Технология «Биомикрогелей» предназначалась для очистки воды от нефти, нефтепродуктов и тяжелых металлов. Разработчики надеялись, что она будет использоваться при ликвидации аварийных разливов нефти и очистки сточных вод. У микрогелей («Биомикрогели» — это товарная марка) есть и другие возможные применения — например, очистка загрязненных почв и твердых поверхностей, теплообменного оборудования от органических и солевых загрязнений.
НПО «Биомикрогели», которое с 2012 года проводит НИОКР в сфере органической химии, в одной из работ исследовало микрогели из полисахаридов. Они применяются в медицине: эти химические реагенты создают вокруг лекарственных веществ субмикронную оболочку, доставляют лекарство к нужному органу и растворяются. «Мы решили расширить сферу применения тех же органических соединений для промышленных нужд в сфере водоочистки. Для этого пришлось поработать над их модификацией и создать новую технологию получения микробиогелей, а также подобрать распространенное и дешевое сырье», — говорит Вадим Турыгин, соучредитель «Биомикрогелей». Он в то время занимался промышленным инжинирингом и часто получал от заказчиков запросы, связанные с очисткой воды и водоподготовкой.
Полтора года ушло на то, чтобы разработать новые модификации и технологию производства микрогелей. Они состоят из полимерных частиц размером от 50 до 1000 нанометров. Важно, что эти частицы можно переводить из жидкого состояния в гелеобразное. Вот как это работает на примере очистки воды от нефти: микрогели обволакивают нефтяные капли со всех сторон, получившиеся в итоге микрокапсулы объединяются в желеобразную массу, которую довольно легко можно удалить из воды.
«Если в воде присутствует капля масла, то между водой и маслом имеется граница раздела фаз, они не смешиваются, — объясняет гендиректор “Биомикрогелей” Андрей Елагин. — И на этой границе наш микрогель обязательно сработает, закапсулировав капли масла. И не важно, это мазут или легкое топливо, например дизельное. Мы тестировали микрогели на образцах нефти различных сортов и разной вязкости».
Два важных преимущества биомикрогелей, по мнению разработчиков, в том, что они, во-первых, имеют натуральный состав и полностью биоразлагаются, так как синтезируются из пектина и целлюлозы, а во-вторых, после использования есть возможность отделить от микрогеля полезный осадок для возврата в технологический цикл — ту же нефть или металлы. Многие распространенные способы водоочистки такой возможности не предоставляют. К примеру, нефть из воды сегодня убирается во многих случаях с помощью сорбирующих материалов, но сами сорбенты, пропитавшиеся нефтью, необходимо утилизировать: сжигать или закапывать на полигонах.
На уровне пробирки
Начать внедрение своей технологии основателям стартапа хотелось именно с борьбы с нефтяными разливами. «На старте мы считали, что это самое перспективное направление для нашей разработки и что мы будем нарасхват», — говорит Андрей Елагин.
Ликвидация нефтяных разливов осуществляется несколькими способами. Нефть сжигают на поверхности воды (если слой нефтепродуктов достаточно толстый), собирают механически с помощью боновых заграждений и скиммеров. Есть биологические способы, когда нефтепродукт уничтожается специальными штаммами бактерий, и, наконец, физико-химические, куда попадают биомикрогели наряду с конкурирующими с ними сорбентами и диспергентами. Сорбенты впитывают нефть, а диспергенты — это реагенты, которые при распылении воздействуют на нефтяное пятно таким образом, что оно разбивается на мелкие капли и уходит в толщу воды, визуально пропадая с поверхности. Хотя в дальнейшем может происходить определенная биодиструкция, нефть при этом продолжает наносить ущерб водным экосистемам. «Подводные съемки Мексиканского залива показывают, что произошла гибель донных экосистем там, где нефть осаждали с помощью большого количества диспергентов, — комментирует Вадим Краснопольский, координатор проектов в нефтегазовом секторе Баренц-отделения Всемирного фонда дикой природы. — Единственный смысл этого способа в том, что, когда нефтяное пятно движется в какой-то особо уязвимый район, его можно обработать диспергентами, и оно останется в толще воды. Нефть осядет, и можно будет спасти какой-то отдельный район за счет другого». По словам эксперта, на сто процентов эффективных способов борьбы с нефтяными разливами сегодня вообще не существует. Все способы (кроме диспергентов) предполагают последующий механический сбор нефти, а эта процедура сложна, в ряде случаев просто невозможна — например, в условиях Арктики, при низких температурах или штормах.
«Биомикрогели» по сравнению с другими способами удаления нефти из воды имеют, по сути, одно главное преимущество — они безопасны для окружающей среды. Кроме того, Андрей Елагин считает, что микрогели могут эффективно работать и в арктических условиях: это жидкое вещество, которое можно распылять над водой или даже подавать в толщу воды и под лед. Впрочем, пока это только гипотеза. Микрогели быстро распыляются на поверхность нефтяной пленки — быстрее, чем, например, сыпучие сорбенты, и стягивают ее, отделяя от воды. Немаловажно и то, что после воздействия микрогелей «желеобразная» нефть хуже прилипает к твердым поверхностям и легче смывается водой — а значит, есть шанс спасти рыб и птиц в ареалах нефтяных пятен.
В 2013 году «Биомикрогели» получили возможность представить свою разработку в компании «Газпром нефть шельф», что было редкой удачей. «Но им нужно было сразу готовое технологическое решение и полный пакет документов на применение технологии, а мы приехали с пробирками и формулой», — вспоминает Андрей Елагин. Даже для проведения лабораторных испытаний не хватало сертификатов, технической документации, позволяющей применять химические реагенты в условиях открытой воды и описывающей воздействие на все основные виды микроорганизмов. Что говорить, не существовало ни пилотных установок для нанесения микрогеля на нефтяное пятно, ни опытного производства реагента.
«Я, может быть, даже обиделся тогда по своей наивности, что нас сразу не схватили с руками и ногами и не помогли материально. Но когда мы начали предметно общаться с представителями “Газпром нефти”, я понял, что они все-таки концентрируются на основных направлениях деятельности — добыче и продаже нефти — и неспроста. Если вкладываться во все смежные технологии, которых в нефтянке множество, то никаких ресурсов не хватит», — рассуждает Елагин.
Пришлось самим продолжать дорабатывать технологию, выяснять, что же нужно рынку, и постепенно проводить сертификацию. С начала проекта и по сегодняшний день в него вложено более 50 млн рублей. Тратили свои накопления, брали кредиты на себя как частных лиц, занимали у знакомых. «Полтора года назад я был должен порядка 14 миллионов рублей, — признается Елагин. – Но сегодня почти всё уже вернул».
Хотя большую часть вложений предприниматели сделали сами, очень важна была помощь со стороны структур по поддержке предпринимательства. Потому что на первом, самом рискованном этапе НИОКР, когда есть только идея и ее научное обоснование, но нет даже прототипов, ни банки, ни частные инвесторы денег не дали бы, уверен Елагин. Компанию поддерживали Свердловский фонд поддержки предпринимательства, Фонд содействия инновациям по программе «Старт», фонд «Сколково», резидентом которого проект стал в 2014 году.
Барьер неопытности
Когда стало понятно, что выйти на контракты с нефтяными гигантами быстро не получится, предприниматели начали детальнее рассматривать другие способы применения биомикрогелей — в первую очередь очистку промышленных стоков от нефтепродуктов и ионов металлов. Под эту задачу была создана специальная модификация биомикрогелей. Ею заинтересовались несколько компаний — из энергетической отрасли, металлургической, нефтяной. «Мы “обработали” 12–15 предприятий, которым хотели просто продать реагенты, и были бы счастливы, но у всех стояла задача комплексной очистки воды, либо создания комплексной системы многоступенчатой очистки, включая биологическую, от металлов и нефтепродуктов, либо модернизации имеющейся», — говорит Елагин. Выходом стало сотрудничество с екатеринбургской инжиниринговой компанией «АИС-Групп», владельцем которой является Вадим Турыгин, также совладелец «Биомикрогелей». «В данном случае у нас концепт хорошо сложился, — говорит он. — Проектируя системы водоочистки и водоподготовки, мы можем предлагать заказчику биомикрогели как часть готового решения».
Сейчас, по словам Турыгина, «АИС-Групп» проектирует систему водоочистки для уральского предприятия немецкого концерна Knauf. Концерн, который строго следит за соблюдением экологических нормативов, принял решение модернизировать систему ливневых стоков. В этой системе, возможно, будут использованы биомикрогели — для очистки ливневых стоков от нефтепродукта. Альтернативным решением для концерна могли бы быть коагуляционно-флокуляционные установки, но тогда пришлось бы отдельно заключать договор с утилизационной компанией и платить ей за утилизацию отходов. По словам Турыгина, 98% предприятий в России так и поступают: заключают договоры с водоканалами, с утилизационными компаниями и сдают им осадок, который получается в процессе очистки. А технология биомикрогелей позволяет разделить коагулянт и полезные вещества, и использовать их повторно, то есть существует возможность регенерации, например, нефти. Впрочем, если биомикрогели будут применяться в станциях ливневой очистки, куда попадает вся грязная вода с предприятия, эта возможность вряд ли станет основным стимулом использовать новую технологию: содержание нефтепродукта в такой воде обычно очень небольшое. Здесь главным мотивом использования микрогелей становится их экологичность.
Но вот крупным предприятиям, которые работают в нефтяной промышленности, возможность регенерации нефти действительно интересна. Сейчас «Биомикрогели» разрабатывают концепт совместного проекта с «ЛУКойлом». Здесь в отходах производства содержится много нефти, которую можно использовать повторно. Недавно в компании «ЛУКойл-Пермь» проходил научно-технический совет по поводу совместного проекта «АИС-Групп» и «Биомикрогелей», следующий этап — исследования технологии в «Пермь-НИПИ-Нефти».
Чтобы технология стала активно внедряться на предприятиях, нужны успешные кейсы. «Мы сейчас упираемся в барьер, когда нет возможности показать эффективность микрогелей на конкретных объектах, — считает Вадим Турыгин. — У нас, по большому счету, первый крупный промышленный объект — это водоочистная система в Knauf. Ранее были несколько небольших пилотных проектов на других промышленных площадках, но действительно крупную и комплексную задачу удалось проработать только сейчас».
Удачнее сложилось с очисткой технологического оборудования (теплообменники и котельные) — «Биомикрогели» в сотрудничестве с екатеринбургской компанией «Нексан» создали средства TechPhos («ТехФос») и TechCaus («ТехКаус»). Эти средства в течение года трижды прошли промышленные испытания и уже вышли на рынок.
По-настоящему «выстрелило» направление бытовой химии, которую «Биомикрогели» начали выпускать в 2014 году, поняв, что, пока суд да дело, надо на чем-то зарабатывать. Принцип работы биомикрогелей в средствах для клининга такой же, как в случае с очисткой воды, — капсулирование загрязнений. Использование этой технологии позволяет выпускать средства без синтетических поверхностно-активных веществ, фосфатов, токсичных спиртов и прочих вредных компонентов. Сейчас компания производит 80–100 тонн бытовой химии в месяц. Выручка в этом году ожидается как минимум в три-четыре раза больше, чем в прошлом: каждую неделю биомикрогели появляются в 10–30 новых торговых точках. По словам Андрея Елагина, это направление уже вышло на операционную прибыль.
Рынок бытовой химии намного больше, чем рынок средств для очистки воды. Но и конкуренция в FMCG куда выше. Сейчас компании нужно очень быстро увеличивать продажи. При этом и разработки решений по очистке воды и ликвидации разливов нефти приостанавливать она не намерена. Закрыть все фланги должны помочь деньги инвестора — «Биомикрогели» ведут переговоры с несколькими инвестиционными фондами. При хорошем раскладе средства пойдут на расширение производства бытовой химии, создание экспериментального производственного участка по использованию биомикрогелей в водоочистке, а также на продвижение технологии за рубежом, в том числе через продажу лицензий производителям химических реагентов и бытовой химии. Без крупного финансового партнера стартапу страшно начинать сотрудничество с зарубежными контрагентами. Если технологию захотят украсть или скопировать, маленькая компания может не суметь отстоять свои права, опасается Елагин. «Биомикрогели» как раз в процессе патентования разработки. Компания получила уже пять российских патентов и несколько зарубежных. «Мы адекватные люди и понимаем, что наверняка в мире есть еще ученые, которые могут додуматься до того же, что и мы, — говорит Андрей Елагин. — Но наши применения микрогелей по-настоящему оригинальны, мы здесь оказались действительно первыми в мире и хотели бы ими оставаться».
