CC BY
76
УДК 621.311.1
ИННОВАЦИОННЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ СИСТЕМ И СРЕДСТВ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ ЖИВОТНОВОДСТВА
Д.С. Стребков, академик РАН, директор
А.В. Тихомиров, кандидат технических наук, зам. директора
Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства E-mail: [email protected]
Аннотация. В статье представлены результаты анализа энергообеспечения объектов животноводства, показатели энергоэффективности используемых систем и средств энергоснабжения, энергоемкости производства животноводческой продукции. Обозначены причины больших показателей энергоемкости животноводческой продукции и направления ее снижения. Представлено описание, характеристика и условия использования новых инновационных систем и средств энергообеспечения, разработанных, в первую очередь, в ВИЭСХе и др. организациях. Представлены инновационные разработки в различных технологиях производства животноводческой продукции, а также системах энергообеспечения. В животноводстве это - новое импортозамещающее оборудование для различных технологий содержания животных, включая процессы доения, кормления, уборки навоза, обеспечения микроклимата, освещения, переработки продукции. В модернизации систем энергообеспечения - средства повышения надежности энергоснабжения и снижения потерь, новая резонансная однопроводная система и оборудование передачи электроэнергии, децентрализованные системы с широким использованием местных энергоресурсов и переработкой отходов в качественное биотопливо, технологии и оборудование по использованию возобновляемых источников, новое электротепловое оборудование для ферм и средства освещения помещений. Приведены прогнозные показатели развития энергетики и потребностей в энергоресурсах на период до 2020 г. и 2030 г.
Ключевые слова: энергоемкость, энергообеспечение, местные и возобновляемые энергоресурсы, энергоэффективность, системы и средства энергообеспечения, прогнозные показатели, децентрализованные системы.
Одними из основных показателей энергоэффективности производства сельхозпродукции являются энергоемкость и доля энергозатрат в ее себестоимости. По этим показателям наше сельское хозяйство значительно отстает от передовых стран. Доля энергозатрат в себестоимости производства молока, свинины, яиц даже без учета затрат на производство кормов составляет в среднем 1525%, а с учетом кормопроизводства достигает 30-35%.
Низкая энергоэффективность производства сельскохозяйственной продукции обусловлена рядом причин, к которым относятся:
- низкая, по сравнению с передовыми странами, продуктивность сельского хозяйства, и только в отрасли птицеводства мы приблизились к зарубежному уровню;
- технологическое и техническое несовершенство ряда процессов производства сельскохозяйственной продукции;
- незавершенность комплексной электромеханизации и автоматизации производственных процессов (в животноводстве ее уровень около 60%) [4];
- невысокий технический уровень, КПД и надежность систем и средств энергообеспечения - так, коэффициент полезного использования топлива не превышает 35%.
В последние годы в структуре себестоимости производства сельскохозяйственной продукции наблюдается значительное повышение энергетической составляющей - с 7-10% до 15-30%, а по некоторым видам продукции и до 40% (птицефабрики, теплицы), в то время как энергозатраты и энергоемкость ВВП сельского хозяйства сократи-
лись, что говорит о резком диспаритете цен на энергоресурсы и сельхозпродукцию, стоимость покупаемых энергоресурсов (электроэнергии, ГСМ) возрастала в этот период опережающими темпами (в 2 раза) по сравнению с ценами на сельхозпродукцию.
Снижение же энергоемкости сельхозпродукции в последнее время по сравнению с 1990 г. обусловлено рядом обстоятельств организационного плана, а также влиянием технологического и технического прогресса в отрасли. К ним следует отнести:
- перемещение значительной доли производимой продукции, в первую очередь животноводческой, из общественного сектора в частный [1];
- опережающий рост тарифов на энергоресурсы по сравнению с ценами на продукцию;
- имеющий место в последнее время некоторый рост продуктивности сельхозпроиз-водства.
В последние годы значительно снизились надежность и качество энергоснабжения, резко возросло число и продолжительность отключений электроэнергии и тепла по различным причинам: из-за старения и аварийного состояния значительной части сельских электрических и тепловых сетей, несвоевременной оплаты за потребляемую энергию, отсутствия или разрушения систем и установок резервного энергоснабжения, снижения уровня эксплуатации энергоустановок. Анализ и расчеты показали - производство практически всех видов сельхозпродукции в России носит энергозатратный характер и по сравнению с показателями передовых стран энергоемкость и электроемкость выше в 2-3 раза.
Так как в издержках производства значительное место занимают затраты на топливно-энергетические ресурсы, реализация путей их эффективного использования и повышения КПД приобретает особое значение. Внедрение инновационных технологий в животноводстве и других сельскохозяйственных технологиях требует и новых, более совершенных систем и средств энергообеспечения, в ряде случаев новые техноло-
гии, процессы не могут быть осуществлены на старой энергетической базе. Кроме того, получают развитие электротехнологии, т.е. непосредственное участие электроэнергии в технологическом процессе, а также нанотех-нологии. В таблице представлены усредненные показатели энергоемкости производства основных видов сельхозпродукции в животноводстве, включая энергозатраты на корма, и их доля в себестоимости (2013 г.)
Таблица. Энергоемкость сельскохозяйственной _продукции_
Вид продукции Показатели энергозатрат
Суммарные энергозатраты энергоемкость, кг у.т./ц Доля энергозатрат в себестоимости продукции,%
Молоко 23 34,5
Свинина 220 26,5
Говядина 100 12,0
Яйцо (1000шт.) 38 34,0
Зерновые 14 31,5
На основании проведенного анализа состояния систем и средств энергообеспечения животноводческих объектов, составляющих энергоемкость продукции животноводства, новых перспективных разработок, а также с учетом мирового опыта и последних решений по вопросам энергоэффективности, энергосбережения определены перспективные направления развития и модернизации систем энергообеспечения, объектов животноводства, повышения его энергетической эффективности и использования топливно-энергетических ресурсов, к которым относятся [2]:
- переход на новые энерго- и ресурсосберегающие технологии;
- повышение продуктивности животноводства;
- освоение энергосберегающей техники и оборудования;
- повышение надежности электроснабжения и качества электроэнергии, сокращение потерь ГСМ и энергии;
- производство альтернативных видов топлива, использование нетрадиционных энергоресурсов;
- предоставление субсидий на разработку и освоение новых видов топлива, вовлечения в энергобаланс местных и возобновляемых энергоресурсов;
- повышение эффективности использования топлива (КПИ) и энергии за счет утилизации теплоты, использования тепловых насосов, аккумуляции теплоты, комбинированной выработки тепловой и электрической энергии, местного обогрева - снижение затрат энергии в данных процессах на 30-40%;
- разработка и освоение систем и средств «малой энергетики» на базе использования местных энергоресурсов, отходов - замещение традиционных ископаемых видов топлива в пределах 8-10% от потребностей;
- разработка и реализация технологий переработки биомассы и сельскохозяйственных отходов в газообразное и жидкое топливо (биодизель, биоэтанол, биогаз) - замещение традиционного топлива - 6-8%;
- освоение новых технологий содержания животных, использование электротехнологий.
В последнее время выросла потребность в создании и использовании децентрализованного (автономного) энергообеспечения различных предприятий, включая животноводческие [3]. Этому способствуют следующие обстоятельства:
- превышение спроса на энергию (в ряде регионов имеет место дефицит энергии);
- резкое увеличение стоимости (тарифов) электрической, тепловой энергии и топлива, поставляемых энергоснабжающими организациями;
- снижение надежности энергоснабжения и качества энергии - увеличение числа и продолжительности отключений, что влечет за собой рост ущерба у сельхозпотребителей, особенно в теплицах, птицефабриках, комплексах, фермах, хранилищах и перерабатывающих предприятиях;
- значительное возрастание платы за подключение новых мощностей и выполнение предъявляемых технических требований энергоснабжающей организации, что для многих потребителей становится практически невыполнимым:
- необходимость для многих животноводческих объектов иметь комплексное энергоснабжение - электрической и тепловой энергией;
- наличие во многих регионах и хозяйствах местных энергоресурсов: биомассы, отходов животноводства, растениеводства, лесного хозяйства, масличных культур, развитие технологий их переработки в качественное жидкое топливо и газ, которые могут использоваться в децентрализованных системах для выработки электрической и тепловой энергии;
- сверхнормативные потери энергии при ее передаче;
- использование возможностей снижения стоимости вырабатываемой энергии, срока окупаемости капвложений и продажи излишков энергии;
- возможность работы энергетического об оруд ования на р азличных видах топлив а, как вырабатываемого на местах, так поставляемого централизованно (газ, дизельное топливо, биотопливо);
- возможность переоборудования имеющихся котельных в мини- и малые ТЭС.
Учитывая эти условия, внедрение децентрализованных систем комплексного энергоснабжения, выбор той или иной системы и оборудования зависит от потребностей объекта в объемах и видах энергии, местных условий и наличия собственных энергоресурсов, возобновляемых источников, расстояния до системы централизованного энергоснабжения и определяется сравнительным технико-экономическим расчетом вариантов.
Эти условия требуют разработки различных типов децентрализованных систем и оборудования:
- по производительности;
- по используемому топливу, наличию местных и возобновляемых ресурсов;
- по графику сезонной и суточной тепловой и электрической нагрузки объекта.
Децентрализованные системы могут включать различное энергетическое оборудование:
- дизельные электростанции - наиболее распространенные до настоящего времени;
- мини-ТЭС на базе когенерационных агрегатов, вырабатывающих электрическую и тепловую энергии;
- комбинированные установки (дизель-генератор+ветро-солнечная установка).
Пока, в отличие от Европейских стран, в России статус когенерационных агрегатов в энергосистемах не установлен, что тормозит их использование. Когенерационная установка является альтернативой существующей системе энергоснабжения, так как наряду с природным газом есть возможность и примеры применения альтернативных видов топлива, прежде всего различных видов биогаза, биодизеля, смесевого топлива, генераторного и пиролизного газа, что в перспективе многократно увеличит объемы их использования в сельской энергетике.
В сельском хозяйстве мини-ТЭЦ с коге-нерацией могут применяться для:
- энергоснабжения животноводческих, птицеводческих, свиноводческих комплексов;
- энергоснабжения теплиц;
- энергоснабжения комбикормовых предприятий, сахарных заводов;
- энергоснабжения крупных фермерских хозяйств;
- энергоснабжения школ, больниц, административных зданий и жилого сектора.
Эффективное использование местных энергоресурсов в энергетике села - биомассы, древесных и растительных отходов, торфа, отходов растительных масел, навоза, стоков и др. во многих регионах может покрыть значительную (до 30%) часть энергобаланса ряда хозяйств и предприятий, сократить наполовину число отключений электропитания, снизить зависимость от централизованного энергоснабжения, создавать децентрализованные системы вплоть до самоэнергообеспечения. При решении этой проблемы важная роль отводится разработке и освоению технологий и комплектов оборудования по переработке биомассы, растительных и древесных отходов в качественное жидкое, газообразное и твердое топливо, биоконверсию навоза в биогаз и удобрения. Положительным элементом в проблеме ис-
пользования отходов для энергетических целей является практически ежегодная их воз-обновляемость и наличие в основных зонах производства сельскохозяйственной продукции, в связи с чем использование отходов в сельскохозяйственной энергетике приобретает особое значение.
Ежегодные запасы местных видов топлива растительных и древесных отходов, навоза, помета огромны и составляют более 160 млн т, однако их использование в качестве топлива до настоящего времени было незначительным. Ставится задача значительного увеличения объема использования местных энергоресурсов в энергобалансе сельских потребителей. Особая их роль в энергообеспечении автономных потребителей небольшой и средней мощности, включая и объекты животноводства, ряд которых может быть полностью переведен на местные и возобновляемые энергоресурсы. Использование местных энергоресурсов - биомассы, отходов сельхозпроизводства, навоза, переработанных в качественное и более технологичное топливо - имеет большую перспективу.
Для эффективного использования растительных и древесных отходов в технологиях переработки их в качественное топливо в последнее время разработаны новые эффективные методы: плазменное сжигание, газификация, пиролизация, сверхкритическое водное окисление и др. Перспективным направлением является приготовление смесевых биотоплив из влажного навоза (отходы КРС, свиней, птичий помет) и углеводородных топлив (нефтешламы, отработанные масла, мазут) в разных соотношениях. Технология производства таких биотоплив включает операции: дробления, смешивания компонентов, гомогенизацию, сжижение с вводом ультрадисперсных катализаторов.
В настоящее время наступил новый этап развития и совершенствования биогазовых технологий с использованием аэробного и анаэробного процессов сбраживания навоза, утилизацией теплоты сброженной массы и с включением в технологию теплового насоса, а также блочно-модульного принципа построения комплектов биогазового оборудо-
вания. Внедрение новых биогазовых технологий и комплектов оборудования на животноводческих фермах обеспечивает получение дополнительной энергии в виде биогаза и качественных органических удобрений, а также позволит значительно снизить антропогенную нагрузку на окружающую среду.
Широкое использование возобновляемых источников энергии (солнечная, ветровая, малая гидроэнергетика, геотермальная, энергия биомассы, низкопотенциальная теплота) в сельском хозяйстве позволит:
- решать вопросы энергосбережения и экономии углеводородного топлива;
- использовать автономные системы энергоснабжения для ряда хозяйств, объектов и отдельных потребителей;
- создавать резервные системы энергоснабжения.
Россия располагает значительными ресурсами ВИЭ всех основных видов, однако в стране фактически используется не более 1,5 млн т.у.т. (без крупных ГЭС и древесного топлива) или только 0,56%. Из имеющихся данных о распределении ресурсов ВИЭ по регионам страны следует, что в каждом из них имеется по два-три вида ВИЭ, пригодных для использования, что обусловливает целесообразность и перспективность развития всех видов ВИЭ в России, в первую очередь - в сельскохозяйственной энергетике как альтернативой части традиционных энергоресурсов.
В настоящее время разработаны установки преобразования возобновляемых видов энергии в различные ее виды: электрическую и тепловую для использования их в сельском хозяйстве. Это - фотоэлектрические станции модульного типа, ветроэнергетические установки разной модификации мощностью 0,1 до 1000 кВт, микро- и мини-ГЭС и др. Они предназначены для электро- и энергоснабжения отдельных объектов, небольших ферм и т.д. Наиболее эффективный путь - это создание комбинированных солнечно-ветро-дизельных агрегатов (или сочетание их с традиционными), гарантирующих бесперебойное электроснабжение и экономию дизельного топлива (до 60%).
В перспективе основу использования ВИЭ будут составлять тепловые электростанции на биомассе, гибридные ветроди-зельные комплексы, солнечные фотоэлектрические станции, мини- и микро ГЭС. По всем видам оборудования использования ВИЭ в энергетике сельского хозяйства имеются научные заделы и технические решения. Основная задача при разработке ВИЭ -повышение их КПД и снижение стоимости.
Эффективность энергообеспечения сельских потребителей, затраты на энергоресурсы, а следовательно, и энергоемкость продукции во многом определяются принятой системой энергоснабжения, используемыми энергоносителями и величиной энергопотерь. Поэтому обоснование и выбор рациональной системы энергоснабжения конкретных животноводческих объектов (или ее модернизация), адаптированной к местным условиям и наличию энергоресурсов, является, безусловно, важнейшей задачей для реализации систем энергообеспечения.
Сегодня энергосистемы сельского хозяйства России характеризуются высоким уровнем износа: износ распределительных электрических сетей превышает 30%, потери в распределительных электрических сетях достигают 15 -20%, а в ряде случаев превышают 20%; коэффициент полезного использования топлива на уровне конечного потребителя в системах централизованного теплоснабжения составляет 30-40%.
В последние годы появились и продолжают появляться новые потребители - фермерские хозяйства, ЛПХ, новые объекты в животноводстве и переработке, для которых важен выбор эффективной системы энергообеспечения. Поэтому важной задачей является разработка рекомендаций по выбору и обоснованию эффективных систем и технических средств энергообеспечения характерных животноводческих объектов с учетом места их расположения, величины электрической и тепловой нагрузки, расстояния от централизованных сетей энергообеспечения и наличия местных энергоресурсов, а также создание нового инновационного энергоэффективного оборудования. Это позволит
проводить обоснование наиболее эффективных вариантов энергообеспечения и энергетического оборудования новых и вновь строящихся объектов, а также модернизации используемых систем и оборудования на действующих объектах.
Обоснованный выбор наиболее эффективной системы централизованного или автономного энергообеспечения, включая модернизацию действующей системы, для конкретных объектов (потребителей энергии) позволит наиболее рационально использовать энергоресурсы (традиционные, нетрадиционные, местные, возобновляемые), снизить энергозатраты, а следовательно, энергоемкость производимой продукции и ее себестоимость (за счет снижения в ее структуре энергетической составляющей).
Повышение надежности электроснабжения животноводческих объектов и качества электроэнергии должно быть обеспечено на основе реконструкции сетей централизованного электроснабжения, сокращения их радиуса, использования сетевого и автономного резервирования, внедрения новых нормативных показателей надежности при проектировании и эксплуатации, а также повышения симметрии и снижения потерь электроэнергии, улучшения эксплуатационного обслуживания, что обеспечит снижение ущерба сельскохозяйственному производству от аварийных отключений централизованного электроснабжения на 10-35% и снижение потерь электроэнергии до установленных нормативов. Эти требования должны быть заложены при проектировании, строительстве и реконструкции систем электроснабжения.
Перспективным направлением развития электроснабжения является реализация для ряда потребителей новых способов передачи электроэнергии, включая резонансную одно-проводниковую систему, а также аккумуляцию энергии и мероприятия по снижению потерь. Реализация разработанного в ВИ-ЭСХе резонансного однопроводного и бесконтактного способов передачи электрической энергии имеет большую перспективу, особенно для удаленных объектов, для освещения животноводческих и птицеводче-
ских объектов, а также мобильных установок. В институте разработаны система и оборудование, реализующие резонансный одно-проводный способ передачи электроэнергии мощностью 3 и 30 кВт для питания различных потребителей. На ряде животноводческих объектах - фермах КРС и птицеводческих помещениях - поставлено и эксплуатируется оборудование однопроводной резонансной системы для питания систем освещения со светодиодами, что позволило на 60% снизить электропотребление на освещение и на 30% сократить потери энергии в сетях.
Важным направлением в сельском электроснабжении является создание автономных локальных микросетей распределенной энергетики. В плане развития распределенной энергетики на базе микросетей с преимущественным использованием возобновляемых и местных энергоресурсов решается задача энергоснабжения удаленных (разбросанных) животноводческих объектов, малоэтажного строительства и ряда других потребителей на селе.
Микросеть может разрабатываться и использоваться при работе в разных режимах:
- полного совмещения с централизованной электрической сетью с обменом электроэнергией в обоих направлениях;
- в полностью автономном режиме;
- в режиме отбора электроэнергии из централизованной сети для покрытия дефицита.
Характерной особенностью использования ВИЭ в сети является их относительно небольшая мощность и нестабильность параметров генерации (день-ночь для фотоэлектрической станции, наличие и отсутствие ветра для ВЭУ и т.д.). Поэтому для стабилизации и управления параметрами сети и генерирующих источников необходимо иметь автоматизированное, в известном смысле интеллектуальное, управляющее устройство с системами датчиков и постоянной связью с ними, и его программное обеспечение должно управлять включением-выключением источников, перетоками мощности, контролировать состояние электросетей (которые перестают быть однонаправленными в таком
режиме работы), осуществлять мониторинг электрооборудования, учет выработанной и потребленной энергии и т.д.
Модернизация систем и средств сельской элекроэнергетики с их недостатком мощности, проблемами с параметрами сети, особенно в тупиковых линиях, нередкими сбоями в электроснабжении в первую очередь должна быть отработана на пилотных проектах; это касается установления принципов организации и алгоритмов функционирования «умной» сети, включающей в свой состав возобновляемые источники энергии.
Проблема рационального использования энергоресурсов, снижения энергозатрат и энергоемкости производства животноводческой продукции включает разработку энергоэффективных систем энергообеспечения животноводческих объектов, инновационные разработки технических средств и оборудования в сочетании с технологической модернизацией производства и организационными мероприятиями. В животноводстве это -прогрессивные энергоэкономные технологии и системы содержания животных и птицы, включающие технологические процессы: приготовления и раздачи кормов, доения, обеспечения микроклимата, первичной обработки и хранения продукции, уборки и утилизации отходов (навоза, помета, остатков корма), освещения, ветобслуживания и др.
В институте разработан целый ряд импортозамещающего оборудования: доильные установки для различных способов содержания животных, охлаждения молока, создания микроклимата, АСУ ТП, автоматизированная система отключения и снятия доильного аппарата, транспортирования навоза и др. Разработанное оборудование изготовлено, реализовано и эксплуатируется на фермах в 25 регионах России. Большие резервы энергосбережения, снижения энергозатарат и энергоемкости продукции заложены в освоении разработанных и разрабатываемых энергоэкономных электро- и теплотехнологий, электротехнологических процессов и оборудования в стационарных технологиях: тепловых процессах создания микроклимата, освещении и облучении, при хранении и пе-
реработке продукции, обработке зерна и подготовке семян, борьбе с сорняками, обеззараживании, овощеводстве закрытого грунта, приготовлении кормов и др., а также в мобильных процессах растениеводства.
Принцип децентрализации энергоснабжения ферм и других объектов подтвердил свою эффективность, когда энергетические установки встраиваются в отдельные помещения, непосредственно обеспечивая энергией технологический процесс. Чаще всего для этого используются электрифицированные или газифицированные установки. Это позволяет избавляться от протяженных электрических, тепловых и газовых сетей, что значительно уменьшает потери энергии. Для таких систем разработано и разрабатывается энергетическое оборудование - инфракрасные электрические и газовые обогреватели, емкостные и проточные электроводонагреватели, конвекторы, теплопарогенераторы, утилизаторы [5].
В системах теплоэнергообеспечения высокой энергоэффективностью обладают такие технологические процессы, как утилизация теплоты выбросного воздуха и использование тепловых насосов, реализация которых позволит экономить до 40% затрат энергии на отопление и микроклимат. Их использование в процессах вентиляции животноводческих помещений, охлаждения молока и нагрева воды наиболее эффективно и имеет большую перспективу. Кроме этого, тепловые насосы найдут свое применение в системах энергоснабжения предприятий защищенного грунта, фермерских хозяйств, хранения продукции в соответствии с конкретными условиями объектов.
Важным энергоэффективным направлением является совершенствование систем освещения помещений с использованием резонансной системы электроснабжения, облучения растений и животных на базе новых осветительных приборов с лампами высокой световой отдачи и большим сроком службы (компактные люминесцентные, светодиодные, металлогалогенные, натриевые), снижающие потребление электроэнергии в 2-5 раз по сравнению с лампами накаливания.
Рост производства сельскохозяйственной продукции и производительности труда во многом определяется научно-техническим прогрессом, совершенствованием технологий, техники, комплексной электромеханизацией, надежным, устойчивым и эффективным энергообеспечением.
Намечаемое в «Программе развития сельского хозяйства на 2013-2020 гг.» увеличение производства сельхозпродукции во всех отраслях потребует интенсификации всех производственных процессов, повышения уровня комплексной электромеханизации производства, а следовательно, его энерго- и электровооруженности. Для этого потребуются дополнительные энергоресурсы, а учитывая то, что необходимо обеспечить снижение удельных энергозатрат и энергоемкости производства продукции, уровень и эффективность систем энергоснабжения и использования ТЭР должны быть в значительной степени повышены.
Для снижения удельных энергозатрат в технологических процессах и издержек на энергообеспечение необходимо наряду с совершенствованием технологий выбирать для конкретных условий наиболее экономичные системы энергообеспечения с учетом внедрения энергосберегающих мероприятий, возможностей использования местных энергоресурсов, нетрадиционных источников, проведения эффективной энергосберегающей политики.
В плане развития централизованного электроснабжения важнейшей задачей является совершенствование и реконструкция систем и сетей электроснабжения села на базе новой концепции их проектирования, строительства новых ЛЭП и реконструкции действующих в расчете на перспективные нагрузки, увеличение в 2-3 раза их надежности и снижение потерь в 1,5-2 раза. Для энергообеспечения тепловых процессов в производстве и быту получат развитие децентрализованные системы энерготеплоснабжения, т.к. эти системы на газе и электроэнергии, био- и смесевом топливе эффективнее централизованного теплоснабжения от низкотемпературных котельных, сопро-
вождаемого большими потерями энергии в сетях. Получит развитие направление комбинированного производства электрической и тепловой энергии, что может осуществляться посредством мини-ТЭЦ, переоборудования старых котельных, вырабатывающих только тепло, на когенерацию с выработкой электрической и тепловой энергии, использование тепловых насосов.
К 2020 г. и далее значительно возрастет производство электрической, тепловой энергии и биотоплива (до 10-15%), вырабатываемых на местах независимыми производителями с использованием средств и оборудования "малой энергетики", местных и возобновляемых энергоресурсов, отходов.
Важнейшей составляющей снижения энергоемкости производства станет реализация и освоение разрабатываемых и уже разработанных новых энерго- тепло- и электротехнологий и энергоэффективного энергетического оборудования. Многие разработки этого направления уже выходят на стадию внедрения.
Рост продуктивности сельского хозяйства, объемов производства сельхозпродукции связан с повышением уровня комплексной электромеханизации сельхозпроизвод-ства, его энерго- и электровооруженностью, для чего потребуется увеличение энерго- и электропотребления. С другой стороны, проведение энергосберегающей политики, совершенствование и реализация новых энергоэкономных технологий, энергоэффективного оборудования и техники, рациональное использование энергоресурсов позволят снизить удельные затраты при производстве сельхозпродукции, т.е. уменьшить энергоемкость производства и выйти на запланированный уровень ее снижения: к 2020 г. на 40% и к 2030 г. на 60%. В актив развития энергетики, рационального использования ТЭР на селе следует отнести многие перспективные научно-технические разработки по энергетике и электрификации, реализация которых во многом определяется возрождением экономики хозяйств, а также созданием условий и базы для проведения энергосберегающей политики.
Исходя из перспективных прогнозных показателей развития АПК и производства сельскохозяйственной продукции, а также направлений совершенствования энергетической базы и энергосбережения, обоснованы и рассчитаны прогнозные показатели энерго- и электропотребления, электровооруженности труда по этапам до 2030 г. К 2020 г. прогнозируется увеличение потребления топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) по отношению к 2013 г. на 8-9%, в т.ч. электроэнергии на 9%; к 2030 г. - увеличение потребления ТЭР на 16%, а электроэнергии на 20%. В животноводстве потребности в электроэнергии возрастут к 2020 г. на 25%.
Литература:
1. Агропромышленный комплекс России в 2013 г. М., 2014.
2. Энергетическая стратегия сельского хозяйства России на период до 2020 года. М., 2009.
3. Стребков Д.С. Перспективные направления развития энергетики и сельского хозяйства // Тр. 9-й меж-дунар. науч.-техн. конф. / ВИЭСХ. М., 2014. Ч. 1. С. 3-11.
4. Тихомиров А.В. Задачи и направления развития и модернизации систем и средств энергообеспечения сельского хозяйства // Тр. 9-й междунар. науч.-техн. Конф. М., 2014. Ч. 1. С. 29-37.
5. Уханова В.Ю., Елисеева Е.Ю., Тихомиров А.В. Использование компьютерных технологий для определения энергозатрат и оценки энергоемкости произ-
водства продукции животноводства // Тр. 9-й междунар. науч.-техн. конф. М., 2014. Ч. 3. С. 9-12.
6. Морозов Н.М. Социально-экономическое значение энергосбережения в сельском хозяйстве // Тр. 8-й международ. науч.-техн. конф. / ГНУ ВИЭСХ. М., 2012. Ч. 1. С. 19-27.
7. Система микроклимата с теплоутилизатором и озонатором воздуха / В.Н. Расстригин, А.В. Тихомиров, Д.А. Тихомиров и др. // Техника в сельском хозяйстве. 2005. №4. С. 7-10.
Literatura:
1. Agropromyshlennyj kompleks Rossii v 2013 g. M., 2014.
2. EHnergeticheskaya strategiya sel'skogo hozyajstva Rossii na period do 2020 goda. M., 2009.
3. Strebkov D.S. Perspektivnye napravleniya razvitiya ehnergetiki i sel'skogo hozyajstva // Tr. 9-j mezhdunar. nauch.-tekhn. konf. / VIEHSKH. M., 2014. CH. 1. S. 3-11.
4. Tihomirov A. V. Zadachi i napravleniya razvitiya i mo-dernizacii sistem i sredstv ehnergoobespecheniya sel'skogo hozyajstva // Tr. 9-j mezhdunar. nauch.-tekhn. Konf. M., 2014. CH. 1. S. 29-37.
5. Uhanova V.YU., Eliseeva E.YU., Tihomirov A.V. Is-pol'zovanie komp'yuternyh tekhnologij dlya opredeleniya ehnergozatrat i ocenki ehnergoemkosti proizvodstva pro-dukcii zhivotnovodstva // Tr. 9-j mezhdunar. nauch.-tekhn. konf. M., 2014. CH. 3. S. 9-12.
6. Morozov N.M. Social'no-ehkonomicheskoe znachenie ehnergosberezheniya v sel'skom hozyajstve // Tr. 8-j mezhdunar. nauch.-tekhn. konf. / GNU VIEHSKH. M., 2012. CH. 1. S. 19-27.
7. Sistema mikroklimata s teploutilizatorom i ozonato-rom vozduha / V.N. Rasstrigin, A.V. Tihomirov, D.A. Tihomirov i dr. // Tekhnika v sel'skom hozyajstve. 2005. №4. S. 7-10.
SYSTEMS AND ENERGY CONSERVATION MEANS OF LIVESTOCK FACILITIES' DEVELOPMENT INNOVATIVE DIRECTIONS
D.S. Strebkov, RAN academician, Director
A.V. Tikhomirov, PhD. tech. Sciences, Deputy Director
All-Russian research electrification of agriculture Institute
Abstract. The article presents the livestock facilities energy supply analysis, livestock production enterprises' metrics of services and systems energy efficiency and intensity results. The livestock production large energy intensity's reasons and its reduction direction are shown. The description, characteristics and conditions of new power supply innovative systems and means, designed in VIECH primarily and also in other organizations use are presented. Livestock production various technologies and energy systems innovative developments are presented. It is animal management's new various technology import-substituting equipment, including milking, feeding, manure, microclimate, lighting, processing ones in animal husbandry. In the energy systems' modernization it is energy supply security improving and losses reducing means, a new resonant single-wire system and the electricity transmission equipment, decentralized systems with extensive local energy resources use and waste materials into high-quality biomass, the renewable sources' technologies and equipment use, farms' new electrothermal equipment and means of lighting. Energy development and needs' forward-looking indicators up to 2020 till 2030 period are shown.
Keywords: energy intensity, energy supply, local and renewable energy resources, energy efficiency, energy supply's systems and means, prognostic indicators, decentralized systems.
