. Тогда вместе с коллегами из Санкт-Петербурга мы стали заниматься биосенсорами. Это направление до сих пор востребовано, ведь подобные сенсоры применяются для широкого круга измерений, – уточнил Константин Григорьевич. – Лигнины проявляют очень интересные свойства, подобные полупроводникам. Это позволило разработать ионно-селективные электроды, мембраной для которых служил лигнин. Мы получили первый сигнал, подтвердивший наши гипотезы. Затем мы подготовили теоретическое обоснование, исследовали структуру и функциональную природу этого компонента».
После чего были разработаны методы, позволяющие оценивать окислительно-восстановительные или реакционные свойства лигнинов.
«Почему бы из свалок не получать золото?»
«Безусловно, биосенсоры востребованы как в медицинской промышленности, так и в фармацевтике, биотехнологиях. Однако направление, связанное с конденсаторами, ещё более перспективное. В этом случае продукция на основе лигнина имеет все шансы на широкое промышленное использование. Уже более 17 лет, а вплотную – лет 5-6, мы изучаем возможности лигнина для получения материала для конденсаторов. Это направление связано с биорефайнингом, то есть вовлечением отходов во вторичное использование с созданием продуктов с высокой добавленной стоимостью. Почему бы из свалок не получать золото?» – продолжил профессор.
Структура лигнина близка к материалам, из которых получают конденсаторные диэлектрики. Химики и физики уже определили, какие именно элементы в органическом соединении могут переносить электрические заряды. Учёные исследовали электрофизические свойства лигнина в широком диапазоне частот переменного электрического поля – от 0,01 до 10 000 000 Гц.
«Когда мы начинали наши исследования – 30 лет назад – ещё не было аппаратуры для изучения столь тонких процессов. Сегодня же, объединив компетенции Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики и Северного (Арктического) федерального университета, физиков и химиков, мы получили результаты и можем с уверенностью сказать, что всё работает и работает хорошо. Получился очень успешный конгломерат», – подчеркнул Константин Боголицын.
Учёные подтвердили, что лигнин может использоваться для производства широкополосных электрических конденсаторов. Теперь исследователи хотят попытаться модифицировать компоненты полимера, чтобы усилить его электрофизические свойства.
«Вот плёнка, сделанная на основе лигнина: в её составе около 10% этого компонента древесины, – отметил старший научный сотрудник лаборатории химии растительных биополимеров ФИЦКИА Сергей ХВИЮЗОВ, показывая образец. – Плёнку используют для конденсаторов, зажимая её между двумя пластинками электродов. В этом случае ёмкость составила микрофарад – это неплохой результат. В принципе с этим продуктом мы можем конкурировать с плёночными конденсаторами, которые изготавливаются из полистирола, полипропилена – то есть из нефти, газа, синтетических продуктов».
Важно отметить, что лигнины – это биоразлагаемые полимеры, то есть экологичные.
«Недавно в университете была представлена разработка по получению особого сорта бумаги для суперконденсаторов. Бумага изготавливается путём специальной обработки волокнистого сырья. Это направление существенно может продвинуть комплекс работ, связанных с получением новых электротехнических материалов и изделий», – уточнил Константин Григорьевич.
«Первенство за нами»
Уже есть серьёзная научная основа, конкретная разработка, показана её эффективность и перспективность. Но…что дальше?
«Следующий этап – это, конечно, поиск партнёров и выход на заинтересованные стороны. Судя по отклику на наши публикации, которые вышли в отечественных и международных журналах, интерес довольно высокий как со стороны науки, так и со стороны производственников. Аналогичных исследований пока не было, так что первенство за нами. Тем не менее, они могут появиться, поэтому важно развивать исследование, задействовать лигнин для создания совершенно новых продуктов, подтверждая приоритетную позицию страны в области этих разработок», – уверен профессор.
Продолжение работы требует серьёзных финансовых затрат как на проведение исследования, так и на оценку потребительских свойств продукта, создание экспериментального прототипа и его испытание.
«Хотелось бы, чтобы при составлении программы научных исследований региона, этот проект был отмечен и стал востребованным», – добавил Константин Боголицын.
ГЕНДИРЕКТОР АЦБК ПРИНЯЛ УЧАСТИЕ В ЗАСЕДАНИИ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОВЕТА ПРИ ГУБЕРНАТОРЕ АРХАНГЕЛЬСКОЙ ОБЛАСТИ
12 февраля состоялось первое заседание Экологического совета при губернаторе Архангельской области. В качестве члена этого совещательного органа в нём принял участие генеральный директор АО «Архангельский ЦБК» Дмитрий ЗЫЛЁВ.
Архангельский ЦБК - один из лидеров по внедрению современных природоохранных технологий в отечественном ЛПК. Являясь самым северным ЦБК в России и единственным, расположенным в Арктической зоне страны, комбинат с особым вниманием подходит к сохранению уникального богатства северной природы. Экология для одного из ведущих в стране производителей картона, целлюлозы и бумажно-беловых изделий - приоритет в стратегии развития.
В июле 2021 года компания второй в отрасли получила комплексное экологическое разрешение (КЭР). Этот разрешительный документ стал инструментом устойчивого развития и модернизации предприятия. Концепция стратегии АЦБК в области устойчивого развития базируется на проверенных временем экологических приоритетах предприятия, среди которых - обязательность измеряемой экологической эффективности производства, вектор на максимальную замкнутость процессов, неизменность ключевых подходов в части гарантии обеспеченности работы производства и повышения уровня своей ответственности, использование лучших практик и научных обоснований при выборе технологий.
Согласно стратегии, компания постепенно снижает водопотребление, выбросы и сбросы, изменяет топливный баланс в пользу менее углеродоёмких видов топлива, внедряет энергоэффективные решения, расширяет бизнес с учётом экономики замкнутого цикла, развивает вовлечённость жителей региона в реализацию экологических инициатив.
В результате внедрения наилучших доступных технологий (НДТ) фиксируется чёткий эффект декаплинга – снижение нагрузки на окружающую среду при увеличении производительности.
Новые цели стратегии фиксируют дополнительные экологические эффекты, которых планируется достичь к 2030 году за счёт полной газификации комбината, создания принципиально новой концепции водного баланса технологии и энергетики предприятия.
В области снижения климатического воздействия Архангельский ЦБК демонстрирует последовательные действия, которые способствуют выполнению целей низкоуглеродного развития предприятия. В настоящее время в компании действует уже третья Климатическая стратегия на период до 2030 года, целью которой является сокращение на 55% прямых и энергетических косвенных выбросов от базы 1990 года и сокращение на 20% выбросов вверх по цепочке поставок от базы 2015 года.
Основным принципом устойчивого развития АО «Архангельский ЦБК» является и обеспечение эколого-экономического равновесия между производством и безопасностью окружающей среды. Для этих целей Компания разработала Программу сохранения биоразнообразия.
АЦБК строго придерживается неизменности принципов устойчивого развития и сохранении взятых на себя добровольных обязательств по сохранению лесов высокой природоохранной ценности, в том числе, малонарушенных лесных территорий, критически важных для климата, обеспечивает целостность цепочек поставок древесины из лесов, ответственно управляемых компанией.
В этом году АЦБК исполняется 85 лет. И уже почти век сырьём для предприятия служили лесные ресурсы Архангельской области. Ключевым принципом, которым руководствуется комбинат и его генеральный поставщик лесосырья холдинг «Титан» в своей хозяйственной деятельности, является принцип «Всё, что срублено, должно быть восстановлено». На долю структуры приходится 27% об общего объёма лесовосстановительных работ, выполняемых арендаторами в Архангельской области. С планируемым открытием нового Лесного селекционно-семеноводческого центра Архангельского ЦБК в Новодвинске комбинат получит саженцы собственного производства. Ежегодная производственная мощность питомника составит 9 млн сеянцев. На 60% это будет сосна, на 40% – ель. Технология выращивания позволит получать два урожая в год.
Как сообщалось ранее, Экологический совет при губернаторе Архангельской области Александре ЦЫБУЛЬСКОМ был образован соответствующим указом 14 января 2025 года.
Среди приоритетов деятельности - выработка предложений по актуальным вопросам политики региона в сфере охраны окружающей среды, определение приоритетных направлений, реализация мероприятий и правовое регулирование, рассмотрение инициатив членов совета и т.д.
На первом заседании Экологического совета рассматривались, в том числе, вопросы реализации экологических проектов на территории Архангельской области, экологического просвещения населения региона, создание отрасли переработки вторичных материальных ресурсов и др.
