Как уральский стартап превращает отходы в энергию и почему в России для него нет рынка

В 2012 г., проезжая в очередной раз мимо птицефабрики, молодой ученый из Екатеринбурга Александр Смотрицкий задумался о природе странного запаха, который стоит в этом районе. Возникает он из-за того, что у предприятия скапливаются отходы. Почему бы не отправить их на переработку? Они же представляют определенную ценность.

Есть система, которую использует весь мир, — биогазовая установка. Этакая герметичная бочка, куда можно закинуть весь птичий помет или другие органические отходы. Переработать, получить удобрение и биогаз, состоящий на 50-70% из метана (который можно использовать для выработки тепла и электричества) и углекислого газа.

В Европе еще с начала 2000-х построено порядка 10 тыс. биогазовых установок, превращающих тонну сырья в 50 кубометров биогаза. Однако в России эта технология не распространена. Применять ее дорого из-за слишком длительной и неполной переработки сырья (брожение может достигать 90 дней) и необходимости строительства объемной конструкции. Как эту ситуацию исправить?

На пару с отцом в свободное время начали искать решение, экспериментируя в домашней лаборатории. Через год у Смотрицких был готов прототип модуля, который предполагалось устанавливать на вход биогазовой установки, увеличивая эффективность ее работы и сокращая затраты. Еще через год — результаты испытаний на трех российских и одной чешской установках, участие в десятках международных мероприятий, резидентство в Сколково и инвестиции венчурного фонда. Еще через два года — выход на рынок США, а в 2017 г. — на рынки России, Великобритании, Южной Кореи и Казахстана.

Александр Смотрицкий, генеральный директор компании «Биоэнергия», рассказал DK.RU о тернистом пути стартапера, секретах переработки отходов и о том, почему на зарубежных рынках продукт из Екатеринбурга оказался более востребован, чем в России.

Принцип работы биогазовой установки

Идея

ООО «Биоэнергия» Александр и Андрей Смотрицкие зарегистрировали в 2014 г. Александр после окончания УГТУ-УПИ занимался экспериментальной теплофизикой. Ездил на конференции, рассказывал о своих исследованиях в научных статьях, но до реального внедрения дело доходило редко. Бывали исключения — молодые ученые, к примеру, разрабатывали средства мониторинга для производства противовирусного препарата «Триазавирин».

Андрей, отец Александра, — опытный инженер. Он, например, разработал автоматизированную систему подготовки концентрата раствора для искусственной почки при гемодиализе, которой пользуются многие больницы; изготовил и запустил систему прецизионного приготовления электролита для тюменского производителя аккумуляторов.

Задумавшись о переработке органических отходов, Смотрицкие изучили мировой опыт и выделили проблемные участки существующей технологии. Выяснилось, что длительный период брожения в биогазовых установках (БГУ) объясняется тем, что сырье в реактор подается практически без подготовки — микроорганизмам сложно переработать большие куски субстрата. Вторая проблема — следствие первой: из-за длительной переработки требуется строить большие и дорогостоящие реакторы для БГУ. В-третьих, на выходе она дает жидкое удобрение — в нем 90% воды и только 10% ценных компонентов. Его трудно хранить и дорого транспортировать.

В домашней лаборатории отец и сын собрали аппарат, который готовил отходы к переработке, а на выходе разделял субстрат на воду и удобрение. Тестировали его на разном сырье, а когда поняли, что это действительно работает, отправились в Оренбург — запустили пилотный проект на биогазовой установке.

Первый прототип устройства

Решение

Смотрицкие придумали модуль, который можно устанавливать на вход БГУ и модифицировать ее работу — почти вдвое ускорять процесс переработки и увеличивать выход биогаза. Назвали WiseSoil.

Имеется в виду, что результатом переработки становится качественная, особенная, интеллектуальная почва — насыщенная тем самым сухим удобрением с большим содержанием гуминовых соединений, с которого началась вся концепция, — поясняют в «Биоэнергии».

Технологии, по-другому решающие ту же задачу, в мире уже существовали — основные конкуренты маленького екатеринбургского стартапа — гиганты вроде американской DuPont, немецких Lehmann Maschinenbau и Hielscher. Однако все они используют один, максимум два типа воздействия при подготовке отходов.

«Исходное сырье (субстрат) поступает на вход биогазового реактора, там стоит наш модуль, — описывает принцип WiseSoil Александр. — В субстрате есть ценные компоненты, но они окружены стенкой — лигнином, который мешает бактериям добраться до части питательных веществ. Поэтому структуру сырья необходимо изменить. Отличие нашей разработки в том, что мы используем комплексную подготовку — не просто измельчаем биомассу, а подвергаем гидродинамическому воздействию, убираем кислород — это полезно, потому что он только мешает бактериям. Второй этап — насыщение микропузырьками. Это позволяет сырью лучше перемешиваться — когда заливается новая порция, микропузырьки быстро разносят ее по всему реактору, и бактерии получают «пищу» быстрее и равномернее. Затем такие же микропузырьки поднимают сухие включения наверх, а вода остается внизу. Получившееся сухое удобрение, в котором остаются микроэлементы и гуминовые соединения, можно собирать в мешки и везти на поля, а воду использовать повторно как техническую».

При этом в процессе всей переработки постоянно выделяется биогаз, он обеспечивает энергией работу самой установки и дает излишки.

В Германии эти остатки продают электросетевым компаниям. В Северной Европе используют в качестве топлива — удаляют из биогаза СО2, а оставшийся метан сжимают и превращают в жидкость. В России биогаз также можно использовать в качестве топлива либо увеличивать мощности электроэнергии в отдаленных районах, — рассказывают в «Биоэнергии».

Инвестиции

На вопрос, сколько денег ушло на первые исследования, Смотрицкие отвечают — кто ж считал? Загорелись идеей и занимались ею несколько лет в любую свободную минуту. Для промышленного решения своими силами уже было не обойтись.

В 2013 г. екатеринбуржцы представили свою технологию крупнейшему стартап-сообществу в США CleanTechOpen, где участвуют проекты, ориентированные на «чистый бизнес» — позволяющие очистить воздух, воду и почву. Результатом стала поддержка американских консультантов в области финансов и развития био-технологий, которой Смотрицкие пользуются до сих пор.

В 2014-м победили в конкурсе Green Innovation Competition в Финляндии и вошли в число 10 лучших стартапов трека CleanTech акселератора GenerationS-2014. Стали резидентами Сколково, подали первые заявки на патенты (сегодня решение защищено тремя патентами РФ, международной патентной заявкой, а также патентами в странах ЕС и США), создали команду, которая может масштабировать бизнес, и подошли к привлечению сторонних инвестиций. В декабре 2014 г. фонд РВК в обмен на долю в компании вложил в проект 20 млн руб. Благодаря этим средствам «Биоэнергия» разработала модельный ряд коммерческого промышленного продукта, сейчас работает над модулем более серьезной производительности для крупных биогазовых комплексов (сборочную площадку планируют перенести в технопарк «Университетский»).

Говоря о поддержке начинающих предпринимателей в России, стартаперы отмечают — она действительно работает, но не всегда адекватно.

«Мы получили грант от фонда Бортника и без проблем сдали технический отчет. Но для любого изменения сметы требуется согласование финансового департамента и очень много бумажной работы. То есть отчитаться о расходовании средств — гораздо труднее, чем о сути выполненной работы. Другое дело — грантовые инструменты от фонда Сколково. Если Сколково дает какую-то поддержку или мы, как резиденты, отчитываемся, то заполняем стандартную форму на сайте. Или, допустим, патентные заявки мы подаем с привлечением их поверенных. Это коммерческая услуга и стоит дороже, чем в Екатеринбурге, но мы уверены в ее качестве. Нас приглашают на мероприятия, которые организуют РВК, Сколково и ТПП. Поддерживают, как могут», — рассказывает Александр Смотрицкий.

Рынок сбыта

К первой продаже модуля WiseSoil «Биоэнергия» пришла в 2016 г. Покупателем стало предприятие по производству спирта из кукурузного зерна в Канзасе (США). Для Смотрицких такое непрофильное применение оказалось неожиданностью. На них вышел руководитель завода, заинтересованный в повышении эффективности производства, и весь процесс от согласования до инсталляции модуля в Америке занял три месяца. Такая скорость — скорее исключение.

Все сомневаются, как это будет работать у них. Основной барьер — потрогать, посмотреть. И это фактор, затягивающий процесс инсталляции. К примеру, пилотный проект в Чехии занял у нас год! Когда делаешь что-нибудь софтовое, это гораздо проще протестировать. Допустим, мы считаем, что людям нужно приложение, в котором вы покупаете котиков за криптовалюту. И нужно доказать, что оно «выстрелит». Это делается за неделю — легко рекламируется и доводится до потребителя. В нашем случае ситуация такая, что нужно выявить проблему, спроектировать оборудование, решающее эту проблему, изготовить и доставить потребителю. Все оказалось дольше, чем ожидалось, — говорит Александр.

В 2017 г. продажи в штуках выросли в 15 раз — модули WiseSoil купили предприятия из Южной Кореи, Великобритании, Финляндии, Казахстана и России.

Пул потенциальных клиентов екатеринбургского стартапа в России — это птицефабрики, свинокомплексы, фермы, водоканалы. С помощью WiseSoil перерабатывать можно и твердые бытовые отходы, однако большого потенциала разработчики в них не видят.

«Наша основная мотивация — конвертация отходов во что-то полезное. У ТБО есть органическая фракция, которая нас интересует, но это очень небольшая доля. Гораздо больший объем представляют, например, иловые стоки Водоканала, отходы пищевой промышленности или сельского хозяйства. Съездите на любую свиноферму — там творится ад: отходы выливают в лагуны, и запах разносится по всей округе. Свинокомплекс на 10 тыс. голов производит в среднем 36 тыс. т отходов в год. Это гигантское количество. Что с ними делать? Только перерабатывать. Мы общались с владельцами таких предприятий, из отходов они могут получать дохода до 70 млн руб. в год, но обычно, говорят — сделайте нам модельную биогазовую установку за свой счет, а мы посмотрим. Люди в России относятся с недоверием к тому, что отходы можно перерабатывать», — считают в «Биоэнергии».

С уральскими компаниями сотрудничества пока не случилось. Вроде бы и есть интерес со стороны предприятий, но то руководители поменяются, а то и вовсе окажутся в СИЗО, как было с гендиректором МУП «Водоканал».

Мы пытались познакомить наши предприятия с возможностями чешских коллег. В частности, организовали встречу на Водоканале. Чехи предлагали очень дешево использовать отработанную ими технологию утилизации ила. Продолжения по ряду причин не получилось (то руководитель попал в СИЗО, то появились надежды на решение проблемы своими силами). В итоге они сюда не зашли, но мы запустили в Чехии свой пилотный проект, — вспоминает Александр.

Особенность еще и в том, что в нашей стране БГУ, на которые нацелена технология «Биоэнергии», практически нет. Поэтому российский рынок в компании не рассматривают как профильный. Тем неожиданнее стал интерес со стороны фермеров, которые хотели бы использовать WiseSoil для подготовки… корма для коров.

Мы не планировали такое использование, но оказалось, что это одно из возможных направлений — не сильно перспективное, но раз люди интересуются, то почему бы нет. Взяли часть нашей системы, которая занимается измельчением и превращает продукты из ржи в сахара, которые добавляют в корм. Это у нас охотно покупают ребята из Казани, — рассказывают в компании.

Еще одним стоп-фактором для развития технологии в России является ее стоимость.

«В среднем промышленное решение для европейской биогазовой установки, которая перерабатывает около 10 кубометров отходов в час, у нас стоит 30-40 тыс. евро. Немецкая система подготовки обойдется в сумму порядка 200 тыс. евро. А так как биогазовых установок, на которые ориентирован наш продукт, в России практически нет, их нужно приобретать отдельно. Допустим, у европейских поставщиков установка будет стоить порядка 1 млрд руб. Есть российский «СельхозБиоГаз», который делает это раз в 10 дешевле. Но пока у них очень мало инсталляций, потому что спрос ограничен недоверием», — добавляют разработчики.

Пилотный проект в Чехии (на фоне реактора биогазовой установки)

Планы

Сегодня команда «Биоэнергии» выросла до пяти человек — в нее вошли микробиолог и технические сотрудники, плюс появились представители в Чехии и США. Разработка и производство осуществляются на территории Уральского региона из российских компонентов. Правда, выйдя на серийное производство, в компании задумались о том, чтобы простые детали заказывать в Китае — это обойдется вдвое дешевле.

В 2017 г. «Биоэнергия» прошла точку безубыточности, планирует реинвестировать прибыль в развитие своего продукта и быть ближе к основным потребителям — открывать офис и сборочную площадку в Европе. Затраты на такое масштабирование стартаперы оценивают минимум в 70 тыс. евро и размышляют, обойтись ли своими силами либо привлечь профильных инвесторов, которые проявляют интерес к их технологии.

Думаю, минимальный вариант мы и так сделаем, но чтобы сделать это быстро и масштабно, самый правильный следующий шаг — ставить систему на полгода бесплатно, чтобы потребитель убедился в ее эффективности. И после этого начинать продажи. Второй вариант требует больше инвестиций. Европейский рынок довольно серьезный — порядка 10 тыс. биогазовых установок. Но у самых крутых наших конкурентов — около 100 инсталляций. Весь рынок они еще не охватили, поэтому место есть для всех, — рассуждает Александр Смотрицкий.

Он уверен — руководители российских предприятий скоро придут к пониманию, что переработка отходов — это не только полезно, но и выгодно. Пока же ученые с горящими глазами работают в режиме овертайм, веря в технологии чистого бизнеса и запуская первый проект переработки полного цикла. Правда, в Финляндии, а не в России.

Текст: Анна Асташкина, специально для DK.RU. Фото предоставлено компанией «Биоэнергия»