Determinants of Industrial Water Demand in Iran and Challenges Ahead

فصلنامه آب و توسعه پایدار

Article 5, Volume 9, Issue 2 - Serial Number 24, September 2022, Pages 33-46   

Document Type: Applied Article

DOI: 10.22067/jwsd.v9i2.2203.1129

Authors

Ameneh Zare¹; Mehdi Hajamini^{* 2}; Mohammad Ali Feizpour³

¹M.A. in Economics,, Department of Economics, Yazd University, Iran

²Assistant Professor Department of Economics, Yazd University, Iran

³Associate Professor, Department of Economics, Yazd University, Iran

Abstract

As countries seek higher per capita incomes and economic development, hence water consumption in the agricultural, industrial and domestic sectors is increasing. Due to the water crises, it is important to study the factors that increase water demand. In this regard, the present paper employs the Logarithmic Mean Divisia Index (LMDI) method to analyze the factors affecting changes in the water demand of Iran’s industries. According to this method, changes in water demand (at a two-digit ISIC level) are divided into three factors economic growth, technical coefficient (inverse productivity), and structure of the industry. In the following, demand decomposition with the variable base year (1997-2001, 2001-2007, 2007-2011, 2011-2017) showed that  industrial production has the largest share in increasing water demand and its share has increased from 43% to 80%. On the other hand, the share of water productivity has decreased from 45% to 7%, and the effect is reversed. Changing the structure of the industry also has a somewhat constant share of around 10%. In general, it can be concluded that the increase in industrial production has been the main driving force of the water demand in the industrial sector in Iran. While improving productivity and increasing the share of lower water-intensive industries have not been able to neutralize it, and even their impact has diminished in recent decades. Therefore, a self-sufficient strategy has not been sustainable in terms of water. The current path will lead to an escalation of the water crisis and even a choice between the survival of the industry or the reduction of water stress.

Keywords

Water Crisis; Water Demand; Industry; Logarithmic Mean Divisia Index Method

References

ابونوری، ع. ع. و مهرعلی، ا. ۱۳۹۱. تحلیل اثرات یارانه بر تقاضای آب خانگی شهر تهران. فصلنامه پژوهشنامه اقتصادی (رویکرد اسلامی- ایرانی)، ۱۲(۴۵): ۱-۲۶.
اسلامی، ا.، مهرابی، ع.، زهتابیان، غ. و قربانی، م. ۱۳۹۲. برآورد تابع تقاضای آب کشاورزی باغات انار روستای چرخاب یزد. مرتع و آبخیرداری، ۶۶(۱): ۱۷-۲۶.
بدیع‌برزین، ح.، هاشمی‌تبار، م. و حسینی، م. ۱۳۹۸. اثر روش‌های قیمت‏گذاری و سهمیه‌بندی آب آبیاری بر الگوی کشت و تقاضای آب در دشت سیستان. نشریه پژوهش آب در کشاورزی، ۳۳(۳): ۴۷۸-۴۶۳.
تهامی‌پور زرندی، م. و قربانی، م. ۱۳۹۸. اندازه‌گیری و تحلیل تقاضای آب ویژه محصولات کشاورزی و جایگاه ایران در تجارت با سایر کشورها. فصلنامه اقتصاد و الگوسازی، ۱۲(۲): ۱۵۵-۱۸۳.
تهامی‌پور، م. 1396. ارزش اقتصادی، رویکردی برای مدیریت تقاضای آب در مصارف صنعتی مطالعه موردی: صنایع تولید مواد شیمیایی. مجله آب و فاضلاب، ۲۸(۱): ۷۴-۷۳.
سلامی، ح. و شهبازی، ح. ۱۳۸۹. اندازه‌گیری و تجزیه رشد بهره‌وری تولید گندم آبی کشور: مقایسه روش‌های روند زمانی، شاخص عمومی و شاخص دیویژیا. تحقیقات اقتصاد و توسعه کشاورزی ایران، ۲(۲): ۱۲۷-۱۳۵.
سلطانی، غ. ۱۳۹۱. بررسی تطبیقی الگوی مصرف و مدیریت تقاضای آب کشاورزی در کشورهای منطقه‌ی منا (خاورمیانه و شمال آفریقا). تحقیقات اقتصاد کشاورزی، ۴(۲): ۱-۲۵.
شریفی، ع.، حوری‌جعفری، ح. و سلطانیان، ر. ۱۳۹۶. تحلیل اسنادی در شاخص شدت انرژی واقعی دیویژیا (نمونه کاربردی: صنایع کارخانه‌ای ایران). مطالعه اقتصاد انرژی، ۱۳(۵۵): ۱۶۱-۱۹۳.
شهرکی، ج.، رهنما، ع. و خاکسارآستانه، ح. ۱۳۹۷. مدیریت تقاضای مصرف آب با رویکرد اقتصادی در شمال استان سیستان و بلوچستان. اکوهیدرولوژی، ۵(۳): ۱۰۳۷-۱۰۴۹.
شهیکی‌تاش، م.، موسوی، ه. و خواجه حسنی رابری، م. 1399. برآورد پارامتریک تابع تقاضای شرطی آب در صنایع کارخانه‌ای ایران. فصلنامه علمی پژوهش‌های اقتصاد صنعتی، ۴(۱۱): ۲۵-۳۸.
صبوحی‌صابونی، م.، جلالی‌موحد، ا.، شیرزادی لسکوکلایه، س.، ضرغامی، م. و فلفلانی، ف. ۱۳۹۸. بررسی اثر مدیریت تقاضای آبیاری بر تعادل منابع آب و رفاه اقتصادی کشاورزان (مطالعه موردی: حوضه آبریز نیشابور). آبیاری و زهکشی ایران، ۱۳(۴): ۹۹۸-۱۰۰۹.
علی‌احمدی، ن.، مرادی، ا. و حسینی، م. 1397. کاربرد تکنیک هزینه ترانسلوگ در برآورد تابع تقاضای آب محصول گندم منطقه سیستان. مجله پژوهش‌های حفاظت آب و خاک، ۲۳(۴): ۳۳۱-۳۳۸.
قادرزاده، ح. و جزایری، آ. 1397. تعیین ارزش اقتصادی و تابع تقاضای آب در تولید محصول یونجه در دشت دهگلان. فصلنامه علمی پژوهشی تحقیقات اقتصاد کشاورزی، ۱۰(۳): ۲۳-۵۴.
کرباسی، ع. و رفیعی‌دارانی، ه. 1393. بررسی تغییراجزای تقاضای نهایی اقتصاد برمصرف آب در بخش کشاورزی: تحلیل داده-ستانده در استان خراسان رضوی. اقتصاد کشاورزی و توسعه، ۲۲(۸۵): ۳۷-۶۳.
مرکز آمار ایران. سالنامه آماری سال‏‌های 1375 الی 1396. انتشار مرکز آمار ایران.  تهران.
مظفری، م. 1395. مدیریت تقاضای آب آبیاری در دشت اردلان با تأکید بر سیاست قیمت‏گذاری. نشریه حفاظت منابع آب و خاک، ۵(۴): ۴۷-۶۸.
نهاوندی، ن. و احمدیان، ع. 1398. تحلیل دینامیک تقاضای آب: مطالعه موردی شهر قم. تحقیقات منابع آب ایران، ۱۵(۱): ۳۷۷-۳۷۲.
Allan G.J., McGrane S.J., Roy G. and Bae, T. M. 2020. Scotland's industrial water use: Understanding recent changes and examining the future. Environmental Science & Policy, 106: 48-57.
Ang B. W. 1994. Decomposition of industrial energy consumption: The energy intensity approach. Energy. Economics, 16 (3): 163-174.
Ang B. and Choi K.-H. 1997. Decomposition of aggregate energy and gas emission intensities for industry: A refined Divisia index method. Energy Journal, 18(3): 59-73.
Ang B and Zhang, F. Q. 2000. A survey of index decomposition analysis in energy and environmental studies. Energy, 25(12): 1149-1176
Ang B. 2004. Decomposition analysis for policymaking in energy: which is the preferred method? Energy policy, 32(9): 1131-1139.‏
Bazza M. and Najib R. 2003. Towards improved water demand management in agriculture in the Syrian Arab Republic. In First National Symposium on Management and Rationalization of Water Resources Use in Agriculture, Damascus.
Bijl D. L., Bogaart P. W., Kram T., de Vries B. J. and van Vuuren D. P. 2016. Long-term water demand for electricity, industry and households. Environmental Science & Policy, 55: 75-86.‏
Boyd G. A., Hanson D. A. and Sterner T. 1988. Decomposition of changes in energy intensity: A comparison of the Divisia index and other methods. Energy Economics, 10(4): 309-312.
Cazcarro I., Duarte, R. and Sánchez-Chóliz J. 2013. Economic growth and the evolution of water consumption in Spain: A structural decomposition analysis. Ecological Economics, 96: 51-61.‏
Fan J. L., Wang J. D., Zhang X., Kong L. S. and Song Q. Y. 2019. Exploring the changes and driving forces of water footprints in China from 2002 to 2012: a perspective of final demand. Science of the total environment, 650: 1101-1111.‏
FAO. 2009. Water at a Glance. The relationship between water, agriculture, food security and poverty. Water Development and Management Unit, Food and Agriculture Organization of the United Nation. Rome, Italy.‏
FAO. 2017. headquarters in Rome, Italy, the partners and stakeholders of the Global Framework for Action to Cope with Water Scarcity in Agriculture in a Changing Climate (the Global Framework) agree to this statement.
Feng L., Chen B., Hayat T., Alsaedi A. and Ahmad B. 2017. The driving force of water footprint under the rapid urbanization process: a structural decomposition analysis for Zhangye city in China. Journal of Cleaner Production, 163: S322-S328.‏
González P. F., Landajo M. and Presno M. J. 2014. The Driving Forces of Change in Environmental Indicators: An Analysis Based on Divisia Index Decomposition Techniques. Vol. 25. Springer, Spain.‏
Griffin R. C. 2006. Water resource economics: The analysis of scarcity, policies, and projects. MIT press. London. ‏
Incera, A. C., Avelino, A. F., & Solís, A. F. 2017. Gray water and environmental externalities: International patterns of water pollution through a structural decomposition analysis. Journal of cleaner production, 165: 1174-1187.‏
Li Y., Wang S. and Chen B. 2019. Driving force analysis of the consumption of water and energy in China based on LMDI method. Energy Procedia, 158: 4318-4322.‏
Li J., Fei L., Li S., Xue C., Shi Z. and Hinkelmann R. 2020. Development of “water-suitable” agriculture based on a statistical analysis of factors affecting irrigation water demand. Science of The Total Environment, 744, 140986.‏
Liu X. Q., Ang B. W. and Ong H. L. 1992. The application of the Divisia index to the decomposition of changes in industrial energy consumption. Energy Journal, 13(4): 161-177.
Long H., Lin B., Ou Y. and Chen Q. 2019. Spatio-temporal analysis of driving factors of water resources consumption in China. Science of the Total Environment, 690: 1321-1330.‏
Machado C. H., Bilotta P. and do Amaral K. J. 2020. Mapping the Industrial Water Demand from Metropolitan Region of Curitiba (Brazil) for Supporting the Effluent Reuse from Wastewater Treatment Plants. In International Business, Trade and Institutional Sustainability. Springer, Cham.‏
Naspolini G. F., Ciasca B. S., La Rovere E. L. and Pereira Jr A. O. 2020. Brazilian Environmental-Economic Accounting for Water: a structural decomposition analysis. Journal of Environmental Management, 265: 110508.‏
Shi C., Zeng X., Yu Q., Shen J. and Li A. 2021. Dynamic evaluation and spatiotemporal evolution of China’s industrial water use efficiency considering undesirable output. Environmental Science and Pollution Research, 28(16): 20839-20853.‏
Sun J.W. 1998. Changes in energy consumption and energy intensity: a complete decomposition model. Energy economics, 20(1): 85-100.‏
Sun S., Fu G., Bao C. and Fang C. 2019. Identifying hydro-climatic and socioeconomic forces of water scarcity through structural decomposition analysis: a case study of Beijing city. Science of the total environment, 687: 590-600.‏
Vallee D., Margat J., Eliasson A. and Hoogeveen J. 2003. Review of world water resources by country. Food and Agricultural Organization of the United Nations, Italy.‏
Wang X. J., Zhang J. Y., Shahid S., Bi S. H., Elmahdi A., Liao C. H. and Li Y. D. 2018. Forecasting industrial water demand in Huaihe River Basin due to environmental changes. Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change, 23(4): 469-483.‏
Wang Q. and Wang X. 2020. Moving to economic growth without water demand growth--a decomposition analysis of decoupling from economic growth and water use in 31 provinces of China. Science of The Total Environment, 726: 138362.‏
Water U. N. 2018. Nature-based solutions for water. The United Nations World water development Report.‏ Nairobi, Kenya.
Weerasooriya R. R., Liyanage L. P. K., Rathnappriya R. H. K., Bandara W. B. M. A. C., Perera T. A. N. T., Gunarathna M. H. J. P. and Jayasinghe G. Y. 2021. Industrial water conservation by water footprint and sustainable development goals: a review. Environment, Development and Sustainability, 1-49.‏
Wood R. and Lenzen M. 2006. Zero-value problems of the logarithmic mean divisia index decomposition method. Energy Policy, 34: 1326-1331.
Yao L., Xu J., Zhang L., Pang Q. and Zhang, C. 2019. Temporal-spatial decomposition computing of regional water intensity for Yangtze River Economic Zone in China based on LMDI model. Sustainable Computing: Informatics and Systems, 21: 119-128.‏