От рубил до нанороботов. Мир на пути к эпохе самоуправляемых систем (История технологий и описание их будущего).

Глава 9. Биотехнологии и создание самоуправляемых биологических систем

С помощью биотехнологии получают относительно дешевые альтернативные источники энергии. Нельзя сказать, что биотопливо – это нечто новое в истории человечества, поскольку дрова, хворост и т. п. использовали с незапамятных времен. Но сейчас крайне важно, что это возобновляемый ресурс, объемы производства которого стали велики именно благодаря биотехнологиям. В настоящее время в мире его производят в объеме более 100 млн тонн (в основном в США, Европе и Бразилии; см. приложение к главе рис. 9.4а). Биотопливо сегодня составляет 10 % от всей вырабатываемой энергии. Есть даже мнение, что, возможно, его применение вырастет более чем в 10 раз к 2035 г. Однако это выглядит сомнительно, хотя рост потребления биотоплива, скорее всего, будет продолжаться. Правда, биомассы для биотоплива (от 41% до 90%) получается из отходов леса (Kopetz 2013;IEA 2017). Стремление для поддержания экологического баланса планеты сократить использование древесины может серьезно отразиться на данном источнике альтернативной энергии. Но в качестве биотоплива (например, для производства так называемых пеллет – небольших цилиндрических гранул, которые используются в промышленных и бытовых целях как топливо) активно используют и отходы сельского хозяйства и пищевой промышленности (например, на Украине производит около 1,4 млн тонн топливных пеллет на основе лузги подсолнечника).

Создание новых материалов и веществ. В 1940–1970-е гг. основным направлением было налаживание промышленного производства известных веществ (например, витаминов) или их аналогов, однако вместе с этим осуществлялось стремление создавать соединения, не существующие в природе. Примером таких веществ может послужить хумалог (Humalog) – широко применяемый синтетический аналог человеческого инсулина (Woollett 2012). Данная последовательность напоминает развитие химии: сначала люди научились производить известные вещества, а затем и искусственные материалы.

Биотехнология позволяет получать ранее неизвестные новые продукты. Например, растет производство биопластика. Главное достоинство этого материала в том, что в отличие от обычного пластика он может разлагаться, иными словами, входит в круговорот веществ в природе. Безусловно, это важный шаг на пути создания в будущем саморегулирующихся и самоочищающихся экологических систем. Таким образом, основная цель производства биопластика – сохранение экологии, уменьшение производства товаров из невозобновляемых ресурсов и сокращение выбросов диоксида водорода в окружающую среду. Ассортимент продукции, сделанной из биопластика, очень широк. В период с 2000 по 2008 г. мировое потребление биоразлагаемых пластиков на основе крахмала, сахара и целлюлозы увеличилось на 600 % (Ceresana Research 2011). В 2010 г. объем их производства составил 700 000 тонн (В 2011 году… 2011), сегодня он превышает 1 млн т (Ашпина 2014). Появляются технологии производства биопластика не из сахарозы, а из глицерина, что существенно сократит отходы при производстве самого биопластика (Предложена… 2014).

Рост биотехнологических компаний. С биотехнологией связано большое различных отраслей, в частности химическое производство (полисахариды, биодеградируемые полимеры, биокатализ, а также создание новых материалов, например биопластиков), энергетика, сельское хозяйство, городское хозяйство (например, в сфере переработки мусора), отрасли, связанные с длительным хранением