18.3 بيانات النمذجة الافتراضية من أوروبا
في هاواي، قام بيكر (2010) بحساب سعر التعادل للخس المائي وإنتاج Tilapia بناء على عملية افتراضية. وتقدر الدراسة أن سعر الخس المتعادل هو\ 3.30 دولار/كغ والبلطي هو\ 11.01/كغ. وعلى الرغم من أن استنتاجه هو أن هذا التعادل يمكن أن يكون مجديا اقتصاديا لهاواي، فإن مثل هذه الأسعار المتساوية مرتفعة جدا بالنسبة لمعظم السياقات الأوروبية، وخاصة عند التسويق من خلال تجار التجزئة وقنوات التوزيع التقليدية. وفي الفلبين، خلصت بوسما (2016) إلى أن علم الأحياء المائية لا يمكن أن يكون مستداماً مالياً إلا إذا تمكن المنتجون من تأمين الأسواق المتخصصة الراقية للأسماك والأسواق الكبيرة للخضروات العضوية الطازجة.
وتتناقض الأحياء المائية في الجزر الاستوائية (جزر فيرجن وهاواي) والمناطق الدافئة الخالية من الصقيع (أستراليا) إلى حد كبير مع المواقع البعيدة عن خط الاستواء. و المزايا في الأماكن الدافئة هي انخفاض تكاليف التدفئة و توفر ضوء النهار حتى موسميا, مما يسمح لل نظم التي يحتمل أن تكون منخفضة التكلفة بالبقاء اقتصاديا. إن الموقع الخالي من الصقيع بالقرب من خط الاستواء مع اختلافات موسمية قليلة أو معدومة يجعل من أرخص وأسهل إعداد وتشغيل نظام على مدار السنة، مما يسمح بإعداد الأعمال العائلية شبه المهنية في تلك المناطق. وبالإضافة إلى ذلك، فإن قيمة الإنتاج المحلي في هذه المناطق أعلى حيث أن المحاصيل الخضراء الورقية يصعب تخزينها (مثل أستراليا/الحرارة) أو يصعب نقلها إلى الزبائن (الجزر) ولديها عموما هامش مساهمة أعلى بكثير مما هي عليه في مواقع مثل أوروبا وأمريكا الشمالية.
Aquaponics يمكن أن يكون لها العديد من المزايا في سياق حضري. ومع ذلك، لا تكون المزايا فعالة إلا إذا أُخذت ظروف الإطار الحضري المحددة في الاعتبار وإذا بُذلت جهود إضافية في مجال الاتصال. يتم تقديم الحدائق الزراعية شبه الحضرية من قبل Smetets (2010) كحل قابل للتطبيق تقنيا واقتصاديا للزراعة الحضرية، ويوفر إمكانات التآزر مع الصناعة القائمة من خلال الحرارة المتبقية والخدمات اللوجستية المناسبة فضلا عن تيارات المواد غير العضوية والعضوية البديلة، على سبيل المثال، Cosub2/sub، من إنتاج الأسمنت. تستخدم أكوابونيكش على السطح المساحات «الفارغة» في المناطق الحضرية (Orsini et al. 2017). و غالبا ما يفترض أن تكون أسطح المنازل خالية من التكلفة «لأنها موجودة». ومع ذلك، فإن كل مساحة في المدينة ذات قيمة عالية. سيسعى مالك المبنى دائمًا إلى الحصول على إيرادات مقابل المساحة التي يقدمونها، حتى استخدام أسطح المنازل الشاغرة. و تنطوي المزرعة على السطح على مخاطر اقتصادية عالية وقد يتعين إدخال تغييرات على المبنى (فتحات التهوية و الخدمات اللوجستية). كما أن أسطح المنازل مثيرة للاهتمام بالنسبة لإنتاج الطاقة الشمسية مع مخاطر أقل على المشغل (انظر أيضا [الفصل 12](/المجتمع/المقالات/الفصل 12-أكوابونيك-أنواع ومناهج بديلة)).
وفي حين أن علم الأحياء المائية كثيرا ما يوصف صراحة بأنه تكنولوجيا إنتاج مناسبة للبيئات الحضرية وحتى المناطق ذات التربة الملوثة، فإن تكلفة العقارات كثيرا ما يتم التقليل تماما من شأنها. على سبيل المثال، يمكن فحص أسعار العقارات الرسمية في ألمانيا عبر أداة BorisPlus عبر الإنترنت (2018)، مما يكشف عن وجود فجوة كبيرة بين أسعار الحد الداخلي للمدينة وأسعار الأراضي الزراعية. على سبيل المثال، العقارات شبه الحضرية داخل حدود المدينة في دورتموند، ألمانيا، هي في نطاق 280 €/msup2/sup—350 €/msup2/sup، في حين أن الأراضي الزراعية خارج حدود المدينة تقع في نطاق 2 €/msup2/sup—6 €/msup2/sup. وبالإضافة إلى ذلك، تمنح قوانين البناء الألمانية الامتياز للمزارعين لإقامة مبان زراعية خارج حدود المدينة. و هذا الوضع القانوني و المالي يجعل الأراضي الزراعية القريبة من المناطق الاقتصادية جذابة لل مزارع المائية الأكبر حجما, مما يؤدي إلى المفهوم المذكور أعلاه لل حدائق الزراعية. إن وضع المزارع المائية يثير تحديات مع إدراك العملاء. أظهر المواطنون الذين أجريت معهم مقابلات حول تفضيلهم لمفاهيم الزراعة الحضرية المختلفة لاستخدام الأراضي العامة في المدن تفضيلهم للاستخدام الذي يحافظ على المساحة المتاحة للمواطنين وكذلك انخفاض مستويات القبول للأغروباركز (Specht et al. 2016). وكشفت نتائج البحوث على قبول أكوابونيكش عن تباين أكبر من الاستخدامات المحتملة الأخرى، مما يشير إلى وجود تناقض بين المواطنين بسبب نقص المعلومات عن طريقة الإنتاج. و يلزم بذل جهود إضافية في مجال الاتصال لأن علم الأحياء المائية نظام إنتاج جديد معقد لل غاية و غير معروف لدى معظم الناس في المجتمع بما في ذلك سكان الحضر.
وتتضح من الفقرة أعلاه إمكانات ومخاطر الأحياء المائية في سياق حضري. و يتعين وضع استراتيجيات و خطط طوارئ متميزة في سياق حضري عند التخطيط لإنشاء مرفق لإنتاج الأحياء المائية.
و تركز معظم البيانات التي تجمع حاليا عن المزارعين التجاريين على مواقع خارج أوروبا. ومن الصعب إجراء تقييم اقتصادي سليم لمرافق الأحياء المائية في خطوط العرض والمناخ الأوروبية، لأنه من ناحية لا يوجد سوى عدد قليل جدا من المصانع التجارية في أوروبا، ومن ناحية أخرى، تختلف المعدات التقنية والنماذج التجارية ونماذج الحجم والأعمال التجارية اختلافا كبيرا في أجزاء أخرى من العالم، حيث أكوابونيكش هو أكثر انتشارا (بوسما وآخرون. 2017). وفي حين يقدم Goddek et al. (2015) وThorarinsdottir (2015) نظرة عامة جيدة للغاية على المصانع التجارية الأوروبية والتحديات التي تواجهها، إلا أنها لا تقدم سوى عدد قليل من المعايير الاقتصادية مثل أسعار المستهلك (المستهدفة)، وبيانات عن الدخل «المحتمل» الذي يمكن تحقيقه أو الأسعار المتساوية للإنتاج. وبما أن هذه البيانات لا تسري إلا في ظل الظروف المحددة للمرافق التي جرى التحقيق فيها، فلا يمكن نقل سوى بيانات محدودة إلى مواقع أخرى، حتى داخل أوروبا.
وفي حين أن هناك بعض التقييمات المحددة للإنتاجية (مثل مدينا وآخرون 2015، وبيتريا وآخرون 2016)، فإن التحليل الكامل لإمكانات السوق والتقييمات القائمة على أسس سليمة للفعالية من حيث التكلفة غير معروفين في الوقت الحاضر. وبالإضافة إلى ذلك، هناك دراسات أولية عن النماذج الديناميكية التقنية باستخدام ديناميات نظام المنهجية مثل Goddek et al. (2016) وكورنر وهولست (2017). و يوضح ذلك مدى أهمية توافر البيانات الشاملة من أجل إجراء تحليل سليم لل ربحية.
واحدة من عدد قليل جدا من حالات النمذجة الافتراضية التي تم إنشاؤها مع بيانات من داخل أوروبا هو نموذج مورغنستيرن وآخرون (2017). وقدموا بيانات تقنية من المصنع التجريبي لجامعة العلوم التطبيقية في جنوب وستفاليا، الذي يتألف من مزرعة أسماك تجارية ونظام بستنة قياسي. وفي هذه الحالة، تم وضع نماذج لحسابات الاستثمار والتكلفة الكاملة مع بيانات تقنية مفصلة شاملة للنظم في ثلاثة جداول مختلفة. وقد أجريت حسابات نموذجية للتكاليف التشغيلية لفترة بدء مدتها 6 سنوات وتكاليف الاستثمار، فضلا عن حساب مبسط لفرق الأداء في التكلفة بالنسبة لثلاث مزارع أكوابونية مختلفة الحجم تربي سمك السلور الأوروبي (Silurus glanis) وإنتاج الخس. وقد استمدت الأحجام المحسوبة من المصنع التجريبي الواقع في جامعة العلوم التطبيقية في جنوب وستفاليا ومن مقياس الاستزراع المائي لشريك المشروع. وكانت أحجام الاستزراع المائي على غرار 3 msup3/sup و 10 msup3/sup و 300 msup3/sup. وقد أجريت بعض الافتراضات العامة و التبسيط لل حسابات, مما يوضح الانتقادات الواردة أعلاه بشأن قيود النمذجة الافتراضية:
1 - وقد تم النظر في أقل من متوسط جودة الإنتاج وخسائر الإنتاج خلال السنوات الخمس الأولى. وتستند حسابات الربحية إلى عملية إنتاج ناضجة ومستقرة تبدأ من السنة السادسة.
2 - الإنتاج المستمر للزراعة المائية. تم حساب تيار المغذيات الكامل من مياه العملية ليتم استهلاكه من خلال إنتاج الاستزراع المائي للخس، بغض النظر عن الاختلافات الموسمية وبغض النظر عن توافر المغذيات من الاستزراع المائي.
3 - وقد تم حساب حجم السرير المائي أن يكون 60 msup2/sup، 200 msup2/sup و 5.500 msup2/sup.
4 - وقد تم تقريب الطلب على التدفئة من أجل الاستزراع المائي وتربية الأحياء المائية بمنهجية معدلة بشكل طفيف من KTBL (2009). موقع المزرعة على غرار دوسلدورف، ألمانيا.
5 - تم تقريب تكاليف الطاقة لكل كيلوواط ساعة للإنتاج مع نظام الحرارة والطاقة (CHP) مع 15 CT/kWh (الكهرباء) و 5,5 CT/kWh (الحرارة)، على التوالي. من أجل البساطة، لم يتم تصميم نظام حزب الشعب الجمهوري.
6 - وكان من المفترض التسويق المباشر للمنتجات. وقد تم حساب أسعار السوق المتفائلة إلى حد ما، ولكنها ليست مفرطة في التفاؤل، للمنتجات. ولم تدرج في الحساب أي تكاليف تسويقية ممتدة نظرا لأن المشروع لم يعالج الجهد التسويقي اللازم لبناء قاعدة زبائن و سوق مستقرة. و يفترض إهمال تكاليف التسويق أن أسعار السوق في التسويق المباشر لا تترتب عليها أية تكاليف, و بالتالي فإنها تشكل تبسيطا رئيسيا لل عملية الحسابية.
7 - ولم تدرج أي تكاليف تتعلق بالعقارات المطلوبة لل مزرعة في عمليات الشراء. و الأساس المنطقي لهذا التبسيط هو اختلاف تكاليف الحيز اختلافا كبيرا تبعا لل موقع و سياق المشروع.
8 - وقد حسبت تكلفة اليد العاملة على أساس الحد الأدنى للأجور، وهو أمر قوي فيما يتعلق بالمستويات العالية لرأس المال البشري اللازم لإدارة نظم الأحياء المائية المعقدة.
9 - يتم تعويض خسائر الوفيات بنسبة 5% في نظام الاستزراع المائي في بداية كل دورة إنتاج.
ويظهر تحليل لهيكل تكلفة نظام الاستزراع المائي ذي الحجم النموذجي للإنتاج أن اليد العاملة، وعلف الأسماك، والأحداث، والطاقة هي العوامل الرئيسية للتكلفة، مما يسهم بنحو ثلث التكاليف الرئيسية لكل منها. وفي هذه المرحلة، لا بد من التأكيد على أن تكاليف اليد العاملة تحسب على أساس الحد الأدنى للأجور وأن تكاليف المنطقة المحتلة من المزرعة لم تؤخذ في الاعتبار في الحسابات (الشكل 18-1).
توفر تكاليف الكهرباء والتدفئة إمكانية التحسين. المضخات لديها عمر بين 2 و 5 سنوات. يمكن استبدال المضخات غير الفعالة بمضخات أكثر كفاءة في دورة حياة الماكينة الطبيعية. ومن السهل حساب مكاسب الكفاءة من حيث التكلفة لهذه الأنواع من التحسينات، كما أن من السهل رصد مكاسب الكفاءة بعد التنفيذ. تدابير مماثلة للحد من تكاليف التدفئة من السهل نسبيا لحساب. على سبيل المثال، يمكن حساب تكاليف وآثار لوحات العزل الإضافية، وأيضا هنا يمكن رصد المكاسب بسهولة.
وتظهر تكاليف اليد العاملة كمحرك التكلفة الرئيسي الذي يظهر إمكانات كبيرة للتحسين مع الارتقاء. وتتيح النظم الأكبر نطاقاً استخدام الأجهزة الموفرة للعمالة، على سبيل المثال، طلاب الصف الآلي أو آلات تعبئة المغذية الآلية. يجب حساب ربحية هذه الأنواع من التحسينات على أساس كل مشروع.
الشكل 18.1 هيكل تكلفة جانب الاستزراع المائي في نظام الأحياء المائية، نموذج افتراضي من البيانات الفنية من المصنع التجريبي لجامعة العلوم التطبيقية في جنوب وستفاليا. (استنادا إلى مورغنستيرن وآخرون. 2017)
و بالمثل, أجري تحليل لل تكاليف بالنسبة لل جزء المتعلق بالزراعة المائية من النظم النموذجية. وتتمثل العوامل الرئيسية وراء التكاليف في العمالة والشتلات وتكاليف الطاقة للإضاءة والتدفئة. ومن شأن النضج التشغيلي الأعلى للإنتاج، عندما يتقن منحنى التعلم الأولي لبدء التشغيل، أن يفسح المجال لإنتاج الشتلات في المنزل. يمكن أن يوفر تكامل خطوة الإنتاج هذه إمكانية تحسين التكلفة. وفيما يتعلق بإمكانات خفض التكاليف للمحركات الأخرى للتكاليف والطاقة والعمالة، ينطبق الوضع الموصوف أعلاه على الجزء المتعلق بالزراعة المائية أيضاً (الشكل 18-2).
وقد أجري تحليل لفرق أداء التكاليف بالنسبة لأحجام النظم الثلاثة, مما يبين أن النظام الصغير و النظام الصغير غير قابل لل بقاء اقتصاديا. ولا توجد إمكانية للاستغلال في الأتمتة والترشيد بسبب صغر حجم الاستزراع المائي وصغر حجم الاستزراع المائي مما يؤدي إلى ارتفاع تكاليف اليد العاملة بشكل غير معقول. و يفرض الحد الأدنى لل تكلفة الإضافية و رسوم النقل لعلف الأسماك و الآثار المماثلة لفئات التكاليف الأخرى عبئا ماليا إضافيا على هذين النظامين.
ولنظام حجم الإنتاج فارق إيجابي في أداء التكلفة عندما لا تؤخذ في الاعتبار التكاليف العقارية أو عقود الأراضي المطلوبة (الجدول 18-1).
Fig. 18.2 الشكل 18.2 هيكل التكلفة لجانب الزراعة المائية من نظام الأحياء المائية, نموذج افتراضي مستمد من البيانات التقنية المستمدة من المصنع التجريبي لجامعة العلوم التطبيقية في الجنوب (ويستفاليا) (استنادا إلى مورغنستيرن وآخرون. 2017)
** الجدول 18-1** تحليل أداء التكاليف لحساب النموذج
الجدول ثياد tr class = «رأس» ثالتكلفة فرق الأداء/ال ال الوحدة /ث ال مايكرو /ث ال صغير /ث ال الإنتاج /ث /tr /thead tbody tr class = «غريب» قيمة هامش مساهمة TD/td TD €/a /td TD -4173 /td TD -2566 /td TD 114.862 /td /tr tr class = «حتى» الهامش المائي للمساهمة TD/TD TD €/a /td TD 691 /td TD 13.827 /td TD 541.087 /td /tr tr class = «غريب» هوامش مساهمة/TDSUM TD/td TD -3.483 /td TD 11.260 /td TD 655.948 /td /tr tr class = «حتى» TDتكلفة العمل/td TD €/a /td TD 3.705 /td TD 8.198 /td TD 45.000 /td /tr tr class = «غريب» تكاليف العمالة الهيدرولوجية/tdd TD €/a /td TD 3.148 /td TD 8.395 /td TD 179.443 /td /tr tr class = «حتى» TDSUM تكاليف العمل/td TD €/a /td TD 6.853 /td TD 16.593 /td TD 224.443 /td /tr tr class = «غريب» تكاليف العقارات TDreal المأجورة/TD TD/td TD ن. أ /td TD ن. أ /td TD ن. أ /td /tr tr class = «حتى» TDdfact/TD TD €/a /td TD 7.573 /td TD 15.229 /td TD 185.269 /td /tr tr class = «غريب» سعر الفائدة TD2% /td TD €/a /td TD 1.515 /td TD 3.046 /td TD 37.054 /td /tr tr class = «حتى» فرق أداء TDCospe/TD TD €/a /td TD -19.424 /td TD -23.607 /td TD 209.183 /td /tr /tbody /الجدول
المصدر: مورغنستيرن وآخرون (2017)
** الجدول 18-2** إمكانية إيجاد فرص عمل
الجدول ثياد tr class = «رأس» ث/ث ال الوحدة /ث ال مايكرو /ث ال صغير /ث ال الإنتاج /ث /tr /thead tbody tr class = «غريب» TDSUM تكلفة العمل/td TD €/a /td TD 6.853 /td TD 16.593 /td TD 224.443 /td /tr tr class = «حتى» TDSUM وقت العمل/TD TD أيام/أ /td TD 46 /td TD 111 /td td1.496/td /tr tr class = «غريب» TDعدد الوظائف/TD TD/td TD 0,21 /td TD 0,5 /td TD 6,8 /td /tr /tbody /الجدول
المصدر: مورغنستيرن وآخرون (2017)
وبالإضافة إلى ذلك، يسلط التحليل الضوء على إمكانات إيجاد فرص عمل للنظم المعنية. وقد أُجري الحساب النموذجي بافتراض أن جميع المهام العامة المطلوبة للمؤسسة يعالجها موظفون عاديون، وهو افتراض متفائل إلى حد ما فيما يتعلق باستخدام الحد الأدنى للأجور في الحساب.
وهناك افتراضات أخرى تتعلق بالفصل بين الوظائف: يعمل الموظفون في كل من أجزاء النظام، الاستزراع المائي وأجزاء الاستزراع المائي، وفقا للعمل الذي يحتاجه النظام المعني. و هذا يتطلب مجموعة مهارات عالية تضع علامة استفهام أخرى و راء حساب الحد الأدنى لل أجور.
و حتى في نظام الإنتاج الأكبر حجما, فإن عدد الوظائف التي تم إنشاؤها محدود. ويتطابق العدد المحسوب للوظائف مع الخبرة المكتسبة من شركات البستنة العاملة في مجال الزراعة المائية، التي تستخدم عادة ما يتراوح بين خمسة وعشرة عمال لكل هكتار من الدفيئة (الجدول 18-2).
فالبيانات المتعلقة بالاستثمارات الأولية في الأحياء المائية يصعب جدا من ناحية, ومن ناحية أخرى يصعب مقارنتها. وتبين بعض البيانات الأولية التي جُمعت من مصادر أخرى بشأن الاستثمار الأولي اللازم لإنشاء مزرعة للأحياء المائية (انظر الجدول 18-3) أدناه اختلافات كبيرة بين الاستثمارات الأولية في النظم، سواء كانت حقيقية أو في النمذجة الافتراضية. وبما أن النظم تختلف في الكمية القصوى من العوامل، فمن الصعب للغاية استخلاص أي استنتاجات بشأن الاستثمارات الأولية اللازمة. ومع ذلك، يبدو أن الاستثمار الأولي في علم الأحياء المائية مرتفع نسبياً، وهو ما يعكس المرحلة الأولى من هذه الصناعة. نحن نقدر أن الاستثمار الأولي في نظام أكوابونيكش التجاري في أوروبا يبدأ
الجدول ١٨-٣ التكاليف اﻻستثمارية المقدرة في مجال اﻷحواض المائية، مصادر مختلفة
الجدول ثياد tr class = «رأس» مصدر/th ال إجمالي الاستثمار [تقريبا لكل مليون دولار مميز/سوب من منطقة النمو] /ث ال الموقع /ث ال حجم ونوع الاستزراع المائي /ث ال الحجم والنوع المائي /ث /tr /thead tbody tr class = «غريب» TDBailey وآخرون. (1997) /td TD $22,642 [$ 226/msup2/سوب] /td TD جزر فيرجن, الولايات المتحدة /td TD 4 دبابات البلطي لا تدفئة /td TD 100 مسوب/سوب خس دي دبليو سي لا دفيئة /td /tr tr class = «حتى» تدادلر وآخرون (2000) /td TD $244,720 [$240/ MSU2/سوب] /td TD شيبردستاون, WV, الولايات المتحدة الأمريكية /td TD 19,000 لتر 239 msup2/سوب قوس قزح السلمون المرقط لا تدفئة (80 122 دولارا) /td TD cca. 120 msup2/sup خس NFT (150 17,150 دولارا) البولي ايثيلين الدفيئة مع التدفئة والأضواء (770 78 دولارا) /td /tr tr class = «غريب» TDTokunaga وآخرون (2015) /TD TD $078 217 [$ 190/ msup2/sup] /td TD هاواي, الولايات المتحدة الأمريكية /td TD 75.71 مسوب/سوب البلطي /td TD 1142 مسوب/سوب خس دي دبليو سي /td /tr tr class = «حتى» TDMorgenStern وآخرون (2017) /TD TD €151.468 [€ 1067/ msup2/sup] /td TD موقع الطراز: دوسلدورف /td TD 3 msup3/sup الأوروبي سمك السلور /td TD 59 msup2/سوب تنمو منطقة السرير 83 msup2/سوب المسببة للاحتباس الحراري الخس DWC /td /tr tr class = «غريب» TDMorgenStern وآخرون (2017) /TD TD €304.570 [€ 650/msup2/سوب] /td TD موقع الطراز: دوسلدورف /td TD 10 msup3/sup الأوروبي سمك السلور /td TD 195 msup2/سوب تنمو منطقة السرير 274 msup2/سوب المسببة للاحتباس الحراري الخس DWC /td /tr tr class = «حتى» TDMorgenStern وآخرون (2017) /TD TD €3.705.371 [€ 302/msup2/سوب] /td TD موقع الطراز: دوسلدورف /td TD 300 msup3/سوب الأوروبي سمك السلور /td TD 5.568 msup2/سوب تنمو منطقة السرير 6.682 msup2/سوب المسببة للاحتباس الحراري الخس DWC /td /tr /tbody /الجدول
مع ما لا يقل عن 250 يورو /msup2/sup من منطقة النمو ولكن يمكن أن تتطلب بسهولة استثمارًا أعلى بكثير، اعتمادًا على الظروف الخارجية، وحجم النظام وتعقيده وطول موسم النمو الذي يطمح إليه (الجدول 18.3).
و يعتبر الوضع التجريبي و الرائد لعلم الأحياء المائية التجاري أحد الأسباب التي تجعل تمويل المشاريع التجارية الأكبر حجما يشكل تحديا. وقد تم تمويل معظم النظم المائية من خلال المنح البحثية أو من خلال عشاق أكوابونيكس. وقد كشف التواصل الشخصي مع البنوك الألمانية القوية تقليديا في تمويل الاستثمارات الزراعية، وبالتالي فهي على دراية بتعقيدات إنتاج المحاصيل وتربية الحيوانات، أنها لن تمول مشروع الأحياء المائية بسبب عدم وجود نموذج أعمال مثبت وراسخ (مورغنستيرن وآخرون 2017).