Рынок переработки питательных веществ — глобальный размер отрасли, доля, тенденции, возможности и прогноз, сегментированный по типу (газовый цикл, осадочный цикл, гидрологический цикл), по методу (биокомпостирование, анаэробное сбраживание, извлечение питательных веществ из сточных вод, покровное земледелие и мульчирование, аквапоника и другие), по применению (очистка сточных вод, управление пищев

Обзор рынка

Глобальный рынок переработки питательных веществ был оценен в 4,51 млрд долларов США в 2023 году и, как ожидается, продемонстрирует впечатляющий рост в прогнозируемый период с среднегодовым темпом роста 6,84% до 2029 года. Глобальный рынок переработки питательных веществ обусловлен несколькими ключевыми факторами, которые подчеркивают устойчивость и эффективность в управлении ресурсами. Растущие экологические проблемы в сочетании с ужесточением правил и политик, способствующих сокращению отходов и переработке, являются значительными движущими силами. Отрасли все больше признают экономические выгоды переработки питательных веществ, таких как азот, фосфор и калий, из органических отходов, сельскохозяйственных стоков и сточных вод. Эти переработанные питательные вещества могут быть использованы для повышения плодородия почвы, снижения зависимости от синтетических удобрений и смягчения загрязнения окружающей среды, особенно в водоемах. Технологические достижения в процессах восстановления питательных веществ и инновации в области биотехнологии расширяют возможности рынка и повышают эффективность. Поскольку население мира продолжает расти, ожидается, что спрос на устойчивые методы ведения сельского хозяйства и решения по управлению питательными веществами еще больше подтолкнет рост рынка переработки питательных веществ во всем мире.

Ключевые движущие силы рынка

Экологические проблемы и правила

Экологическая осведомленность и строгие правила играют ключевую роль в качестве основных движущих сил на мировом рынке переработки питательных веществ. Растущие опасения, связанные с загрязнением питательными веществами, в частности, стоком азота и фосфора от сельскохозяйственной деятельности и сбросом сточных вод, побудили правительства по всему миру принять строгие правила. Эти правила в первую очередь предназначены для сокращения сбросов питательных веществ в водоемы, устранения пагубного воздействия на водные экосистемы и здоровье человека. В Европе Рамочная директива по водным ресурсам выделяется как знаковое положение, направленное на достижение и поддержание хорошего качества воды на всем континенте. Она обязывает государства-члены внедрять меры, которые снижают загрязнение питательными веществами, способствуют устойчивым методам управления водными ресурсами и восстанавливают водные среды обитания. Аналогичным образом, юрисдикции в Северной Америке и Азиатско-Тихоокеанском регионе внедрили сопоставимые положения для защиты пресноводных ресурсов от загрязнения питательными веществами.

Эти нормативные рамки обязывают отрасли внедрять методы переработки питательных веществ в качестве фундаментальной стратегии для достижения соответствия стандартам качества воды. Технологии переработки питательных веществ предлагают жизнеспособные решения путем извлечения азота, фосфора и других ценных питательных веществ из органических отходов, сельскохозяйственных стоков и сточных вод. Возвращая эти питательные вещества обратно в сельскохозяйственные почвы или преобразуя их в экологически безопасные продукты, такие как органические удобрения или биохимикаты, отрасли могут значительно сократить свое воздействие на окружающую среду и способствовать устойчивому управлению ресурсами. Эти положения создают убедительное экономическое обоснование для инвестиций в технологии и решения по переработке питательных веществ. Компании, работающие в секторах, на которые распространяются правила сброса питательных веществ, таких как сельское хозяйство, переработка пищевых продуктов и очистка сточных вод, сталкиваются с растущим давлением, требующим принятия устойчивых методов, которые минимизируют потери питательных веществ и повышают эффективность использования ресурсов. Спрос на инновационные технологии восстановления питательных веществ обусловлен не только соблюдением нормативных требований, но и растущим признанием экономических выгод, связанных со снижением зависимости от традиционных удобрений и улучшением здоровья почвы.

Практики устойчивого сельского хозяйства

Глобальный сдвиг в сторону устойчивых методов ведения сельского хозяйства стимулирует ускоренное внедрение технологий переработки питательных веществ в секторах сельского хозяйства и сельского хозяйства. Фермеры и сельскохозяйственные отрасли все больше признают многогранные преимущества переработки органических питательных веществ, особенно азота и фосфора, из различных потоков отходов обратно в сельскохозяйственные почвы. Эта практика не только сохраняет ценные ресурсы, но и вносит значительный вклад в повышение плодородия почвы и содействие устойчивому производству сельскохозяйственных культур.

Повторно внося переработанные питательные вещества в почву, фермеры могут улучшить структуру почвы, доступность питательных веществ и общее состояние почвы. Это, в свою очередь, приводит к повышению урожайности и качества сельскохозяйственных культур, одновременно снижая зависимость от синтетических удобрений, которые могут оказывать пагубное воздействие на биоразнообразие почвы и качество воды. Вторичное использование питательных веществ поддерживает долгосрочную устойчивость сельскохозяйственных практик, сводя к минимуму сток питательных веществ в водоемы, что является критической экологической проблемой во всем мире. Правительства, неправительственные организации (НПО) и потребители уделяют все большее внимание устойчивым методам ведения сельского хозяйства. Политика и инициативы, продвигающие устойчивые методы ведения сельского хозяйства, включая повторное использование питательных веществ, набирают обороты во всем мире. Правительства предоставляют стимулы и субсидии, чтобы побудить фермеров внедрять эти методы, в то время как НПО выступают за охрану окружающей среды и сохранение ресурсов в сельском хозяйстве. Потребители все чаще отдают приоритет продуктам питания, произведенным устойчивым образом, что стимулирует рыночный спрос на сельскохозяйственные методы, которые минимизируют воздействие на окружающую среду.

Технологические достижения в восстановлении питательных веществ

В сентябре 2022 года в Финляндии было создано новое совместное предприятие для цепочки создания стоимости биогаза, объединившее Biolan Oy, Gasum Oy и Pöytyän Maanparannus Oy. Основное внимание в этом сотрудничестве уделяется переработанным питательным веществам. Компания Kiertoravinne Oy, действующая под названием Kiertoravinne Oy, стремится удовлетворять потребности промышленности и сельского хозяйства по всей стране, поставляя удобрения, полученные из дигестата и переработанных питательных веществ, полученных из биогазовых установок.

Технологии мембранной фильтрации, такие как ультрафильтрация и обратный осмос, позволяют разделять и концентрировать питательные вещества из жидких потоков, обеспечивая высокую эффективность извлечения ценных соединений при минимизации потребления воды и воздействия на окружающую среду. Эти технологии особенно эффективны при очистке сельскохозяйственных стоков и промышленных сточных вод, где концентрации питательных веществ часто высоки. Внедрение этих передовых технологий обусловлено их способностью извлекать питательные вещества в концентрированной форме, тем самым снижая потребность в синтетических удобрениях и минимизируя потери питательных веществ в окружающую среду. Это не только повышает устойчивость сельскохозяйственных методов, но и помогает сохранять ограниченные ресурсы и сокращать выбросы парниковых газов, связанные с традиционными методами извлечения питательных веществ.

Дефицит ресурсов и потребность в продовольственной безопасности

В ноябре 2020 года AgriProtein заключила партнерство с PreZero US для создания нового совместного предприятия под названием Bioko, направленного на продвижение процессов переработки питательных веществ в Соединенных Штатах. PreZero, мировой лидер в области решений для экономики замкнутого цикла, осуществляет инновационную деятельность в более чем 90 филиалах в девяти странах. В рамках этого сотрудничества Bioko стремится использовать естественные процессы для полной интеграции пищевых отходов в практику экономики замкнутого цикла. PreZero будет поставлять восстановленные пищевые отходы на предприятия Bioko, где они будут перерабатываться с использованием технологии черной львинки для производства кормов для животных и продуктов для удобрения почвы. AgriProtein, известная своим опытом в области технологий насекомых, будет контролировать строительство и операционное управление предприятиями Bioko.

Переработка питательных веществ способствует смягчению воздействия на окружающую среду, связанного с традиционными методами ведения сельского хозяйства. Он сокращает сток питательных веществ в водоемы, сводя к минимуму загрязнение воды и вредоносное цветение водорослей, которые угрожают водным экосистемам и запасам питьевой воды. Улучшая здоровье и плодородие почвы, переработка питательных веществ поддерживает устойчивые сельскохозяйственные системы, способные противостоять изменчивости климата и экстремальным погодным явлениям. Внедрение методов переработки питательных веществ обусловлено как экологическими императивами, так и экономическими выгодами. Правительства, сельскохозяйственные отрасли и научно-исследовательские институты инвестируют в инновационные технологии и политические рамки для продвижения стратегий устойчивого управления питательными веществами. Эти усилия направлены на оптимизацию эффективности использования питательных веществ, сокращение выбросов парниковых газов в сельском хозяйстве и повышение общей устойчивости систем производства продуктов питания.

Основные проблемы рынка

Технологическая сложность и затраты

Одной из основных проблем на мировом рынке переработки питательных веществ является сложность и затраты, связанные с внедрением передовых технологий переработки. Такие технологии, как осаждение струвита, анаэробное сбраживание и мембранная фильтрация, требуют значительных капиталовложений в оборудование, инфраструктуру и эксплуатационные расходы. Высокие первоначальные затраты и техническая экспертиза, необходимые для установки и обслуживания, часто удерживают небольшие сельскохозяйственные предприятия и очистные сооружения от принятия решений по переработке питательных веществ. Масштабируемость и эффективность этих технологий различаются в зависимости от региональной инфраструктуры и доступности ресурсов, что еще больше усложняет широкое внедрение.

Нормативные барьеры и фрагментация политики

Нормативная база, регулирующая практику переработки питательных веществ, существенно различается в разных регионах и юрисдикциях, что создает проблемы для глобальной стандартизации и гармонизации рынка. Непоследовательные правила, требования к разрешениям и стандарты соответствия создают барьеры для входа разработчиков технологий и инвесторов, стремящихся внедрить решения по переработке питательных веществ в глобальном масштабе. Отсутствие согласованной политики может привести к неопределенности в отношении правовых обязательств и доступа к рынку, что препятствует инвестициям в устойчивые методы управления питательными веществами. Согласование нормативных подходов и содействие международному сотрудничеству имеют важное значение для преодоления этих барьеров и содействия широкому внедрению технологий переработки питательных веществ.

Основные тенденции рынка

Инициативы в области общественной и корпоративной устойчивости

В последние годы наблюдается заметный рост общественной осведомленности и инициатив в области корпоративной устойчивости, способствующих принятию экологически ответственных практик, включая переработку питательных веществ. Потребители и заинтересованные стороны все больше обеспокоены воздействием на окружающую среду используемых ими продуктов и услуг, что побуждает компании отдавать приоритет методам устойчивого снабжения и производства. Этот сдвиг обусловлен растущим признанием того, что устойчивые методы не только приносят пользу окружающей среде, но и повышают репутацию бренда и лояльность потребителей.

Корпоративные цели устойчивого развития играют ключевую роль в формировании организационных стратегий в отношении переработки питательных веществ и сохранения ресурсов. Многие компании взяли на себя обязательства по амбициозным целям, таким как достижение углеродной нейтральности, снижение загрязнения воды и минимизация образования отходов. Переработка питательных веществ тесно связана с этими целями, предлагая инновационные решения для смягчения воздействия на окружающую среду, связанного с сельскохозяйственной практикой и промышленными процессами. Отрасли в различных секторах, включая сельское хозяйство, продукты питания и напитки, производство и управление сточными водами, интегрируют переработку питательных веществ в свои стратегии устойчивого развития. Внедряя передовые технологии и внедряя эффективные системы восстановления питательных веществ, компании могут оптимизировать использование ресурсов, снизить зависимость от внешних ресурсов, таких как синтетические удобрения, и минимизировать свой экологический след. Интеграция переработки питательных веществ в корпоративные рамки устойчивого развития служит упреждающим подходом к выполнению нормативных требований и удовлетворению ожиданий заинтересованных сторон. Потребители, инвесторы и регулирующие органы все чаще изучают практику компаний по охране окружающей среды и отдают предпочтение тем, кто демонстрирует приверженность устойчивому развитию.

Управление качеством воды и предотвращение эвтрофикации

Переработка питательных веществ является важнейшим инструментом в управлении качеством воды и предотвращении эвтрофикации в различных водных экосистемах, охватывающих пресноводные водоемы, прибрежные зоны и морскую среду. Эвтрофикация, явление, усугубляемое чрезмерным стоком питательных веществ, представляет серьезную угрозу здоровью экосистемы, подпитывая вредоносное цветение водорослей, истощая уровень кислорода в воде и в конечном итоге приводя к деградации водных местообитаний. Основными источниками загрязнения питательными веществами являются сельскохозяйственные стоки и сброс сточных вод, которые содержат повышенные уровни фосфора, азота и других загрязняющих веществ. Эти питательные вещества, попадая в водоемы, стимулируют быстрый рост водорослей и других водных растений. По мере разложения эти организмы потребляют кислород, что приводит к гипоксическим (низкое содержание кислорода) или аноксическим (истощение кислорода) условиям, пагубным для рыб и других водных организмов.

Технологии переработки питательных веществ играют решающую роль в смягчении загрязнения питательными веществами путем перехвата и извлечения этих питательных веществ из сточных вод и стоков. Такие процессы, как осаждение струвита, анаэробное сбраживание и мембранная фильтрация, позволяют эффективно извлекать и извлекать фосфор, азот и органические вещества из жидких отходов. Эти технологии не только снижают концентрацию питательных веществ в сбрасываемой воде, но и производят ценные побочные продукты, такие как богатые питательными веществами удобрения или биогаз, которые можно повторно использовать в сельском хозяйстве или производстве энергии. Правительства и экологические организации по всему миру поддерживают переработку питательных веществ как упреждающую стратегию по обеспечению качества воды и сохранению биоразнообразия. Перехватывая питательные вещества до того, как они попадут в чувствительную водную среду, переработка питательных веществ помогает поддерживать экологический баланс и поддерживать жизненно важные экосистемные услуги, необходимые для благополучия человека. Эти услуги включают очистку воды, обеспечение среды обитания для водных видов и рекреационные возможности, которые зависят от здоровых водных экосистем.

Сегментарные идеи

Тип

Основываясь на Типе, Гидрологический цикл доминирует на мировом рынке переработки питательных веществ из-за своей фундаментальной роли в круговороте необходимых питательных веществ через различные водоемы на Земле. Этот непрерывный цикл движения воды, приводимый в движение солнечной энергией, облегчает транспортировку и перераспределение необходимых для жизни питательных веществ по экосистемам. В основе гидрологического цикла лежит циркуляция воды между поверхностью Земли и атмосферой посредством таких процессов, как испарение, конденсация, осадки и сток. Эти процессы не только регулируют климат Земли, но и играют решающую роль в транспортировке питательных веществ, таких как азот, фосфор и углерод, через различные экологические отсеки.

Одним из ключевых аспектов доминирования гидрологического цикла в переработке питательных веществ является его способность переносить питательные вещества на огромные расстояния. Например, реки и ручьи переносят растворенные питательные вещества из наземной среды в водные экосистемы, где они могут быть использованы водными организмами или отложены в осадочных слоях. Водный цикл обеспечивает постоянное перераспределение этих питательных веществ, что обеспечивает устойчивый рост и развитие различных экосистем. Гидрологический цикл тесно взаимодействует с другими циклами питательных веществ, такими как углеродный цикл и азотный цикл, повышая эффективность переработки питательных веществ во всем мире. Например, осадки могут вымывать азотные соединения из атмосферы в почву, где они попадают в растения для усвоения. В водной среде цикл испарения и осадков обеспечивает циркуляцию питательных веществ между землей и водой, поддерживая как наземные, так и водные формы жизни.

Обзор метода

Основываясь на сегменте метода, анаэробное сбраживание выделяется как доминирующий игрок на мировом рынке. Анаэробное сбраживание — это биологический процесс, при котором органические материалы, такие как сельскохозяйственные остатки, пищевые отходы и твердые частицы сточных вод, разлагаются микроорганизмами в отсутствие кислорода. В результате этого процесса образуется биогаз (смесь метана и углекислого газа) и дигестат, богатый такими питательными веществами, как азот, фосфор и калий. Доминирование анаэробного сбраживания на мировом рынке переработки питательных веществ обусловлено несколькими ключевыми факторами. Оно обеспечивает двойную выгоду от управления отходами и производства энергии. Биогаз, полученный в ходе анаэробного сбраживания, может использоваться в качестве возобновляемого источника энергии для производства тепла и электроэнергии, тем самым снижая зависимость от ископаемого топлива и снижая выбросы парниковых газов.

Анаэробное сбраживание способствует эффективному извлечению питательных веществ из органических отходов. Дигестат, остающийся после производства биогаза, богат питательными веществами и может использоваться в качестве биоудобрения. Этот богатый питательными веществами дигестат содержит ценные органические вещества и основные питательные вещества, которые повышают плодородие почвы и повышают урожайность. Возвращая эти питательные вещества в почву, анаэробное сбраживание замыкает питательный цикл, способствуя устойчивым методам ведения сельского хозяйства и снижая потребность в синтетических удобрениях. Анаэробное сбраживание способствует круговой экономике, превращая отходы в ценные ресурсы. Оно решает проблемы управления отходами, отводя органические отходы со свалок, где они в противном случае выделяли бы метан — мощный парниковый газ. Вместо этого анаэробное сбраживание использует потенциал органических отходов для получения возобновляемой энергии и богатых питательными веществами удобрений, способствуя более устойчивому подходу к управлению отходами и сельскому хозяйству.

Региональные идеи

Европа выделяется как доминирующий регион на мировом рынке переработки питательных веществ. Несколько факторов способствуют лидерству Европы в этой области, включая нормативную базу, технологические достижения и сильный акцент на устойчивость. Одной из основных причин доминирования Европы на рынке переработки питательных веществ является ее проактивный подход к экологической политике и правилам. Европейский союз (ЕС) ввел строгие правила, направленные на повышение эффективности использования ресурсов, сокращение образования отходов и минимизацию воздействия на окружающую среду. Эти правила поощряют промышленность и сельское хозяйство внедрять практики, которые отдают приоритет переработке питательных веществ и минимизируют потери питательных веществ в окружающую среду. В сельском хозяйстве Общая сельскохозяйственная политика ЕС (ЕСП) продвигает устойчивые методы ведения сельского хозяйства, включая стратегии управления питательными веществами, такие как точное земледелие, органическое земледелие и интегрированное управление питательными веществами. Эти методы направлены на оптимизацию эффективности использования питательных веществ, снижение зависимости от синтетических удобрений и улучшение здоровья почвы с помощью таких методов, как севооборот, покровные культуры и органические удобрения.

Европа находится в авангарде технологических инноваций в области переработки питательных веществ. Такие страны, как Германия, Дания и Нидерланды, вложили значительные средства в исследования и разработки таких технологий, как анаэробное сбраживание, биокомпостирование и извлечение питательных веществ из сточных вод. Эти технологии не только способствуют эффективному извлечению питательных веществ, но и способствуют производству возобновляемой энергии и достижению целей по сокращению отходов.

Последние разработки

• В июле 2024 года компания GEME, инновационный лидер в области устойчивого управления биологическими отходами, продемонстрировала свои передовые компостеры на праздновании столетия IFA. На выставке GEME представит свою последнюю модель GEME II. Компания приглашает всех энтузиастов устойчивого развития посетить ее стенд и своими глазами увидеть возможности ее передовых компостеров. Используя компостеры GEME, как частные лица, так и предприятия могут внести свой вклад в создание более чистого и устойчивого будущего.
• В апреле 2024 года базирующаяся в Эспоо компания NPHarvest, ответвление Университета Аалто, получила финансирование в размере 2,39 млн долларов США для вывода на рынок своей запатентованной машины для улавливания питательных веществ. Инвестиционный раунд, возглавляемый Nordic Foodtech VC и поддерживаемый Stephen Industries и Maa- ja vesitekniikan tuki ry, включает грант на инвестиции в акционерный капитал в размере 1,41 млн долларов США от Министерства окружающей среды Финляндии через свою программу RAKI. NPHarvest разработала передовое аппаратное решение для сбора и переработки питательных веществ из сточных вод, которое вскоре будет запатентовано. С этим новым вливанием капитала NPHarvest намерена изготовить свой первый коммерчески жизнеспособный уловитель питательных веществ, предназначенный для установки на объектах клиентов. Модульная конструкция Nutrient Catcher обеспечивает масштабируемость для различных приложений и типов объектов, при этом оптимизируя производственные затраты.
• В апреле 2024 года Air Liquide еще больше расширяет свои возможности в области биометана или возобновляемого природного газа (RNG) в США, построив два новых производственных объекта. Эти установки, расположенные в Сентр-Тауншипе, штат Пенсильвания, и Холланд-Тауншипе, штат Мичиган, будут перерабатывать отходы, полученные с молочных ферм. Придерживаясь принципов экономики замкнутого цикла, эти объекты будут играть ключевую роль в содействии переходу к обществу с низким уровнем выбросов углерода.

Ключевые игроки рынка

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