CC BY
105
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства_
РАЗДЕЛ IV ЭНЕРГЕТИКА И ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ
УДК 631.152
А.Ф. ЭРК, канд. техн. наук; В.Н. СУДАЧЕНКО, канд. техн. наук
КОНЦЕПЦИЯ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ И ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ ЖИВОТНОВОДЧЕСКОГО НАПРАВЛЕНИЯ В УСЛОВИЯХ СЕВЕРО - ЗАПАДНОГО РЕГИОНА РОССИИ
В статье изложены материалы анализа энергоэффективности зарубежного и отечественного сельхозпроизводства и обобщены факторы, влияющие на снижение их энергоэффективности. Приведены результаты анализа потребления энергоресурсов в отрасли молочного животноводства и материалы о результатах применения энергосберегающих мероприятий. Показано, что в условиях Северо-Запада России их недостаточно для существенного увеличения энергоэффективности производства. Предложено дополнительно использовать местные и возобновляемые источники энергии для частичного замещения традиционных. Приведены расчетные данные эффективности такого решения на примере пилотного проекта в Ленинградской области
Ключевые слова. концепция, энергетическое обследование, энергосбережение, повышение энергоэффективности, возобновляемые источники энергии
A.F. ERK, CandSc (Eng); V.N. SUDACHENKO, CandSc (Eng)
CONCEPT OF ENERGY SAVING AND ENERGY EFFICIENCY IMPROVEMENT OF ANIMAL HUSBANDRY ENTERPRISES UNDER CONDITIONS OF THE NORTH - WEST REGION OF RUSSIA
The article describes the survey of power efficiency of foreign and domestic agricultural production and summarizes the factors affecting the decrease of this indicator. The survey results of energy consumption in dairy farming and effective application of energy-saving measures are presented. It is shown that in the NorthWest Russia these measures are not enough to significantly increase the power performance of farms. Additional use of local and renewable energy sources to partly replace the fossil fuels is suggested. The estimated data of the effectiveness of such a solution by the example of a pilot project in Leningrad Region are quoted.
ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов. _ИАЭП. 2015. Вып. 87._
Key words: concept, energy audit, power saving, energy efficiency measures, renewable energy sources
В настоящее время удельная энергоемкость российской экономики по сравнению с экономиками индустриально развитых стран мира, к сожалению, остается еще высокой. С учетом паритета покупательной способности данный показатель вдвое превышает аналогичный показатель в США, в 2,3 раза - в целом по мировому сообществу и в 3 раза - в развитых странах Европы и в Японии [1].
Для производства товаров и услуг стоимостью одна тысяча долларов в России тратится 0,89 тонн условного топлива (т.у.т.), а в Норвегии и Швеции, находящихся в схожих климатических условиях, только 0,36 т.у.т. и 0,26 т.у.т. соответственно [1].
В настоящее время в России принято ряд нормативных актов, способствующих реализации мероприятия по снижению энергоемкости производства.
Целью разработки концепции является обоснование путей повышения энергоэффективности сельхозпроизводства на Северо-Западе России с учетом реальных условия функционирования сельхозпредприятий.
При разработке концепции энергосбережения и повышения энергоэффективности производства в АПК использован программно-целевой метод решения проблемы энергосбережения с определением целей и задач, выбором перечня скоординированных энергосберегающих мероприятий, и их увязкой с техническими, технологическими и финансовыми возможностями
сельхозпредприятий [2,3].
Высокая энергоемкость производства в отечественном сельском хозяйстве обусловлена следующими характеристиками [3.4]: -очень низким уровнем производительности труда (например, в настоящее время он составляет 10% от уровня США);
- малым коэффициентом использования энергетических установок при большом наборе технических и технологических средств (например, коэффициент использования электрических подстанций, котельных, установленной мощности двигателей внутреннего сгорания не достигает 20%);
- сложной структурой топливно-энергетического баланса, основными составляющими которого являются следующие виды топливно-энергетических ресурсов (ТЭР): дизельное топливо и автобензин
226
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства_
(около 1/3), электроэнергия (12%), твердое топливо (более 1/3), газ, жидкое печное топливо;
-за последние три пятилетки энергоемкость производства только повышалась (потребление овеществленной энергии возросло на 350%, прирост растениеводческой и животноводческой продукции за указанный период составил соответственно 25% и 35%) [5].
Сельское хозяйство должно развиваться интенсивно, используя инновационные энергоресурсосберегающие технологии, а этот процесс неразрывно связан с увеличением потребления энергии: на сегодняшний день прирост продукции на 1 % влечет за собой увеличение расхода энергоресурсов на 2-3%.
В животноводстве потребляется 18-22% жидкого топлива и 19-20 % электрической энергии от всех энергоресурсов, используемых на производственные цели в сельском хозяйстве.
Все выше перечисленное не так негативно сказывается на состоянии АПК, как огромный объем устаревшего оборудования и коммуникаций (около 90% их работает за пределами сроков амортизации), ухудшение системы эксплуатации и сервиса, а также дефицитом работоспособных кадров необходимой квалификации [6]
В России на 1 га пашни затрачивается до 250-280 кг условного топлива, тогда как, например, в США - 140 кг.
Итак, сельское хозяйство России значительно отстает в области энергоресурсосбережения от зарубежных стран.
Основными причинами нерационального использования ТЭР в АПК являются:
- недооценка роли энергетики в развитии АПК;
- морально и физически устаревшее технологическое оборудование в сельскохозяйственном производстве и перерабатывающих отраслях; значительные затраты тепловой и электрической энергии в животноводстве на поддержание в производственных помещениях требуемых параметров микроклимата (особенно для молодняка);
- низкоэффективные ведомственные котельные с протяженными тепловыми сетями;
- наличие большого числа электродвигателей для технологических установок, эксплуатируемых с минимальной загрузкой; -неэкономичные системы электроосвещения.
Современное сельхозпроизводство, в первую очередь животноводство,
является крупным потребителем энергоресурсов и является на Северо - Западе России приоритетом государственной политики в области сельхозпроизводства. По результатам анализа состояния и перспектив развития отрасли молочного животноводства установлено, что одним из рисков снижения рентабельности производства в молочном животноводстве и невыполнения программ его развития является рост цен на энергоносители, в первую очередь на электроэнергию [7].
Официальных данных о структуре и объемах потребления энергоресурсов в молочном животноводстве в регионах, кроме Ленинградской области, нигде не приводится, что затрудняет проводить анализ состояния и прогнозировать энергопотребление.
Результаты анализа потребления энергоресурсов в молочном животноводстве Ленинградской области приведены на рис.1 [8], из которого следует, что наиболее востребованным энергоносителем в молочном животноводстве является электрическая энергия.
Рис. 1. Структура потребления топливо - энергетических ресурсов сельхозпредприятиями по видам топлива в Ленинградской области
Доля тепловой энергии значительно меньше, что связано в основном с использованием электроэнергии на отопление административных и производственных зданий и сооружений. Затраты на моторное топливо, в основном дизельное, сопоставимы с затратами на потребленную электроэнергию.
По результатам, проведенных ИАЭП энергетических обследований сельхозпредприятий Ленинградской области
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства_
установлены наиболее эффективные мероприятия по энергосбережению:
- организационные (энергетические обследования, налаживание систем учета энергоресурсов, повышение квалификации персонала и т.д.);
- технические:
•совершенствование систем освещения (замена светильников на энергосберегающие, внедрение средств автоматизации); •внедрение энергосберегающего оборудования более высокого класса энергоэффективности (циркуляционные и вакуумные насосы и т.п.); •мероприятия по экономии тепловой энергии в зимний период; •внедрение систем управления электроприводами на базе частотных регуляторов; •локальный ИК-обогрев.
Результатом постоянной и последовательной работы специалистов сельхозпредприятий Ленинградской области по реализации организационных и технических мероприятий по энергосбережению является фактическое и прогнозируемое снижение потребления электрической (рис. 2) и тепловой (рис. 3) энергии на 6-10% , что недостаточно для повышения энергоэффективности молочного животноводства.
2100
2000
Ьн 1900 х
$ Й 1800
«и И 5 о
§ 3 1700 §
£ 1600 о
—I
1500 1400
2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016
Время, год
Рис. 2. Средние значения потребления электрической энергии в обследованных хозяйствах за период 2007-2011 годы и прогноз на последующие годы от внедрения мероприятий по энергосбережению и повышению
энергоэффективности.
2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016
Время, год
Рис. 3. Средние значения потребления тепловой энергии обследуемыми хозяйствами за период 2007-2011 годы и прогноз на последующие годы от внедрения мероприятий по энергосбережению и повышению
энергоэффективности.
Полученные данные совпадают с данными, приведенными в обосновании Государственной программы «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2020 года» о малом потенциале энергосбережения ТЭР в отечественном сельском хозяйстве (рис.4) [9].
Поэтому в разработанной в ИАЭП концепции принято два пути повышения энергоэффективности молочного животноводства [10]:
- снижением потребления традиционных энергоресурсов внедрением организационно-технических мероприятий по энергосбережению;
- переход на генерацию от местных и возобновляемых источников энергии с целью частичного замещения традиционных источников или создание автономных локальных энергосистем.
ГКУ ЛО «Центр энергосбережения и повышения энергоэффективности Ленинградской области» концепция принята к внедрению в пилотном проекте АПК Ленинградской области.
Реализация положений концепции позволит создать демонстрационную зону высокой энергоэффективности на базе одного из сельхозпредприятий молочного направления[11], где к 2020 году будет снижена энергоемкость производства молока на 1527%, сведены до минимума риски не выполнения программы развития сельского хозяйства из-за непредсказуемого роста цен на энергоносители и низкой надежности энергоснабжения.
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства_
Рис. 4. Структура программной экономии ТЭР (по подпрограммам Государственной программы «Энергосбережение и повышение энергетической
эффективности на период до 2020 года»)
Финансовые затраты на создание демонстрационной зоны в одном из сельхозпредприятий молочного направления (в ценах 2014 года) составят порядка 16 млн. руб. Затраты на ТЭР в среднем составляют 15 млн. руб. в год. При снижении энергоемкости производства сельскохозяйственной продукции на 27%, т.е. если допустить равное производство продукции по годам, срок окупаемости составит - 3,2 -3,8 года.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Михайлов С. А. Методологические основы стратегического управления энергосбережением в региональных промышленных комплексах: диссертация...доктора экономических наук, 08.00.05, Москва,2010.
2. Потапов С.В. Проблемы энергосбережения в АПК/С.В. Потапов// Мордовского государственного университета им. Н. П. Огарёва, г.Саранск.2010.
ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов. _ИАЭП. 2015. Вып. 87._
3. Инновационно-инвестиционные механизмы устойчивого развития агропроизводства. Дискуссионный клуб [Текст] // Экономика сельского хозяйства России.2006.-№ 6.с.10-13.
4. Почвоведение и охрана почв [Электронный ресурс]. Режим доступа:http://dssac.ru/knigi/node/131?page=0,0/ Загл. с экрана.
5. Лукиных, М.И. Энергосбережение в сельском хозяйстве / М. И. Лукиных, А. Н. Семин // Урало-Сибирская научно-практическая конференция. Материалы докладов - режим доступа: http://www.uran.u/reports, свободный.
6. Епишков, Н.Е. Энергосбережение - базовая технология создания эффективного сельского хозяйства / Н.Е.Епишков - Режим доступа: http://www.energosber., свободный.
7. Эрк А.Ф., Судаченко В.Н., Смирнова Л.Ю. Энергосбережение в АПК: проблемы иперспективы / Журнал «Сельскохозяйственные вести», №2/2015, стр.58-61.
8. Эрк А.Ф., Судаченко В.Н., Размук В.А., Бычкова О.В. Результаты энергетическогообследования сельхозпредприятий/ Сборник научных трудов №85 ГНУ СЗ НИИМЭСХ,2014.
9. В.В. Комиссаров Задачи, сроки и этапы реализации Государственной программы «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2020 года»// Материалы конференции «Энергоменеджемент на предприятии. Стандарт ИСО 50 001», Москва, 2011г.
10. Эрк А.Ф., Никитин А.В., Судаченко В.Н. Концепция создания демонстрационной зоны высокой энергоэффективности сельскохозяйственного производства Ленинградской области с использованием местных и возобновляемых источников энергии / INTERNATIONAL RENEWABLE ENERGY CONGRESS REENCON-XX //Proceedings of the International Renewable Energy Congress - XXI: Energy & Economic EfficiencyOctober 27-29 2015, Moscow , p. 362-365
11. Эрк А.Ф., Судаченко В.Н. Концепция создания демонстрационной зоны высокой энергоэффективности в Ленинградской области/ Международный агропромышленный конгресс. АПК- стратегический ресурс экономического развития государства :материалы для обсуждения, СПб.: ООО «ЭФ-Интернэшл»,2015, с.6-7.
