CC BY
204
ВЕСТНИК УДМУРТСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
УДК 338.1: 635 (045)
И.Ю. Чазова, О.Г. Долговых
ИССЛЕДОВАНИЕ ФАКТОРОВ, ОКАЗЫВАЮЩИХ ВЛИЯНИЕ НА СНИЖЕНИЕ ЭНЕРГОЕМКОСТИ ТЕПЛИЧНОЙ ПРОДУКЦИИ
Выявлены факторы, оказывающие влияние на снижение энергоемкости тепличной продукции. Проанализированы технологии производства овощей в защищенном грунте и применяемые субстраты, позволяющие снизить тепло-энергетические затраты в тепличном комбинате.
Ключевые слова: защищенный грунт, энергоемкость, тепличный комбинат, структура себестоимости, субстрат, технология.
Согласно Концепции долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2020 г. осуществление активной энергосберегающей политики должно быть одним из основных направлений повышения эффективности агропромышленного производства, благодаря которому необходимо удовлетворить потребность населения в сельскохозяйственной продукции российского производителя. К 2012 г. планируется снижение энергоемкости валового внутреннего продукта на 81 - 83% (в сравнении с 2007 г.). Данный целевой индикатор может быть достигнут при условии перехода российской экономики на инновационный путь развития, предусматривающий обеспечение интенсивного технологического обновления производства на базе новых энерго- и ресурсосберегающих технологий.
Овощеводство защищенного грунта является важной составляющей современного агропромышленного комплекса. Ему принадлежит приоритетная роль в удовлетворении потребностей населения в свежих овощах во внесезонное время. В течение последних десятилетий овощеводство защищенного грунта стало важным звеном агропромышленного комплекса. В настоящее время это одна из самых индустриальных, а значит и ресурсоемких отраслей растениеводства.
Тепличное производство является энергоемкой отраслью, поэтому вопросы снижения энергоемкости и внедрения энергосберегающих технологий на тепличных предприятиях являются актуальными и стоят более остро, чем в других отраслях агропромышленного комплекса.
Энергоемкость продукции овощеводства защищенного грунта - показатель, характеризующий расход энергии на единицу продукции и рассчитывается как отношение затрат топливноэнергетических ресурсов к объему произведенной продукции.
В настоящее время практически все тепличные комбинаты сталкиваются с одной и той же проблемой: постоянный и быстрый рост цен на тепло- и энергоносители существенно снижает рентабельность производства овощей и подрывает экономику тепличных предприятий. Производителям тепличных овощей необходимы государственное регулирование цен и льготы на энергоресурсы, так как это основная статья их расходов. Структура затрат на производство тепличной продукции показана на рис. 1.
35,0
20,0 ■ Тепловая энергия (газ)
□ прочие затраты
□ Семенной и посадочный материал
□ Удобрения
□ Электроэнергия
□ Оплата труда с начислениями
Рис. 1. Структура затрат на производство тепличных овощей, %
Доля энергоресурсов в себестоимости продукции овощеводства защищенного грунта за последние пятнадцать лет выросла на 50 - 60%. А так как в России газ и электроэнергию предоставляют компании-монополисты - Газпром и РАО «ЕЭС России» - у производителей не остается альтернатив и приходится работать по высоким тарифам и неприемлемым условиям. Никаких преференций для тепличных сельхозпроизводителей не предусмотрено, напротив, за каждый перерасход газовики выставляют штрафы.
Цены на электроэнергию и природный газ растут неуклонно. В период с 2005 по 2009 г. электричество подорожало в 2 раза. Рост цен на газ за тот же период по данным Росстата составил 189% (табл. 1).
Таблица 1
Динамика цен на электроэнергию и газ для сельскохозяйственных организаций в России
Год Средние цены на электроэнергию, руб. за МВтч В % к предыдущему году В % к 2005 г. Средние цены на газ горючий природный, руб. за тыс.м3 В % к предыдущему году В % к 2005 г.
2005 1387,84 100,0% - 1476,41 100,0% -
2006 1575,94 113,6% 113,6% 1629,67 110,4% 110,4%
2007 1831,75 116,2% 132,0% 1906,60 117,0% 129,1%
2008 2167,84 118,3% 156,2% 2434,04 127,7% 164,9%
2009 2777,50 128,1% 200,1% 2784,22 114,4% 188,6%
Основным фактором, оказывающим влияние на снижение энергоемкости продукции овощеводства защищенного грунта, является модернизация энергокомплекса, который снабжает теплицу электричеством и теплом, а также использованиие энерго- и ресурсосберегающих технологий.
Так, например, при использовании технологии выращивания овощей на малообъёмных субстратах отпадает необходимость в выполнении таких трудоёмких и дорогостоящих процессов, как пропарка и замена грунта. К достоинствам этого способа следует отнести также возможность получать более высокую урожайность овощей, значительную экономию электроэнергии и автоматическое управление технологическими процессами.
За последние два года в отечественных теплицах увеличился рост выращивания огурцов с дос-вечиванием (применением специальных ламп) - светокультура. Особенно актуальна эта новая технология в зонах с недостатком света в зимние дни. Причиной обращения к данной технологии стали высокие цены реализации и возможность занять рынок раньше других и удерживать его в течение года. Так, при выращивании огурца голландского гибрида «Церес» урожайность только за один оборот (из трёх в год) составляет до 30 кг/м2 во всех регионах России. Наилучшие результаты - сбор урожая по 4 кг/м2 в неделю. Огурец достигает в длину 30 - 40 см и веса 0,5 кг. Годовые затраты на электроэнергию тепличного освещения для зимнего цикла светокультуры огурца превышают стоимость ламп и светильников в 2 раза и сопоставимы с капитальными затратами на приобретение и монтаж всей системы тепличного освещения. Поэтому очень важно использовать качественную, пусть и не самую дешевую систему освещения.
В настоящее время использование системы ламп ДНаЗ/КеАих позволяет уменьшить капитальные затраты на 1,5 - 5,0 млн. руб. на 1 га теплицы, что составляет около 20 - 25% от всей суммы капитальных затрат. При использовании в системе тепличного освещения этих ламп годовая экономия электроэнергии (за счёт уменьшения световых точек) по сравнению с аналогичной системой тепличного освещения с трубчатыми лампами составляет от 0,9 до 1,5 млн. руб. на 1 га теплицы, что значительно способствует снижению себестоимости и повышению рентабельности выращиваемой продукции.
Удорожание топлива стимулирует активный поиск и внедрение в овощеводство защищенного грунта научно-технических разработок по экономии энергии. Опыт некоторых зарубежных стран показывает, что двойное покрытие крыши и боковых стен теплиц на 20 - 40% уменьшает расход тепла. Однако использование двойных покрытий может отрицательно сказаться на величине урожайности, так как происходит снижение освещенности теплицы. Наибольшую экономию тепла без значитель-
ного снижения освещенности дают двойное остекление, применение матового стекла и двойного полиакрила.
В настоящее время в России в качестве ограждающего материала теплиц и фрамуг широко используются светопропускающие сотовые поликарбонатные панели, которые позволяют соблюдать оптимальное сочетание в теплицах освещенности, температуры, влажности, конструкционной прочности и повышать урожайность продукции до 25% [2. С. 21].
Износ культивационных сооружений, построенных 30-35 лет назад, составляет 80 - 85 %. При таком состоянии расход энергоносителей на производство единицы продукции очень высок. Так, расход газа на производство 1 кг продукции в тепличных комбинатах РФ составляет от 3,2 м3 до 5,5 м3, а в некоторых случаях и более 6 м3. В то же время в современных культивационных сооружениях этот показатель составляет 1,2 - 2,0 м3. Годовое потребление тепловой энергии на 1 га теплиц составляет 9-11 тыс. Гкал, что в стоимостном выражении составляет 6,0 - 13 млн. руб. в зависимости от региона [1. С. 21].
Не все тепличные комбинаты могут осуществлять реконструкцию или строительство новых энергосберегающих тепличных конструкций, соответственно необходимо изыскивать все имеющиеся резервы снижения энергоемкости продукции, используя которые можно существенно снизить энергозатраты и себестоимость продукции.
Снизить энергоемкость продукции овощеводства защищенного грунта возможно, используя оптимальный субстрат, который является определяющим для применяемой технологии, оказывает влияние на уровень и культуру производства, структуру затрат и доходов, качество продукции.
Применяемые субстраты делятся на 3 категории: почвенная культура, активные и инактивные субстраты для малообъемной технологии выращивания. К активным субстратам относятся торф, кокос, солома зерновых, льняная костра и прочие наполнители растительного происхождения, к инак-тивным - минеральная вата, керамзит, перлит и другие наполнители минерального происхождения [3. С. 25].
ОАО «Тепличный комбинат “Завьяловский”» - единственное специализированное предприятие на территории Удмуртии, поставляющее в республику и близлежащие области свежие овощи и зелень практически круглый год.
На базе тепличного комбината «Завьяловский» Удмуртской Республики проводилось исследование, позволяющее определить влияние субстрата льняная костра, керамзит и коковит на энергоемкость тепличной продукции.
При изучении энергообеспечения ОАО ТК «Завьяловский» были выявлены следующие факторы, оказывающие влияние на энергоемкость продукции:
- большое потребление электроэнергии, затрачиваемой на электроподсвечивание;
- большое потребление водных ресурсов на полив;
- большие затраты тепловой энергии на отопление, вентиляцию, подогрев поливочной воды.
Снизить тепловые и энергетические затраты в комбинате можно за счет применения субстрата
льняной костры, используя его энергосберегающий потенциал, который позволяет сэкономить энергоресурсы за счет дополнительно выделяемой теплоты при его разложении.
В настоящее время в тепличном комбинате используются 3 вида субстратов: керамзит, льняная костра, коковит. Субстрат льняной костры является альтернативой кокосовому сырью, но в то же время имеет более низкую себестоимость, так как является продуктом переработки льна, который выращивают на территории Удмуртии, что существенно снижает логистические издержки.
В тепличном блоке основным пунктом расхода водопроводной воды является полив растений. При использовании в качестве субстрата керамзита, который имеет малую водоудерживающую способность по сравнению с другими субстратами, большая часть водопроводной воды стекает при демпфировании, что обусловливает неэффективность ее использования. Также в связи с большими утечками воды возникают лишние затраты тепловой энергии на подогрев поливочной воды. Для снижения утечек поливочной воды и соответственно затрат тепловой энергии на ее подогрев возможна замена керамзита другим субстратом.
Применение субстрата льняная костра позволяет:
- экономить воду за счет удержания влаги в субстрате и электроэнергию за счет уменьшения времени работы насосов;
- экономить тепло на подпочвенный обогрев.
В процессе исследования было определено, что суммарный тепловой поток, поступающий на обогрев почвы при использовании субстрата льняная костра и выделении им +20С в течение 1-2, 5-7 недель и +40С в течение 3-4 недель после посадки растений, позволяет затрачивать меньшее количество тепла при подлотковом отоплении и при обогреве субстрата, что позволяет затрачивать меньше энергетических ресурсов. Таким образом, за 7 недель при использовании субстрата льняная костра можно сэкономить 1,1 тыс. м3 используемого топлива, а также снизить себестоимость 1ГДж вырабатываемой теплоты.
Использование новых субстратов является неотъемлемой частью применения инновационных ресурсосберегающих технологий в овощеводстве защищенного грунта, позволяющих увеличить рост урожайности, улучшить качество продукции, повысить организационно-технологический уровень производства, сократить затраты тепловой энергии.
Таким образом, снижение энергоемкости тепличной продукции возможно на основе реализации организационно-экономических мероприятий по энергосбережению, а именно:
- качественного остекления крыши, замены стекла на поликарбонат, проектирования и разделения контуров отопления, разработки и установки энергосберегающих и светопроницаемых ограждений, тепловых экранов и автоматизированных систем обогрева;
- отключения от тепла всех источников в комбинате, которые не имеют прямого отношения к производству продукции;
- установки современных энергетических комплексов;
- комплектования оптимального количества и состава оборудования для производства продукции;
- строительства собственной котельной с баком-аккумулятором;
- выбора оптимального субстрата;
- установки энергосберегающих и светопроницаемых ограждений, тепловых экранов и автоматизированных систем обогрева;
- повышения квалификации персонала, обучения новым технологиям;
- совершенствования уровня организационной культуры, позволяющей неукоснительно соблюдать все элементы технологии выращивания овощей.
Снижение энергоемкости продукции овощеводства защищенного грунта - важное направление интенсификации тепличного производства и ресурсосбережения. Выявление и использование резервов снижения энергоемкости возможно путем осуществления системы технических, технологических, организационных мер, направленных на совершенствование процесса производства тепличной продукции и потребления энергии.
Основной способ снижения энергоемкости продукции овощеводства защищенного грунта, безусловно, заключается в модернизации энергетического комплекса на основе установки современного оборудования, внедрении энергосберегающих технологий, строительстве новых тепличных конструкций, и этим процессам нет альтернативы. Учитывая то, что в настоящее время подавляющее большинство тепличных комбинатов в России не имеют возможности перевооружить тепличные площади в соответствии с современными разработками в области энергосбережения, следовательно, только экономия энергоресурсов по всем направлениям производства и технологического процесса позволит им оставаться конкурентоспособными участниками рынка.
* * *
1. Муравьев А.Ю. Об экономической целесообразности строительства новых современных теплиц // Теплицы России. 2011. №2. С. 20-23.
2. Трофимов Е.В. Материал для теплиц: стекло, пленка или поликарбонат? // Теплицы России. 2008. №1. С. 21-23.
3. Ситников А.В., Долгий В.В. Подбор оптимальных субстратов для выращивания огурца в зимней теплице // Теплицы России. 2010. №4. С. 25-26.
Поступила в редакцию 16.11.11
ЭКОНОМИКА И ПРАВО
I. Yu. Chazova, O. G. Dolgovykh
Investigation of the factors that influence the reduction of greenhouse product energy
The authors consider factors influencing the reduction of greenhouse product energy and the technology of vegetable greenhouse production in substrates reducing heat and energy consumption in a greenhouse plant.
Keywords: protected ground, energy consumption, greenhouse complex, cost structure, the substrate, technology.
Чазова Ирина Юрьевна,
кандидат экономических наук, доцент
ФГБОУ ВПО «Удмуртский государственный университет»
426034, Россия, г. Ижевск, ул. Университетская, 1 (корп. 4)
E-mail: shazirina@yandex.ru
Chazova I.Yu.,
candidate of economics, associate professor Udmurt State University
426034, Russia, Izhevsk, Universitetskaya st., 1/4 E-mail: shazirina@yandex.ru
Долговых Оксана Г еннадьевна, кандидат педагогических наук, доцент ФГОУ ВПО «Ижевская государственная сельскохозяйственная академия»
426069, Россия, г. Ижевск, ул.Студенческая, 11 E-mail: salvador.ru@mail.ru
Dolgovykh O.G.,
candidate of pedagogy,
associate professor
Izhevsk State Agricultural Academy
426069, Russia, Izhevsk, Studencheskaya st., 11
E-mail: salvador.ru@mail.ru
