CC BY
29
БИОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ИНТЕГРИРОВАННАЯ МНОГОПРОФИЛЬНАЯ ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОСИСТЕМА
Аннотация. Современное состояние лесопромышленного комплекса требует системных и структурных преобразований, направленных на обеспечение устойчивого и инновационного развития. В статье рассматриваются вопросы, связанные с лесной биоэкономикой, как интегрированной многопрофильной промышленной экосистемой, в которой традиционные целлюлозные заводы распределяют использование побочных потоков независимыми биохимическими компаниями, производящими биопродукты поблизости от целлюлозных заводов. Биохимические компании могут извлекать прибыль за счет близости расположения с целлюлозными заводами, получая сопутствующие материалы на основе древесины по более низким ценам, а целлюлозные заводы получают новый источник дохода от продажи побочных продуктов. Автором рассматривается экономическое взаимодействие, возникающее между целлюлозными заводами и биохимическими компаниями, и изучается экономическое использование древесины. Рассматривается новая промышленная экосистема, которая позволяет использовать древесину более эффективно, чем традиционные целлюлозные заводы, на основе использования побочного потока (каскадное использование побочных потоков на основе древесины).
Ключевые слова. Биоэкономика леса, промышленная экосистема, биохимические компании, целлюлозные заводы, побочные потоки, древесина.
Nguyen T.N.
BIOECONOMIC INTEGRATED PROFILE INDUSTRIAL ECOSYSTEM
Abstract. The current state of the timber industry complex requires systemic and structural changes aimed at ensuring sustainable and innovative development. The article deals with issues related to the forest bioeconomy as an integrated multi-industrial ecosystem in which traditional pulp mills share the use of side streams with independent biochemical companies producing bioproducts in the vicinity of pulp mills. Biochemical companies can profit from proximity to pulp mills, obtaining wood-based related materials at lower prices, and pulp mills gain a new source of income from the sale of side streams. The author considers the economic interaction that occurs between pulp mills and biochemical companies and examines the economic use of wood and the possible profit in conditions ofperfect and imperfect competition. A new industrial ecosystem is being considered that allows the use of wood more efficiently than traditional pulp mills based on the use of side stream (cascading use of wood-based side streams).
Keywords. Digital transformation, digital tools, municipal government, public sector, public administration. Forest bioeconomy, industrial ecosystem, biochemical companies, pulp mills, side streams, timber.
Введение
В переживаемый миром период экономической глобализации со всей определенностью высветились две основные угрозы глобального уровня, имеющие прямое отношение к биоэнергетике: нарастаю-
ГРНТИ 66.01.75 © Нгуен Т.Н., 2022
Нгуен Тхи Нян - кандидат экономических наук, старший преподаватель Университета экономики и бизнеса Вьетнамского национального университета (г. Ханой).
Контактные данные для связи с автором: Вьетнам, г. Ханой, район Кау Зау, ул. Суан Тхуи, 144 (Vietnam, Hanoi, Cau Giay Dist., Xuan Thuy Rd., 144). E-mail: [email protected]. Статья поступила в редакцию 11.01.2022.
щий дефицит энергоресурсов; изменение климата и глобальное потепление. Ответы на эти угрозы задают векторы развития биоэнергетики как важнейшей составляющей возобновляемой (альтернативной) энергетики. Таким образом, новые драйверы, такие как климатическая и энергетическая политика, технологические и инновационные возможности для производства новых продуктов, промышленная глобализация и цифровизация, меняют бизнес-среду в лесном секторе [1].
Все эти тенденции заставляют искать новые возможности, содействуя переходу от традиционной лесной промышленности к биоэкономике леса. Переход к биоэкономике обычно определяется как производство большого набора новых продуктов с высокой добавленной стоимостью наряду со старыми продуктами, но с последующей диверсификации предприятий, работающих с древесиной. Кроме того, лесная биоэкономика предназначена для поиска решений в рамках достижения целей устойчивого развития, таких как замена невозобновляемых ресурсов, сохранение биоразнообразия и повышение эффективности их использования [2, 3]. Материалы и методы
Часто в литературе понятие «биопереработка» используется для концептуального понимания новых способов производства различных товаров из древесной биомассы (см. http://tp-bioenergy.ru/ upload/file/spi_bioenergy_2021.pdf). Однако экономическое содержание новой концепции лесной биоэкономики, возможно, лучше понять и рассмотреть, как интегрированную многопрофильную промышленную экосистему [4], так как сегодня некоторые традиционные целлюлозные заводы настраивают другие (параллельные) производственные линии на основе биомассы, сотрудничая с компаниями, которые продают свою продукцию напрямую потребителям или производителям.
Такая тенденция особенно прижилась в Финляндии и Швеции, где были сделаны большие инвестиции в новую целлюлозу хвойных пород. Новые заводы называются в Финляндии «заводами по производству биопродуктов», поскольку эта новая бизнес-модель основана на сети компаний, использующих побочные потоки от целлюлозных заводов. В качестве альтернативы традиционные лесозаготовительные компании могут создавать новые производственные линии и производить новые биопродукты с высокой добавленной стоимостью сами. Например, в 2020 году крупная лесопромышленная группа Sodra (см.: https://www.sodra.com/en/global) запустила производство метанола на биооснове в Монстерасе (Швеция).
Еще один пример: компания иРМ в 2021 начала строить новый биохимический завод в Лойне (Германия). Руководство иРМ считает, что инвестиции (на сумму в 550 млн евро) в биорефайнинг -это ключевой этап стратегической трансформации. В Лойне иРМ будет производить ряд биохимических веществ на основе древесины, которые позволят перейти от продуктов на основе ископаемого сырья к устойчивым альтернативам для целого ряда конечных видов применения, таких как пластмассы, текстиль, косметика и промышленность. За последние десять лет в иРМ разрабатывались новейшие технологии, в основном, за счет собственных инновационных возможностей компании и избирательной работы с международными партнерами. Ожидается, что этот завод начнет свою работу к концу 2022 года (см.: https://www.upm.com/ru/russia/newsroom/2020/-----upm--).
Появление интегрированных многопродуктовых промышленных экосистем основано на том факте, что эффективнее создание новых продуктов с добавленной стоимостью не ломая, а трансформируя традиционные лесотехнические компании. Компании покупают и эффективно транспортируют древесину из леса на целлюлозные заводы, поставляя древесные отходы и различные побочные продукты, такие как биошлам, талловое масло или лигнин, другим биохимическим компаниям. В результате биохимические компании получают выгоду от снижения материальных затрат, а целлюлозные заводы, в свою очередь, получают новый источник дохода от продаж.
Таким образом происходит экономическое взаимодействие между целлюлозными заводами и новыми биохимическими компаниями, они связываются в промышленную экосистему на основе применения системного подхода к управлению развитием [5]. Ядром этого взаимодействия является производство древесной биомассы и ее побочных продуктов. Кроме того, современные целлюлозные заводы производят больше энергии, чем им нужно в производственном процессе, что делает их еще и поставщиками энергии (как электричества, так и тепла). Целлюлозный завод может либо использовать побочные потоки древесины для производства энергии, либо поставлять часть побочных продуктов биохимической компании.
Для повышения конкурентоспособности целлюлозных заводов по биопереработке необходимо производить хотя бы один дифференцируемый продукт с добавленной стоимостью и оценивать портфель биопродуктов в соответствии с методологиями проектирования цепочки поставок и управления. Поскольку будущий успех компаний все больше зависит от экологических показателей, управление должно сочетать в себе оценки воздействия производства на окружающую среду с экономическим и эксплуатационным анализом. Результаты и обсуждение
Рассмотрим две компании: целлюлозный завод и биохимическую компанию, которая производит свою продукцию с использованием побочных потоков древесины вблизи целлюлозного завода. Выбор места рядом с целлюлозным заводом снижает транспортные затраты биохимической компании, но в случае вынужденной смены местоположения делает ее уязвимой к возможным изменениям. Таким образом, выгоды, с одной стороны, и риски, с другой стороны, характеризуют лесную биоэкономику как промышленную экосистему. Чтобы снизить эти риски, целлюлозный завод и биохимическая компания могут заключить долгосрочный контракт на поставку побочных продуктов, в котором были бы прописаны условия взаимодействия (объем и цена поставки).
Такое взаимодействие оказывает положительное влияние на себестоимость производства целлюлозы, повышает эффект масштаба и рентабельность деятельности компании. Комбинат имеет возможность использовать больше древесины для увеличения производства целлюлозы из-за продажи побочного продукта. В зависимости от формирования цены на рынке на побочный продукт, может возникнуть два противоположных эффекта: положительный и отрицательный.
Более высокая цена на побочный продукт положительно влияет на использование древесины, потребление энергии и долю проданных побочных продуктов, так как увеличивает прибыль целлюлозного завода за счет увеличения производства целлюлозы. Но повышение цены на древесину негативно скажется на ее использовании, а также на доле продаваемых побочных продуктов (более высокая цена на балансовую древесину снижает производство и потребление энергии). По мере снижения производства, количество побочных потоков уменьшается, и целлюлозный завод продает меньше побочных потоков биохимической компании.
Таким образом:
1. Лесная биоэкономика, как промышленная экосистема, включающая целлюлозные заводы и биохимические предприятия, поставляет новые биохимические продукты и возобновляемую энергию из древесных отходов и побочных потоков в дополнение к основному продукту - целлюлозе. В условиях совершенной конкуренции эта промышленная экосистема использует больше балансовой древесины, чем она использовала бы без использования побочных потоков. В то же время, это способствует более эффективному каскадному использованию побочных потоков.
2. В лесной биоэкономике стимулы к использованию большего количества древесины больше, чем в традиционной лесной промышленности.
3. Растущий спрос на балансовую древесину создает дополнительную нагрузку на использование лесов; этот факт требует более серьезной проработки, так как связан с вырубкой лесов. Но продуманные меры и инструменты, используемые для сохранения биоразнообразия, изменяют весь режим управления лесами.
Растущий спрос на балансовую древесину, с одной стороны, снижает территорию леса, а с ним и поглощение углерода, но, с другой стороны, развитие биоэкономики формирует каскадное использования и способствует развитию экономики замкнутого цикла. В целом, поощряя каскадное использование древесины и сокращая использование ископаемого топлива в производстве энергии, лесная биоэкономика может столкнуться с компромиссом между увеличением использования древесины и биоразнообразием, а также между производством энергии и биохимии на основе побочных потоков.
Заметим, что рассматриваемая промышленная экосистема может быть несовершенной, так как рыночные цены на целлюлозу, древесину и энергию подвержены колебаниям. Кроме того, побочный продукт на основе древесины может оказаться недостаточным для производства биохимической компании, если спрос на ее продукцию возрастет. Единственным способом расширения производства в таких обстоятельствах будет импорт сырья из других регионов.
К побочным продуктам целлюлозных заводов можно отнести лигнин (обладает высокой прочностью, которую можно сравнить с железобетоном), биошлам (высококачественное удобрение, сырьё для производства биогумуса, субстрата для выращивания грибов) и талловое масло (используется как флотореагент, компонент смазочно-охлаждающих жидкостей, а также полуфабрикат для получения канифоли, органических кислот и других соединений). Все эти побочные продукты целлюлозный завод может использовать для производства энергии или продавать биохимической компании.
Многие промежуточные продукты (например, моющие средства, смолы и консерванты) могут быть получены из лигнина, однако в настоящее время он чаще всего используется для получения энергии на целлюлозных заводах. Например, биошлам используется в основном как источник энергии в Финляндии, несмотря на то, что он не очень подходит для производства энергии из-за высокого содержания влаги.
С 2010 года в России продвигается развитие биотехнологий и некоторых аспектов биоэкономики [6] - концепции, которая в настоящее время в России в основном ассоциируется с биотехнологиями. Для модернизации экономики страны была разработана Государственная программа развития биотехнологий (БИО-2020), поскольку Россия отставала в развитии и реализации этого направления. До недавнего прошлого доля на рынке биотехнологической продукции составляла менее 0,1%, а доля биоразлагаемых материалов и биотоплива была и вовсе незначительной (см.: http://kremlin.ru/events/ president/news/6365).
Чтобы способствовать развитию биотехнологии в разных областях, программа БИО-2020 установила целевые показатели, которые должны быть достигнуты к 2020 году. В рамках программы технологические платформы объединили различные институты для сотрудничества в области инноваций. Из первых 25 утвержденных российских технологических платформ целый ряд может быть отнесен к лесной биоэкономике, например биоэнергетическая платформа и российская лесная технологическая платформа.
Технологическая платформа «Биоиндустрия и биоресурсы» (ВюТеЛ2030) была создана для реализации научно-технической и инновационной политики, направленной на стимулирование развития биоиндустрии. Ожидаемыми результатами этих усилий было увеличение доли биотехнологического сектора в ВВП до уровня около 1% ВВП к 2020 году и ее увеличение по крайней мере до 3% ВВП к 2030 году [7]. Кроме того, Научный совет по лесу Российской академии наук недавно разработал Концепцию лесной биоэкономики замкнутого цикла в России.
Успешное развитие рынков биоэкономики, связанных с экономикой замкнутого цикла, может создать новую экономическую основу для замены линейной экономики, основанной на использовании ископаемого сырья. Российская Федерация обладает обширными лесными ресурсами и нуждается в экономических преобразованиях, направленных на декарбонизацию в соответствии с целями глобальной экологической политики в области устойчивого развития. Уделяя особое внимание роли лесного сектора в адаптации к изменению климата и смягчении его последствий, а также новым возможностям, открывающимся в связи с формированием лесной биоэкономики, Россия может играть важную роль в глобальной климатической политике (см.: https://efi.int/sites/default/files/ files/puЫicatюn-bank/2021/efi_wsctu_11_2021_ru.pdf).
Развитие биоэкономики может сыграть чрезвычайно важную роль в глубокой декарбонизации российской экономики. Биотопливо на основе древесины (твердое, жидкое и газообразное) может заменить значительную долю внутреннего потребления ископаемого топлива и стать весьма востребованной экспортной продукцией для российского бизнеса; биотекстильное производство - это низкоуглеродная альтернатива традиционному текстилю с широкими перспективами на мировых рынках; биопластики и многие другие продукты, в производстве которых используется древесная биомасса с низким углеродным следом, потенциально являются масштабными факторами, преобразующими рынок в новой низкоуглеродной экономике, где Россия имеет возможность стать мировым лидером [8].
Страна располагает природными и людскими ресурсами для расширения секторов биоэкономики и, тем самым, достижения национальных целей модернизации, внедрения инноваций и повышения эффективности. Эти направления развития хорошо сочетаются с новыми идеями развития промышленности и реорганизации системы промышленной политики [9]. Но в России развитие лесной биоэкономики замкнутого цикла сдерживается рядом факторов, представленных на рисунке.
Также лесной сектор испытывает ряд проблем, таких как нехватка квалифицированных рабочих из-за низкой заработной платы в секторе, отсутствие законодательных механизмов стимулирования строительства и эксплуатации лесных дорог, низкая инвестиционная привлекательность новых отраслей переработки древесины и слабая консолидация лесозаготовительной отрасли. Внутренний спрос на многие виды лесной продукции сдерживается относительно низкими доходами и низкой покупательной способностью населения в целом, особенно в сельских районах [10].
Таким образом, российский внутренний рынок мог бы стать хорошей отправной точкой роста для российских производителей, но он значительно меньше рынков ЕС, Китая и США, и даже с учетом перспектив его роста он недостаточен для создания новых высокотехнологичных производств. Перспектива развития лесного сектора сегодня занимает важное место в повестке дня государства, и в соответствии со Стратегией развития лесного комплекса России до 2030 года планируется значительно увеличить его вклад в экономику страны. Стратегия не затрагивает вопросы развития биотехнологии или биоэкономики, это увеличение будет происходить главным образом за счет развития более традиционных направлений и продуктов, включая целлюлозу.
• отсутствие национальной стратегии развития биоэкономики
• низкий уровень развития биотехнологий и мизерная доля России на мировых рынках биотехнологий
• отсутствие объективного сравнительного анализа устойчивости цепочек создания добавленной стоимости на основе лесной биомассы, с одной стороны, и ископаемого топлива/минерального сырья - с другой
Г • отсутствие у людей, принимающих решения, глубокого понимания реальной ценности биоразнообразия, поддерживающих и регулирующих лесных экосистемных услуг
• отсутствие оценки одновременного предоставления лесами множества экосистемных
услуг, синергии и компромиссов между ними
• отсутствие достоверной информации о лесах и лесных пожарах
' > • действующая, согласно принятой редакции Лесного кодекса РФ, модель истощительного
использования лесных ресурсов
• низкий уровень финансовой поддержки государством и бизнесом научных проектов и программ, нацеленных на развитие лесной биоэкономики
• слабая осведомлённость общества о выгодах и преимуществах лесной биоэкономики
замкнутого цикла
Рис. Сдерживающие факторы лесной биоэкономики замкнутого цикла в России
В целом Россия обладает относительно ограниченными возможностями в области биоэнергетики, за исключением некоторых регионов и городов, например Архангельска, Ярославля и Томска. В некоторых регионах также реализуются биогазовые проекты и используются пеллетные котельные. Подобная практика также развивается в регионах Сибири и Дальнего Востока, но они уступают по количеству котельных и мощности.
Пеллеты производятся в России с 2000 года благодаря спросу со стороны Швеции и Дании. Данные Росстата показывают, что российское производство пеллет продолжает расти приблизительно на 5% в год, в то же время внутреннее потребление остается ограниченным. Производимые пеллеты экспортируются в Европу (90%) и в Южную Корею (10%). Производство брикетов из древесных отходов растет в регионах, где местные власти штрафуют компании, оставляющие древесные отходы необработанными (см.: https://efi.int/sites/default/files/files/publication-bank/2021/ efi_wsctu_11_ 2021_ru.pdf).
Несколько российских компаний разработали технологию промышленного производства древесного угля из отходов древесины и других органических материалов. Его можно использовать в качестве замены ископаемого угля в существующих угольных котельных и на электростанциях без каких-либо технологических изменений. Его теплотворная способность сопоставима с ископаемым углем. Спрос на древесный уголь в Европе, особенно в Польше, высок из-за высоких затрат на модернизацию и проекты по замещению топлива на существующих электростанциях, работающих на ископаемом угле.
Что касается лигнина, то его производство в России не является чем-то новым. В Советском Союзе лигнин вырабатывался в виде остатков от процессов производства этанола и кормовых дрожжей. Это был также остаток от производства растворителя фурфурола. Этот лигнин не имел коммерческого применения, его утилизировали как отходы. Трансформация и использование лигнина могли бы получить дальнейшее развитие в России. Заключение
Понятие биоэкономики является относительно новым и недостаточно используемым в России. Максимальное использование потенциала продукции на основе древесины может иметь важное значение для российской экономики и принести ощутимые дополнительные выгоды по смягчению последствий изменения климата. Дополнительная биомасса для обеспечения лесной биоэкономики может быть получена за счет увеличения объемов лесозаготовок, а также за счет повышения эффективности лесо-управления и использования промышленных ресурсов, включая использование отходов и промышленных побочных потоков.
Лесная биоэкономика обладает серьезным потенциалом роста, который может быть важен для России. Увеличение использования древесины для создания побочных продуктов может принести значительные выгоды по смягчению последствий изменения климата при осуществлении стратегии замещения в производстве таких материалов, как бетон, сталь, полиэстер и нейлон, производимых на основе использования ископаемого сырья. Такое развитие биоэкономики потребует соответствующего законодательства, новых инвестиций в лесную промышленность и повышения осведомленности потребителей.
ЛИТЕРАТУРА
1. Miettinen J., Ollikainen M. The economics of forest bioeconomy: new results // Canadian Journal of Forest Research. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://cdnsciencepub.com/doi/pdf/10.1139/cjfr-2021-0178 (дата обращения 21.12.2021).
2. Казанцева А.Н. Вопросы разработки и реализации государственной политики в сфере производства и обращения экологически чистой продукции // Теория и практика сервиса: экономика, социальная сфера, технологии. 2018. № 2 (36). С. 16-20.
3. Priefer C., Jörissen J., Frör O. Pathways to shape the bioeconomy // Resources. 2017. Vol. 6. Р. 1-23.
4. Tolstykh T., Shmeleva N., Vertakova Y., Plotnikov V. The Entropy Model for Sustainability Assessment in Industrial Ecosystems // Inventions. 2020. Vol. 5 (4). Р. 54.
5. Плотников В.А., Вертакова Ю.В. Системный подход в оценке путей преодоления финансово-экономического кризиса // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2010. № 3 (27). С. 213-224.
6. Osmakova A., Kirpichnikov M., Popov V. Recent biotechnology developments and trends in the Russian Federation // N. Biotechnol. 2017. Vol. 40 (Pt A). Р. 76-81.
7. Бургхардт Н., Осмакова А., Абрамычева И. Промышленная биотехнология в России: пробуждение от зимнего сна // Серия Науки о жизни. 2015. Т. 6, № 1. С. 60-61.
8. Grassi G., House J., Dentener F., Federici S., den Elzen M., Penman J. The key role of forests in meeting climate targets requires science for credible mitigation // Nature Climate Change. 2017. Vol. 7. Р. 220-226.
9. Вертакова Ю.В., Плотникова Н.А., Плотников В.А. Промышленная политика России: направленность и инструментарий // Экономическое возрождение России. 2017. № 3 (53). С. 49-56.
10. Боркова Е.А. Круговая экономика замкнутого цикла // Наука и образование в условиях цифровой трансформации экономики и общества. Сборник лучших докладов профессорско-преподавательского состава X Национальной научно-практической конференция института магистратуры с международным участием. СПб., 2021. С. 37-42.
