Involvement of potential organic waste into the circular economy as a tool ensuring the economic security of the state

Введение. Современное состояние глобальной экономики и национальных экономик государств заставляет менять ориентиры в пользу циклической экономики, или экономики замкнутого цикла. Циклическая экономика является эволюционным продолжением классической линейной экономики с более развитым ресурсопотреблением и ресурсосбережением. Принцип классической линейной экономики «производство – использование – утилизация» на современном этапе развития технологий не актуален. Ему на смену пришел принцип экономики замкнутого цикла «производство – использование – регенерация – повторное использование». Основной задачей экономики замкнутого цикла является вовлечение большего объема потенциальных отходов, их регенерация, переработка, повторное использование и, как цель, переход на безотходное производство.

В 2022 г. Правительство РФ направит 5,8 млрд рублей на «развитие экономики замкнутого цикла в России» [4] (Karavaeva, Kazantsev, Kolomiets [i dr.], 2020). На протяжении 2022–2024 гг. в бюджете на данную инициативу выделено 10,6 млрд рублей [7].

В рамках развития экономики замкнутого цикла в России к концу 2024 г. планируется возвести восемь современных экотехнопарков, доля использования вторичных ресурсов в сельском хозяйстве достигнет 25%, в строительстве – 20%, в промышленности – 15%. Кроме того, 50% видов упаковки будет отправляться на переработку.

На актуальность в развитии экономики замкнутого цикла на государственном уровне указывает тот факт, что Правительство РФ утвердило перечень из 42 стратегических инициатив социально-экономического развития страны, которые будут реализовываться в форме федеральных проектов в два этапа – до 2024 года и до 2030 года [7].

Целью исследования является обоснование эколого-экономической необходимости внедрения процессов переработки вовлеченных органических отходов в технологические процессы предприятий различных отраслей как инструмента экономики замкнутого цикла в системе обеспечения продовольственной независимости и экономической безопасности страны.

Материалы и методы исследования

Аграрный сектор является поставщиком значительных объемов органических отходов. Несмотря на сокращение поголовья некоторых видов животных (КРС, овцы и козы), объемы производства органических отходов остаются высокими. По итогам 2022 года получено 163 млн тонн отходов от КРС, 85 млн тонн органических отходов – от свиней, почти 6 млн тонн – от овец и коз (рис. 1) [11].

Рисунок 1. Динамика выхода органических отходов животноводства на

сельскохозяйственных предприятиях РФ

Источник: [11].

В зависимости от степени их свежести животноводческие отходы относят к 3–4 классам опасности. Обращение с ними регулируется двумя законами: «Об отходах производства и потребления» и «О лицензировании отдельных видов деятельности».

На фоне интенсивного использования почв сельскохозяйственного назначения с получением значительных, и даже рекордных, урожаев за последние несколько лет проблема восстановления почвенного плодородия является первостепенной. Пополнить почву органическими веществами и питательными элементами можно только при внесении органических удобрений. Поэтому крайне важно имеющиеся органические отходы животноводства вовлекать в переработку с целью получения органических удобрений. Внесение высококачественных органических удобрений способствует восстановлению почвенного плодородия и, как следствие, повышению урожайности сельскохозяйственных культур, обеспечивая продовольственную независимость и повышая экономическую безопасность государства [2, 8, 12–14] (Gubeydullin, Artemev, Shigapov, Grishin, Bormotin, 2018; Sandu, Burak, Polukhin, 2015; Byshov, Uspensky, Yukhin, Limarenko, 2020; Gulyaeva, Savkin, Kalinicheva, Sidorenko, Buraeva, 2018; Druzyanova, Dondokov, Osmonov [et al.], 2018).

Уровень органообеспеченности посевных площадей при полном вовлечении потенциальных органических отходов в переработку представлен в таблице 1.

Таблица 1

Динамика уровня органообеспеченности посевных различными видами

органических удобрений

Традиционные формы органических удобрений показали свою несостоятельность ввиду больших доз внесения, что сопряжено с множеством проходов техники по полю, значимыми затратами на внесение, незначительным удобрительным эффектом. На основании этого в исследовании представлен расчет уровня органообеспеченности по концентрированным формам органических удобрений. Рассмотрены твердые концентрированные органические удобрения (ТКОУ), жидкие концентрированные органические удобрения (ЖКОУ) и концентрированный органический компост (КОК).

Анализируя данные таблицы 1 видим, что уровень органообеспеченности за период 2015–2020 гг. по всем видам концентрированных удобрений изменился незначительно. В 2020 г. на 9,24% удобрены площади посева зерновых и зернобобовых культур, на 10,14% удобрены площади под зерновыми при использовании жидких концентрированных удобрений и компоста. Данный уровень органообеспеченности явно недостаточный, что предопределяет исследование вариантов его повышения.

Результаты исследования, их обсуждение

В качестве одного из направлений повышения уровня органообеспеченности предлагаем вовлечение в экономику замкнутого цикла всего спектра органических отходов.

Ускорение научно-технического прогресса в АПК существенно изменило взаимосвязи растениеводства и животноводства. Перевод животноводства на промышленную основу предопределил смену технологий содержания животных и способствует использованию привозных кормов. С другой стороны, создаются новые виды удобрений (бактериальные, органоминеральные и другие). Все это не снижает важность и значимость органических удобрений как основы сохранения почвенного плодородия.

На соотношение в АПК отраслей растениеводства и животноводства влияет изменение потребностей населения в сельскохозяйственном сырье, продуктах питания растительного и животного происхождения, а также их взаимодействие с другими отраслями народного хозяйства (рис. 2).

Рисунок 2. Схема связей различных отраслей народного хозяйства с растениеводством

и животноводством

Источник: составлено авторами.

Из рисунка 2 видно, что связями с растениеводством и животноводством обременены в основном пять базовых отраслей промышленности. Легкая промышленность производит ткани и одежду. Химическая промышленность производит и направляет для использования в растениеводстве минеральные удобрения. Пищевая промышленность является основным потребителем продукции сельского хозяйства. Выращенное зерно пшеницы и других колосовых культур перерабатывается в муку с последующим производством хлебобулочных и макаронных изделий. На основе молока производятся молочные продукты, мяса – мясные продукты и колбасы. Машиностроение производит для отраслей аграрного сектора экономики специализированные машины и оборудование (тракторы, комбайны, почвообрабатывающие и посевные машины и т.д.). Медицинская промышленность является потребителем продукции растениеводства и животноводства, в том числе для производства медикаментов, фитопрепаратов, экстрактов и т.д.

Следовательно, растениеводство и животноводство обеспечивают население продуктами питания, а промышленность – сырьем.

Отрасль растениеводства является второй по объему производимых органических отходов (рис. 3). Знаковым примером служат технологические процессы производства кукурузы на зерно. В общей массе выращенной культуры приблизительно 50% относятся к полевым отходам (стебли, листва), более 30% – отходы при обработке (кочан) и лишь менее 20% приходится на зерно. Большие объемы соломы производятся при выращивании зерновых культур, риса. Часто солома и растительные остатки на полях сжигаются, не находя должного повторного применения [3] (Orlova, Serova, Nikolaev i dr., 2020).

Важной отраслью с позиции производства органических отходов является переработка сельскохозяйственной продукции (рис. 3). Ассортимент вторичных ресурсов значителен: корзины подсолнечника, створки и стебли хлопчатника, хлопковый шрот, листья капусты, яблочные и виноградные выжимки, свекловичный жом, плодовые косточки, рисовая шелуха. Перечисленные вторичные ресурсы богаты микроэлементами, питательными веществами, которые следует сохранить и приумножить в рамках производства органических удобрений или кормов для животных. При вовлечении в повторное использование органические отходы обогатят почвенный покров, повысят урожайность сельскохозяйственных культур и продуктивность животных.

Большие объемы органических отходов производит пищевая промышленность (рис. 3). Пункты общественного питания, расположенные в социально значимых объектах – рестораны, кафе, столовые различных уровней, собирают и утилизируют пищевые отходы. Данная категория органических отходов подлежит вовлечению в экономику замкнутого цикла с позиции переработки в виде кормов для различных групп животных. По данным исследований Организации Объединенных Наций, ежегодно в мире бытовых органических отходов создается более 1,3 трлн тонн [5, 15–17] (Krylatyh, 2015; Kholodova, Kabanenko, Kushnarenko, Dubrova, Bulatova, 2020; Sandu, Veselovsky, Fedotov, Semenova, Doshchanova, 2015; Savkin, 2014).

Рисунок 3. Ранжирование отраслей-производителей органических отходов

Источник: составлено авторами.

В результате исследования основных отраслей, производящих органические отходы, выявили следующее. Вовлечение, переработка и повторное использование органических ресурсов в настоящее время реализуется в отрасли животноводства. Объемы производства органических отходов животноводства и их переработки не совпадают. Однако животноводческие предприятия прогрессируют в части организации работы с органикой.

Наиболее распространенным способом переработки вовлеченных органических отходов являются технологии производства органических удобрений и компостов (рис. 4). Потребность в них столь значима, что зачастую сами предприятия-производители органических отходов и удобрений из них и применяют их при выращивании сельскохозяйственных культур.

Рисунок 4. Ранжирование способов использования вовлеченных

органических отходов

Источник: составлено авторами.

Некоторая часть органических отходов применяется как сырье при производстве кормов. Незначительная доля органических отходов используется в вермикультировании, то есть культивировании червей в органическом субстрате с целью получения высококачественного органического удобрения (вермикомпоста). Относительно новым способом переработки вовлеченных органических отходов выступает производство биогаза с последующим его использованием для нужд сельскохозяйственных предприятий (рис. 3).

Мотивация различна: опытные руководители-хозяйственники видят реальную выгоду от разумной утилизации отходов и перевода их в категорию органических удобрений. Менее опытных руководителей стимулируют штрафные санкции и административные меры воздействия природоохранных органов. Контроль в данном направлении реализуется Роспотребнадзором, Россельхознадзором и Росприроднадзором. Данные государственные органы уполномочены проверять технологические процессы сбора, транспортировки, обезвреживания и переработки органических отходов животноводства и птицеводства.

Остальные рассматриваемые отрасли отстают в процессе вовлечения органических отходов в повторное использование. Причин много – от проблем со сбором, транспортировкой и хранением органических отходов до отсутствия экономически эффективных технологий и технических средств переработки органических отходов, недостаточная реализация цифровой трансформации, основанной на взаимодействии, взаимозависимости и обмене цифровой информацией по всей вертикали аграрного сектора [1, 9, 10, 18] (Ashmarina, Rakhaeva, 2020; Khoruzhiy, Ashmarina, 2020; Khudyakova, Korolkova, Marinchenko, 2020; Khudyakova, Khudyakova, Shitikova, Savoskina, Konstantinovich, 2020).

Обозначенная в исследовании проблема настолько остро назрела в нынешней экономической ситуации, что на уровне Правительства Российской Федерации сформулирована задача – разработать и внедрить новые эффективные и рентабельные технологии и технические средства переработки органических отходов различных отраслей с максимальным их вовлечением в экономику замкнутого цикла. Задача максимум – это переход на полностью безотходное производство, позволяющее повторно использовать имеющиеся питательные вещества как ценные элементы в получении высоких урожаев и продуктивности на пути «обеспечения продовольственной и экономической безопасности государства» [6] (Lev, 2015). В данном контексте на первое место выдвигаются биологические и, в частности, микробиологические технологии.

Таким образом, рассмотренные способы переработки и повторного использования вовлеченных органических отходов способствуют производству органических удобрений и компостов, кормовых добавок, бактериальных препаратов стимулирующего и защитного действия, биоблокаторов вредителей заболеваний, оздоровительных грунтов для теплиц, микробных удобрений и т.д.

Суть экономики замкнутого цикла заключается в том, что отходы одних производств, становятся исходными ресурсами для производства продукции других предприятий.

Заключение

Вовлечение потенциального объема органических отходов и полная их переработка должны стать систематическими регулярными процессами в производственной деятельности предприятий рассмотренных отраслей. Технологии и технические средства переработки вовлеченных органических отходов разные по эффективности, по затратной части. Государство должно стимулировать предприятия различных отраслей к внедрению перерабатывающих технологий. Причем делать это не только карательными мерами, но и цивилизованным поощрением добросовестных переработчиков вовлеченного органического сырья. Предприятия, готовые к внедрению технологий переработки, в первую очередь ожидают от государства финансирования части затрат на их реализацию.

Необходимы современные технологии переработки вовлеченных органических отходов, специалисты способные их разработать, внедрить в практику и систематически актуализировать в рамках требований международных экологических организаций, с заботой о здоровье нации и о национальном достоянии – плодородных почвах.

Экономическая эффективность от применения технологий переработки органических отходов выразится через повышение почвенного плодородия, что немаловажно ввиду принятого комплекса мер на государственном уровне в данном направлении. Также ожидается рост урожайности основных сельскохозяйственных культур на 18–30% и продуктивности сельскохозяйственных животных на 10–15%. То есть формируются предпосылки продовольственной независимости государства, обеспечивается продовольственная и экономическая его безопасность.

Важно помнить об эффекте с позиции экологии и охраны окружающей среды, который достигается при сокращении выбросов органических отходов в водоемы, загрязнения ими почвенного покрова и освобождения части площади, предназначенной для их складирования и хранения. Данное направление формирует эколого-экономическую составляющую экономической безопасности государства.