Перспективы развития водного хозяйства ростовской области в системе отношений «вода - энергия - продовольствие»

DOI:

Цитирование. Чернова О. А., 2024. Перспективы развития водного хозяйства Ростовской области в системе отношений «вода – энергия – продовольствие» // Региональная экономика. Юг России. Т. 12, № 2. С. 165–174. DOI:

Постановка проблемы

В условиях существующих геополитических и социально-экономических вызовов стратегические перспективы устойчивого развития региональных экономик определяются способностью максимально полно и эффективно задействовать имеющийся ресурсный потенциал территории. При этом в контексте задач обеспечения национальной безопасности особое значение приобретает рациональное использование системообразующих ресурсов региона – водных, энергетических и продовольственных. Современные подходы к управлению устойчивым развитием региональных экономик чаще всего признают определяющую роль водных ресурсов в данной триаде [Василенко, 2006; Chipofya, Kainja, Bota, 2009; Mugagga, Nabaasa, 2016]. Однако, как справедливо отмечают Ю. Чжоу, Г. Хуан, Б. Ян, поскольку взаимосвязи в системе отношений «вода – энергия – продовольствие» носят нелинейный характер, отсутствие комплексности в принятии управленческих решений в отношении использования данных ресурсов может создать угрозу устойчивому развитию и экономической безопасности региона [Zhou, Huang, Yang, 2013]. Это определяет важную научную задачу поиска возможностей достижения синергетических эффектов, значимых для повышения устойчивости регионального развития, на основе построения отношений промышленного симбиоза в водном, энергетическом и пищевом секторах экономики.

Концепция «вода – энергия – продовольствие» (Water – Energy – Food Nexus) (далее – WEF) сформировалась в 2011 г. [Global Risks, 2011], однако до настоящего времени она оста- ется малоизвестной в отечественных научных кругах. Имеющиеся на сегодняшний день научные публикации российских ученых в области исследования перспектив развития регионального водного хозяйства, как правило, направлены на поиск компромиссных решений в водном и остальных секторах экономики [Егорова, 2023; Косолапова, Лихацкая, 2019; Рогачев, Юрченко, 2022; Харитонов, 2014]. При этом практически не обращается внимание на возможность получения симбиотических эффектов при развитии межсекторальных взаимодействий.

В зарубежных исследованиях концепция «вода – энергия – продовольствие» находит большое распространение. Несмотря на это, как отмечают Д. Варгас, К. Ойос, О. Манрике, она пока еще остается преимущественно теоретической конструкцией и требует дальнейшей проработки вопросов построения межсекторальных рыночных стратегий и реализации новых технологий управления [Vargas, Hoyos, Manrique, 2023]. В связи с этим очевидна необходимость решения задач научного обоснования подходов к формированию механизма реализации стратегических взаимодействий в водном, энергетическом и продовольственном секторах экономики и разработки направлений практической реализации симбиотических отношений. Это определило цель данного исследования – обоснование возможностей и перспектив развития водного хозяйства Ростовской области в системе отношений «вода – энергия – продовольствие».

Гипотеза исследования состоит в том, что реализация симбиотических взаимодействий в водном, энергетическом и продовольственном секторах будут способствовать повышению ус- тойчивости экономики региона на основе возникновения синергетических эффектов.

Концепция

«вода – энергия – продовольствие» в стратегиях регионального развития

Основными предпосылками возникновения концепции «вода – энергия – продовольствие» М. Аль-Сайди, Н. Аль-Аджиб называют: растущий дефицит ресурсов в силу демографических, климатических и других изменений, усиливающий их взаимосвязанность; кризисы последних лет, связанные с ресурсным обеспечением процессов социально-экономического развития территорий; имеющиеся провалы в отраслевых стратегиях управления [Al-Saidi, Elagib, 2017].

Изначально исследования связи «вода – энергия – продовольствие» были ориентированы на осмысление движущих сил, определяющих изменения в данной системе отношений [Bazilian et al., 2011; Ringler, Bhaduri, Lawford, 2013]. Постепенно научный интерес сместился в сторону анализа компромиссов и выявления возможностей синергии на различных уровнях управления [Ozturk, 2015]. В настоящее время в научном сообществе поиск эволюционировал от этапа концептуализации к этапу выработки практических рекомендаций использования концепции WEF в стратегиях регионального развития. При этом, как отмечают Дж. Вэй, Ю. Вэй и др., в общественном сознании произошло изменение представления о ценности водных ресурсов с восприятия их исключительно как источника экономического роста в сторону понимания их доминирующего влияния на все происходящие в глобальном масштабе изменения (социально-экономические, экологические, политические, социокультурные и пр.) [Wei, Wei, Western, 2017].

Несбалансированное развитие региональных экономик многих стран, усилившее риски их устойчивому развитию и создавая угрозы экономической, энергетической и продовольственной безопасности, предопределило интерес ученых к исследованию возможностей управления развитием водохозяйственных комплексов во взаимосвязи с пищевым и энергетическим секторами с разработкой новых решений для эффективного использования водных ресурсов. Концепция WEF отражает интегрированный подход к принятию решений на разных уровнях управления (оперативном, тактическом, стратегическом), методологическая ось которого фокусируется на синергии и компромиссах между водными, энергетическими и продовольственными ресурсами, рассматриваемыми в экономическом, социальном и экологическом аспектах [Bois, Boix, Montastruc, 2024].

Так, М. Рахмани, С. Джахруми, Х. Дарви-ши предложили модель управления ресурсами подземных вод с учетом достижения водно-продовольственной и энергетической безопасности [Rahmani, Jahromi, Darvishi, 2023]. В исследовании М. Ледари, Ю. Сабухи, С. Азамян разработана модель развития экотуризма, в которой реализуются технологии, направленные на восстановление экосистемы региона посредством рационального управления водными и энергетическими ресурсами [Ledari, Saboohi, Azamian, 2023].

Наибольшее распространение концепция «вода – энергия – продовольствие» нашла в управлении развитием сельскохозяйственных регионов. Так, в исследовании Ф. Чжан, Х. Ван, Т. Цинь формируется методологическая основа для понимания пространственных взаимосвязей водных и почвенных ресурсов в целях устойчивого развития сельскохозяйственных территорий [Zhang, Wang, Qin, 2023]. Для определения технологий ведения сельского хозяйства, обеспечивающих минимизацию производственных издержек, Ц. Хэ, Д. Лю, Б. Ван разработали метод «следа» для оценки энергетического, водного и углеродного воздействия на региональное развитие [He et al., 2024]. А. Агравал, Б. Бакши, Х. Ко-дамана и др. предлагают подход к оптимизации процессов производства продуктов питания, биоэнергии и потребления воды посредством рационального распределения земель под сельскохозяйственные структуры [Agrawal et al., 2024].

В то же время стоит отметить, что не все исследователи однозначно трактуют значение взаимосвязи «вода – энергия – продовольствие» в формировании региональных стратегий. В частности, Н. Вайц, К. Страмбо, Э. Кемп-Бенедикт и др. отмечают, что не ясно, какую ценность может иметь понимание данной связи для государственной политики, поскольку практическая реализация концепции WEF предполагает необходимость трансформации структуры управления в направлении реализации межсекторальной координации [Weitz et al., 2017]. В связи с этим авторы призывают пересмотреть «границы взаимосвязи» отдельных секторов экономики, а также разработать общие принципы проведения переговоров «о компромиссах» для реализации согласованной политики. При этом важной проблемой является различное восприятие ценности заинтересованных сторон, а также различное измерение существующих барьеров взаимодействия [Bielicki et al., 2019]. Скептически относясь к возможностям практической реализации концептуальной модели WEF, Дж. Тилт, Х. Мондо, Н. Джайлз и др. отмечают, что несмотря на имеющийся у нее потенциал для решения определенных задач повышения устойчивости развития региона, на возможности реального получения ожидаемых синергетических эффектов оказывают влияние разнообразные глобальные силы, в частности торговля сельскохозяйственной продукцией, производство энергии на государственном уровне, а также изменение климатических условий [Tilt et al., 2022].

Тем не менее в целом можно констатировать, что использование концепции WEF в разработке стратегий регионального развития способствует получению синергетических эффектов, значимых для повышения устойчивости развития экономики, предлагая научно обоснованные рекомендации по совместному управлению ресурсами.

Предпосылки развития промышленного симбиоза в рамках отношений

«вода – энергия – продовольствие» в Ростовской области

Для понимания предпосылок развития промышленного симбиоза между водным, продовольственным и энергетическим секторами экономики Ростовской области дадим им характеристику.

Водный сектор экономики Ростовской области обеспечивает совокупность снабженческих, регуляционных и культурных услуг, определяя возможности и перспективы социально-экономического развития региона [Чернова, 2022]. Площадь поверхностных вод – 4 % территории, при этом большую часть в ней занимают искусственные водоемы (Цимлянское водохранилище, Манычс-кий каскад водохранилищ, пруды).

Климатические изменения и сильные ветра в последние годы приводят к значительному ухудшению состояния водных ресурсов региона, провоцируя значительное обмеление реки Дон, водохранилищ, что требует постоянного поиска направлений повышения эффективности функционирования водохозяйственного комплекса как за счет оптимизации водораспределения, так и на основе модернизации технологий водопотребле-ния. Так, за последние 20 лет объемы использования свежей воды в регионе не уменьшаются, находясь в пределах 2,3 млрд м3. Одновременно стоит отметить значительный рост объемов повторного водоснабжения с 2 млрд м3 в 2005 г. к 6,1 млрд м3 к 2018 году. Однако с тех пор его величина практически не изменилась.

Продовольственный сектор Ростовской области играет значительную роль в обеспечении продовольственной безопасности страны, находясь в первой десятке общероссийского рейтинга по производству сельскохозяйственной продукции и занимая первое место по производству зерна и подсолнечника. Около 4 % территории региона (второе место в России) отведено под сельскохозяйственную деятельность, при этом большая часть указанных территорий отдана под пашни, требующие регулярного орошения. На сельскохозяйственные нужды уходит порядка 36 % потребляемой в регионе свежей воды [Доклад Министра ... , 2022], достигая при этом 30– 40 % потерь от ее использования [Чернова, Ай-даркина, 2019].

Важнейшим звеном продовольственного сектора региона является пищевая промышленность. В Ростовской области производятся все основные виды продуктов питания за исключением соли и сахара. Очищенная вода используется в пищевой промышленности как основной компонент продукции при производстве напитков, при финишной обработке продуктов, а также при эксплуатации оборудования.

Энергетический сектор Ростовской области также отличается достаточно высоким уровнем развития. Регион занимает первое место в ЮФУ среди энергопроизводителей. В структуре энергопотребления сельское хозяйство занимает 3 %. Несмотря на активное развитие в регионе ветровых электростанций, основное производство энергии осуществляется в рамках традиционной энергетики 8 тепловыми, 1 гидро- и 1 атомной электростанциями. Водопотребление, связанное с производством и распределением электроэнергии, газа и воды, составляет порядка 40 % от общего забора воды. При этом в условиях высокого износа мощностей потери эффективности использования водных ресурсов в производстве электроэнергии достигают 70 % [Чернова, Айдаркина, 2019].

В целом водоемкость ВРП по Ростовской области в 2022 г. составила 4,32 м3/тыс. руб. при среднероссийском значении показателя 1,59 м3 тыс. рублей. Это говорит о необходимости повышения эффективности функционирования водохозяйственного комплекса региона.

Решение этой задачи с точки зрения обеспечения устойчивого развития многие исследователи видят в реализации бизнес-мо-делей циркулярной экономики, базирующейся на связи «вода – энергия – продовольствие» [Матвеева и др., 2019; Baleta et al., 2019; Chen et al., 2021]. В простейшем виде данную связь можно описать следующим образом: вода необходима для производства энергии и выращивания продуктов питания; энергия необходима для снабжения экономических агентов водой и производства продуктов питания; продукты питания могут использоваться для выработки энергии.

Основные взаимосвязи водного, энергетического и продовольственного секторов экономики, на которых могут быть построены отношения промышленного симбиоза, отражены на рисунке.

При этом в Ростовской области имеются все основные предпосылки для развития данных взаимосвязей:

• –    значительные масштабы развития сельского хозяйства, которое является источником биоресурсов;

• –    высокая водоемкость регионального хозяйства при недостаточно эффективном использовании водных ресурсов;

• –    относительная географическая близость объектов энергетической, продовольственной и водной сферы;

• –    высокая степень связанности пищевой промышленности и сельского хозяйства региона;

  – негативные количественные и качественные изменения состояния водных ресурсов региона ввиду пагубного климатического и антропологического воздействия.

Влияние межсекторального взаимодействия водного, энергетического и продовольственного секторов на устойчивость региональной экономики

Основная идея, лежащая в основе развития промышленного симбиоза в рамках отношений «вода – энергия – продовольствие», заключается во взаимосвязанном рассмотрении проблем и перспектив использования водных, энергетических и продовольственных ресурсов. Структура этой взаимосвязи выражается поиском компромиссов в производстве и распределении данных ресурсов.

Один из возможных сценарных вариантов реализации отношений промышленного симбиоза в водном секторе экономики представляет собой формирование региональной гидросисте-

Потребление свежей воды для орошения и производства продовольствия.

Сельское хозяйство – источник потенциальных загрязнений водных ресурсов

Вода как исходное вещество для получения пара, охлаждения агрегатов, теплоноситель в системах водоснабжения. Энергия для обеспечения водопользования

Продовольственный сектор

Энергетиче ский сектор

Отходы сельскохозяйственного производства являются источником биоресурсов.

Энергия для осуществления бизнес-процессов в агропромышленном комплексе

Рисунок. Взаимосвязи водного, энергетического и продовольственного секторов экономики Примечание. Составлено автором.

мы, действующей на основе очистки бытовых сточных вод. Вариант функционирования данной гидросистемы представлен в исследовании К.Э. Ника, В. Василаки, Д. Ренфрю и др. [Nika et al., 2022]. Основные циклические процессы, реализуемые данной гидросистемой с точки зрения достижения целей устойчивого развития, отражены в таблице.

Другой возможный сценарий межсекторального взаимодействия представлен в исследовании С. Килкиш и Б. Килкиш, разработавших модель циркулярного взаимодействия в водном, энергетическом и молочном секторе, в которой основное внимание уделяется системам водоснабжения в условиях реализации биоэнергетического направления развития молочных ферм [Kılkış Ş., Kılkış B., 2017]. В рамках данной модели осуществляется преобразование отходов сельскохозяйственного производства в энергию, одновременно решаются вопросы минимизации отходов и сокращения выбросов парниковых газов.

Очевидно, что разрабатываемые сценарии направлены на максимальное использование ценности воды в условиях повышенного спроса на ресурсы. При этом ценность водных ресурсов выражается в следующем: позволяет предоставлять услуги, обеспечивающие поддержку жизнедеятельности и всех видов экономической деятельности; является источником энергии; представляет собой неотъемлемый компонент технологического процесса.

Однако для практической реализации данной ценности и получения желаемых синергетических эффектов необходимы следующие клю- чевые условия: предоставление устойчивых услуг водоснабжения всем экономическим агентам; обеспечение качественной очистки воды, в том числе повторно используемой; обеспечение непрерывной регенерации природных систем [Delgado et al., 2024].

Основная сложность выполнения данных условий связана с высокой степенью изношенности фондов водного хозяйства Ростовской области, что затрагивает его способность к устойчивому водоснабжению. Ситуацию усугубляет низкое качество ливневых систем водоотведения, приводящее к снижению способности водных ресурсов к самоочищению.

Наряду с этим для реализации отношений промышленного симбиоза необходима соответствующая институциональная и инфраструктурная среда. Все это обусловливает важность государственной поддержки процессов развития циркулярной экономики.

Заключение и выводы

Появление и активное развитие в последние годы концепции «вода – энергия – продовольствие» отражает переход научной мысли и региональной политики к интегративному решению проблем использования стратегически значимых для обеспечения национальной безопасности ресурсов. Имея критическую важность для поддержания жизнедеятельности и социально-экономической деятельности, водная, энергетическая и продовольственная безопасность регионов все больше подвергается риску в условиях непрек-

Таблица

Эффекты функционирования гидросистемы региона с точки зрения достижения целей устойчивого развития

Реализуемый процесс	Ожидаемые эффекты
Преобразование очищенных сточных вод в воду для фертигации (внесения жидких удобрений)	Сокращение потребности в свежей воде и удобрениях Повышение экономической ценности очищенной воды
Переработка образующегося ила в компост, что переводит его из категории «отходы» в категорию «удобрения»	Снижение объема отходов Снижение потребности в удобрениях
Использование вырабатываемого биогаза для производства энергии	Снижение выброса парниковых газов Сокращение потребности в ископаемых источниках топлива
Восстановление качества заброшенных земель с использованием их в сельском хозяйстве	Увеличение биоразнообразия, улучшение структуры почвы, снижение ее эрозии Увеличение объемов сельскохозяйственного производства

Примечание. Составлено автором.

ращающейся череды геополитических, социально-экономических, природно-климатических и других шоков. В связи с этим развитие водохозяйственных комплексов регионов должно осуществляться в рамках парадигмы экономики замкнутого цикла.

Однако реализация бизнес-моделей циркулярной экономики должна учитывать принципы промышленного симбиоза, а также включать показатели и подходы, обеспечивающие повышение социально-экономической и экологической устойчивости региона, поскольку не все циклические подходы являются устойчивыми.

В данной статье получены важные выводы с точки зрения понимания того, на какой методологической основе должна строиться система управления развитием водохозяйственных комплексов регионов. Их новизна состоит в том, что они выходят за рамки циркулярной экономики и представляют собой более целостное видение перспектив развития регионального водного хозяйства. Практическая значимость исследования состоит в том, что полученные выводы могут быть использованы в сфере регионального управления при принятии решений, связанных с разработкой развития водохозяйственных комплексов.