Инициативы ученых и бизнеса КНР выглядят многообещающими

Китай, контролирующий свыше 40% мирового рынка этиленгликоля, смещает фокус с угольной и нефтегазовой базы на «зеленые» решения. Разработки в сфере биоэтиленгликоля в Поднебесной — не изолированный тренд, а часть системной госполитики декарбонизации. В фокусе китайских компаний технологии, которые позволяют получать продукт из возобновляемого сырья без потери качества и с приемлемым углеродным следом.

Китай — потребитель, производитель и импортер этиленгликоля (ЭГ) №1 в мире. Масштаб китайского рынка делает любые сдвиги в сырьевой базе значимыми для глобального рынка ЭГ. При этом в КНР этот продукт традиционно получают из нефтегазового сырья и угля — сегмент углехимии остается важной частью местной химической индустрии.

Ключевой драйвер перехода к «зеленым» решениям — государственный курс КНР на углеродную нейтральность к 2060 году. Экологичный ЭГ в стране востребован в первую очередь для выпуска упаковки из полиэтилентерефталата (ПЭТ) и текстиля: многие бренды во всем мире сейчас требуют подтверждать долю возобновляемого сырья в цепочке поставок. Китайским производителям «зеленые» гликоли интересны потому, что с их помощью можно получить доступ конечной продукции к премиальным рынкам. Кроме того, мощь китайской нефтехимии позволяет выстроить контур технологической независимости в сегменте экологичных химвеществ и сформировать собственные цепочки — от биосырья до конечных полимеров.

Китай — мировой лидер по ряду актуальных «зеленых» направлений (электромобили, возобновляемые источники энергии, низкоуглеродная сталь). Такой подход распространяется и на базовую химию: развитие проектов по биоэтиленгликолю (био-ЭГ) становится частью единой логики промышленного развития, где снижение углеродного следа, использование возобновляемого сырья и ресайклинг сочетаются с выходом в новые экспортные ниши.

Углеродный след био-ЭГ может быть на 30–50 % ниже по сравнению с продуктом угольного или нефтегазового переделов — разница зависит от выбора конкретной технологии производства.

Сырье и технологии для био-ЭГ в Китае

В КНР спектр возобновляемого сырья для выпуска ЭГ заметно шире, чем может показаться: на уровне исследовательских проектов и реального производства используют не только сахара и кукурузу, но и целлюлозное сырье, солому, багассу и другие сельхозотходы. Такой набор снижает конкуренцию за сырье с продовольственным сектором и позволяет задействовать большие объемы отходов из аграрных регионов.

Технологически выделяют несколько производственных маршрутов:

• ферментация сахаров с последующим каталитическим превращением (гидратация биоэтилена из биоэтанола, окисление биоэтилена до этиленоксида, получение ЭГ через гидратацию);

• прямое каталитическое гидрирование углеводов, которое позволяет сократить число стадий и повысить выход продукта;

• двухстадийные схемы с промежуточным получением 5-гидроксиметилфурфурола — по этому направлению в КНР накоплен серьезный исследовательский задел.

В ходе экспериментов за последние десять лет китайские ученые смогли получить ЭГ из неуглеводородного сырья. Продукт обладает стандартными для обычного ЭГ характеристиками по цветности, наличию примесей и побочных оксидных компонентов, а также по соответствию требованиям промышленных спецификаций для выпуска ПЭТ. Эти параметры напрямую определяют пригодность ЭГ для производства прозрачной пластиковой тары и волокон. На пилотных установках удается достигать чистоты продукта на уровне 98–99,9% — этого достаточно для применения в промышленных сегментах.

Объем внутреннего рынка ПЭТ в КНР превышает 65 млн тонн. Не менее 20% этого объема приходится на сегменты с повышенными требованиями к экологичности. Это формирует устойчивый спрос на био-ЭГ.

Ключевой проект

Сегодня флагманский китайский проект — применение технологии DLEG (Direct Catalytic Conversion of Biomass to Bio Ethylene Glycol) Даляньского института химической физики. Ее главное преимущество перед маршрутом через биоэтанол — прямая конверсия биомассы в ЭГ: исключается энергоемкая стадия дегидратации этанола в этилен и последующего окисления, а выход целевого продукта повышается.

Пилотную установку мощностью 1 000 тонн в год запустили в Пуяне в 2022 году. В октябре 2023 года прошли 72-часовые натурные испытания, еще через год проект высоко оценила Китайская федерация нефтяной и химической промышленности. Селективность установки по ЭГ составила около 80%, чистота продукта — 99,9%.

К концу 2024 года институт совместно с компаниями SinoSci Bio EG и New Energy Technology запустил пробное промпроизводство. Портфель проекта включает более 40 различных патентов, цель — выйти на объем выпуска 10 000 тонн био-ЭГ в год.

Параллельно химические холдинги вкладываются в НИОКР и разворачивают собственные пилоты по гликолям из растительного сырья. География проектов охватывает провинции Китая с доступом к сырью, энергоресурсам и логистике — это позволяет тестировать разные технологические маршруты и масштабировать самые эффективные.

По оценкам аналитиков портала SunSirs, в 2025 году совокупные заявленные годовые мощности по био-ЭГ в Поднебесной достигали 120–140 тыс. тонн. При этом важно учитывать, что часть этих мощностей находилась на стадии запуска, а фактическая загрузка могла быть гораздо ниже заявленной.

Согласно данным портала CCFGroup, средний уровень капзатрат на производство одной тонны био-ЭГ оценивается в 18–22 тыс. долларов США, что на 15–25 % больше, чем для продукта на углеводородном сырье. В Китае этот спред компенсируют льготными госкредитами и субсидиями на НИОКР.

Барьеры и перспективы

Среди главных барьеров развития сегмента «зеленого» ЭГ в КНР — стабильность катализаторов и подготовка сырья. Здесь важна прямая связь: катализатор чувствителен к составу биомассы и колебания характеристик сырья напрямую снижают его эффективность. Катализаторы задействуют на ключевых стадиях — от гидролиза полисахаридов до конверсии промежуточных соединений: они должны быть активны даже в присутствии примесей, иначе вырастут операционные издержки из‑за частой замены или регенерации.

Сельхозотходы же неоднородны по составу: влажность и содержание лигнина напрямую влияют на селективность процессов получения ЭГ. На установке в Пуяне проблему решают предварительной обработкой сырья и двухстадийным гидролизом — сортируют кукурузные стебли и солому, удаляя посторонние включения и выравнивая параметры сырья. Это добавляет операционных издержек, но позволяет держать качество конечного продукта на уровне, необходимом для ПЭТ.

Представляется, что в ближайшие годы ученые и бизнес КНР найдут решение основных проблем, связанных с масштабированием выпуска экологичного ЭГ. Согласно оценкам NewSIng Industry Research Center и Dataintelo, при сохранении текущих темпов развития технологий и мер господдержки, доля био-ЭГ в китайском сегменте ЭГ может достичь 3–5% уже к 2030 году.

Таким образом, переход на возобновляемое сырье в производстве ЭГ в Китае отражает не только возрастающую роль экологической повестки, но и является просчитанной стратегией, которая опирается на господдержку, интеграцию с действующими нефтехимическими кластерами и растущий спрос на полимеры из низкоуглеродного и возобновляемого сырья.

О проектах по созданию биогликолей, реализуемых в других странах, также читайте в этом блоге: на заводе в США будут выпускать ЭГ из кукурузы; французская Technip Energies готова продавать свою технологию Bio-2-Glycols; финская UPM Biochemicals будет получать гликоли из древесных отходов.