Mercado de reciclaje de nutrientes: tamaño de la industria global, participación, tendencias, oportunidades y pronóstico, segmentado por tipo (ciclo gaseoso, ciclo sedimentario, ciclo hidrológico), por método (biocompostaje, digestión anaeróbica, recuperación de nutrientes de aguas residuales, cultivos de cobertura y acolchado, acuaponía, otros), por aplicación (tratamiento de aguas residuales, ge

Descripción general del mercado

El mercado mundial de reciclaje de nutrientes se valoró en 4.510 millones de dólares en 2023 y se prevé que proyecte un crecimiento impresionante en el período de pronóstico con una CAGR del 6,84 % hasta 2029. El mercado mundial de reciclaje de nutrientes está impulsado por varios factores clave que enfatizan la sostenibilidad y la eficiencia en la gestión de recursos. Las crecientes preocupaciones ambientales, junto con el aumento de las regulaciones y políticas que promueven la reducción de residuos y el reciclaje, son impulsores importantes. Las industrias reconocen cada vez más los beneficios económicos del reciclaje de nutrientes como el nitrógeno, el fósforo y el potasio de los flujos de desechos orgánicos, la escorrentía agrícola y las aguas residuales. Estos nutrientes reciclados se pueden utilizar para mejorar la fertilidad del suelo, reducir la dependencia de fertilizantes sintéticos y mitigar la contaminación ambiental, en particular en los cuerpos de agua. Los avances tecnológicos en los procesos de recuperación de nutrientes y las innovaciones en biotecnología están ampliando las capacidades del mercado y mejorando la eficiencia. A medida que las poblaciones mundiales siguen creciendo, se espera que la demanda de prácticas agrícolas sostenibles y soluciones de gestión de nutrientes impulse aún más el crecimiento del mercado de reciclaje de nutrientes en todo el mundo.

Principales impulsores del mercado

Preocupaciones y regulaciones ambientales

La conciencia ambiental y las regulaciones estrictas desempeñan un papel fundamental como impulsores primarios dentro del mercado global de reciclaje de nutrientes. Las crecientes preocupaciones en torno a la contaminación por nutrientes, específicamente la escorrentía de nitrógeno y fósforo de las actividades agrícolas y la descarga de aguas residuales, han catalizado a los gobiernos de todo el mundo a promulgar regulaciones estrictas. Estas regulaciones están diseñadas principalmente para reducir las descargas de nutrientes en los cuerpos de agua, abordando los impactos perjudiciales en los ecosistemas acuáticos y la salud humana. En Europa, la Directiva Marco del Agua se destaca como una regulación histórica destinada a lograr y mantener una buena calidad del agua en todo el continente. En él se obliga a los Estados miembros a aplicar medidas que reduzcan la contaminación por nutrientes, promuevan prácticas sostenibles de gestión del agua y restauren los hábitats acuáticos. De manera similar, las jurisdicciones de América del Norte y la región de Asia y el Pacífico han aplicado reglamentaciones comparables para proteger los recursos de agua dulce de la contaminación por nutrientes.

Estos marcos reglamentarios obligan a las industrias a adoptar prácticas de reciclaje de nutrientes como estrategia fundamental para lograr el cumplimiento de las normas de calidad del agua. Las tecnologías de reciclaje de nutrientes ofrecen soluciones viables al recuperar nitrógeno, fósforo y otros nutrientes valiosos de corrientes de desechos orgánicos, escorrentías agrícolas y aguas residuales. Al reciclar estos nutrientes en los suelos agrícolas o convertirlos en productos ambientalmente seguros, como fertilizantes orgánicos o productos químicos de base biológica, las industrias pueden reducir significativamente su huella ambiental y contribuir a la gestión sostenible de los recursos. Estas reglamentaciones crean un argumento comercial convincente para la inversión en tecnologías y soluciones de reciclaje de nutrientes. Las empresas que operan en sectores afectados por las reglamentaciones sobre vertido de nutrientes, como la agricultura, el procesamiento de alimentos y el tratamiento de aguas residuales, se enfrentan a una presión cada vez mayor para adoptar prácticas sostenibles que minimicen las pérdidas de nutrientes y mejoren la eficiencia de los recursos. La demanda de tecnologías innovadoras de recuperación de nutrientes no solo está impulsada por el cumplimiento normativo, sino también por el creciente reconocimiento de los beneficios económicos asociados con la reducción de la dependencia de los fertilizantes tradicionales y la mejora de la salud del suelo.

Prácticas agrícolas sostenibles

El cambio global hacia prácticas agrícolas sostenibles está impulsando la adopción acelerada de tecnologías de reciclaje de nutrientes en los sectores agrícolas y agrícolas. Los agricultores y las industrias agrícolas reconocen cada vez más los beneficios multifacéticos del reciclaje de nutrientes orgánicos, en particular nitrógeno y fósforo, de diversas corrientes de desechos en los suelos agrícolas. Esta práctica no solo conserva recursos valiosos, sino que también contribuye significativamente a mejorar la fertilidad del suelo y promover la producción agrícola sostenible.

Al reintroducir nutrientes reciclados en el suelo, los agricultores pueden mejorar la estructura del suelo, la disponibilidad de nutrientes y la salud general del suelo. Esto, a su vez, conduce a un aumento de los rendimientos y la calidad de los cultivos, al tiempo que reduce la dependencia de fertilizantes sintéticos que pueden tener efectos perjudiciales en la biodiversidad del suelo y la calidad del agua. El reciclaje de nutrientes respalda la sostenibilidad a largo plazo de las prácticas agrícolas al minimizar la escorrentía de nutrientes en los cuerpos de agua, lo que es una preocupación ambiental crítica a nivel mundial. Tanto los gobiernos como las organizaciones no gubernamentales (ONG) y los consumidores están poniendo cada vez más énfasis en las prácticas agrícolas sostenibles. Las políticas e iniciativas que promueven métodos agrícolas sostenibles, incluido el reciclaje de nutrientes, están ganando terreno en todo el mundo. Los gobiernos ofrecen incentivos y subsidios para alentar a los agricultores a adoptar estas prácticas, mientras que las ONG abogan por la gestión ambiental y la conservación de los recursos en la agricultura. Los consumidores priorizan cada vez más los productos alimenticios producidos de manera sostenible, lo que impulsa la demanda del mercado de prácticas agrícolas que minimicen el impacto ambiental.

Avances tecnológicos en la recuperación de nutrientes

En septiembre de 2022, en Finlandia, se estableció una nueva empresa conjunta para la cadena de valor del biogás, uniendo a Biolan Oy, Gasum Oy y Pöytyän Maanparannus Oy. El enfoque de esta colaboración está en los nutrientes reciclados. La empresa, que opera bajo el nombre de Kiertoravinne Oy, tiene como objetivo satisfacer las necesidades de la industria y la agricultura en todo el país proporcionando productos fertilizantes derivados de digestato y nutrientes reciclados provenientes de plantas de biogás.

Las tecnologías de filtración por membrana, como la ultrafiltración y la ósmosis inversa, permiten la separación y concentración de nutrientes de corrientes líquidas, ofreciendo una alta eficiencia en la recuperación de compuestos valiosos mientras se minimiza el uso de agua y el impacto ambiental. Estas tecnologías son particularmente efectivas en el tratamiento de escorrentías agrícolas y efluentes industriales, donde las concentraciones de nutrientes suelen ser altas. La adopción de estas tecnologías avanzadas está impulsada por su capacidad para recuperar nutrientes en forma concentrada, reduciendo así la necesidad de fertilizantes sintéticos y minimizando las pérdidas de nutrientes al medio ambiente. Esto no solo mejora la sostenibilidad de las prácticas agrícolas, sino que también ayuda a conservar los recursos finitos y a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero asociadas con los métodos tradicionales de extracción de nutrientes.

Escasez de recursos y demanda de seguridad alimentaria

En noviembre de 2020, AgriProtein se asoció con PreZero US para establecer una nueva empresa conjunta llamada Bioko, destinada a promover los procesos de reciclaje de nutrientes en los Estados Unidos. PreZero, líder mundial en soluciones de economía circular, opera de manera innovadora en más de 90 ubicaciones en nueve países. Bioko, en el marco de esta colaboración, busca aprovechar los procesos naturales para integrar completamente el desperdicio de alimentos en las prácticas de la economía circular. PreZero suministrará desechos alimentarios recuperados a las instalaciones de Bioko, donde se procesarán utilizando la tecnología de la mosca soldado negra para producir alimentos para animales y productos nutritivos para el suelo. AgriProtein, reconocida por su experiencia en tecnología de insectos, supervisará la construcción y la gestión operativa de las instalaciones de Bioko.

El reciclaje de nutrientes contribuye a mitigar la huella ambiental asociada con las prácticas agrícolas convencionales. Reduce la escorrentía de nutrientes en los cuerpos de agua, minimizando la contaminación del agua y las floraciones de algas nocivas que amenazan los ecosistemas acuáticos y los suministros de agua potable. Al mejorar la salud y la fertilidad del suelo, el reciclaje de nutrientes respalda sistemas agrícolas resilientes capaces de soportar la variabilidad climática y los fenómenos meteorológicos extremos. La adopción de prácticas de reciclaje de nutrientes está impulsada tanto por imperativos ambientales como por beneficios económicos. Los gobiernos, las industrias agrícolas y las instituciones de investigación están invirtiendo en tecnologías innovadoras y marcos de políticas para promover estrategias de gestión sostenible de nutrientes. Estos esfuerzos tienen como objetivo optimizar la eficiencia del uso de nutrientes, reducir las emisiones de gases de efecto invernadero de la agricultura y mejorar la sostenibilidad general de los sistemas de producción de alimentos.

Principales desafíos del mercado

Complejidad tecnológica y costos

Uno de los principales desafíos en el mercado global de reciclaje de nutrientes es la complejidad y los costos asociados con la implementación de tecnologías de reciclaje avanzadas. Tecnologías como la precipitación de estruvita, la digestión anaeróbica y la filtración por membranas requieren una importante inversión de capital en equipos, infraestructura y gastos operativos. Los altos costos iniciales y la experiencia técnica necesaria para la instalación y el mantenimiento a menudo disuaden a las operaciones agrícolas más pequeñas y las instalaciones de tratamiento de aguas residuales de adoptar soluciones de reciclaje de nutrientes. La escalabilidad y la eficiencia de estas tecnologías varían según la infraestructura regional y la disponibilidad de recursos, lo que complica aún más la adopción generalizada.

Obstáculos regulatorios y fragmentación de políticas

Los marcos regulatorios que rigen las prácticas de reciclaje de nutrientes varían ampliamente entre regiones y jurisdicciones, lo que plantea desafíos para la estandarización global y la armonización del mercado. Las regulaciones, los requisitos de permisos y las normas de cumplimiento inconsistentes crean barreras de entrada para los desarrolladores de tecnología y los inversores que buscan implementar soluciones de reciclaje de nutrientes a escala global. La falta de políticas armonizadas puede generar incertidumbre con respecto a las obligaciones legales y el acceso al mercado, lo que dificulta la inversión en prácticas de gestión sostenible de nutrientes. La alineación de los enfoques regulatorios y el fomento de la cooperación internacional son esenciales para superar estas barreras y promover la adopción generalizada de tecnologías de reciclaje de nutrientes.

Tendencias clave del mercado

Iniciativas públicas y corporativas de sostenibilidad

En los últimos años, ha habido un aumento notable en la conciencia pública y las iniciativas de sostenibilidad corporativa que impulsan la adopción de prácticas ambientalmente responsables, incluido el reciclaje de nutrientes. Los consumidores y las partes interesadas están cada vez más preocupados por el impacto ambiental de los productos y servicios que utilizan, lo que impulsa a las empresas a priorizar los métodos de abastecimiento y producción sostenibles. Este cambio está impulsado por un creciente reconocimiento de que las prácticas sostenibles no solo benefician al medio ambiente, sino que también mejoran la reputación de la marca y la lealtad del consumidor.

Los objetivos de sostenibilidad corporativa desempeñan un papel fundamental en la configuración de las estrategias organizacionales hacia el reciclaje de nutrientes y la conservación de recursos. Muchas empresas se han comprometido con objetivos ambiciosos como lograr la neutralidad de carbono, reducir la contaminación del agua y minimizar la generación de desechos. El reciclaje de nutrientes se alinea estrechamente con estos objetivos al ofrecer soluciones innovadoras para mitigar los impactos ambientales asociados con las prácticas agrícolas y los procesos industriales. Industrias de diversos sectores, como la agricultura, la alimentación y las bebidas, la fabricación y la gestión de aguas residuales, están integrando el reciclaje de nutrientes en sus estrategias de sostenibilidad. Mediante la adopción de tecnologías avanzadas y la implementación de sistemas eficientes de recuperación de nutrientes, las empresas pueden optimizar el uso de los recursos, reducir la dependencia de insumos externos como fertilizantes sintéticos y minimizar su huella ecológica. La integración del reciclaje de nutrientes en los marcos de sostenibilidad corporativa sirve como un enfoque proactivo para cumplir con los requisitos reglamentarios y abordar las expectativas de las partes interesadas. Los consumidores, los inversores y los organismos reguladores examinan cada vez más las prácticas de gestión ambiental de las empresas y favorecen a aquellas que demuestran compromiso con el desarrollo sostenible.

Gestión de la calidad del agua y prevención de la eutrofización

El reciclaje de nutrientes es una herramienta fundamental en la gestión de la calidad del agua y la prevención de la eutrofización en diversos ecosistemas acuáticos, que abarcan masas de agua dulce, zonas costeras y entornos marinos. La eutrofización, un fenómeno exacerbado por la escorrentía excesiva de nutrientes, plantea graves amenazas a la salud del ecosistema al fomentar la proliferación de algas nocivas, agotar los niveles de oxígeno en el agua y, en última instancia, conducir a la degradación de los hábitats acuáticos. Las principales fuentes de contaminación por nutrientes incluyen la escorrentía agrícola y el vertido de aguas residuales, que contienen niveles elevados de fósforo, nitrógeno y otros contaminantes. Estos nutrientes, cuando se liberan en los cuerpos de agua, estimulan el rápido crecimiento de las algas y otras plantas acuáticas. A medida que estos organismos se descomponen, consumen oxígeno, lo que genera condiciones hipóxicas (bajo nivel de oxígeno) o anóxicas (sin oxígeno) perjudiciales para los peces y otros organismos acuáticos.

Las tecnologías de reciclaje de nutrientes desempeñan un papel crucial en la mitigación de la contaminación por nutrientes al interceptar y recuperar estos nutrientes de las corrientes de aguas residuales y escorrentías. Procesos como la precipitación de estruvita, la digestión anaeróbica y la filtración por membranas permiten la extracción y recuperación eficiente de fósforo, nitrógeno y materia orgánica de los desechos líquidos. Estas tecnologías no solo reducen las concentraciones de nutrientes en el agua vertida, sino que también producen subproductos valiosos, como fertilizantes ricos en nutrientes o biogás, que pueden reutilizarse en la agricultura o la producción de energía. Los gobiernos y las organizaciones ambientales de todo el mundo respaldan el reciclaje de nutrientes como una estrategia proactiva para salvaguardar la calidad del agua y preservar la biodiversidad. Al interceptar los nutrientes antes de que entren en ambientes acuáticos sensibles, el reciclaje de nutrientes ayuda a mantener el equilibrio ecológico y respaldar servicios ecosistémicos vitales esenciales para el bienestar humano. Estos servicios incluyen la purificación del agua, la provisión de hábitat para especies acuáticas y oportunidades recreativas que dependen de ecosistemas acuáticos saludables.

Información segmentaria

Tipo

Según el tipo, el ciclo hidrológico domina el mercado global de reciclaje de nutrientes debido a su papel fundamental en el reciclaje de nutrientes esenciales a través de varios reservorios en la Tierra. Este ciclo continuo de movimiento del agua, impulsado por la energía solar, facilita el transporte y la redistribución de nutrientes esenciales para la vida en los ecosistemas. En el centro del ciclo hidrológico se encuentra la circulación del agua entre la superficie de la Tierra y la atmósfera a través de procesos como la evaporación, la condensación, la precipitación y la escorrentía. Estos procesos no solo regulan el clima de la Tierra, sino que también desempeñan un papel crucial en el transporte de nutrientes como el nitrógeno, el fósforo y el carbono a través de diferentes compartimentos ambientales.

Uno de los aspectos clave del predominio del ciclo hidrológico en el reciclaje de nutrientes es su capacidad para transportar nutrientes a través de grandes distancias. Por ejemplo, los ríos y arroyos transportan nutrientes disueltos desde entornos terrestres a ecosistemas acuáticos, donde pueden ser utilizados por organismos acuáticos o depositados en capas sedimentarias. El ciclo del agua garantiza que estos nutrientes se redistribuyan continuamente, lo que permite el crecimiento y el desarrollo sostenibles de varios ecosistemas. El ciclo hidrológico interactúa estrechamente con otros ciclos de nutrientes, como el ciclo del carbono y el ciclo del nitrógeno, lo que mejora la eficiencia del reciclaje de nutrientes a nivel mundial. Por ejemplo, la lluvia puede arrastrar compuestos de nitrógeno de la atmósfera al suelo, donde se encuentran para su absorción por las plantas. En los entornos acuáticos, el ciclo de evaporación y precipitación garantiza que los nutrientes circulen entre la tierra y el agua, lo que sustenta las formas de vida terrestres y acuáticas.

Información sobre los métodos

Según el segmento de métodos, la digestión anaeróbica se destaca como un actor dominante en el mercado global. La digestión anaeróbica es un proceso biológico en el que los materiales orgánicos, como los residuos agrícolas, los desechos de alimentos y los sólidos de las aguas residuales, se descomponen por microorganismos en ausencia de oxígeno. Este proceso produce biogás (una mezcla de metano y dióxido de carbono) y digestato, que es rico en nutrientes como nitrógeno, fósforo y potasio. El predominio de la digestión anaeróbica en el mercado mundial de reciclaje de nutrientes se debe a varios factores clave. Ofrece un doble beneficio de gestión de residuos y producción de energía. El biogás producido durante la digestión anaeróbica se puede utilizar como una fuente de energía renovable para la generación de calor y electricidad, lo que reduce la dependencia de los combustibles fósiles y disminuye las emisiones de gases de efecto invernadero.

La digestión anaeróbica facilita la recuperación eficiente de nutrientes a partir de materiales de desecho orgánicos. El digestato que queda después de la producción de biogás es rico en nutrientes y puede utilizarse como biofertilizante. Este digestato rico en nutrientes contiene materia orgánica valiosa y nutrientes esenciales que mejoran la fertilidad del suelo y mejoran el rendimiento de los cultivos. Al devolver estos nutrientes al suelo, la digestión anaeróbica cierra el ciclo de nutrientes, lo que promueve prácticas agrícolas sostenibles y reduce la necesidad de fertilizantes sintéticos. La digestión anaeróbica contribuye a la economía circular al convertir los materiales de desecho en recursos valiosos. Aborda los desafíos de la gestión de residuos al desviar los residuos orgánicos de los vertederos, donde de lo contrario emitirían metano, un potente gas de efecto invernadero. En cambio, la digestión anaeróbica aprovecha el potencial de los residuos orgánicos para generar energía renovable y fertilizantes ricos en nutrientes, lo que promueve un enfoque más sostenible para la gestión de residuos y la agricultura.

Perspectivas regionales

Europa se destaca como la región dominante en el mercado mundial de reciclaje de nutrientes. Varios factores contribuyen al liderazgo de Europa en este campo, incluidos los marcos regulatorios, los avances tecnológicos y un fuerte énfasis en la sostenibilidad. Una de las principales razones del dominio de Europa en el mercado del reciclaje de nutrientes es su enfoque proactivo en materia de políticas y regulaciones ambientales. La Unión Europea (UE) ha implementado regulaciones estrictas destinadas a promover la eficiencia de los recursos, reducir la generación de desechos y minimizar el impacto ambiental. Estas regulaciones alientan a las industrias y la agricultura a adoptar prácticas que prioricen el reciclaje de nutrientes y minimicen las pérdidas de nutrientes en el medio ambiente. En agricultura, la Política Agrícola Común (PAC) de la UE promueve prácticas agrícolas sostenibles, incluidas estrategias de gestión de nutrientes como la agricultura de precisión, la agricultura orgánica y la gestión integrada de nutrientes. Estas prácticas tienen como objetivo optimizar la eficiencia del uso de nutrientes, reducir la dependencia de fertilizantes sintéticos y mejorar la salud del suelo mediante métodos como la rotación de cultivos, los cultivos de cobertura y las enmiendas orgánicas.

Europa ha estado a la vanguardia de la innovación tecnológica en el reciclaje de nutrientes. Países como Alemania, Dinamarca y los Países Bajos han invertido mucho en investigación y desarrollo de tecnologías como la digestión anaeróbica, el biocompostaje y la recuperación de nutrientes de las aguas residuales. Estas tecnologías no solo facilitan la recuperación eficiente de nutrientes, sino que también contribuyen a la producción de energía renovable y a los objetivos de reducción de residuos.

Avances recientes

• En julio de 2024, GEME, un líder innovador en la gestión sostenible de residuos biológicos, exhibió sus compostadores avanzados en la celebración del centenario de la IFA. En la exposición, GEME presentará su último modelo, el GEME II. La empresa invita a todos los entusiastas de la sostenibilidad a visitar su stand y presenciar las capacidades de sus compostadores de vanguardia. Al adoptar los compostadores de GEME, tanto las personas como las empresas pueden desempeñar un papel en el fomento de un futuro más limpio y sostenible.
• En abril de 2024, NPHarvest, con sede en Espoo, una escisión de la Universidad de Aalto, consiguió 2,39 millones de dólares en financiación para llevar al mercado su máquina patentada de recogida de nutrientes. La ronda de inversión, liderada por Nordic Foodtech VC y apoyada por Stephen Industries y Maa- ja vesitekniikan tuki ry, incluye una subvención de inversión de capital de USD 1,41 millones del Ministerio de Medio Ambiente de Finlandia a través de su programa RAKI. NPHarvest ha innovado una solución de hardware de vanguardia para la recolección y reciclaje de nutrientes de las aguas residuales, que pronto será patentada. Con esta nueva inyección de capital, NPHarvest pretende fabricar su primer captador de nutrientes comercialmente viable, diseñado para su instalación en las instalaciones de los clientes. El diseño modular del captador de nutrientes permite la escalabilidad en varias aplicaciones y tipos de instalaciones, al mismo tiempo que optimiza los costos de producción. En abril de 2024, Air Liquide seguirá mejorando sus capacidades en biometano, o gas natural renovable (GNR), en los EE. UU. mediante la construcción de dos nuevas instalaciones de producción. Estas unidades, ubicadas en Center Township, Pensilvania, y Holland Township, Michigan, procesarán desechos derivados de granjas lecheras. Adoptando un espíritu de economía circular, estas instalaciones desempeñarán un papel fundamental en la promoción de la transición hacia una sociedad baja en carbono.

Actores clave del mercado

• Ostara Nutrient Recovery Technologies Inc.
• Nutrient Recovery & Reciclaje LLC
• Cambi ASA
• Grupo Veolia
• BioHiTech Global
• DVO, Inc.
• Smithfield Foods, Inc.
• Elemental Enzymes, Inc.
• Grupo Suez
• BPC Instruments AB