Построение концепции переработки органических отходов

Белинская И. В., Карандашева И. В., Макаренко Е. А. Построение концепции переработки органических отходов // Вестник Бурятского государственного университета. Экономика и менеджмент. 2023. № 2. С. 48–56.

Современное общество функционирует в рамках постиндустриальной экономики, нацеленной на постоянное увеличение сервисных продуктов и повышение инновационной составляющей в процессе реализации производственной деятельности. При этом увеличиваются объемы и качество предоставляемой продукции и услуг. Постоянный рост потребления продуктов питания приводит к возрастанию пищевых отходов во всех секторах экономики, а также домохозяйств. Данное положение характерно для всех развитых стран и нашей страны также. По данным Росприроднадзора, общее количество пищевых отходов в России в год составляет от 17 до 19 миллионов тонн 1 .

Основными источниками пищевых отходов являются:

– бытовой мусор (среднем 59,7 млн т), являющийся основным отходообразо-вателем 2 ;

– некондиция (испорченная упаковка, потеря товарного вида);

– просроченная продукция точек розничной торговли.

Ежегодно возникает 17,9 миллиона тонн пищевых отходов, треть из них составляют отходы от компаний розничной торговли и общественного питания. Общая доля пищевых отходов на полигонах доходит до 25% 3 . Решение данной проблемы отражено в пояснительной записке к проекту федерального закона «О внедрении изменений в федеральный закон “Об отходах производства и потребления” в части установления запрета на уничтожение либо захоронение пригодных для употребления и переработки пищевых продуктов, материалов и изделий, а также уточнения порядка использования и переработки некачественных и (или) с истекшим сроком годности пищевых продуктов, материалов и изделий». Отметим, что подавляющая часть органических отходов не подвержена рециклингу и утилизируется, что обусловлено проблемами в нормативноправовом обеспечении процесса передачи пищевых отходов в переработанном виде заинтересованным лицам.

В соответствии с ФЗ-89 РФ «Об отходах производства и потребления» 4 , «…под утилизацией отходов понимается использование отходов для производства товаров (продукции), выполнения работ, оказания услуг, включая повторное применение отходов, в том числе повторное применение отходов по прямому назначению (рециклинг), их возврат в производственный цикл после соответствующей подготовки (регенерация)…». Соответственно, отходы, направляемые на утилизацию, могут быть переработаны и использованы в качестве ресурса для различных производственных и частных нужд.

Процедура рециклинга предполагает следование принципам циркулярной экономики. Данный подход предполагает рассмотрение отходов производства в качестве неучтенных издержек (экстерналий), которые возможно вернуть в производства и/или монетизировать [1]. Это позволит не только снизить нагрузку на окружающю среду, но и повысить экономическую эффективность различных экономических агентов: как производителей отходов, так и потребителей продукции, сформированной на принципах рециклинга.

В целях выявления возможностей для построения концепции модели переработки отходов необходимо изначально выявить типы пищевых отходов и, соответственно, возможности для их рециклинга. По природе происхождения отходы делятся на две категории: органические (пищевые, медицинские и биологические) и неорганические 1 .

Для группы органических отходов, производимых предприятиями общественного питания и ритейлом, характерна возможность природной утилизации в течение короткого (до одного года) времени, при этом категория неорганических отходов (пластмассовых, металлических, стеклянных и прочих упаковочных материалов и т. п.) наоборот характеризуется длительным периодом, иногда до 400–700 лет [2].

Одним из элементом реализации концепции переработки органических отходов является централизованный сбор перерабатываемого сырья. В связи с этим представляется целесооборазным сконцентрироваться на взаимодействии с такими точками отходообразования, как сети розничной торговли (ритейл). X5 Group (сети «Пятерочка» и «Перекресток», «Карусель» и т. д.) компании, входящие в АКОРТ ( Ассоциации компаний розничной торговли), за год производят порядка 700 тысяч тонн пищевых отходов. По данным представителя X5 Е. Конновой, прежде всего, ритейл образует продовольственные отходы [3]. Также значимый объем отходов генерируют сети Магнит и Лента.

Отходы сетей розничной торговли разделены на три категории:

• 1.    Неорганические — в основном это упаковка.

• 2.    Органические — животный белок.

• 3.    Органические — растительный белок.

Детализация пищевых отходов розничных сетей представлена на рисунке 1.

В настоящее время не налажены технологии переработки органических отходов в отличие от неорганических, область утилизации и переработки которых находится в правовом поле и интегрирована в деятельность региональных операторов.

На наш взгляд, целесообразным является создание технологии, позволяющей использовать органические отходы как сырье для производства кормов для сельскохозяйственных предприятий. Общий объем произведенных комбинированных кормов в РФ в 2021 г. составил чуть более 32 миллионов тонн, при этом доля производителей второй группы составила около 14 миллионов тонн2. Первая группа в качестве источников сырья использует в основном отходы собственных сельскохозяйственных предприятий, вторая — производит продукцию из приобретенного сырья. Количество предприятий, использующих покупное сырье с объемом производства от 100 до 300 тысяч тонн в год, составляет 76.

Рис. 1. Структура отходов в сетях розничной торговли (разработано авторами)

Общая потребность в высокопротеиновом сырье для данной отрасли промышленности составляет примерно 16 миллионов тонн, в том числе использование собственного сырья предприятиями, работающими на покупном сырье около 7 миллионов тонн 1 . Данные значения на 2022 г. получены в результате расчета, построенного на оценке затрат на технологию производства кормов и мощность заводов-изготовителей приведенной продукции.

Одним из путей, рассматриваемых для увеличения собственного производства протеинового сырья, является метод получения протеиновых концентратов из отходов сельскохозяйственных производств. В 1980-х гг. в Институте им. Макса Планка был разработан метод получения протеиновых концентратов на основе микробного белка [4]. Данный метод также был принят к разработке в СССР, в проектном институте ГИПРОБИОСИНТЕЗ, и лег в основу реализуемого авторами проекта [5].

Предлагаемая схема взаимодействия стейкхолдеров проекта на уровне региона представлена на рисунке 2.

ВЕСТНИК БУРЯТСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА

ЭКОНОМИКА И МЕНЕДЖМЕНТ

Рис. 2. Механизм реализации концепции по переработке органических пищевых отходов (разработано авторами).

Примечание. Функции смесительного центра: организация работы в регионе расположения, управление аппаратми, расчет и изготовление протеинровых смесей в соответствии с ТЗ покупателей.

В реализуемом проекте утилизация органических отходов сетей розничной торговли предполагается в два этапа. Данная этапность определяется требованиями ФЗ-29 «О качестве и безопасности пищевых продуктов» и ФЗ-89 «Об отходах производства и потребления» в части лицензирования и создания специальных условий для сбора, хранения, обработки, утилизации, захоронения и уничтожения отходов. Данные нормативно-правовые акты предъявляют особые требования к органическим отходам, в том числе к отходам, производимым сетями розничной торговли, включая некондиционные товары, а также товары с истекшим сроком годности. В целях реализации концепции разработана двухстадийная технология переработки органических отходов сетей розничной торговли, позволяющая решить следющие задачи:

• 1.    Обеспечение безопасности органических отходов.

• 2.    Получение микробного белка на питательной среде дегидрированных ор-ганическийх отходов.

Основой разрабатываемой технологии является использование органического сырья растительного происхождения (лузга семечек подсолнечника, стержни початков кукурузы, сенажа, силоса, торфа, плодоовощных смесей и прочие) с низким содержанием сырого протеина (до 10–12% по отношению к абсолютно сухому веществу) в качестве питательной среды, обеспечивающей развитие (рост и деление) консорциума микроорганизмов с последующим получением белка из особей развившейся колонии.

Предлагаемая блок-схема создаваемого устройства представлена на рисунке 3.

Рис. 3. Блок-схема аппарата по переработке органических отходов

Основными элементами аппарата являются:

• •    камера рекуперации и обезвоживания воздуха — входит в состав узла дегидрирования воздуха, применяемый принцип работы — компрессионный метод охлаждения. Основным ее назначением является обеспечение замкнутого контура воздуха реакторного узла и отсутствие связи с атмосферным воздухом в процессе переработки.

• •    реакторный узел, состоящий из камеры предварительного дегидрирования сырья до уровня влажности 20–30% и последующей «досушкой». Предназначен для обеспечения завершения процесса переработки не позднее двух часов с начала работы аппарата.

Разрабатываемая технология предусматривает ряд решений, повышающих ее экономическую эффективность и снижение влияния на окружающую среду:

• –    отбор посевного материала после выполнения основного этапа (при термической обработке пульпы и концентрирования биомассы) для последующего использования при приготовлении посевной культуры. Данное решение позволит снизить финансовые и временные затраты на приготовление закваски;

• –    применение сушки глубоким вакуумом. Позволит снизить энергозатраты на выделение метаболитов из среды гидромодуля и высушивании биомассы по сравнению со стандартными, существующими в промышленности методами сушки;

  – применение сушки глубоким вакуумом, позволяющей использовать воду повторно в технологическом процессе. Таким образом, технология будет иметь замкнутый водооборот и не требовать очистных сооружений.

Отметим, что предлагаемая модель взаимодействия ритейла и сельскохозяйственных предприятий имеет высокую масштабируемость и рентабельность. Реализация пилотного проекта позволила определить объем выручки за 6 лет в объеме 23,46 млрд р. Календарный план по выручке представлен в таблице 1.

Расчетные показатели выручки за период 2022–2027 гг.

Таблица 1

Период	2022 г.	2023 г.	2024 г.	2025 г.	2026 г.	Всего в эксплуатации на 2027 г.
Произведено, шт.	1 000	7 000	10 000	14 000	18 000	50 000
Объем производства концентрата, т	2 190	19 710	56 940	109 500	179 580	219 000
в т. ч. животного и смешанного происхождения	1 204	10 840	31 317	60 225	98 769	120 450
в т. ч. растительного происхождения	986	8 870	25 623	49 275	80 811	98 550
Стоимость произведенного концентрата, тыс. руб.	87 600	788 400	2 277 600	4 380 000	7 183 200	8 760 000

При исполнении 6-летней производственной программы закрывается потребность в утилизации пищевых органических отходов сетей розничной торговли Российской Федерации в целом на 18%. На данный момент технология находится на стадии NDA, в качестве метода коммерциализации рассматриваются торговля лицензией и собственное производство.

В заключение отметим, что единственным ограничивающим рост выручки фактором является количество производимых устройств переработки органических отходов, однако данная проблема решается расширением сети производственных компаний, интегрированных в предпринимательский процесс. Кроме того, важным элементом развития предложенной концепции является наличие значимого инвестицинного потенциала, который необходим для выполнения научно-исследовательских и опытно-конструктурских разработок. Проектные же работы могут иметь поточный тип долгосрочного ресурса и стратегически развивать агропромышленный комплекс в части потребления и переработки органических продуктов.