Технико-экономическая оценка биотехнологий

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГУБКИНСКИЙ ФИЛИАЛ

ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «БЕЛГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. В.Г. ШУХОВА» КАФЕДРА ЭКОНОМИКИ И УЧЕТА

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Экономические основы технологического развития»

(вариант 08)

Студентки 1 курса очной формы обучения

экономического факультета группы БЭ-11

Дьяконовой Натальи Алексеевны

направление бакалавриата 080100.62 шифр 301112028

Руководитель курсовой работы

Никулова Зоя Борисовна

г. Губкин, 2012

Задание

на выполнение курсовой работы

по дисциплине «Экономические основы технологического развития»

вариант 08

Направление бакалавриата 080100.62 «Экономика»

Группа БЭ-11

Студентка 1 курса, очной формы обучения

Фамилия Дьяконова Имя Наталья Отчество Алексеевна

Тема курсовой работы «Технико-экономическая оценка технологии производства биотехнологий»

Дополнительное задание-

Руководитель курсовой работы

З.Б. Никулова

(подпись)

Содержание

Введение

I. Понятие биотехнологии, история её развития

II. Анализ совремённого состояния биотехнологической отрасли

2.1 Перспективы развития биотехнологий

2.1.1 Характеристика текущего состояния биотехнологий в США

2.1.2 Характеристика текущего состояния биотехнологий в европейских странах

2.1.3 Характеристика текущего состояния биотехнологий в Китае

2.1.4 Характеристика текущего состояния биотехнологий в Индии

2.2 Стадии биотехнологического производства

2.3 Состояние биотехнологий в РФ

2.3.1 Текущее состояние «красной» биотехнологии в РФ

2.3.2 Текущее состояние «белой» биотехнологии в РФ

2.3.3 Текущее состояние «зеленой» биотехнологии в РФ

2.3.4 Текущее состояние «серой» биотехнологии в РФ

III. Направление развития биотехнологий и анализ

3.1 «Красная биотехнология» - биофармацевтика и биомедицина

3.2 «Белая биотехнология» - биоэнергетика, пищевая биотехнология, биохимия, биотехнология

3.3 «Зеленая биотехнология» - сельское хозяйство, лесная биотехнология

3.4 «Серая биотехнология» - биоремедиация

3.5 «Синяя биотехнология» - морская биотехнология

IV. Технико-экономические показатели производства биотехнологий

Заключение

Введение

биотехнология производство отрасль

Биотехнология - одно из ключевых направлений качественного технологического развития в целом ряде отраслей экономики. Здесь и далее в настоящем документе под биотехнологией понимается совокупность методов и приемов получения полезных для человека продуктов и явлений с помощью биологических агентов. Потенциал возможностей и спектр применения биотехнологии превратил отрасль наряду с нанотехнологиями в ведущий фактор развития экономик отдельных государств и мирового сообщества в целом.

Актуальность темы исследования состоит в рассмотрении природы «Биотехнологий», а полученные знания по проблеме исследования будут способствовать повышению уровня знаний по дисциплине «Экономические основы технологического развития ».

Цель курсовой работы - состоит в исследовании основных теоретических аспектов категорий «Биотехнологий» и практических способов её применения.

Задачами для достижения поставленных целей курсовой работы являются:

1) Раскрыть сущность производства биотехнологий;

2) Рассмотреть классификацию биотехнологий;

3) Изучить пути повышения развития биотехнологий.

Предметом исследования курсовой работы является методологические и практические аспекты производства Биотехнологий.

Объектом исследования являются биотехнологии.

Методологической основой данного исследования является диалектический метод познания. При проведении исследования используется также ряд частнонаучных методов: формально-логический и системно-структурный.

Эмпирическую базу курсовой работы составили опубликованные и размещенные в электронных базах научная литература, опубликованная в средствах массовой информации.

Теоретической основой написания курсовой работы явились учебники, учебные пособия, монографии и статьи в периодических изданиях по изучаемому вопросу.

Источниками для написания работы послужили труды авторитетных специалистов Багриновский К.А., Бендиков М.А., Хрусталев Е.Ю.

Практическая значимость исследования заключается в том, что собой представляет производство билтехнологий и поможет ориентироваться в современных вопросах производства.

Курсовая работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка используемой литературы. Общий объем работы 51 листов машинописного текста.

В первой главе рассмотрены понятия биотехнологии, её свойства и история ее развития.

Во второй главе проанализировано современное состояние биотехнологиеской отросли.

Третья глава работы заключается в исследовании развития биотехнологий.

Четвертая глава работы посвящена особенностям размещения предприятия производства биотехнологий.

В заключение курсовой работы сделаны основные выводы по результатам исследования.

I. Понятие биотехнологии, история её развития

В широком смысле биотехнология представляет собой пограничную между биологией и техникой научную дисциплину и сферу практики, изучающую пути и методы изменения окружающей человека природной среды в соответствии с его потребностями.

В узком смысле биотехнология - совокупность методов и приемов получения полезных для человека продуктов и явлений с помощью биологических агентов. В состав биотехнологии входят генная, клеточная и экологическая инженерии.

Поскольку биотехнология используется в различных отраслях промышленности и затрагивает многие сферы жизни человека, в мире принята следующая «цветовая» классификация биотехнологии:

* «красная» биотехнология - биотехнология, связанная с обеспечением здоровья человека и потенциальной коррекцией его генома, а также с производством биофармацевтических препаратов (протеинов, ферментов, антител);

* «зеленая» биотехнология - направлена на разработку и создание генетически модифицированных (ГМ) растений, устойчивых к биотическим и абиотическим стрессам, определяет современные методы ведения сельского и лесного хозяйства;

* «белая» - промышленная биотехнология, объединяющая производство биотоплива, биотехнологии в пищевой, химической и нефтеперерабатывающей промышленности;

* «серая» - связана с природоохранной деятельностью, биоремедиацией;

* «синяя» биотехнология - связана с использованием морских организмов и сырьевых ресурсов.

Развитие биотехнологии, одновременно с информационными и нанотехнологиями, является одним из важнейших условий успеха инновационного социально-ориентированного развития и успеха Российской

Федерации в глобальной конкуренции. Данный тезис закреплен в Концепции долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации до 2020 года.

Признание биотехнологии одной из ключевых критических технологий - это мировая тенденция.

Общество связывает появление новых методов диагностики и лечения заболеваний, новых технологий получения качественных продуктов питания, новых материалов, моторного топлива нового поколения, новых способов переработки отходов и ликвидации последствий от загрязнений именно с достижениями в этой сфере. Согласно статистическим данным по странам ОЭСР, на сектор биотехнологии приходится около 10% от общего объема частных инвестиций в научные исследования (около 33 млрд. долл. США по состоянию на 2006 год), и этот показатель увеличивается на 15-20% в год.

Для Российской Федерации аналогичная статистика недоступна - Федеральная служба государственной статистики собирает и анализирует данные по инновационной активности российских предприятий в целом, без разделения на сферы проведения исследований и внедрения инноваций. Поэтому невозможно оценить соответствие заявляемых приоритетов в развитии критических технологий с фактической структурой инвестиций в научные исследования по направлениям.

Несмотря на это, учитывая место биотехнологии в перечне критических технологий и важность проблем, которые могут быть решены с помощью инноваций в этой сфере, можно утверждать, что биотехнология является одним из приоритетных направлений инновационного развития экономики Российской Федерации. К сожалению, для биотехнологических производств характерны как общие проблемы развития инновационной экономики, так и частные проблемы, связанные с регулированием этой сферы деятельности.

Перспективные технологии, которые способны в ближайшем будущем дать почву для инноваций, носят название критических технологий. В 16 из 35 технологий, признанных критическими в Российской Федерации на данный момент, ключевым элементом является биотехнология. В перечень критических технологий входят:

1. биоинформационные технологии;

2. биокаталитические, биосинтетические и биосенсорные технологии;

3. биомедицинские и ветеринарные технологии жизнеобеспечения и защиты человека и животных;

4. геномные и постгеномные технологии создания лекарственных средств;

5. клеточные технологии;

6. технологии биоинженерии;

7. технологии новых и возобновляемых источников энергии;

8. технологии обеспечения защиты и жизнедеятельности населения и опасных объектов при угрозах террористических проявлений;

9. технологии оценки ресурсов и прогнозирования состояния литосферы и биосферы;

10. технологии переработки и утилизации техногенных образований и отходов;

11. технологии производства топлив и энергии из органического сырья;

12. технологии создания биосовместимых материалов;

13. технологии создания и обработки полимеров и эластомеров;

14. технологии создания мембран и каталитических систем;

15. технологии экологически безопасного ресурсосберегающего производства и переработки сельскохозяйственного сырья и продуктов питания;

16. технологии экологически безопасной разработки месторождений и добычи полезных ископаемых.

Учитывая место биотехнологии в перечне критических технологий и важность проблем, которые могут быть решены с помощью инноваций в этой сфере, можно утверждать, что биотехнология является одним из приоритетных направлений инновационного развития экономики Российской Федерации.

Задачей деятельности по законодательному обеспечению развития биотехнологии как ключевого элемента инновационной экономики является устранение имеющихся барьеров и создание режима наибольшего благоприятствования для осуществления технологических инноваций в этой области и трансфера технологий.

Основными результатами развития биотехнологической отрасли промышленности в Российской Федерации станут:

1. повышение конкурентоспособности нефтедобывающей, топливной, химической, лесной и деревообрабатывающей, пищевой и медицинской отраслей промышленности за счет инновационной составляющей;

2. импортозамещение по группе жизненно необходимых и важнейших лекарственных препаратов, пищевых и кормовых продуктов, ключевых для обеспечения лекарственной и продовольственной безопасности населения;

3. улучшение системы здравоохранения за счет внедрения новых технологий диагностики, профилактики и лечения заболеваний;

4. повышение доли возобновляемых источников энергии в энергобалансе;

5. улучшение экологической ситуации на территории Российской Федерации за счет снижения выбросов (сбросов) загрязняющих веществ в окружающую среду и сокращения площади отчуждаемых земель, сохранения биоразнообразия;

6. повышение эффективности использования биоресурсов Российской Федерации;

7. создание новых рабочих мест для городского и сельского населения с различным уровнем квалификации;

8. обеспечение инновационного развития экономики как за счет внедрения в производство технологий, являющихся результатом научных исследований фирм и учреждений Российской Федерации, так и за счет трансфера зарубежных технологий;

9. развитие смежных отраслей экономики, прежде всего сельского хозяйства, за счет создания дополнительного спроса на их продукцию со стороны биотехнологических производств;

10. выравнивание положения регионов через вовлечение в реализацию Стратегии экономически депрессивных регионов, в том числе за счет появления биотехнологических кластеров;

11. создание базы для долгосрочного устойчивого экономического роста в Российской Федерации.

II. Анализ совремённого состояния биотехнологической отрасли

2.1 Перспективы развития биотехнологий

Годовой оборот мировой биоиндустрии составляет в настоящее время более 160 млрд. долл. США.

Крупнейшим биотехнологическим рынком в мире являются США, где создается половина мирового объема биотехнологической продукции. Вторым по размерам рынком является Азиатско-Тихоокеанский регион, где наиболее динамично развивают биотехнологии Австралия, Китай, Индия и Япония. Замыкает тройку лидеров Европа.

В соответствии с принятой классификацией биотехнологических направлений более 60% мирового производства относится к продукции «красной» биотехнологии (биофармацевтические препараты и биомедицина), 12% - к «зеленой» (агропищевая продукция), остальное - биоматериалы промышленного назначения («белая» биотехнология).

Современные тенденции и перспективные области биотехнологии подробно описаны в Прогнозе развития научных и технологических направлений, имеющих значительный прикладной потенциал в долгосрочной перспективе, представленный институтами РАН (Приложение №1 к Прогнозу долгосрочного научно-технологического развития Российской Федерации, разработанному Российской академией наук, в соответствии с п.2 Перечня поручений Президента Российской Федерации Д.А. Медведева от 04.05.2008 №Пр-861 ГС).

В указанном документе основное внимание уделено экономическим характеристикам текущего состояния биотехнологии в четырех регионах - США, Европе, Китае и Индии. США и Европа являются технологическими лидерами в области биотехнологии. Китай и Индия представляют интерес с точки зрения опыта развития отрасли в погоне за технологическими лидерами.

2.1.1 Характеристика текущего состояния биотехнологий в США

Высокая капитало- и наукоемкость биотехнологической отрасли определяет ключевые факторы устойчивого лидерства США в мировом развитии биотехнологии:

1. высокие объемы отраслевого финансирования;

2. большое количество профильных образовательных и исследовательских учреждений;

3. значительные ресурсы квалифицированных кадров;

4. длительный опыт предпринимательской деятельности в стране.

Биотехнологический сектор США насчитывает сегодня 1 500 компаний, в том числе 386 публичных компаний с капитализацией около 360 млрд. долл. США. Доходы публичных биотехнологических компаний США в период с 1998 по 2007 год возросли с 20 до 65 млрд. долл. США, расходы на научные исследования и разработки - с 10 до 26 млрд. долл. США.

Исторически важная роль в финансировании биотехнологии в США принадлежала государству.

Государственный фонд National Institutes of Health (NIH) - крупнейший из отдельно взятых субъектов, осуществляющих финансирование биотехнологических исследований в США. В период с 2000 по 2008 год годовой бюджет NIH возрос с 18 до 29 млрд. долл. США.

2.1.2 Характеристика текущего состояния биотехнологий в европейских странах

Число биотехнологических предприятий в Европейских странах составляет более 1 700, из них 180 - публичные компании, чьи доходы в 2007 году составили 13 млрд. долл. США. Это в пять раз меньше выручки, генерируемой американской биоиндустрией. Объемы финансирования биотехнологической отрасли в Европе также существенно отстают от показателей США - 7.5 млрд. долл. США в 2007 году.

Доля венчурного финансирования сопоставима с соответствующим показателем в США.

Основные центры развития биотехнологии в Европе - Великобритания и Германия. Великобритания является лидером по объему привлекаемого в отрасль финансирования - примерно треть объема, инвестируемого всей Европой. Германия опережает соседей по вложениям венчурного капитала в биотехнологическую отрасль - этот показатель в 2 раза выше среднего уровня в регионе. Кроме того, Германия опережает другие страны по количеству институтов, исследовательских учреждений и ВУЗов, специализирующихся в биотехнологии.

2.1.3 Характеристика текущего состояния биотехнологии в Китае

Биотехнологическая отрасль Китая включает в настоящее время около 900 предприятий и 40 биотехнопарков, расположенных в Пекине, Шанхае, Гуанчжоу. Объем продаж биотехнологической продукции, произведенной в Китае, оценивается в 10 млрд. долл. США. Развитию отрасли в немалой степени способствовала стимулирующая политика властей в налоговом, финансовом и трудовом регулировании.

Основной сектор китайской биотехнологической отрасли - биофармацевтика («красная» биотехнология). В секторе работает 580 компаний. Продукция китайских производителей занимает не менее 7% мирового рынка лекарственных биопрепаратов. Основной объем финансирования китайской биофармацевтики осуществляется в рамках государственных программ: Национальной Программы Фундаментальных Исследований и Национальной Программы Исследований и Разработок в области Высоких Технологий. Первая ориентирована на финансирование исследований на ранних стадиях НИОКР, вторая - на этапе прикладных разработок и коммерциализации продуктов.

«Зеленая» биотехнология также является объектом значительных инвестиций - у Китая второе место в мире после США по объему финансирования разработок в этой области. На исследования в агробиотехнологии приходится около 40% государственных инвестиций в отрасль. Рост инвестиций Китая в биотехнологическую отрасль отличался высокими темпами в начале нового столетия - с 2001 по 2005 год объем государственного финансирования биотехнологии в Китае увеличился более чем в 10 раз - с 0.1 до 1.2 млрд. долл. США.

Согласно национальной программе развития науки и технологии на 2006-2020 годы государство инвестирует 112 млрд. долл. США в НИОКР, при этом биотехнология имеет высший приоритет над прочими направлениями - инвестиции в отрасль могут составить до 9 млрд. долл. США уже в 2010 году.

2.1.4 Характеристика текущего состояния биотехнологии в Индии

Индия входит в первую тройку стран по развитию биотехнологии в Тихоокеанском регионе - после Австралии и Китая. Основные характеристики биотехнологической отрасли Индии:

* ежегодный темп роста в 2003-2008 годах - 20-30%;

* объем продаж в 2008 году - 2.5 млрд. долл. США;

* количество биотехнологических предприятий - 330;

* инвестиции в сектор в 2007 году - около 600 млн. долл. США.

Наиболее развиты в Индии биотехнологии, связанные с обеспечением здоровья человека, в том числе услуги исследовательского аутсорсинга. Индия лидирует в мире по количеству фармацевтических производственных площадок, одобренных американской Food and Drug Administration за пределами США, и становится центром проведения клинических испытаний многих международных фармацевтических корпораций (Merck, Pfizer, AstraZeneca). Индийский рынок контрактных исследований в биофармацевтике оценивается в 250 млн. долл. США и растет на 30-40% ежегодно.

Биотехнологическая отрасль в Индии пользуется активной поддержкой государства - еще в 1986 году при Министерстве Науки и Технологии был создан Департамент Биотехнологии для осуществления политики и поддержки исследовательской деятельности в области биотехнологии, который сегодня является основным источником финансирования биотехнологических НИОКР, в первую очередь для малого бизнеса. Департаментом разработана Национальная Стратегия Развития Биотехнологии, в которой сформулированы основные проблемы и способы их решения на пути создания в стране благоприятной среды для развития биоиндуcтрии

2.2 Стадии биотехнологического производства

Большое разнообразие биотехнологических процессов, нашедших промышленное применение, приводит к необходимости рассмотреть общие, наиболее важные проблемы, возникающие при создании любого биотехнологического производства. Процессы промышленной биотехнологии разделяют на 2 большие группы: производство биомассы и получение продуктов метаболизма. Однако такая классификация не отражает наиболее существенных с технологической точки зрения аспектов промышленных биотехнологических процессов. В этом плане необходимо рассматривать стадии биотехнологического производства, их сходство и различие в зависимости от конечной цели биотехнологического процесса. В общем виде система биотехнологического производства продуктов микробного синтеза представлена на рисунке 1. 



Культивирование (ферментация)

Подготовка инокулята	Питательная среда

Рисунок 1- Система биотехнологического производства

Существует 5 стадий биотехнологического производства.

Две начальные стадии включают подготовку сырья и биологически действующего начала. В процессах инженерной энзимологии они обычно состоят из приготовления раствора субстрата с заданными свойствами (рН, температура, концентрация) и подготовки партии ферментного препарата данного типа, ферментного или иммобилизованного. При осуществлении микробиологического синтеза необходимы стадии приготовления питательной среды и поддержания чистой культуры, которая могла бы постоянно или по мере необходимости использоваться в процессе. Поддержание чистой культуры штамма-продуцента - главная задача любого микробиологического производства, поскольку высокоактивный, не претерпевший нежелательных изменений штамм может служить гарантией получения целевого продукта с заданными свойствами.

Третья стадия - стадия ферментации, на которой происходит образование целевого продукта. На этой стадии идет микробиологическое превращение компонентов питательной среды сначала в биомассу, затем, если это необходимо, в целевой метаболит.

На четвертом этапе из культуральной жидкости выделяют и очищают целевые продукты. Для промышленных микробиологических процессов характерно, как правило, образование очень разбавленных растворов и суспензий, содержащих, помимо целевого, большое количество других веществ. При этом приходится разделять смеси веществ очень близкой природы, находящихся в растворе в сравнимых концентрациях, весьма лабильных, легко подвергающихся термической деструкции.

Заключительная стадия биотехнологического производства - приготовление товарных форм продуктов. Общим свойством большинства продуктов микробиологического синтеза является их недостаточная стойкость к хранению, поскольку они склонны к разложению и в таком виде представляют прекрасную среду для развития посторонней микрофлоры. Это заставляет технологов принимать специальные меры для повышения сохранности препаратов промышленной биотехнологии. Кроме того, препараты для медицинских целей требуют специальных решений на стадии расфасовки и укупорки, так должны быть стерильными. Далее приводится характеристики каждой из стадий промышленного микробиологического синтеза.

2.3 Состояние биотехнологии в РФ

Текущее состояние биотехнологии в Российской Федерации характеризуется, с одной стороны, отставанием объемов производства от уровня и темпов роста стран, являющихся технологическими лидерами в этой области, а с другой - возрастающим спросом на биотехнологическую продукцию со стороны потребителей.

Результатом является высокая импортозависимость по важнейшим традиционным биотехнологическим продуктам - лекарственным препаратам и ч8 добавкам, и отсутствие на российском рынке собственных инновационных биотехнологических продуктов.

2.3.1 Текущее состояние «красной» биотехнологии в РФ

Российский рынок продукции «красной» биотехнологии является наиболее емким в денежном выражении. Его объем составляет, по экспертным оценкам, от 60 до 90 млрд. руб. в год, но спрос удовлетворяется главным образом за счет импорта. По данным Министерства промышленности и торговли Российской Федерации, только 5% биотехнологических субстанций, используемых при производстве конечных лекарственных форм, производится в России.

Учитывая общее технологическое отставание отрасли и высокую капиталоемкость исследований в области «красной» биотехнологии, развитие сектора в России идет по пути создания новых высокотехнологичных производств по выпуску биотехнологических дженериков1 для обеспечения импортозамещения лекарственной продукции.

В настоящее время в России реализуются следующие крупные проекты в сфере биофармацевтики:

1. ЗАО «Генериум» (Владимирская область) - проект строительства биотехнологического научно-производственного комплекса по производству препаратов для лечения заболеваний крови. Объем инвестиций - 2 млрд. руб. (осуществлено 600 млн. руб.). После выхода на проектную мощность планируется разрабатывать и выводить на рынок до 10 новых биотехнологических препаратов ежегодно. Ожидаемый объем производства - 2.7 млрд. руб. в 2010 году, 7.6 млрд. руб. - в 2013 году.

2. Центр по разработке инновационных и импортозамещающих лекарственных препаратов «ХИМРАР» (Московская область) - бизнес-инкубатор для инновационных компаний, занимающихся разработкой и выведением на рынок инновационных лекарств для лечения сердечно-сосудистых, онкологических, инфекционных заболеваний, а также заболеваний эндокринной и центральной нервной системы. Объем инвестиций - 4.3 млрд. руб. (осуществлено - 400 млн. руб.). Планируется привлечение средств государственных институтов развития инновационного бизнеса (ГК «Роснанотех»). Ожидаемый эффект от работы центра - выпуск 5-10 отечественных инновационных препаратов и разработка 20 импортозамещающих дженериков и создание их опытно-промышленного производства.

3. ЗАО «Биокад» (Московская область) - научно-производственная компания, занимающаяся разработкой оригинальных и дженериковых биопрепаратов для лечения урологических, гинекологических, онкологических и неврологических заболеваний.

4. Группа компаний «Биопроцесс» (Москва) - научно-производственная компания, занимающаяся производством биотехнологических субстанций и конечных лекарственных форм. В настоящее время компания занимается как производством дженериковых препаратов, так и инновационными разработками.

Согласно проекту Стратегии развития фармацевтической промышленности до 2020 года, в ближайшее десятилетие в России планируется создать до 10 заводов для производства высокотехнологических био-дженериков. Общая стоимость инвестиций оценивается в 10.8 млрд. руб.

Таким образом, у «красной» биотехнологии в России, несмотря на текущее слабое развитие, есть потенциал для роста - как за счет запуска производства био-дженериков для импортозамещения, так и за счет реализации собственного научного потенциала в этой сфере.

2.3.2 Текущее состояние «белой» биотехнологии в РФ

Продукцию «белой» биотехнологии можно разделить на биохимическую продукцию, биотопливо и продукцию пищевой биотехнологии.

Биотехнологии в химии и нефтехимии пока не получили широкого распространения в мире. Однако западные и азиатские страны активно проводят научные исследования в этой сфере, строят опытно-промышленные образцы установок, использующих биотехнологии. В России на текущий момент фактически отсутствуют промышленные образцы примеров использования биотехнологии в химической промышленности, но при этом российская научная база по некоторым перспективным направлениям химии (например, получение биодеградируемых полимеров) позволяет при наличии соответствующих объемов финансирования наладить крупнотоннажные производства необходимых материалов.

Перспективным направлением также является гидролизная промышленность. В СССР полностью обеспечивался внутренний спрос на многие первичные химические компоненты (фурфурол, левулиновая кислота и пр.), используемые в производстве продукции с высокой добавленной стоимостью. В настоящий момент существует благоприятная мировая конъюнктура для возрождения гидролизной промышленности в России уже с учетом имеющихся новейших биотехнологий.

Производство биотоплива, растущее во всем мире очень высокими темпами благодаря реализуемой многими странами политике обеспечения независимости от внешних поставок энергоносителей и экологической ответственности, в России в промышленных масштабах не осуществляется. Существует проект крупнотоннажного производства по переработке биомассы с получением биотоплива, который планирует реализовать в Тюменской области ОАО «Корпорация Биотехнологии», созданная ГК «Ростехнологии». Однако без мер государственной поддержки при текущих технологиях производства и ценах на традиционное топливо этот бизнес является нерентабельным.

Вместе с тем, по данным Международного энергетического агентства, объем инвестиций в исследования и бизнес в сфере возобновляемых источников энергии, в том числе и биоэнергетики, удваивается каждые два года. Направление значительных ресурсов на исследования в сфере производства биотоплива второго поколения, получаемого из непригодного для пищи сырья, позволяет ожидать скорой смены технологий, которая даст импульс для «самостоятельного» развития биоэнергетики. В связи с этим есть риск, что без осуществления собственных разработок в этой сфере Россия может пропустить волну смены технологий производства биотоплива, которая приведет к снижению мирового спроса на нефть и нефтепродукты - традиционные экспортные товары Российской экономики.

Ферменты используются практически во всех подотраслях пищевой промышленности - мясной, кондитерской, хлебобулочной, масложировой, кисломолочной, пивоваренной, спиртовой и крахмалопаточной. Ферменты можно получить только биотехнологическими методами. Объем производства ферментов в России составляет сегодня около 15% от уровня 1990 года. Доля российских производителей на рынке ферментов не превышает 20%. Основные предприятия ферментной промышленности - ОАО «Восток» (Кировская область), ООО ПО «Сиббиофарм» (Новосибирская область), ОАО «Московский завод сычужного фермента» (г. Москва). Для многих предприятий отрасли характерны высокий износ основных фондов и использование устаревших технологий.

Позиции российского производства на рынке БАД, напротив, достаточно сильны - сегодня в России зарегистрировано около 8 000 наименований БАД, из них не менее 60% - отечественные препараты. По данным «Фармэкспорт», в России около 900 компаний занимаются производством БАД. Крупнейшие производители в отрасли - ЗАО «Эвалар» (Алтайский край), ОАО «Диод» (Москва), ООО «Фора-Фарм» (Москва). Однако большинство компаний работают в низкоценовом сегменте, и на отечественную продукцию приходится не более 30% рынка в стоимостном выражении.

2.3.3 Текущее состояние «зеленой» биотехнологии в РФ

Выращивание генно-модифицированных культур в России законодательно не запрещено. Вместе с тем, согласно статье 50 Федерального закона №7-ФЗ от 10.01.2002 «Об охране окружающей среды», производство, разведение и использование растений, животных и других организмов, созданных искусственным путем, запрещено без получения положительного заключения государственной экологической экспертизы. Подзаконные акты, регулирующие вопросы проведения государственной экологической экспертизы генно-модифицированных культур, не приняты, поэтому на практике она не проводится. Таким образом, в настоящее время выращивание генно-модифицированных культур в промышленных масштабах на территории Российской Федерации не ведется.

В настоящее время в Российской Федерации прошли полный цикл всех необходимых исследований и разрешены для использования в питании 15 линий генно-модифицированных культур: 8 линий кукурузы, 3 линии сои, 2 сорта картофеля, 1 линия сахарной свеклы, 1 линия риса.1

В результате, сложившаяся практика регулирования сферы выращивания и переработки генно-модифицированных культур создает неконкурентные преимущества для импорта сельскохозяйственной продукции и сдерживает развитие «зеленой» биотехнологии и сельского хозяйства в Российской Федерации.

2.3.4 Текущее состояние «серой» биотехнологии в РФ

В России применение биодеструкторов для очистки почв, воды от загрязнений в большинстве случаев сводится к ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов. Для биоремедиации загрязненных нефтью и нефтепродуктами водоемов и почв используются несколько десятков препаратов, разработанных в России и бывших республиках СССР. Наиболее известны в России «Путидойл», «Олеоворин», «Нафтокс», «Uni-rem», «Родер», «Центрин», «Псевдомин», «Дестройл», «Микромицет», «Лидер», «Валентис», «Деворойл», «Родобел», «Родобел-Т», «Эконадин», «Десна», «Консорциум микроорганизмов» и «Simbinal». В основном препараты отличаются друг от друга используемыми для их получения штаммами углеводородокисляющих микроорганизмов.

Официальное применение некоторых биодеструкторов было разрешено еще в 1990-ых годах. Таким образом, можно говорить, что в России существуют научные разработки в сфере биоремедиации нефтяных загрязнений, но достаточно слабо проработана научная база по созданию штаммов- деструкторов отходов химической и нефтехимической промышленности. Отсутствуют промышленные технологии по использованию биодеструкторов для биодеградации токсичных веществ, содержащихся в природных ландшафтах, местах техногенных загрязнений.

III. Направление развития биотехнологий и анализ

3.1 «Красная биотехнология» - биофармацевтика, биомедицина

Биотехнологии в фармацевтике - технологии, связаные с разработкой инновационных препаратов на основе веществ, выделенных из биологической ткани или культуры живых клеток, характеризующихся сложной молекулярной структурой.

Согласно прогнозам зарубежных экспертов, к 2020 году высокотехнологичные биопрепараты будут формировать более 50% рынка лекарственных средств. Это связано с рядом фармакологических свойств и высоким потенциалом биотехнологических препаратов. Биопрепараты позволяют оказывать целевое воздействие, действуя на геномном, генном и молекулярном уровне. В России развитие биофармацевтики будет идти медленнее, чем в развитых странах из-за относительно более высокой стоимости биопрепаратов по сравнению с традиционными - к 2020 году их доля может составить около 30%.

Развитие биофармацевтики является стратегически важным направлением фармацевтической индустрии РФ, так как по основной части жизненно необходимых и важнейших биопрепаратов импорт превышает 90%. Можно выделить как минимум две причины такой высокой импортозависимости:

* более высокая капиталоемкость и наукоемкость разработок в сфере биофармацевтики по сравнению с разработкой традиционных препаратов, и как следствие практически полное отсутствие российских разработок в этой сфере;

* большая часть зарубежных разработок являются инновационными и находятся под патентной защитой.

Достижения в сфере фармацевтических биотехнологий последних лет позволяют проводить терапию заболеваний, ранее считавшихся неизлечимыми (онкологические заболевания, ВИЧ-инфекции). Таким образом, значительная часть биопрепаратов являются специализированными лекарственными средствами, выписываемыми по рецептам, и входит в группы наиболее дорогостоящих лекарств.

До 2015 года истекает срок действия патентов на ряд наиболее значимых зарубежных биопрепаратов.

Это означает новые возможности для российских производителей по возобновлению разработок в области биофармацевтики для выпуска биопрепаратов аналогичных тем, которые теряют патентную защиту, а также инновационных препаратов.

Индийские и китайские фармацевтические предприятия активно ведут разработки аналогичных биопрепаратов и субстанций. Важную роль в этом сыграло государство, объявившее биотехнологии государственным приоритетом развития, а биофармацевтику одним из важнейших направлений.

Необходимость аналогичной поддержки биофармацевтики в РФ на уровне государства обусловлена тем, что значительная доля биопрепаратов закупается в рамках государственных программ лекарственного обеспечения. Это означает дополнительные риски для бизнеса при отсутствии комплекса мер государственной поддержки отечественных производителей.

Социально-экономический эффект от реализации целенаправленных мер поддержки биофармацевтики заключается в:

* снижении импортозависимости за счет локализации производств жизненно необходимых и

важнейших лекарственных средств;

* повышении доступности дорогостоящих биопрепаратов для россиян за счет более низкой

стоимости локального производства;

* увеличении продолжительности активной жизни населения Российской Федерации.

Биотехнологии в медицине - технологии и достижения в биохимии, иммунологии, микробиологии и других биологических науках для решения задач в технологиях лечения, диагностики. Основными тенденциями и характеристиками современного развития биомедицины являются ее трансформация в сторону персонализированного, предиктивного и превентивного лечения.

Персонализированная, предиктивная и превентивная медицина учитывает индивидуальные особенности пациента при профилактике и лечении заболеваний. Данное направление медицины получило развитие благодаря научным исследованиям последних десятилетий в области геномики, протеомики, биоинформатики, которые позволили выявить множество молекулярных маркеров, свидетельствующих о болезни пациента, предрасположенности к болезни или определенной реакции на тот или иной курс лечения. В результате были разработаны новые подходы к диагностике болезней, оценке предрасположенности пациента к болезням, выбору оптимального курса лечения и разработке новых лекарственных препаратов.

В частности, персонализированная медицина позволяет учесть индивидуальные особенности пациента при профилактике и лечении заболеваний благодаря новому подходу к диагностике болезней (выявлению у пациента молекулярных маркеров, свидетельствующих о болезни пациента, предрасположенности к болезни), изучению реакции пациента на тот или иной курс терапии для определения оптимального курса лечения и разработки в случае необходимости новых лекарственных препаратов.

Наиболее актуальными направлениями развития биомедицины в РФ являются:

* снижение затрат на секвенирование генома для коммерциализации и широкого распространения этой услуги;

* ранняя диагностика заболеваний, в том числе выявление наследственной предрасположенности к болезням;

* определение индивидуальных генетически обусловленных особенностей реакций организма на лекарственные вещества (фармакогеномика);

* разработка методов лечения наследственных болезней;

* методы диагностики инфекционных и неинфекционных заболеваний (с помощью биочипов);

* клеточная терапия, тканевая инженерия и разработка методов выращивания органов для трансплантации.

В рамках развития данного направления предлагается финансирование исследований и разработок на базе существующих НИИ и лабораторий, а также создание Центров персонализированной медицины, Центров оптимального питания.

В проведение исследований и разработок предлагается включить ведущие научные организации, занимающимися исследованиями в данной области, а именно Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта (Москва), Центр «Биоинженерия» РАН (Москва), Институт биоорганической химии им. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова (Москва), Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова (Москва), Институт белка РАН (Пущино), Институт цитологии и генетики Сибирского отделения РАН (Новосибирск), НИИ Медицинской генетики Томского научного центра Сибирского отделения РАМН (Томск) и ряд других научных организаций.

Социально-экономический эффект от реализации целенаправленных мер по развитию биомедицины заключается в:

* повышении уровня оказываемых медицинских услуг, эффективности работы медицинских учреждений;

* повышении качества жизни населения и улучшении демографической ситуации в Российской Федерации;

* привлечении высококвалифицированных медицинских и научных работников.

Для формирования развернутого списка перспективных технологий и направлений в биофармацевтике и биомедицине, которые могут принести наибольшую социально-экономическую отдачу в рамках среднесрочного периода (10 лет), необходимо проведение форсайтного исследования. По результатам такого исследования могут быть сформированы технологические, продуктовые и другие карты развития по каждому из направлений.

Вероятные направления, задачи и целевые ориентиры для развития «красной» биотехнологии в Российской Федерации отражены на рисунке 2 ниже:

%

	2010	2017	2020
Группы мероприятий
Доля биофарма-цевтики	15% препаратов	20%	30%
Доля импорта в общем объеме биопрепаратов
Количество препаратов на различных фазах клинических испытаний
Биофармацевтические предприятия	2 - 3	10 - 15	15 - 20
Производственные мощности соответствующие GMP, GLP

Рисунок 2 - Дорожная карта развития «красной» биотехнологии в Российской Федерации до 2020 года

3.2 «Белая биотехнология» - биоэнергетика, пищевая биотехнология, биохимия, биотехнология

Биоэнергетика

Биотехнологии в энергетике - технологии получения в промышленных масштабах энергии из различных видов возобновляемого сырья биологического происхождения (жидкого, твердого и газообразного биотоплива).

Данное направление Стратегии имеет важное значение для экономики России и нацелено на сокращение зависимости от невозобновляемых источников энергии в условиях исчерпания потенциала энерго-сырьевого сценария развития экономики.

В «Энергетической стратегии России на период до 2020 года»1 установлены следующие цели:

* сокращение потребления невозобновляемых топливно-энергетических ресурсов;

* снижение экологической нагрузки от деятельности топливно-энергетического комплекса, в частности, снижение вредных выбросов от энергетических установок в городах и населенных пунктах со сложной экологической обстановкой, а также в местах массового отдыха населения;

* обеспечение децентрализованных потребителей и регионов с дальним и сезонным завозом топлива (в первую очередь в районах Крайнего Севера и приравненных к ним территориях);

* снижение расходов на дальнепривозное топливо.

Для достижения данных целей необходимо развитие возобновляемых источников энергии, среди которых немалую роль играет биоэнергетика в силу больших объемов, разнообразия, дешевизны и доступности биомассы, из которой может быть произведена энергия.

На текущий момент основными видами биотоплива для производства электро- и тепловой энергии в России являются торф и дрова.

На период до 2020 года в мире наиболее перспективными направлениями развития технологий в сфере биоэнергетики станут производство из биомассы непроизводственного назначения твердого, жидкого и газообразного топлива (биогаз, топливные гранулы и брикеты и т.п.) для выработки тепла и электроэнергии. Акцент будет сделан на доступности сырья и снижении стоимости производства.

Государственная программа развития альтернативной энергетики2 устанавливает следующие целевые показатели доли возобновляемых источников энергии в общем объеме производства электроэнергии в России в 2010 году - 1.5%, в 2015 году - 2.5%, в 2020 году - 4.5%. Целевой показатель в части объемов электроэнергии, вырабатываемой ТЭС из биомассы для целей настоящей Стратегии установлен, опираясь на данные ОАО «Русгидро», как одного из разработчиков государственной политики в направлении альтернативных источников энергии.

Потенциальная потребность в биогазе для замещения топлива и энергии для сельского населения России уже сегодня - 49 млрд. куб.м. в год. В то же время в 2015 году прогнозируемый дефицит природного газа в России (согласно данным Министерства энергетики РФ) уже составит 46.6 млрд. куб.м. (по оценкам сторонних специалистов - 80 млрд. куб.м.) и этот дефицит будет нарастать. При этом объем органических отходов, ежегодно накапливающихся на территории РФ и являющихся хорошим сырьем для производства биогаза, составляет 270 млн. тонн (по сухому веществу), что эквивалентно 66- 75 млрд. куб.м. биогаза. Отдельного рассмотрения требует вопрос производства жидкого (моторного) биотоплива в связи со спецификой рынка сбыта и регулирования.

Моторное биотопливо - это раздел биоэнергетики, касающийся производства жидких моторных топлив.

На текущий момент в России нет действующих крупнотоннажных производств жидкого моторного биотоплива, отсутствует практика добавления биотоплива в моторное топливо. В то же время вопрос развития производства и потребления биотоплива стратегически значим для России, что связано с такими факторами, как:

* снижение доступности углеводородных ресурсов и рост затрат на их добычу;

* осуществление политики развитых стран по снижению объемов импорта ископаемых видов топлива и, как следствие, прогнозируемое снижение прибыли от экспорта нефти из России;

* ухудшение экологической обстановки в крупных городах и ухудшение здоровья городского населения. Энергетической стратегией до 2020 года заявлено в качестве одной из основных целей снижение вредных выбросов от энергетических установок в городах и населенных пунктах со сложной экологической обстановкой. Добавление биотоплива в моторное топливо существенно снижает объемы вредных выбросов в атмосферу, производимых транспортными средствами;

* крупнейшие в мире объемы доступной биомассы, в том числе непродовольственной. Большой объем органических отходов.

На текущий момент в мире промышленно освоены технологии производства моторного биотоплива первого поколения - из зерновых, масличных культур, сахарного тростника. Однако технологии первого поколения требуют значительных энергетических ресурсов и создают угрозу продовольственной безопасности в мире. В связи с этим, в развитых странах, включая Евросоюз, рассматривается вопрос об ограничении производства биотоплива первого поколения. Перспективными в данной сфере для развития в России до 2020 года являются технологии производства биотоплива второго поколения (то есть из непродовольственной биомассы: древесины, соломы, биоотходов, энергоемких растений), не требующего существенных изменений в конструкции автомобилей. На текущем этапе при производстве жидкого биотоплива в основном используются технологии гидролиза и пиролиза. Относительно недавно появилась и уже промышленно освоена признанная очень перспективной технология Biomass-to-Liquid (BTL), основанная на так называемом процессе Fischer-Tropsch (Фишера-Тропша), в результате которой все растение перерабатывается в жидкое топливо. Данные виды топлива перспективны с точки зрения показателей по сжиганию и выбросам.

Технологии первого поколения получат ограниченное развитие в России с учетом ожидаемого роста коммерческой эффективности технологий производства биотоплива из непищевой биомассы по мере их промышленного освоения.

Испытания показывают, что автомобили отечественного производства могут работать на 5%-тной смеси биоэтанола с бензином. Для иностранных автомобилей этот показатель выше - 10%. 21 февраля 2008 года Правительством РФ утвержден технический регламент «О требованиях к бензинам, дизельному топливу и отдельным горюче-смазочным материалам», в котором оговорено использование биоэтанола до 5% объема топлива. В то же время на территории России нет действующих промышленных производств моторного биотоплива.

При постановке средне- и долгосрочных целей развития рынка биотоплива в России целесообразно принимать во внимание целевые показатели, к которым стремятся Евросоюз и США.

Социально-экономический эффект от реализации целенаправленных мер по развитию биоэнергетики и биотоплива заключается в:

* существенном снижении уровня загрязненности воздуха в городах, что ведет к снижению уровня заболеваемости жителей;

* существенной экономии затрат на тепло и электроэнергию предприятиями и организациями, у которых образуются большие объемы органических отходов (за счет внедрения локальных установок по производству биогаза и преобразования его в тепло и электроэнергию). Это будет способствовать, в свою очередь, сдерживанию цен на услуги жилищно-коммунального хозяйства;

* создании новой, неистощимой статьи экспорта, компенсирующей ожидаемое в долгосрочном периоде снижение прибыли от топлива из ископаемых источников.

Пищевая промышленность

Пищевая биотехнология - биотехнологические методы производства продуктов питания, направленные на улучшение качества и безопасности пищевого сырья, повышение питательной ценности пищи, создание функциональных продуктов, способствующие сохранению и укреплению здоровья.

В США и Европе пищевая биоиндустрия является зрелой отраслью с развитым рынком сбыта и эффективным законодательным обеспечением. В России потребление продуктов пищевой биотехнологии растет ускоренными темпами, однако отечественные производства таких продуктов не развиваются.

Актуальность развития пищевой биотехнологии в России связана с решением проблем несбалансированности питания населения, недостатка диетических продуктов питания для больных хроническими заболеваниями, снижения себестоимости производства пищевых продуктов.

В числе приоритетных направлений развития пищевой биотехнологии в РФ можно выделить:

* Повышение пищевой ценности отечественных продуктов питания Пищевой белок неживотного происхождения получают из семян масличных культур (сои, подсолнечника, арахиса), водорослей, а также за счет микробиологического синтеза. В мире наиболее широко распространено производство соевого белка, перспективным источником являются микроорганизмы, чья производительность в сотни тысяч раз выше традиционных способов получения протеиновых веществ.

Лидерами в производстве растительного белка являются США и Англия, где искусственные заменители мясных продуктов вводятся в систему питания социальных учреждений (школ, больниц). Рецептура таких продуктов позволяет учесть физиологические особенности организма, для которого продукт предназначен, что особенно важно в рационе детей, больных и людей пожилого возраста.

В настоящее время рацион практически всех групп населения Российской Федерации, в том числе материально-обеспеченных, характеризуется недостаточным содержанием белка, витаминов и незаменимых аминокислот. Дефицит пищевого белка в России оценивается в размере 600 тыс.тонн.

В России объем душевого потребления мяса (основного источника белка) ниже чем в Китае в 2.5 раза, Бразилии - в 3.5 раза, США - в 6 раз. Восполнение белкового дефицита в рационе населения за счет других источников является важной задачей по сохранению и укреплению здоровья нации.

* Снижение зависимости пищевой промышленности от импорта сахара, повышение потребления сахаросодержащих крахмалопродуктов, обеспечение сырьем производства диетического питания для терапии сахарного диабета.

Сезонность переработки основного сахаросодержащего сырья - сахарной свеклы - определяет зависимость России от импортных поставок сахара-сырца. Технология получения альтернативных подсластителей - глюкозно-фруктозных сиропов (ГФС) путем глубокой переработки зерновых позволяет использовать некондиционное сырье и снизить таким образом себестоимость сахаристых продуктов.

Применение ГФС при производстве пищевых продуктов приводит к улучшению их качественных характеристик и свойств - увеличению длительности хранения, снижению риска микробного инфицирования, усилению аромата и вкуса продукта, снижению его калорийности, повышению толерантности потребителей, страдающих сахарным диабетом.

В США, ведущей стране по производству сахаристых крахмалопродуктов, соотношение потребления сахара и сахаристых крахмалопродуктов составляет 1 к 2 и продолжает изменяться в сторону увеличения выпуска последних. В России доля ГФС и других сахаристых крахмалопродуктов в общем объеме потребляемого сахара составляет не более 5% (соотношение 1 к 20). При этом Россия располагает достаточной сырьевой базой для масштабного производства таких продуктов - существенная часть ежегодно выращиваемого в стране зерна относится к техническим сортам, которые являются сырьем для производства ГФС.