CC BY
10
13. OSN-APK 2.10.24.001-04 [Construction sector technology code for agro-industrial complex] Normy osveshchennosti sel'skokhozyaistvennykh predpriyatii, zdanii i pomeshchenii (deistvuyushchie) [Illumination standards for agricultural enterprises, buildings and premises (valid)]. Moscow: Ministry of Agriculture of the Russian Federtion. 2004: 31 (In Russian)
14. Timofeev E.V., Erk A.F., Sudachenko V.N., Razmuk V.A. Optimizatsiya skhem energosnabzheniya sovremennykh
sel' skokhozyaistvennykh predpriyatii
[Optimisation of power supply schemes of modern agricultural enterprises]. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produktsii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2018. No. 1 (94): 63-71 (In Russian)
УДК631.17 Б01 10.24411/0131-5226-2020-10263
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ОБСЛЕДОВАНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ
ПРЕДПРИЯТИЙ
Е.В. Тимофеев, канд. техн. наук; Э.В. Васильев, канд. техн. наук
А.Ф. Эрк, канд. техн. наук;
Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства (ИАЭП) - филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ.
Энергетические обследования предприятий с составлением энергопаспорта в Российской Федерации проводили на основании федерального закона «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности, и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» № ФЗ-261 от 23.11.2009 г. Объёмы выполняемых работ при энергетических обследования регламентировались Приказом Министерства энергетики Российской Федерации от 19. 04. 2010 г. №182 «Требования к энергетическому паспорту, составленному по результатам обязательного энергетического обследования». В энергетическом паспорте отражалась характеристика хозяйства - объём производства, объём потребления топливно-энергетических ресурсов, энергоемкость производства, доля платы за топливно-энергетические ресурсы в общем объеме произведенной продукции и т.п. Основным разделом в паспортах были рекомендуемые мероприятия по энергосбережению, которые характеризовались такими экономическими показателями как экономия топливно-энергетических ресурсов, срок окупаемости, годовой экономический эффект. Энергетические обследования проводились, в основном, по экономическим показателям - снижение энергоёмкости производства. В связи с повышением внимания к наилучшим доступным технологиям (НДТ) возникла необходимость экологической оценки технологий и оборудования. Целью
исследования была разработка новых мероприятий по энергосбережению и повышению энергоэффективности сельскохозяйственного производства.
Ключевые слова: энергетическое обследование, возобновляемые источники энергии, СО2 эквивалент, газомоторное топливо.
Для цитирования: Тимофеев Э.В., Эрк А.Ф., Васильев Э.В. Энергетические обследования сельскохозяйственных предприятий //АгроЭкоИнженерия. 2020. № 4 (105). С.12-19
ENERGY SURVEYS OF AGRICULTURAL ENTERPRISES
E.V. Timofeev, Cand. Sc. (Engineering); E.V. Vasilev, Cand. Sc. (Engineering)
A.F. Erk, Cand. Sc. (Engineering);
Institute for Engineering and Environmental Problems in Agricultural Production (IEEP) -branch of FSAC VIM, Saint Petersburg, Russia
In the Russian Federation, the energy audits (surveys) of enterprises followed by issuing an energy performance certificate were carried out under the federal law "On energy saving and increasing energy efficiency and amending certain legislative acts of the Russian Federation" No. FZ-261 of 23.11. 2009. The scope of the energy audits was regulated by the Order of the Ministry of Energy of the Russian Federation No. 182 dated 19. 04. 2010 "Requirements for an energy performance certificate drawn up by the results of a mandatory energy survey." This document described the characteristics of the agricultural enterprise, the gross output, the fuel and energy inputs, the energy to output ratio, the share of fuel and energy costs in the gross output, etc. The main section in the document included the recommended energy-saving measures, which were characterized by such economic indicators as fuel and energy-saving, payback period, and annual economic effect. Energy surveys were carried out mainly in terms of economic indicators - a decrease in the energy to output ratio. Under the increased focus on Best Available Techniques (BAT), an environmental assessment of production technologies and equipment has become necessary. The purpose of the study was to develop new measures to save energy and improve the energy efficiency of agricultural production.
Key words: energy survey, renewable energy sources, CO2 equivalent, natural-gas-based motor fuel
For citation: Timofeev E.V., Erk A.F., Vasilev E.V. Energy surveys of agricultural enterprises. AgroEcoEngineering. 2020. No. 4(105): 12-19 (In Russian)
Введение
Энергетические обследования
предприятий с составлением
энергопаспорта в Российской Федерации проводили на основании федерального закона ФЗ-261 от 23.11.2009г. об «Энергосбережении и повышении энергоэффективности». Для
сельскохозяйственных предприятий с годовой платой за топливно-энергетические ресурсы (ТЭР) больше 10млн.руб. проведение энергоаудита было обязательным. Позже эта цифра была увеличена до 50 млн.руб. в год и энергоаудит для них перестал быть обязательным, а стал добровольным. Для сельскохозяйственных предприятий
животноводческого направления
Ленинградской области плата за ТЭР составляла от 7 до 35 млн.руб. в год. Объёмы выполняемых работ при энергетических обследования
регламентировались приказом Минэнерго РФ от 19.04.2010г. №182 «Требования к энергетическому паспорту». В паспортах отражалось: характеристика хозяйства, объёмы производства, объёмы
потребления ТЭР, энергоемкость производства, доля платы за ТЭР в общем объме произведенной продукции и т.п. Основным в паспортах являлись рекомендуемые мероприятия по энергосбережению, которые
характеризовались экономическими
показателями: экономией ТЭР, сроком окупаемости, годовым экономическим эффектом [1,2].
Таким образом целью энергетических обследования в основном проводились по экономическим показателям - снижение энергоёмкости производства.
В связи с увеличением внимания к «наилучшим доступным технологиям» (НДТ) возникла необходимость экологической оценки технологий,
№ 4(105)2020
оборудования и мероприятий по энергосбережению. Кроме того увеличился интерес к использованию возобновляемых источников энергии. Причем необходимо учитывать не только энергетические, экономические
показатели, но и экологические [1,2,3]. Целью данной работы является разработка новых мероприятий по энергосбережению и повышению энергоэффективности сельскохозяйственного производства. Материалы и методы
При энергетических обследованиях сельскохозяйственных предприятий
проводят анализ их работы: направление деятельности, например животноводство или растениеводство, климатических и территориальных условий, объем основной и дополнительной продукции, суммарное потребление ТЭР и потребление по видам ресурсов (электроэнергия, тепло, вода, газ, моторное топливо, твердое и жидкое печное топливо, дрова, щепа и т.п.). Проводят анализ работы машинно-тракторного парка. В результате анализа статистических данных о работе сельскохозяйственных предприятий
рассчитывают энергоемкость
производства и долю платы за ТЭР в общем объеме стоимости производства продукции.
В каждом предприятии, как правило, присутствуют автономные источники генерации: котельные на газе, дровах, твердом или жидком топливе и т.п., которые являются источника загрязнения окружающей среды из-за выбросов продуктов сгорания в окружающую среду. Кроме того работа транспортных средств и теплогенераторов так же сопровождается выбросами [4,5,6].
Величины этих загрязняющих выбросов возможно оценивать по СО2 эквиваленту. Более сложный способ оценки возможен по
энергоэкологическому критерию [7]. Результаты и обсуждение
Как видно из рисунка потребление моторного топлива составляет около 40% от общего потребления ТЭР.
Электроснабжение почти на 95% осуществляется от централизованных сетей. Однако тенденция перехода к распределенной энергетике и
автономному электроснабжению в сельских электрических сетях
сохраняется. Результаты энергетических обследований показали, что для отопления и электроснабжения в
сельскохозяйственных предприятиях
находят применение котельные на
Структура потребления топливно-энергетических ресурсов современных сельскохозяйственных предприятий
представлена на рис.1.
природном газе и биогазе, котельные на дровах, щепе и пеллетах, возобновляемая энергетика (солнечная энергия и тепловые насосы) .
Выбор источников генерации (в том числе ВИЭ) целесообразно проводить по:
- Экономическим критериям (энергетические) - это стоимость строительства электростанции руб/кВт и стоимость генерации электроэнергии, руб/кВт*час;
- Экологическим - выброс загрязняющих веществ при генерации электроэнергии
Электроэнергия 55%
Моторное топливо 40%
Газ
2%
Тепловая энергия 3%
□ Моторное топливо □ Электроэнергия □ Газ □ Тепловая энергия
Рис. 1. Структура потребления топливно-энергетических ресурсов современных сельскохозяйственных предприятий (по данным энергетических обследований 40
хозяйств Ленинградской области).
кг/кВт*час и величина вредного влияния этих веществ на окружающую среду.
Оценку величины выбросов (экологическая оценка) целесообразно производить по СО2 эквиваленту. Выбросы СО2 при сжигании природного газа составляют 1,85 т СО2/(тыс. м ), что в 1,5 раза ниже, чем при сжигании угля. При сжигании моторных топлив - 3,0 т СО2/т. Выбросы СО2 при сжигании моторных топлив считают равными нулю, так как СО2, поступивший в воздух при горении, ранее был поглощен
из атмосферы в процессе роста растений. Результаты анализа потребления ТЭР показали, что на сельских территориях основным источником загрязнения окружающей среды является работа машин и тракторов [8,9,10].
На рисунке 2 представлены (для одного типичного хозяйства
Ленинградской области) объемы производства сельскохозяйственной продукции, потребление моторного топлива и изменение СО2 эквивалента по годам.
2000
1800
s. 1600
£ 1400
н 1200
к 1000 к
<и ч
ю щ
а ё с
800 600 400 200
1679
2014
1711
1652
1379,5
2015 2016
Годы
182,4
1725 1503,1
2017
190
ю 180 £
170 160 150 140 130 120
ей И h
О g
И
СО
к
о а с
110 1 100 ю 90 °
Потребление ТЭР, т.у.т. -^Сумарные выбросы СО2
Объем производства, млн руб.
Рис.2.Объемы производства сельскохозяйственной продукции, потребление моторного топлива и изменение СО2 эквивалента по годам
Как видно из рис.2 объем производства увеличивается однако потребление моторного топлива и соответственно СО2 эквивалент по годам практически не изменен. Это связано с обновлением парка МТП, приобретением более экологичной техники и с внедрением технологий безопасных для окружающей среды.
Выводы
При проведении энергетических обследований как обязательных, так и добровольных рекомендуем: в системах распределенной энергетики учитывать
0
возможность использования
возобновляемых источников энергии и производить энергоэкологическую
оценку; рекомендовать обновление
машинно-тракторного парка проводить с учетом СО2 эквивалента; проводить оценку возможности перевода
автотранспорта на биогаз.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Эрк А.Ф., Судаченко В.Н., Размук В.А., Ковалева О.В. Результаты энергетического обследования сельхозпредприятий // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства., 2014. № 85. С.100-105.
2. Ракутько С.А., Иванникова Н.Ю., Хомутова К.И. Процессный подход системного обеспечения энергосбережения потребителя в схемах электроснабжения предприятий // Международный технико-экономический журнал. 2019. № 2. С. 54-60. Б01: 10.34286/195-4646-2019-65-2-54-60
3. Судаченко В.Н., Эрк А.Ф., Тимофеев Е.В. Методы энергосбережения и повышения энергоэффективности предприятий в условиях Северо-Запада РФ. // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства, 2017. № 91. С. 5-14.
4. Ракутько С.А. Энергоэкологические основы наилучших доступных технологий светокультуры // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2019. № 1 (98). С. 44-60. Б01: 10.24411/0131-5226-2019-10121
5. Эрк А.Ф., Размук В.А. Автоматизированная система
стабилизации температуры воздуха в помещении для откорма телят с применением частотных регуляторов // Технологии и технические средства механизированного производства
продукции растениеводства и животноводства, 2015. № 86. С. 163-169.
6. Эрк А.Ф., Судаченко В.Н, Тимофеев Е.В., Размук В.А. Выбор типа электроснабжения сельскохозяйственных предприятий с использованием солнечных электростанций // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.
2016. № 89. С.19-23.
7. Тимофеев Е.В. Эрк А.Ф., Судаченко В.Н., Размук В.А. Оптимизация схем энергоснабжения современных сельскохозяйственных предприятий // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства, 2018. № 94. С. 63-71.
8. Судаченко В.Н., Эрк А.Ф., Тимофеев Е.В. Выбор варианта энергоснабжения объектов сельхозпроизводства по экономическим критериям // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.,
2017. № 92. С. 43-48.
9. Эрк А.Ф., Судаченко В.Н, Тимофеев Е.В., Размук В.А. Методы повышения
эффективности использования
электрической энергии в животноводстве // Технологии и технические средства
механизированного производства
продукции растениеводства и животноводства. 2016. № 89. С.23-32.
REFERENCES
1. Erk A.F., Sudachenko V.N., Razmuk V.A., Kovaleva O.V. Rezul'taty ehnergeticheskogo obsledovaniya sel'hozpredpriyatij [Results of energy survey of agricultural enterprises]. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produkcii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2014. No. 85: 100-105 (In Russian)
2. Rakutko S.A., Ivannikova N.Yu., Khomutova K.I. Protsessnyi podkhod sistemnogo obespecheniya energosberezheniya potrebitelya v skhemakh elektrosnabzheniya predpriyatii [Process approach of system ensuring of energy saving of the consumer in the power supply circuits of enterprises]. Mezhdunarodnyi tekhniko-ekonomicheskii zhurnal. 2019. No. 2: 54-60. DOI: 10.34286/195-4646-2019-65-2-54-60 (In Russian)
3. Sudachenko V.N. Erk A.F. Timofeev E.V. Metody energosberezheniya i povysheniya energoeffektivnosti predpriyatii zhivotnovodcheskogo napravleniya v usloviyakh Severo-Zapada RF [Methods of energy saving and energy efficiency improvement for livestock farms in the North-West of Russia]. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produktsii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2017. No. 91: 5-14 (In Russian)
4. Rakutko S.A. Energoekologicheskie osnovy nailuchshikh dostupnykh
tekhnologii svetokul'tury [Energy and ecological basis of best available techniques of plant lighting]. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produktsii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2019. No. 1 (98): 44-60. DOI: 10.24411/0131-5226-2019-10121 (In Russian)
5. Erk A.F., Razmuk V.A. Avtomatizirovannaya sistema stabilizacii temperatury vozduha v pomeshchenii dlya otkorma telyat s primeneniem chastotnyh regulyatorov [Automated system of air temperature control in the calf-fattening house with the use of frequency regulators]. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produkcii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2015. No. 86:163-169 (In Russian)
6. Erk A.F., Sudachenko V.N, Timofeev E.V., Razmuk V.A. Vybor tipa elektrosnabzheniya
sel'skokhozyaistvennykh predpriyatii s ispol'zovaniem solnechnykh elektrostantsii [Electrical power supply of an agricultural enterprise with the use of solar power plants]. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva
produktsii rastenievodstva i
zhivotnovodstva. 2016. No. 89:19-23 (In Russian)
7. Timofeev E.V., Erk A.F., Sudachenko V.N., Razmuk V.A. Optimizatsiya skhem energosnabzheniya sovremennykh
sel'skokhozyaistvennykh predpriyatii
[Optimisation of power supply schemes of modern agricultural enterprises]. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva
produktsii rastenievodstva i
zhivotnovodstva. 2018. No. 1 (94): 6371 (In Russian)
8. Sudachenko V.N., Erk A.F., Timofeev E.V., Vybor varianta energosnabzheniya ob"ektov sel'khozproizvodstva po ekonomicheskim kriteriyam [Selection of power supply options for agricultural production facilities by economic criteria]. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva
mekhanizirovannogo proizvodstva
produktsii rastenievodstva i
zhivotnovodstva. 2017. No. 92: 43-48 (In Russian)
9. Erk A.F., Sudachenko V.N, Timofeev E.V., Razmuk V.A. Metody povysheniya effektivnosti ispol'zovaniya elektricheskoi energii v zhivotnovodstve [Methods to increase the efficiency of electric energy use in livestock farming]. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produktsii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2016. No. 89: 23-32 (In Russian)
УДК 631.371:621.311.004.18 Б01 10.24411/0131-5226-2020-10264
АНАЛИЗ РЕЗЕРВОВ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ В СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ОБЛУЧАТЕЛЬНЫХ УСТАНОВКАХ ПРИ СТАБИЛИЗАЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО
ПИТАНИЯ
1 3
Е.Н. Ракутько ; К.В. Иванников
2
А.Н. Васькин2;
1 Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства (ИАЭП) - филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, Санкт-Петербург, Россия
2Брянский государственный аграрный университет, Брянск, Россия
ФГУП «Атомфлот»
Важнейшей проблемой в АПК является проблема энергосбережения. Повышение энергетической эффективности оптических электротехнологий - технологических процессов, в которых оптическое излучение используется как специфический энергетический фактор, по сравнению с другими технологиями представляется для сельскохозяйственного производства наиболее наукоемкой задачей. В работе рассмотрено применение прикладной теории энергосбережения в энерготехнологических процессах для анализа резервов энергосбережения в
