На рост спроса на холодильные цепи для пищевых продуктов во всем мире влияет широкий спектр факторов. К ним относятся, среди прочего, рост населения и урбанизация, растущие доходы, изменение климата, глобальная торговля продуктами питания, а также изменения в моделях покупок и предпочтениях в отношении продуктов питания, которые рассматриваются в следующих разделах. Рост населения и урбанизация Численность населения планеты, по оценкам, увеличится на 1 процент в 2020 году, при этом во многих регионах рост будет вдвое или втрое выше среднего показателя (ООН, 2019).
Ожидается, что производство продовольствия увеличится, чтобы прокормить прогнозируемое население планеты в 9,7 миллиарда человек в 2050 году и сократить значительный разрыв между предложением продовольствия и спросом на него по сравнению с 2010 годом (UN 2019; WRI 2019). Увеличение производства продуктов питания увеличит потребность в холодильных цепочках, которые имеют решающее значение для преобразования производства у источника в предложение по мере удовлетворения спроса. Между тем, ожидается, что доля населения мира, проживающего в городах, возрастет с 55 процентов в 2018 году до 68 процентов к 2050 году (данные Департамента ООН по экономическим и социальным вопросам за 2018 год), причем значительная часть этого роста будет приходиться на развивающиеся страны. Это означает, что все больше людей будут жить дальше от источников продовольствия, и, в то же время, производители продуктов питания будут все больше отдаляться от спроса из-за потери сельскохозяйственных земель, вызванной расширением городов.
Это приведет к росту спроса на надежную логистику холодильных цепочек, поскольку скоропортящимся продуктам придется перевозиться на большие расстояния. В равной степени возрастет спрос на холодильное оборудование в городских магазинах розничной торговли и гостиничном бизнесе для удовлетворения спроса на продукты питания в городах. Растущие доходы и забота о здоровье, безопасности и окружающей среде Рост доходов среднего класса (и более высокого) потенциально приведет к увеличению потребления продуктов питания. В сочетании с растущими заботами о здоровье, безопасности и окружающей среде это приведет к изменениям в рационе питания, поскольку потребители будут требовать более качественные, свежие и органические продукты.
Это неизбежно приведет к увеличению спроса на холодильные цепи. Например, согласно прогнозам Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР) на 2021 год, к 2030 году мировое потребление мясных белков вырастет на 14% по сравнению со средним показателем на 2018-2020 годы. Аналогичным образом, ожидается, что в ближайшее десятилетие доля свежих молочных продуктов в мировом потреблении продовольствия возрастет, причем значительный рост будет наблюдаться в Индии, Пакистане и Африке (OECD 2021). Изменение климата По мере того, как средняя глобальная температура продолжает повышаться, прогнозы указывают на увеличение интенсивности и частоты экстремальных температур, включая периоды сильной жары (Массон-Дельмотт и др., 2021).
Повышение температуры приведет к увеличению спроса на холодильную технику. Кроме того, сельскохозяйственное производство в высшей степени уязвимо к последствиям изменения климата. Повышение средних температур и экстремальные погодные явления, такие как наводнения, обильные осадки, ветер и штормы, могут существенно повлиять на возможности производства продуктов питания (Министерство окружающей среды Руанды, 2018 г.). В связи с этим особое внимание уделяется необходимости сокращения потерь и отходов пищевых продуктов за счет увеличения объема холодильной техники. Экстремальные погодные явления, вызванные изменением климата, могут также негативно сказаться на логистических и транспортных связях и увеличить спрос на аварийные холодильные камеры в пострадавших районах.
Повышение температуры приводит к высокому уровню дискомфорта и тепловому стрессу не только у людей, но и у животных. Это может привести к высокому уровню заболеваемости и смертности домашнего скота, а также снижению продуктивности и коэффициента воспроизводства, что также создает нагрузку на цепочку поставок продовольствия (Dash et al., 2016; Sejian et al., 2018). Например, многочисленные исследования, проведенные в Индии, показывают, что тепловой стресс может снизить производство молока на 5-50% (Белсаре и Пандей, 2008; Национальный совет по развитию молочной промышленности, 2021).
Рост мировой торговли продовольствием Согласно отчету ФАО (2021b), экспорт продовольствия и сельскохозяйственной продукции вырос на 3,2% в период с 2019 по 2020 год, увеличившись почти на 52 миллиарда долларов, причем около 40 процентов этого роста приходится на развивающиеся страны. Ожидается, что в 2021 году объем мировой торговли сельскохозяйственной продукцией увеличится на 8 процентов и составит 137 миллиардов долларов (FAO 2021b). В 2019 году Соединенное Королевство импортировало 84 процента своих фруктов и 47 процентов овощей (прогноз Министерства окружающей среды, продовольствия и по делам сельских районов на 2020 год).
Между тем, в Индии политика в области сельскохозяйственного экспорта, введенная в 2018 году, направлена на удвоение сельскохозяйственного экспорта страны до 60 миллиардов долларов к 2022 году и достижение 100 миллиардов долларов в последующие несколько лет (Правительство Индии, 2018). Расширение мировой торговли продуктами питания приведет к увеличению спроса на международные перевозки рефрижераторами. Изменение моделей покупок и предпочтений Пандемия COVID-19 существенно изменила работу холодильной цепочки, что привело к резкому увеличению спроса на холодильную технику. Например, в июне 2020 года Lineage Logistics, крупнейший в мире поставщик логистических услуг с регулируемой температурой, сообщил, что более 90% его холодильных складов в Европе были заполнены (Jha и Ritchie, 2021).
Спрос на бытовые холодильники и морозильники также вырос в связи с изменением тенденций в сфере покупок и повышением спроса на замороженные продукты. Во Франции продажи замороженных продуктов в марте 2020 года выросли на 60% по сравнению с предыдущим годом (IIF/IIR 2020b). Чтобы удовлетворить этот растущий спрос, многие кухонные комбайны расширили свои возможности по замораживанию, например, внедрили технологию шоковой заморозки (Avis 2021). Спрос на свежие продукты также вырос в некоторых регионах после начала распространения COVID-19. В Индии розничные продавцы продуктов питания и интернет-магазины сообщили о резком росте спроса на свежие продукты, которые, как считается, обладают более высокой питательной ценностью и иммунологическими преимуществами.
По оценкам Министерства сельского хозяйства Индии, внутренний спрос на фрукты и овощи достигнет 650 миллионов тонн к 2050 году (PIB 2021). В 2020 году также сообщалось о растущем спросе на свежие продукты в Соединенных Штатах (Новости овощеводов за 2021 год). Во время пандемии многие потребители стали посещать один крупный супермаркет нерегулярно, отказавшись от прежней привычки покупать продукты по запросу в небольших супермаркетах. Продажи продуктов через Интернет также стремительно росли. Как в Германии, так и в Италии онлайн-продажи продуктов питания удвоились в течение первого года пандемии (Eley and McMorrow 2020).
В Соединенном Королевстве расходы домохозяйств, вышедших на пенсию, на покупку продуктов через Интернет выросли на 229% в период с января 2020 по январь 2021 года (McKevitt, 2021). В Соединенных Штатах в марте 2020 года количество покупок продуктов питания онлайн удвоилось, и 46% потребителей заявили, что продолжат совершать покупки онлайн после того, как пандемия утихнет (CBREUS 2021). Все эти тенденции заставят розничных продавцов продуктов питания переосмыслить свои стратегии в области охлаждения и, возможно, расширить возможности по хранению и транспортировке, чтобы удовлетворить меняющиеся потребности потребителей сегодня и в долгосрочной перспективе.
Воздействие на окружающую среду
Холодильная цепочка пищевых продуктов также оказывает влияние на глобальный климат и окружающую среду. Традиционные холодильные цепочки пищевых продуктов, как правило, основаны на ископаемом топливе, являются энергоемкими и сильно загрязняют окружающую среду. Внедрение системы в обычном режиме будет иметь нежелательные последствия, продолжая приводить к значительным выбросам парниковых газов и загрязнению окружающей среды, ставя под угрозу более широкие экономические, экологические, социальные и политические цели, ориентиры и обязательства. Это особенно важно, учитывая, что для достижения амбициозной цели Парижского соглашения по удержанию глобального повышения температуры на уровне ниже 1,5°C глобальные выбросы CO2 должны быть сведены к нулю к середине столетия.
Выбросы от оборудования пищевой холодильной цепи происходят как из косвенных, так и из прямых источников.8 Косвенные выбросы связаны с электричеством, используемым для питания холодильного оборудования, и топливом, используемым для работы транспортных средств-рефрижераторов и генераторов. Прямые выбросы происходят в результате утечки газообразных хладагентов в атмосферу.9 Для работы механического холодильного оборудования используется электроэнергия. По одной из оценок, на охлаждение в супермаркетах приходится до 4% общего потребления электроэнергии в развитых странах (Агентство по экологическим расследованиям [EIA], 2021a). Производство этой электроэнергии приводит к выбросам в эквиваленте CO2 и способствует глобальному потеплению, особенно если электроэнергия вырабатывается из углеродоемких источников ископаемого топлива.
Генераторы, работающие на ископаемом топливе (в основном на дизельном топливе), которые обычно используются для автономной работы, также выделяют вредные вещества. Во время транспортировки как двигатели транспортных средств, так и транспортные холодильные установки способствуют выбросам вредных веществ, связанных с потреблением топлива. Транспортная холодильная установка потребляет до 20% дизельного топлива автомобиля-рефрижератора (Liquid Air Energy Network, 2014). Между тем, утечка многих распространенных газообразных хладагентов в атмосферу непосредственно способствует глобальному потеплению.10 Это происходит во время эксплуатации и технического обслуживания холодильного оборудования, а также после утилизации по истечении срока службы.
Утечка хладагента оказывает значительное влияние на общий объем выбросов при охлаждении, поскольку некоторые хладагенты, которые широко используются сегодня, обладают высоким потенциалом глобального потепления11 и в сотни-тысячи раз более эффективны, чем CO2 (Dearman, 2015; Секретариат по озону, 2018). В общей сложности около 80% выбросов парниковых газов в системах охлаждения, кондиционирования воздуха и тепловых насосах связаны с косвенными выбросами при использовании энергии, в то время как 20% связаны с прямыми выбросами при использовании хладагентов (Peters, 2018a; Секретариат по озону, 2021a). Помимо того, что утечка некоторых хладагентов способствует глобальному потеплению, она приводит к разрушению озонового слоя.
В соответствии с Монреальским протоколом 1987 года озоноразрушающие вещества, такие как хлорфторуглероды (ХФУ) и гидрохлорфторуглероды (ГХФУ), были в основном выведены из употребления во всем мире (Программа Организации Объединенных Наций по окружающей среде [ЮНЕП], 2018). Между тем, гидрофторуглероды (ГФУ), разрабатываемые в качестве заменителей ГХФУ, не обладают озоноразрушающим потенциалом, но некоторые ГФУ обладают очень высоким ПГП. На современном рынке охлаждения используется около 16 чистых ГФУ и 30 смесей, при этом ПГП варьируется от менее чем 100 до почти 15 000. R-404A, широко распространенная добавка14, используемая в среднетемпературных и низкотемпературных холодильных установках, особенно в розничной торговле продуктами питания и на транспорте, имеет высокий ПГП — 3920 (UNEP 2020a; UNEP 2022).
ГФУ являются одним из наиболее быстрорастущих источников выбросов парниковых газов в связи с растущим глобальным спросом на охлаждение в быту, коммерческом, промышленном и транспортном секторах (Североамериканский совет по устойчивому охлаждению, 2021). На охлаждение и рециркуляцию приходится, по оценкам, 35 процентов общего потребления ГФУ в секторе охлаждения (UNEP 2020a). Исследования показывают, что на поддержание продуктов в холодном состоянии во время транспортировки по холодильной цепи приходилось 7% мирового потребления ГФУ в 2010 году, что составляет 4% от общего воздействия на глобальное потепление, связанного с перевозкой всех грузов (включая неохлаждаемые перевозки) (Агентство по охране окружающей среды США, 2011). В Соединенных Штатах хладагенты, используемые в коммерческих холодильных установках, являются причиной примерно 28% бытовых выбросов ГФУ (Eilperin and Butler, 2021).
Для решения этой проблемы Кигалийская поправка к Монреальскому протоколу, вступившая в силу в январе 2019 года, предусматривает поэтапный отказ от ГФУ путем сокращения их производства и потребления с целью сокращения более чем на 80 процентов к 2047 году по сравнению с базовыми показателями. Такой поэтапный отказ от ГФУ позволил бы избежать глобального потепления на 0,4°C к 2100 году (UNEP 2020a). В соответствии с законодательством Европейского союза о выбросах парниковых газов, использование хладагентов с ПГП 2500 и выше, таких как R-404A, было запрещено в стационарных холодильных установках для нового оборудования и обслуживания с 1 января 2020 года.
Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что в 2017 году на долю оборудования для пищевой холодильной цепи в общей сложности пришлось 261 миллион тонн выбросов CO2 в эквиваленте (IIF/IIR 2021). Если к этому добавить выбросы, связанные с потерей пищевых продуктов и отходами из-за отсутствия холодильного оборудования (примерно 1 004 миллиона тонн в эквиваленте CO2), то совокупный объем выбросов парниковых газов, связанных с глобальной пищевой холодильной цепью, составит, по оценкам, 1 265 миллионов тонн в эквиваленте CO2, или около 4 процентов от общего объема глобальных выбросов парниковых газов (к 2021 году).
Однако для точной оценки выбросов парниковых газов в пищевой холодильной цепи требуется больше данных. В ближайшие десятилетия выбросы от оборудования для пищевой холодильной цепи значительно возрастут по мере ввода в эксплуатацию новых мощностей в развивающихся странах, особенно если эта инфраструктура будет построена по традиционным схемам. Например, в Индии ожидается, что выбросы в холодильной цепи пищевых продуктов удвоятся к 2027 году при отсутствии каких-либо вмешательств (Kumar et al., 2018). Продолжающееся расширение холодильных цепей с использованием традиционных технологий, основанных на ископаемом топливе, может привести к значительному увеличению выбросов при охлаждении, что неоправданно снижает выгоды, получаемые от сокращения выбросов в результате потери пищевых продуктов.
Исследование, проведенное в 2018 году, показало, что увеличение выбросов парниковых газов в результате расширения холодильной цепи в странах Африки к югу от Сахары, аналогичного историческому расширению холодильной цепи в Северной Америке или Европе, может перевесить экономию выбросов за счет сокращения потерь продовольствия (Херд и Миллер, 2019). Поэтому крайне важно рассчитать ожидаемое увеличение выбросов в результате планируемого расширения пищевой холодильной цепи, а также экономию выбросов, которая, как ожидается, будет достигнута за счет сокращения потерь продуктов питания и отходов в результате этого расширения, чтобы избежать компромиссов между этими двумя аспектами и достичь чистого положительного результата . Кроме того, важно внедрить все меры, позволяющие сократить выбросы парниковых газов по всей холодильной цепочке, включая повышение энергоэффективности, замену ископаемого топлива возобновляемыми источниками энергии и сокращение утечек хладагента.
Помимо выбросов парниковых газов, различные этапы пищевой цепочки оказывают и другое воздействие на окружающую среду. Например, как предварительная обработка, так и упаковка пищевых продуктов приводят к образованию большого количества отходов. Мероприятия по предварительной обработке, включая очистку, обрезку, отбраковку и мойку пищевых продуктов перед их сортировкой и отбраковкой для упаковки, приводят к образованию свалок органического материала и сточных вод, что оказывает негативное воздействие на окружающую среду. Как правило, свалки становятся местом размножения вредителей, а промывная вода содержит химические остатки фунгицидов и удобрений, которые требуют безопасной утилизации.
Упаковка в холодильной цепочке также приводит к значительным отходам. Упаковочные материалы, которые обычно включают пластик, дерево, бумагу и фольгу, используются для изготовления первичных (индивидуально упакованные продукты, картонные коробки и т.д.), вторичных (коробки из гофрокартона, пластиковые ящики и т.д.) и третичных (коробки для сыпучих материалов, поддоны, уголки, термоусадочная пленка, подушки безопасности и т.д.) пакеты. Эти материалы часто более прочны, чтобы выдерживать условия холодильной цепи, такие как высокая влажность и перепады температур, а тип используемого материала напрямую влияет на потери пищевых продуктов.
Упаковка обычно выбрасывается после использования и является основной причиной образования городских свалок. Маркировка упаковки также включает в себя элементы, специфичные для использования в холодильной цепочке, такие как чувствительные к температуре (термохромные) чернила и системы мониторинга (бумажные и электронные регистраторы данных). Последствия также возникают на этапах распределения продуктов в холодильной цепочке. Многие виды автомобильного транспорта уже выделяют в атмосферу высокие уровни загрязняющих веществ, таких как оксиды серы, азота и твердые частицы, которые часто превышают пределы, установленные Всемирной организацией здравоохранения.
Холодильные установки усиливают это воздействие: по одним оценкам, прицепная транспортная холодильная установка может выделять в атмосферу в 6 раз больше оксидов азота и в 29 раз больше твердых частиц, чем современный двигатель грузовика Euro VI, который ее использует (Dearman, 2015). Однако правила и стандарты, касающиеся транспортных холодильных установок, зачастую недостаточно разработаны или применяются недостаточно эффективно. В целом, данных о широком спектре воздействия деятельности холодильных цепей на окружающую среду по-прежнему недостаточно. Учитывая ожидаемый рост количества холодильных цепей для пищевых продуктов во всем мире, обычный подход к будущему развитию усугубит изменение климата и другие проблемы устойчивого развития с потенциально долгосрочными последствиями.
Это создает серьезную угрозу для достижения мировых целей в области изменения климата и устойчивого развития. В развитых странах, где выбросы от оборудования холодильной цепи уже являются значительными, устойчивое развитие холодильной цепи с минимальным воздействием на окружающую среду имеет важное значение для снижения выбросов. Между тем, в развивающихся странах, которые уже сталкиваются с нехваткой энергии, важно избегать значительного увеличения выбросов углекислого газа за счет использования экологически чистой энергии, чтобы избежать дополнительной нагрузки на и без того перегруженные энергетические системы и оптимизировать дополнительные инвестиции в энергетическую инфраструктуру.