Водопроводный кран в пустыне, абстракция
Вода покрывает около 71% поверхности Земли, а ее общий объем на планете составляет приблизительно 1,386 млрд км3, но только около 2,5% из них — пресная вода. Из этой доли почти 69% сосредоточено в ледниках и ледяных шапках. Еще порядка 30% составляют подземные воды, в то время как на наиболее доступные поверхностные воды в озерах, реках и болотах приходится лишь около 1% пресной воды.
- Более 2 млрд человек на Земле испытывают сильный дефицит воды. Около 4 млрд — почти половина населения планеты — страдают от острой ее нехватки как минимум один месяц в году.
- Высокий уровень водного стресса отмечается в половине из 100 крупнейших городов мира. 38 из них, включая Пекин, Нью-Йорк и Дели, находятся в регионах с чрезвычайно высоким уровнем стресса.
- Рост спроса на воду для промышленных и бытовых нужд приведет к увеличению глобального потребления на 20–33% к 2050 году по сравнению с уровнем 2010 года.
- Появляются новые технологии генерации воды, но немногие из них достаточно эффективны.
- Стремление контролировать водные ресурсы все чаще становится причиной геополитических конфликтов.
Мировой баланс водных ресурсов
Вода покрывает около 71% поверхности Земли, а ее общий объем на планете составляет приблизительно 1,386 млрд км3, но только около 2,5% из них — пресная вода. Из этой доли почти 69% сосредоточено в ледниках и ледяных шапках. Еще порядка 30% составляют подземные воды, в то время как на наиболее доступные поверхностные воды в озерах, реках и болотах приходится лишь около 1% пресной воды.
Самые большие запасы пресной воды за пределами Арктики и Антарктики находятся на так называемом «третьем полюсе» — обширном регионе в Азии, который охватывает Тибетское нагорье и окружающие его горные хребты, включая Гималаи, Гиндукуш, Каракорум, Памир и Тянь-Шань. Примерно 16–25% населения мира зависит от талой воды из этого региона.
Крупнейшим резервуаром пресной воды в Северном полушарии является Гренландский ледяной щит площадью около 1,7 млн км2. Множество более мелких ледников находится на архипелаге Шпицберген (Норвегия), Канадском арктическом архипелаге, а также на российских архипелагах Новая Земля и Земля Франца-Иосифа.
Распределение воды на Земле
По данным ООН, около 75% населения мира проживает в странах, страдающих от дефицита или даже критической нехватки воды. Наиболее уязвимым является регион Ближнего Востока и Северной Африки с его засушливым климатом и недостатком водных путей. Саудовская Аравия, ОАЭ, Бахрейн, Кувейт, Катар и Оман не имеют рек с постоянным стоком, в то время как быстрый рост городов и высокая плотность населения увеличивают спрос на воду.
Для удовлетворения своих потребностей эти страны используют подземные воды и технологии опреснения.
Страны с крупнейшими возобновляемыми внутренними ресурсами пресной воды
Вдоль побережья Персидского залива работает более 400 опреснительных установок, за счет которых производится примерно 40% мирового объема опресненной воды. В частности, в Катаре опреснение обеспечивает 99% питьевой воды, в Бахрейне — более 90%.
Опреснительные установки в районе Персидского залива
Другие регионы мира, особенно уязвимые к водному стрессу, включают Южную Азию, страны Африки к югу от Сахары и Юго-Запад США, где регулярно случаются длительные засухи, а старение инфраструктуры и быстрый рост населения создают огромную нагрузку на системы водоснабжения. Хотя Африка часто упоминается в контексте дефицита воды, в ряде стран континента отмечаются умеренные или низкие показатели водного стресса из-за таких факторов, как низкий уровень экономического развития и наличие крупных речных систем.
Страны мира, испытывающие наибольший водный стресс
Структура спроса и потребления пресной воды
Глобальное потребление воды оставалось относительно стабильным в период 2010–2021 годов и составляло около 4000 км3 в год, что соответствует примерно 10% мировых возобновляемых ресурсов. По данным ФАО, по состоянию на 2022 год 72% общемирового забора воды приходилось на сельское хозяйство, 15% — на промышленность, еще 13% — на муниципальный/бытовой сектор. Подземные воды обеспечивают примерно половину воды, забираемой для бытовых нужд, и около 25% пресной воды, используемой для орошения.
Доля различных секторов экономики в общем объеме забора пресной воды по регионам, 2022 год
На уровне отдельных государств структура потребления в значительной степени определяется их социально-экономическим развитием. Например, в 2020 году в странах с низким и ниже среднего уровнем доходов на сельское хозяйство приходилось около 90% и 88% потребления воды соответственно, тогда как в странах с высокими и выше среднего доходами этот показатель снизился до 66% и 44%. Разница обусловлена большей диверсификацией экономики в государствах с более высокими доходами. В отличие от преимущественно аграрных экономик, у них больше доля обрабатывающей промышленности и сферы услуг, которые, как правило, менее водоемки.
Важной тенденцией является повышение спроса на воду для бытового/муниципального водоснабжения и санитарного обслуживания, особенно в быстро растущих городских поселениях стран с доходами ниже среднего и выше среднего уровня. Увеличение численности населения также косвенно влияет на потребление воды через растущий спрос на водоемкую продукцию, включая продовольствие. Спрос на воду со стороны промышленности, напротив, снижался в течение последних двух десятилетий, особенно в странах с высоким и средним уровнем дохода, что может свидетельствовать о повышении эффективности водопользования.
Макроэкономические последствия нехватки воды
Поскольку сельское хозяйство в значительной степени зависит от ирригации, дефицит воды оказывает прямое воздействие на этот сектор, сокращая площадь пахотных земель и урожайность сельскохозяйственных культур, что создает риски для продовольственной безопасности. По данным World Resources Institute, четверть мировых сельскохозяйственных культур выращивается в районах, где водоснабжение крайне нестабильно, крайне ненадежно или и то, и другое. Особенно уязвимы рис, пшеница и кукуруза, которые обеспечивают более половины потребляемых в мире калорий. 33% этих трех основных культур выращиваются с использованием водных ресурсов, характеризующихся высоким уровнем стресса или нестабильности.
Нехватка воды в ключевых странах-производителях усиливает продовольственную инфляцию. Так, скачки цен на продовольствие в 2008–2010 и 2020–2022 годах были частично обусловлены шоками предложения, возникшими в соответствующие периоды из-за сокращения доступности воды сначала в Австралии, Восточной Африке, России и Украине, а затем в США, Бразилии, Аргентине, Восточной Африке и Китае.
Сельскохозяйственные культуры, подверженные недостатку и/или межгодовой нестабильности водных ресурсов
Индустрия моды, электроника и энергетика входят в число наиболее водоемких секторов после сельского хозяйства. Без достаточного водоснабжения они с трудом поддерживают уровень производительности, что приводит к снижению доходов, потере рабочих мест и замедлению экономического роста.
Водоемкость производства энергии
Гидроэнергетика полностью зависит от наличия воды, но производство других видов энергии также требует значительных водных ресурсов. Например, тепловые электростанции, включая атомные, угольные и газовые, используют огромные объемы воды для охлаждения. Добыча и переработка ископаемых видов топлива, таких как нефть и газ, также часто требуют значительных затрат воды. Не являются исключением и возобновляемые источники энергии. Производство биотоплива зависит от орошения, и даже в солнечной энергетике вода требуется для очистки панелей. Снижение доступности энергоносителей в результате нехватки воды также может служить проинфляционным фактором и оказывать давление на темпы роста ВВП.
Международное энергетическое агентство (МЭА) прогнозирует, что потребление воды в индустрии дата-центров, где требуется жидкостное охлаждение, вырастет с примерно 560 млн м3 в 2023 году до 1,2 млрд м3 к 2030 году. Это количество воды эквивалентно годовому потреблению города с населением около 7,5 млн человек. В то время как компании активно строят центры обработки данных для удовлетворения растущего спроса на ИИ, доступ к воде становится все более важным фактором их производительности. По оценкам S&P Global, в текущем десятилетии 43% дата-центров по всему миру будут работать в районах с высоким уровнем водного стресса, причем страны Ближнего Востока, Бельгия, Греция, Испания, Чили, Перу и Мексика столкнутся с наибольшим дефицитом.
Подверженность водному стрессу в 12 станах с наибольшей установленной мощностью дата-центров
Проблема нехватки воды актуальна для всех товаров и услуг — от текстиля и компьютерных чипов до энергоносителей и строительных материалов, таких как сталь и бетон. При этом в некоторых отраслях, например, в гидроэнергетике, вода после использования остается пригодной для дальнейшего применения. Однако в сталелитейном деле, при разработке углеводородов и т. д. вода после использования либо требует тщательной фильтрации и очистки, либо вовсе становится непригодной, что требует большего расхода дефицитных ресурсов.
Кроме того, нехватка воды влияет на мировую торговлю, нарушая цепочки поставок, увеличивая сроки и стоимость доставки продукции. Крупные реки и каналы играют важную роль в транспортировке грузов, включая сельскохозяйственные товары, а также уголь, нефть и другие полезные ископаемые. Например, по реке Миссисипи в Соединенных Штатах ежегодно доставляются сотни миллионов тонн зерна, сои и других сырьевых товаров со Среднего Запада на международные рынки. В Европе реки Рейн и Дунай соединяют страны, не имеющие выхода к морю, с морскими портами, поддерживая как региональную, так и международную торговлю. Уменьшение количества осадков приводит к снижению уровня воды, создавая препятствия для судоходства.
В 2018 году низкий уровень воды в Рейне, по которому ежегодно перевозится более 300 млн тонн грузов, привел к сокращению объема перевозок на 27%. Из-за этого компании в Германии столкнулись с нехваткой сырья, что вынудило некоторые из них остановить операции.
В 2021 году сильная засуха на Тайване повлияла на производство полупроводников, которое является чрезвычайно водоемким. Сбои распространились по глобальным цепочкам поставок, вызвав серьезные задержки в технологическом и автомобильном секторах.
В 2022–2023 годах нехватка воды в Южной Африке негативно сказалась на поставках ячменя и хмеля, затронув мировую индустрию напитков.
В 2023 году в результате продолжительной засухи пересохло озеро Гатун, питающее Панамский канал. Из-за исторически низкого уровня воды Администрации Панамского канала пришлось ввести ограничения на количество пересекающих его судов, их максимальный вес и осадку. Это привело к задержкам поставок и увеличению транспортных расходов.
В 2024 году засуха в бассейне Амазонки нарушила движение речного транспорта и поставки продовольствия из-за неурожая и сокращения производства молочной продукции.
Наиболее выраженные риски дефицита воды наблюдаются в регионах с наименьшими ресурсами: Ближний Восток и Северная Африка, Южная Азия, а также в государствах с низким и ниже среднего уровнем дохода. В странах с низкими доходами, где сельское хозяйство является доминирующим источником занятости, от водных ресурсов зависит порядка 80% рабочих мест по сравнению с 50% в странах с высоким уровнем дохода, где рынок труда более диверсифицирован.
Зависимость рабочей силы от водных ресурсов в странах с разным уровнем доходов
По оценкам Глобальной комиссии по экономике водных ресурсов, из-за проблем с водой к 2050 году ВВП государств с высоким уровнем дохода может сократиться в среднем на 8%, в то время как страны с низким уровнем дохода могут столкнуться с еще более резким снижением — на 10–15%.
Для стран с наибольшими возобновляемыми ресурсами, такими как Бразилия, Россия и Канада, растущая нехватка пресной воды откроет дополнительные возможности для экспорта. Кроме того, тенденция к перемещению производства в районы с большим доступом к воде в перспективе приведет к перестройке глобальных цепочек создания стоимости.
Нехватка воды не только ограничивает возможности сельского хозяйства и промышленности, но и может сделать место непригодным для жизни, поэтому водные ресурсы все чаще будут играть центральную роль в экологической миграции и социальной напряженности. Города, плохо подготовленные к внезапному увеличению населения, рискуют столкнуться с перегруженной инфраструктурой и ростом уровня бедности.
Технологические возможности генерации воды
Ключевые подходы включают рециркуляцию и повторное использование воды, опреснение, извлечение геотермальной воды и влаги из атмосферы, инновационные методы сбора за счет тумана и росы.
Повторное использование воды уже практикуется в ряде регионов мира. В Южной Европе и Северной Америке большая часть повторно используемой воды применяется для орошения, например, для полива полей для гольфа. Повторное использование воды в промышленности более распространено в Азии и Северной Европе, а в городском хозяйстве оно внедряется в некоторых частях Азии (Южная Корея, Сингапур) для целей, не требующих высокого качества воды.
Страны, испытывающие нехватку воды, все больше полагаются на технологии опреснения морской воды. В мире функционирует около 21 тыс. опреснительных установок, производящих примерно 110 млн м3 воды в день. Крупнейшие из них находятся в Саудовской Аравии, ОАЭ и Израиле, кроме того, наблюдается рост мощностей в США, Индии и Китае.
Существует большое количество технологических методов опреснения воды. Наиболее широкое промышленное применение имеют следующие технологии:
- обратный осмос (Reverse Osmosis, RO) — солевой раствор под давлением прокачивается через полупроницаемую мембрану с микроскопическими порами. Они пропускают воду, задерживая ионы соли и примесей;
- многоступенчатая дистилляция (Multiple Effect Distillation, MED) — вода кипятится в нескольких емкостях при понижающемся давлении для образования пара, который затем конденсируется в пресную воду;
- дистилляция мгновенного вскипания (Multi Stage Flash, MSF) — нагретая жидкость подается в испарительную камеру, где поддерживается низкое давление или вакуум, и там мгновенно вскипает. Образовавшийся пар охлаждается конденсатором в верхней части камеры, и получается дистиллированная вода.
Процесс опреснения морской воды
Однако эта технология имеет негативные последствия для экологии. Отходы опреснительных установок (рассолы) сливаются обратно в моря, что повышает содержание соли в них и приводит к необратимым изменениям морской экосистемы. Кроме того, процесс опреснения крайне энергоемок.
Страны с обилием солнечного света и ограниченными запасами пресной воды делают ставку на опреснение с использованием солнечной энергии. Активнее всего в исследования в этой сфере инвестируют: на Ближнем Востоке — Саудовская Аравия, ОАЭ и Кувейт, в Европе — Испания, Италия и Греция, в Азии — Китай, Индия и Сингапур. Австралия и различные островные государства также уделяют этой технологии приоритетное внимание из-за острой потребности в воде.
Расход энергии в случае с солнечным опреснением ниже, что позволяет сократить выбросы углекислого газа. Однако эффективность таких систем остается относительно низкой и сильно зависит от погодных условий.
К примеру, стартап Manhat из ОАЭ разработал устройство с нулевым углеродным следом, которое плавает на поверхности океана и собирает пресную воду, испаряющуюся под воздействием солнечных лучей. Компания планирует использовать эту технологию для орошения плавучих ферм. Прототип производит 1,5 литра пресной воды в день, а долгосрочная цель Manhat — достичь показателя не менее 20 литров, в то время как, по оценкам Всемирной организации здравоохранения, среднестатистическому человеку требуется от 50 до 100 литров в день.
Извлечение воды из атмосферы рассматривается как одна из перспективных стратегий для стран, не имеющих выхода к морю и находящихся в засушливых районах.
Исследователи из Техасского университета (США) провели эксперименты со специально разработанным гидрогелем: наличие гигроскопической соли увеличивает поглощение гелем влаги из атмосферы. За 24 часа удалось извлечь почти 6 литров пресной воды на килограмм материала из воздуха с относительной влажностью 30%.
Устройство WaterSeer, разработанное специалистами Калифорнийского университета в Беркли в сотрудничестве с гуманитарной организацией Peace Corps Association, извлекает влагу из воздуха с помощью ветряной турбины. Оно забирает воздух над поверхностью земли и доставляет его в подземную охлаждающую камеру. За счет разницы температур воздух охлаждается и дает конденсат, после очистки которого получается дистиллированная вода. Однако научные оценки таких технологий по-прежнему немногочисленны. Эффективность почвенного охлаждения ограничивается тем фактом, что температура под землей (на глубине около 2 метров) остается близкой к средней температуре воздуха, а это значит, что условия для конденсации не всегда благоприятны.
Ещё один похожий пример — это разработанная в Австралии система орошения, которая содержит небольшую турбину на входе в установку. Она вращается под действием воздушного потока и подает воздух через вертикальный канал в медную конденсаторную трубу, расположенную под землей, где температура воздуха ниже, за счет чего влага конденсируется. Но ограниченное извлечение влаги из воздуха делает это устройство менее эффективным, а обслуживание системы обходится довольно дорого.
Способ получения воды из атмосферной влаги также представили специалисты из Китая. Разработанные на основе исследований Шанхайского университета Цзяотун решения включают автономную станцию, работающую на солнечной энергии и способную функционировать без какой-либо инфраструктуры. Устройство, по размерам сопоставимое с небольшой автобусной остановкой, может работать при температуре от 15°C до 40°C и влажности воздуха от 35% до 99%, производя до 50 литров питьевой воды в день. Кроме того, была разработана крупномасштабная платформа с суточной производительностью до 1,6 тыс. литров, которая может обеспечить стабильное водоснабжение островных отелей, небольших населенных пунктов или использоваться в условиях чрезвычайных ситуаций и стихийных бедствий. Исследователи утверждают, что новые разработки позволят Китаю стать лидером в области добычи воды из атмосферы. По прогнозам китайской консалтинговой компании QYResearch, объем мирового рынка систем извлечения воды из атмосферы достигнет $420 млн к 2031 году, а совокупный среднегодовой темп роста в ближайшие годы составит 4,8%.
В перспективе государства, обладающие технологиями генерации пресной воды (США, Китай, Япония, Южная Корея, Германия и т. д.) смогут использовать их как инструмент экспансии на рынках, испытывающих нехватку водных ресурсов.
Геополитика воды
Вода все больше становится как поводом для кооперации государств, так и фактором эскалации напряженности, особенно в отношении трансграничных рек и озер. Прежде национальным правительствам в основном удавалось совместно управлять водными ресурсами. С 1948 года было подписано около трехсот международных соглашений в этой сфере, многие из которых касаются распределения, рационального использования и защиты качества воды. Соглашения о совместном использовании водных ресурсов сохранялись даже несмотря на трансграничные конфликты, как, например, в случае с рекой Иордан на Ближнем Востоке. В современных условиях, когда запасы становятся все более ограниченными, расширение или сохранение доступа к воде также ложится в основу соглашений о сотрудничестве. К примеру, Китай и Европейский союз сотрудничают в разработке стратегий повышения устойчивости водных ресурсов. Африканский союз, объединяющий 55 государств континента, объявил, что его саммит в 2026 году будет посвящен устойчивому управлению водными ресурсами.
Однако в последние годы в мире также увеличилось число связанных с водой конфликтов — как внутри государств, так и между ними. По данным аналитического центра Pacific Institute, в 2024 году было зафиксировано рекордное количество таких конфликтов — 420.
Наиболее велики риски эскалации из-за воды в следующих районах:
- Тигр и Евфрат (Турция, Сирия, Ирак, Иран): противоречия между странами обострились из-за строительства Турцией плотин на Евфрате в рамках «Проекта Юго-Восточной Анатолии» (GAP), в результате которого сократился поток воды в Сирию и Ирак. Дополнительным источником напряженности послужило строительство Ираном дамб на реках, влияющих на сток Тигра и Евфрата.
- Нил (Египет, Эфиопия, Судан): Египет заявляет о своих правах на большую часть водных ресурсов Нила на основании нескольких международных договоров, первый из которых был заключен еще в колониальную эпоху. Другие государства утверждают, что они не связаны этими соглашениями, поскольку никогда не были их участниками. В последние годы спор обострился из-за строительства Великой Эфиопской Плотины Возрождения (ГЭС Хыдасе) — масштабного гидроэнергетического проекта на Голубом Ниле, недалеко от границы с Суданом. Голубой Нил выступает основным источником египетской воды (85% стока Нила идут из Эфиопии). Судан и Египет опасаются, что водохранилище плотины резко сократит их доступ к водным ресурсам.
- Иордан (Израиль, Палестина, Иордания, Ливан): большую часть речных ресурсов контролирует Израиль, что вызывает споры о разделе воды с другими странами.
- Инд (Индия, Пакистан): соперничество государств из-за речных ресурсов длится более полувека. При разделе Британской Индии в 1947 году речная система, состоящая из самого Инда и пяти его притоков, была поделена между Индией и Пакистаном, причем Индия получила контроль над плотинами выше по течению, регулирующими поток воды в Пакистан. В отличие от Индии, Пакистан почти полностью зависит от Инда, и южные районы, расположенные ниже по течению, особенно уязвимы. В 2025 году на фоне обострения напряженности в регионе Кашмир Индия приостановила действие договора о водах Инда 1960 года, заключенного с Пакистаном.
- Гренландия: притязания президента США Дональда Трампа на остров, принадлежащий Дании, служат источником напряженности в отношениях с Евросоюзом и ставят под угрозу устойчивость НАТО. В то время как американские штаты Калифорния и Невада столкнулись с водным кризисом, Гренландия, обладающая обширными запасами пресной воды, стала стратегически важной целью. Пока США не столкнулись с критическим дефицитом воды на федеральном уровне, однако Белый дом уже рассматривает геополитику как способ обеспечить ресурсную базу для будущих поколений.
- Внутренние конфликты в различных странах (Йемен, Сирия, Ирак) в борьбе за ограниченные водные ресурсы.
Связанные с водой конфликты
Вода служит не только потенциальной причиной или катализатором конфликтов, но и точкой уязвимости вовлеченных сторон. Противостояние стран Совета сотрудничества арабских государств Персидского залива и Ирана повысило риск ударов по водной инфраструктуре региона. Предыдущие конфликты на Ближнем Востоке, такие как война в Персидском заливе 1991 года и война в Йемене 2016 года, также затронули инфраструктуру опреснения и подачи воды, что привело к необходимости использования резервов, острой нехватке воды в отдельных районах и, в некоторых случаях, к угрозе здоровью населения из-за использования загрязненной воды. Хотя некоторые страны в регионе поддерживают стратегические запасы воды, их может хватить всего на несколько дней или недель. Атаки на несколько опреснительных установок в наиболее зависимых от них странах грозят вызвать национальный кризис. Повреждение опреснительных установок чревато не только экономическими и социальными, но и экологическими последствиями, поскольку нападения могут привести к выбросу химических веществ в окружающую среду.
Выводы
- Вода является стратегически важным макроэкономическим ресурсом, по значимости сопоставимым с нефтью и зерном.
- Предприятия во всех отраслях сталкиваются с последствиями нехватки воды, что повышает инфляцию и замедляет экономический рост. Эта тенденция усилится в ближайшие 25–50 лет.
- Плохое управление и неравный доступ к водным ресурсам будут все чаще провоцировать конфликты.
- Удары по водной инфраструктуре будут использоваться как инструмент в конфликтах ближайших лет во многих регионах.
- Самый вододефицитный регион Ближнего Востока и Северной Африки наиболее уязвим к рискам конфликтов, миграции и социальной нестабильности.
- В перспективе усилятся притязания разных стран на Арктику и Антарктику как места концентрации огромных водных ресурсов.
- Формируется новый тип «ресурсной дипломатии», где вода выступает фактором геополитического влияния и контроля.
- Доступ к воде может служить основой кооперации стран вплоть до образования «водных картелей» по аналогии с ОПЕК в нефтяной сфере.