Як з букової деревини отримують сировину для шин та одягу

Все починається зі стовбура дерева. Його доставляють до Леуни з лісу цього регіону, з нього знімають кору, рубають на шматки, і врешті-решт він зникає у великому промисловому комплексі. Те, що виходить на іншому кінці, на перший погляд майже не має нічого спільного зі шматком деревини: це хімічна сировина, яку досі переважно виробляли з викопних ресурсів.

Саме в цьому полягає ідея нового біорафінарію фінського концерну UPM у хімічному парку Леуна. За власними даними, компанія інвестувала 1,37 мільярда євро. З плановою річною потужністю 220 000 тонн це, за словами UPM, найбільший у світі завод такого типу. 

«Це перша у своєму роді установка», — зазначає віце-президент UPM Харальд Діалер. Мається на увазі установка, якої в такому вигляді досі ніде більше не існує. Це перша у світі установка, «яка виробляє хімічні речовини з деревини та біомаси». 

Чому хімічній промисловості взагалі потрібен вуглець?

За цим проєктом стоїть проблема, яку неможливо вирішити лише за допомогою більшої кількості вітрогенераторів та сонячних електростанцій. Автомобілі можуть рухатися на відновлюваній електроенергії, будинки — опалюватися нею. Натомість багато продуктів хімічної промисловості потребують вуглецю як складової своїх молекул. Сьогодні він переважно походить із викопних джерел. UPM хоче замість цього отримувати його з відновлюваної біомаси.

Ділер поєднує таким чином кілька цілей. «Я вважаю, що ми досягаємо тут одразу трьох цілей». Окрім заміни викопних сировинних ресурсів та внеску в захист клімату, йдеться про економічне зростання та зменшення залежності від імпорту. Останні роки показали, наскільки Німеччина та Європа залежать від викопних сировинних ресурсів з інших частин світу. 

Півмільйона кубічних метрів деревини на рік

Однак нова сировина має звідкись надходити. За даними UPM, завод потребуватиме близько 500 000 кубічних метрів деревини щорічно, якщо досягне запланованого обсягу виробництва. Вона має надходити з радіусу приблизно 150–200 кілометрів навколо Леуни.

Використовуватимуться переважно буки, вирубані під час проріджування, а також відходи лісопилок. Під час проріджування з лісового масиву вилучаються окремі дерева. «Вирубка лісу не проводиться», — підкреслює Діалер. Отже, UPM використовує сертифіковану деревну біомасу, яка, за даними компанії, в іншому випадку була б переважно спалена. 

Після доставки стовбури очищають від кори та переробляють на деревні тріски розміром близько двох сантиметрів. За допомогою конвеєра довжиною близько 500 метрів їх транспортують углиб заводу. Там їх замочують і піддають подальшій обробці. За словами керівника виробництва Маттіаса Шляйхера, на цьому етапі деревина має консистенцію, схожу на кавовий порошок.

Від деревинних трісок до хімічної сировини

Далі процес ускладнюється. Деревина в основному складається з целюлози, геміцелюлози та лігніну. Ці компоненти відокремлюють один від одного у кілька етапів. З целюлози та геміцелюлози утворюються цукрові розчини, які потім можна піддавати подальшій переробці. Лігнін, у свою чергу, можна використовувати для виробництва спеціальних хімікатів та нових видів наповнювачів.

З цукрів, серед іншого, утворюються так звані гліколі — хімічні основи, необхідні, наприклад, для виробництва пластмас та текстилю. При цьому вирішальним є не те, що споживачі згодом отримають у руки абсолютно новий продукт. Натомість має змінитися сировина на початку виробничого ланцюга: деревина замість нафти.

Для виробників це, по можливості, не повинно спричиняти жодних негативних наслідків. Особливо високі вимоги висуваються саме до автомобільних шин. Вони складаються з численних різних матеріалів і мають важливе значення для безпеки. Як було пояснено під час відкриття у відеопрезентації, відновлювані сировини для шин можуть розглядатися лише за умови, що вони забезпечують такі самі експлуатаційні характеристики, як і викопні матеріали, доступні у стабільній якості та економічно вигідні у використанні. 

Для установки не було посібника

Те, що це працює з технічної точки зору в лабораторії — це одне. А перетворити це на промислову установку, що працює безперервно, — зовсім інше. За словами Діалера, для біорафінерії такого типу та розміру не існувало ні зразка, ні інструкції з введення в експлуатацію. Різні механічні, біотехнологічні та хімічні процеси мають взаємодіяти таким чином, щоб у підсумку надійно виробляти великі обсяги продукції стабільної якості. 

Шлейхер, керівник виробництва нового заводу, порівнює рівень розвитку цієї технології з нафтохімічною галуззю 1960-х і 1970-х років. Переробка викопної сировини оптимізувалася протягом десятиліть. Натомість у новій технології ще багато чого треба навчитися. У майбутньому також можна буде ще краще використовувати побічні потоки виробничого процесу.

Тому урочисте відкриття не означає, що завод уже працює на повну потужність. Виробництво спеціальних хімікатів та цукрів на основі лігніну відбувається стабільно, інші ділянки наразі запускаються. UPM планує досягти повної виробничої потужності у 2027 році. 

Сама лише техніка не достатня

Далі чекає наступне випробування: потрібно, щоб достатня кількість клієнтів купувала нові сировинні матеріали. Річна потужність у 220 000 тонн звучить вражаюче, але це число втрачає своє значення, якщо врахувати світовий попит хімічної промисловості. 

«Звісно, це має масштабуватися», — каже Діалер. Лише для виробництва ПЕТ-пляшок потрібні мільйони тонн сировини. Проте сотні тисяч тонн — це все одно значний внесок. Завод зможе продемонструвати, що викопні сировинні матеріали можна замінити у великих обсягах. 

Асоціація хімічної промисловості також вбачає в цій інвестиції «промінь надії» у складний для галузі час. Промислове використання відновлюваних сировинних ресурсів відкриває нові економічні перспективи, пояснила Нора Шмідт-Кесселер, генеральна директорка Асоціації хімічної промисловості (VCI). Однак те, чи призведе це до подальших інвестицій, залежить від того, чи зможуть підприємства забезпечувати конкурентоспроможне виробництво в довгостроковій перспективі.

Про це знає й UPM. Голова концерну Массімо Рейнаудо зазначає, що фінська компанія вже десятиліттями намагається отримувати з деревини все нові продукти — від деревинних виробів і паперу до біопалива. Тепер до цього додаються хімічні речовини. Для концерну Леуна має стати не кінцевою точкою, а відправною точкою для нового напрямку бізнесу.

Ніхто в Леуні не очікує, що завдяки цьому хімія на основі викопного палива зникне в найближчому майбутньому. Шлейхер спочатку розглядає нову технологію як доповнення. Вона має продемонструвати, що частину сировини, яку досі отримували з нафти, можна виробляти й іншими способами.

Після мільярдних інвестицій та урочистого відкриття починається найважливіша частина: завод має працювати надійно, його продукція має знайти споживачів — і, зрештою, вона має бути рентабельною.