Биоэкономика, основанная на знаниях – стратегическая задача развития России в XXI веке.

Содержание доклада
Общество Биотехнологов России
им. Ю.А. Овчинникова
Биоэкономика, основанная на знаниях
Биоэкономика в России

Общество Биотехнологов России
им. Ю.А. Овчинникова
Цель и задачи - развитие в России биотехнологии
и биоэкономики, основанной на знаниях
Структура – свыше 3000 членов, региональные отделения в 55 субъектах федерации
Для достижения своих целей Общество сотрудничает с государственными и негосударственными организациями в России и международными структурами

экономика, основанная
на широком применении биотехнологии, использующей возобновляемые биоресурсы
для производства ценных продуктов и энергии
Биоэкономика, основанная на знаниях -

Движущие силы биоэкономики, основанной на знаниях:
Растущая потребность энергетики и промышленности в дешевом сырье, энергетическая безопасность
Экологические проблемы
Необходимость развития сельского хозяйства и регионов, обеспечение занятости
Обеспечение конкурентоспособности в условиях глобализации
Развитие технологии - особенно биотехнологии, зеленой химии и нанотехнологии -«невозможное» становится возможным
Устойчивое развитие
экономики и общества

Почему биоэкономика?
Промышленное производство – краеугольный камень экономики
До 1920-х гг. значительная часть промышленной продукции производилось на биологической основе, т.е. с использованием возобновляемых сырьевых ресурсов, таких как биомасса
В последующие десятилетия химические технологии и дешевая нефть способствовали замене продукции на биологической основе продукцией на основе нефтехимии
Это привело к развитию новых отраслей промышленности и росту экономики, но одновременно – к появлению экологических проблем (химические токсиканты, парниковый эффект)
Последние достижения в биотехнологии и «зеленой химии» снова сделали привлекательным для экономики и защиты окружающей среды производство топлива, химических продуктов и материалов на основе биомассы
Это делает необходимым развитие биоэкономики, основанной на знаниях

Этапы внедрения современной биотехнологии и «зеленой химии»
в экономику
Здравоохране-ние и Медицина Биопрепараты
Вакцины
Диагностикумы
Искусственные органы
Генная терапия
Сельское хоз-во и Пищевая промышленность
Зерновые, устойчивые к засухе и болезням
Функциональное питание
Биоудобрения
Нутрицевтики
Биоиндустрия
Биотопливо и биоэнергетика
Биопродукты:
-Биохимикаты
-Биополимеры
-Биолубриканты
-Биокатализаторы
- Биосенсоры
Другие Сектора
Информатика
Геномика
Нанотехнология
Безопасность
Первая Волна
Вторая Волна
Третья Волна
Биотехнология и «зеленая химия»

Концепция БиоПерерабатывающего Завода (БПЗ)

Белая биотехнология
Возобновляемые
биоресурсы
Растения
зерновые
древесина
водоросли
Животные, рыба
Микроорганизмы
Органические
отходы:
бытовые
промышленные сельскохозяйственные
лесные
водные
Биотехнологии
Биокатализ (Ферменты)
Ферментация (Микроорганизмы)
Промышленные
Биопродукты
Биоэнергия / Биотопливо
Биопродукты:
биохимикаты
биорастворители
биополимеры
бионаноматериалы
биолубриканты
биологические ПАВ
биоадгезивы
биокатализаторы
биосенсоры
Физико-Химические Технологии
Экстракция
Пиролиз
Газообразование

ОЭСР : 21 ситуационный анализ преимуществ применения биопроцессов и производства биопродуктов в различных секторах экономики
Выводы:
Внедрение биотехнологии обеспечивает одновременно экономические и экологические преимущества:
Снижение себестоимости на 10-50%
Сокращение энергопотребления / выборов CO2 на 10-80%
Экономия расхода воды на 20-50%
Значительное сокращение промышленного загрязнения и выброса токсических веществ
URL: www.oecd.org/biotechnology
Организация Экономического Сотрудничества и Развития (ОЭСР)

Выводы ОЭСР: биотехнология обеспечивает преимущества во всех секторах экономики
Химическая промышленность - «зеленая химия»: сокращение себестоимости продукции; сокращение выделения парниковых газов (GHG) и токсических веществ, уменьшение загрязнения окружающей среды
Полимеры - новое поколение высококачественных биодеградируемых полимеров
Пищевая промышленность - сокращение использования органических растворителей, экономия/вторичное использование воды
Целлюлозно-бумажная промышленность - сокращение использования хлорных отбеливателей целлюлозы
Текстильная промышленность - исключение химических красителей способствует экономии воды и энергии
Добыча полезных ископаемых - микробное выщелачивание заменяет высокотемпературный обжиг руд
Энергетика - чистое, исключающее образование парниковых газов биотопливо (биоэтанол, биодизель, биогаз)

Бурное развитие биоэкономики в мире
Правительства:
США: главная федеральная инициатива в области Биоиндустрии-Биоэнергетики (US$400 млн./г) – цель: утроить к 2010 г. использование биомассы в качестве сырья для энергетики и химической промышленности
Япония: биоиндустрия – одно из 3 ключевых направлений биотехнологии – цель: трансформировать традиционные отрасли промышленности, основывающиеся на химических технологиях
Германия: программы и законы, способствующие развитию производства топлива, химической продукции и материалов на основе возобновляемых ресурсов и применению в промышенности природосберегающих биотехнологий
Бизнес:
Dow, Dupon, BASF, DSM, Bayer, Eastman, Cargill и др. широко инвестируют в биоиндустрию и биотехнологии
Совместное предприятие Cargill-Dow по производству новых видов полимеров (PLA)
Компании Novozymes и Diversa Inc. - изыскания новых промышленных ферментов и химических реагентов в контексте мирового биоразнообразия

Стратегические цели США
в области биотехнологии
Биотопливо:
Возрастание использования биотоплива до 35 млрд. галлонов/год в этаноловом эквиваленте к 2017 г. (от ~ 5 в настоящее время)
Замена на 1/3 от общей потребности в топливе к 2030 г.
Биофабрики (БПЗ):
Интегрированные производства по переработке целлюлозной биомассы в биотопливо, энергию, химические продукты
Научно-технологические исследования, нацеленные на создание коммерческих технологий по биопереработке (БПЗ) к 2012 г.

2006
2010
2015
Конкурентоспособный
целлюлозный Биоэтанол
Биоэтанол
Биодизель
Транспортные
биотоплива
Биоэтанол/Бензин
Инфраструктура
сбыта E-85
Биодизель/
Дизель
Конкурентоспособный
Биодизель
Биобутанол/
Бензин
Биомасса в жидкость
(Системы Газконверсии)
Развитие биотопливной энергетики во времени

Сценарий роста производства биоэтанола для обеспечения
в 2030 г. 30% уровня потребления (2004 г.) моторного топлива
Grain Ethanol and Vegetable Oil Biodiesel
Производство 60 млрд. галлонов биотоплив в 2030
0
10
20
30
40
50
60
70
Млрд.галлонов/год
Зерновой этанол
Целлюлозный Этанол
2015
2025
2030
2020
2005
2010
44.8
12.8 *
Source: James D. McMillan, Ph.D. National Renewable Energy
35 млрд.в 2017

Неограниченные возможности биоэкономики
Биопродукты и биопроцессы направлены на изменение традиционных областей промышленности, использующих химическое сырье и химические технологии
Прогноз мирового рынка биохимической продукции к 2020 г. $280 млрд.
- 20% ($280 млрд./год) мирового рынка химической продукции ($1,4 трлн./год)
будет замещено биопродуктами и биотехнологиями
- Из них $160 млрд./год будут составлять новые продукты
По оценкам McKinsey Group
Прогноз мирового рынка биоэнергетики к 2050 г $150 млрд.
- 30% общей мировой потребности в энергии будет приходиться на
использование возобновляемых источников
- Рынок биомассы для обеспечения потребности составит $150 млрд.
По оценкам Royal Dutch Shell
Примечание: для сравнения, мировой рынок биофармацевтической продукции прогнозируется в объеме
$50 млрд. к 2010 г.

Гибридная экономики: нефть-биомасса
В обозримом будущем нефть останется основным сырьем для энергетики и промышленности
Биопродукты будут замещать нефтепродукты в следующих случаях:
- при более высокой себестоимости
- при такой же себестоимости, но при наличии токсичности, пагубного
воздействия на окружающую среду и выбросов парниковых газов
Использование в качестве сырья биомассы будет сохранять запасы нефти в условиях постоянного роста цен на нее
Нефть может стать слишком дорогой для ее использования в качестве топлива
Нефть может иметь преимущества в качестве сырья в случаях, когда не желательны процессы биодеградации (например, пластиковое покрытие для оптико-волоконных кабелей, которые многие годы могут быть недоступны под землей)

Биоэкономика позволяет отделить экономический рост от разрушения окружающей среды
Загрязнение
(CO2 , токсичные химикаты)
Экономический рост (занятость, ВВП)
Традиционные технологии
Новое поколение технологий (инфо/био/нано) и эко-промышленных кластеров
Исторически всегда существовала прямая связь между экономическим ростом, потреблением энергии и разрушением окружающей среды
Эко-эффективность, возобновляемое сырье и промышленная экология

Биоэкономика,
основанная на знаниях,
в России

Биоэкономика в России
* Россия в цифрах 2006, ФСГС (Росстат), Москва 2006.

Движущие силы биоэкономики, основанной на знаниях:
Растущая потребность энергетики и промышленности в дешевом сырье, энергетическая безопасность
Экологические проблемы
Необходимость развития сельского хозяйства и регионов, обеспечение занятости
Обеспечение конкурентоспособности в условиях глобализации
Развитие технологии - особенно биотехнологии, зеленой химии и нанотехнологии -«невозможное» становится возможным
Устойчивое развитие
экономики и общества

Площади пахотных земель
Source: CIA World Book

Source: Goldemberg, 2002
Затраты на создание одного рабочего места
в различных секторах экономики

Биомасса живых
клеток
- биокатализ в химии
- очистка почв,
воды и воздуха
Каротиноиды
- β-каротин
- астаксантин
- ликопин
энергетика
вода
Полисахариды
- для технических целей
- для пищевой промышленности
Промышленные
ферменты
- α-амилаза
- глюкоамилаза
- протеазы
- липазы
- целлюлаза
- пектиназа и др.
Витамины
- рибофлавин (B2)
- аскорбиновая к-та (C)
- никотинамид (PP)
- коболамин (B12)
фруктозный
сироп
заменитель
сахара
крахмал
зерно
Химикаты
- молочная к-та
- лимонная к-та
- 1,3 - пропандиол
- тонкие продукты
для фарминдустрии
и др.
Биоудобрения,
биопестициды
- биоинсектициды
- биофунгициды
- азотофиксаторы
- биостимуляторы
Топливный
этанол
глюкозный
сироп
микробиологическая
промышленность
Антибиотики
Аминокислоты
- L-лизин
- L-треонин
- L-триптофан

Экономический эффект от внедрения биотоплива в России
Использование 5% биотоплива в общем объеме транспортного топлива в России даст:
Рост ВВП на 100 млрд. рублей/год
Создание более 100 000 новых рабочих мест в аграрных регионах
20 млрд. рублей дополнительных налоговых поступлений в федеральный и региональные бюджеты

Существует опасность отставания РФ
в развитии биоэкономики, основанной на знаниях
Крупнейшие корпорации в США, Европейском Союзе и Японии, имея патенты и персонал, позиционируются в начавшей свое развитие биоэкономике
Российская химическая промышленность относительно слабо занимается изучением преимуществ биопроцессов и биопродуктов
Опасность:
Российские компании останутся производителями потребительских товаров на основе нефтепродуктов, являющихся конкурентоспособными только по цене, в то время, как будут нарастать проблемы загрязнения окружающей среды и возрастать конкуренция со стороны стран
с низкой заработной платой

Что необходимо для развития в России биоэкономики, основанной на знаниях:
Ясное понимание необходимости поддержки и развития биотехнологии на уровне государства, бизнеса и общества
Формирование законодательной, институциональной и социальной среды, оказывающей поддержку биоэкономике
Демонстрация преимуществ биоэкономики для человека и природы
Использование преимуществ биоэкономики для повышения конкурентоспособности, улучшения экологии и для развития сельского хозяйства
Тесное взаимодействие участников всех звеньев биоэкономической цепи – работников сельского хозяйства, промышленности, законодателей, конечных потребителей

Конгресс и выставка “EurasiaBio – 2008”
24-25 апреля 2008 г., Москва Россия
Конгресс и выставка EurasiaBIO будут сфокусированы на развитии Биотехнологии
и Биоэкономики в России и СНГ
Общество биотехнологов России
Национальная биотопливная ассоциация