Заходи щодо енергозбереження в АПК

Одним із ефективних заходів енергозбереження є оптимізація структури споживання паливно-енергетичних ресурсів.

Можна виділити два напрямки оптимізації структури прямого споживання енергетичних ресурсів у сільськогосподарському виробництві: заміщення одних традиційних енергоносіїв іншими; заміщення традиційних енергоносіїв нетрадиційними. З економічної і екологічної точок зору до прогресивних напрямків заміщення одних традиційних енергоносіїв на інші можна віднести дизелізацію, газифікацію та електрифікацію.

Заміна бензинових двигунів у вантажних автомобілях дизельними дозволить знизити питомі витрати палива на 25-40%. Крім цього, дизельне паливо має деякі екологічні переваги порівняно з бензиновим (особливо з етилованим), що пов'язано з менш токсичними викидами. Незважаючи на це, частка вантажних автомобілів, що оснащені дизельними двигунами, у загальному їх обсягу не перевищує 35%.

Газифікація сільськогосподарського виробництва в широкому розумінні передбачає використання газоподібного палива замість рідкого і твердого у стаціонарних процесах, а в мобільних — для заміщення світлих нафтопродуктів (бензин, дизельне паливо). Газове паливо характеризується більш високим коефіцієнтом корисного використання, його утилізації супроводжують менш серйозні екологічні проблеми.

Електрифікація аграрного сектору характеризується подібними з газифікацією технологічними та екологічними перевагами.

Енергоємність валового внутрішнього продукту (ВВП) зменшується при збільшенні первинних енергоресурсів, що витрачаються на виробництво електроенергії. Це означає, що розвиток електрифікації економічно виправданий.

Загальною і, можливо, найбільш вагомою проблемою для електрифікації українського села залишається надійність і якість електропостачання.

Широке впровадження автоматизованих систем і приладів обліку енергоспоживання в усіх сферах використання палива і енергії дозволяє, за оцінками спеціалістів, зменшити на 3-5% загальне споживання енергоресурсів.

Впровадження в сільське господарство сучасних засобів силової електроніки, зокрема впровадження регульованого електропривода, вентильних регульованих двигунів у побутові прилади, компенсуючих пристроїв реактивної потужності, економічних перетворювачів електричної енергії в технологічних процесах дозволить економити біля 20-25% електроенергії.

Підвищення рівня використання вторинних енергетичних ресурсів (ВЕР). За рахунок утилізації викидної теплоти на тваринницьких і птахівничих фермах можна зменшити витрати енергії на опалення на 15-30%. При цьому вартість 1 кВт утилізаційного обладнання у 2-3 рази нижче вартості 1 кВт на електростанції.

Низький рівень використання ВЕР у сільському господарстві України пояснюється недостатньою оснащеністю підприємств тепло-утилізаційним обладнанням, низьким технічним рівнем процесів утилізації і використання застарілого і фізично зношеного утилізаційного обладнання, відсутністю на місцях утворення ВЕР споживачів теплоти, відомчими бар'єрами в організації використання теплової енергії і відсутністю економічної зацікавленості у збільшенні рівня використання теплових ВЕР.

Розміри виробництва значною мірою впливають на питомі витрати енергії на одиницю продукції. Чим більший об'єкт, тим менші (при інших рівних умовах) питомі витрати енергії на одиницю кінцевої продукції. Але оскільки залежність енергоємності продукту від розмірів об'єкту має вигляд експоненти, то надмірне збільшення розмірів не завжди виправдане. Тут можуть вступити в силу інші міркування: труднощі в кормопостачанні великих об'єктів, складнощі утилізації великих мас гною, підвищення екологічної небезпеки тощо. За даними ВІЕСГ (Росія), оптимізація розмірів виробництва дає 18% зменшення енерговитрат від норми.

Оптимізація систем виробництва і розподілу теплоти у тваринницьких приміщеннях зменшує на 15% витрати енергії на теплові потреби, використання комплексного холодо- і теплозабезпечення від теплових помп зменшує витрати енергії на 50%, а використання природного холоду в холодосистемах виробничого циклу зменшує витрати енергії в цих системах у 8-10 разів. Впровадження систем переривчастого освітлення у пташниках зменшує витрати на освітлення для курей-несучок у 2,1-3,8 разу, для бройлерів — у 1,6 разу. Перелік заходів енергозбереження в кожному конкретному технологічному або виробничому процесі можна продовжувати. Повний перелік цих заходів наведений в [22].

Заміщення традиційних палив і енергії на нетрадиційні джерела, використання енергії сонця і вітру, біопалива знайдуть практичне застосування тільки тоді, коли ціни на ці палива не будуть вищими від цін палив традиційних. Виконання цієї умови вимагає:

> підвищення ефективності установок для використання нетрадиційних джерел енергії, пошуку ефективної сировини рослинного походження для біопалива, її складування, транспортування, переробки і розподілу біопалива та утилізації відходів;

> протекціоністських заходів.

Підвищення ефективності використання сировини для біопалива можна досягнути за рахунок:

> збільшення урожайності;

> ефективної організації праці;

> впровадження міжгосподарських форм співпраці при вирощуванні рослин, призначених для енергетичних потреб.

Якщо врахувати світовий досвід застосування поновлювальних джерел енергії і перехідний період до ринкової економіки у нашій країні, то розвиток віднованої енергетики повинен пройти чотири етапи.

Перший етап — глибокий (з урахуванням світового досвіду) аналіз і складання картографічного атласу ПДЕ області, регіону, країни.

Перший етап охоплює в собі оцінку технічного потенціалу енергоресурсів, розробку можливих технологій і технічних засобів використання ПДЕ, реалізацію показових і демонстраційних проектів, визначення їх вартості і термінів освоєння.

На другому етапі поряд з виконанням програми розробки технологій і створенням технічних засобів промисловими підприємствами важливо прийняти закон про екологічну чистоту поновлювальної енергетики.

Третій етап є широкою демонстрацією готових комплектів обладнання, яке дозволяє використовувати різні ПДЕ у прогресивних технологіях виробництва сільськогосподарської продукції і побуті.

Четвертий передбачає широку реалізацію обладнання, максимальну заміну традиційних енергоносіїв поновлювальними.

Економічність застосування ПДЕ необхідно розглядати при світових цінах на традиційні енергоносії з врахуванням прогнозованої динаміки їх заміни.

Можливі наступні напрямки використання ПДЕ:

Автономне енергопостачання малопотужних віддалених споживачів (дім, фермерське господарство, система водопостачання тощо);

Зменшення піків або регулювання навантаження в системах централізованого енергопостачання (системи сонячного теплопостачання і кондиціювання будівель, геліосушильні комплекси, біогазові теплові установки, сонячні енергоустановки тощо);

Робота в якості електростанцій сумісно з енергосистемою (мікро- і мініГЕС, геотермальні. вітроенергетичні і сонячні електростанції та ін.);

Аналіз витрат на виробництво електроенергії різними енергоджерелами для автономних споживачів (дача. дім, хутір, фермерське господарство, село) розрахований за діючими світовими цінами з урахуванням даних вітчизняних і закордонних дослідників, показує наступне.

Якщо прийняти середнє надходження сонячного випромінювання 4-6 кВт-год/м², швидкість вітру 6 м/с, швидкість водотоку 1 м/с, вартість дизельного палива 0,5-1,0 дол. за 1 л, відстань до системи централізованого енергопостачання — 5 км, то фотоелектричні станції вигідні при добовому споживанні до 4 кВт-год, вітроелектричні – при 5- 15 кВт-год, мікроГЕС — 10-15 кВт-год, дизельні електростанції і централізована енергосистема (при будівництві ЛЕП на 10 км) – більше 50 кВт-год за добу.

Аналіз енергетичних балансів стаціонарних процесів сільського господарства показує, що значна частина енергії витрачається на низькопотенційні теплові процеси. Це дає можливість широкого використання енергії Сонця, вітру, теплових біогазових установок і теплових помп. Так, якщо прийняти продуктивність однієї корови за 4000 кг молока на рік, то витрати енергоресурсів на одну корову складають 0,645 т у. п. При цьому 30-40 % енергії витрачається на теплові потреби. На існуючих молочних фермах використання біля 40% вторинних енергетичних ресурсів без значних капіталовкладень дає змогу протягом року економити біля 52 кг у.п. на корову.

Випереджаюче зростання цін на енергію в останні роки призвело до недоцільності використання багатьох технологічних процесів. Наприклад, вартість витрат енергії на вирощування огірків у зимових світлопроникних теплицях виявилась в 1,36 разу вище їх ціни. Це примушує знову повернутися до технологій вирощування овочів у світлонепроникних теплицях, які почали впроваджуватися в 20-ті роки. Такі теплиці виготовляються з полегшених теплоізоляційних стін без опалення.

Використовувані спеціальні лампи для освітлення рослин замінюють сонячне опромінювання і підтримують заданий мікроклімат. Особливо малоенергоємними виявились багатоповерхові гідропонні світлонепроникні теплиці зі стелажами рослин, що неквапно рухаються згори донизу і навпаки. У такій теплиці вартість витрат енергії складає лише 10% ціни отриманої продукції.

У нових умовах абсолютно неефективним виявилось використання електроенергії для опалення виробничих приміщень, керування мікрокліматом тваринницьких ферм за допомогою припливно-витяжної вентиляції. Якщо при попередній ціні на енергію кероване електрокалориферне опалення тваринницьких приміщень економило витрати кормів і забезпечувало підвищення продуктивності тварин, то сьогодні застосування електроенергії із цією метою ефекту практично не дає.

Отож, необхідно шукати нові технології керування мікрокліматом, наприклад, використання теплообмінних вентиляційних пристроїв, які повертають до 50% теплоти замінюваного повітря, або використання для опалення енергії нічних періодів роботи електросистеми, яка на порядок дешевше електроенергії пікових періодів.

Надто енергоємне і дороге приготування сінної муки і брикетів зеленого корму. За кордоном переходять на малоенергоємну технологію отримання високоякісного зеленого корму за допомогою самоконсервації трави (траву скошують, підв'ялюють, пресують у рулони масою до 300 кг, герметизують у синтетичну плівку, в якій без доступу кисню вона самоконсервується і зберігається до споживання). Аналогічна технологія застосовується для самоконсервації перезволоженого зерна з наступним його сушінням за допомогою вентиляції холодним повітрям, коли температура навколишнього повітря нижча від температури зерна (використовуються перепади температури дня і ночі).

Нові, малоенергоємні електротехнології, які використовують біоенергію і біопотенціали рослин і тварин, а також дію електрофізичних полів на них і продукцію, дозволяють стимулювати і створювати комфортні умови розвитку, захисту рослин і тварин, захисту від хвороб, шкідників, бур'янів. При цьому зменшуються терміни дозрівання рослин, збільшується строк зберігання продукції при мінімальних енергетичних і трудових витратах.

Зниженню енергетичних витрат у землеробстві, у тому числі й кормовиробництві, сприятиме впровадження науково обґрунтованих сівозмін щодо природних умов з обов'язковим включенням до них бобових культур.

Системний аналіз вивчення ефективності енергетичної оцінки виробництва кормових культур і кормів показує різний рівень їх енергоємності. Найбільші витрати сукупної енергії у розрахунку на 1 га були при вирощуванні кормових коренеплодів, кукурудзи на силос і зелений корм (61,83 і 52,4. ГДж/га), а найменші — при вирощуванні багаторічних трав на сіно, сінаж і зеленій корм (15,97-17,94 ГДж/га) [1].

Великий резерв зниження енергоємності культур мають різні технологічні прийоми (різної глибини обробіток ґрунту замість традиційного, особливо оранка, комбіноване поєднання кількох операцій в один прохід агрегату та ін.), удосконалення посівних площ сільськогосподарських культур, освоєння сівозмін прогресивних систем землеробства, дотримання технології вирощування культур, усунення втрат продукції, використання високоврожайних сортів з великим вмістом поживних речовин [1].

Шляхом суттєвого реального зменшення енерговитрат сучасного сільськогосподарського виробництва України є перегляд структури сільськогосподарських угідь — потрібно переглянути співвідношення між ріллею, з одного боку, і пасовищами та сінокосам з іншого. Площі ріллі з низьким рівнем родючості, високою ерозійною небезпекою тощо, де її продуктивність недостатня для ефективного ведення сільськогосподарського виробництва, слід перевести в пасовиська та сінокоси і використовувати для нагулу великої рогатої худоби і вівчарства, в основному екстенсивного. Слід зазначити, що переваги інтенсивної відгодівлі цих видів худоби з використанням концентрованих кормів незрівнянно менш вигідне, ніж інтенсивна відгодівля свиней та птахів.

У сівозмінах господарств повинен бути скорочений клин зернових і просапних культур і дещо розширений клин багаторічних трав. У цьому випадку значно скоротиться застосування азотних мінеральних добрив, виробництво яких є найдорожчим і найбільш енерговитратним. Недостатній рівень виробництва тваринницької продукції — молока і особливо м'яса — обумовлений більшою мірою незбалансованим раціоном тварин, ніж нестачею корму. У ряді випадків природній нагул ВРХ може дати більшу віддачу, ніж інтенсивна відгодівля низькоякісними концентрованими кормами. Відомо, що природні кормові угіддя забезпечують у США 50% тваринного білка, що використовується, а у м'ясному тваринництві Канади — біля 80% всіх фуражних кормів.

Зменшення витрат енергоємних кормів, наприклад, завдяки оптимізації способів кормоприготування, науково обґрунтованому дозуванню кормів, удосконаленню приготування кормосумішей, використанню стимуляторів росту і кормових добавок, підвищенню засвоєння корму і скорочення його втрат, використанню пасовищної годівлі (замість стійлової) у сукупності з організацією культурних, поліпшених пасовиськ, використанню в якості кормів відходів харчових виробництв тощо — один із напрямків енергозбереження в кормоприготуванні.

Слід замінити гідрозмив поташу в пташниках на інший спосіб прибирання. Хоча гідрозмивання — зручний спосіб прибирання, але він зволожує поташ і потребує додаткових витрат енергії на наступне його сушіння. Замість щоденного прибирання гною в корівниках можна розглянути можливість щомісячного прибирання з використанням гноєзбирачів-нагромаджувачів. Слід переглянути вимоги (в напрямку зниження) до режимів утримання тварин (рослин) в екстремальних умовах, якщо такі не пов'язані з погіршенням їх продуктивності (зменшення розрахункових температур навколишнього середовища, використання місцевого обігрівання замість обігрівання всього приміщення тощо).

Оптимізація теплопередачі через огороджувальні конструкції шляхом підсилення теплоізоляції із застосуванням дешевих матеріалів дозволить значно зменшити витрати на опалення.

Одним із дієвих шляхів енергозбереження в розвинених країнах є збільшення тарифів на енергію. У цих країнах, де частка енергоносіїв у собівартості продукції в декілька разів нижча, ніж в Україні, збільшення тарифних ставок на енергію викликає збільшення собівартості продукції на 1-2%. Для більшості господарств України, де вартість енергоносіїв у собівартості продукції перевищує 20%, зростання тарифів означає різке підвищення собівартості, що обумовить неконкурентноздатність і банкрутство господарств.

У частині економічного механізму енергозбереження необхідно ввести прогресивні тарифні санкції за неефективне або негосподарське використання енергії, з реалізацією на практиці економічних стимулів виробництва і впровадження енергозберігаючого обладнання шляхом вивільнення прибутку господарств від обкладення податком, який отримують від економії енергоресурсів; створити спеціальний фонд енергозбереження. Економічний механізм енергозбереження повинен діяти в сполученні із системою адміністративних і організаційних заходів до яких слід віднести:

> створення умов для вільної конкуренції і прийняття антимонопольних законів;

> установку спеціальних нормативів і енергетичних стандартів на виробництво енергозберігаючого обладнання:

> об'єднання всіх служб нагляду за використанням енергетичних установок;

> створення органів керування та правового регулювання енергозбереженням.

Енергозбереження в Україні потребує розробки системи нормативно-технічного забезпечення, стандартизації вимог як складових економічного механізму керування, покликаних забезпечити економне витрачання паливно-енергетичних ресурсів на всіх стадіях життєвого циклу продукції.

Ціль стандартизації енергозбереження — встановлення технічно і економічно обґрунтованого гранично допустимого рівня витрат паливно-енергетичних ресурсів на виробництво продукції заданої якості, роботи та послуги на стадіях виробництва, переробки, транспортування, зберігання і споживання, який відповідає сучасним науково-технічним вимогам і забезпечує мінімум витрат ПЕР у сільському господарстві.

Таким чином, висока енергоємність сільськогосподарської продукції України і випереджаючий ріст цін на енергоносії диктують необхідність прискореної розробки і впровадження заходів із суттєвого зменшення енергоємності сільськогосподарського виробництва, енергозбереження в технологічних процесах, раціонального використання поновлювальних джерел енергії.

До найбільш ефективних заходів зі зменшення енергоємності виробничих процесів належить широке впровадження нових технологій; до заходів, які потребують незначних витрат і відзначаються високою ефективністю, належать питання організації енергозбереження.

література

1. Корчемний М. та ін. Енергозбереження в агропромисловому комплексі/ М. Корчемний, В. Федорейко, В. Щербань.- Тернопіль: Підручники і посібники, 2001.-984 с.

2. Энергосберегающая технология электроснабжения народного хозяйства: в 5 кн./ Под ред. В.А. Венникова. - М.: Высш. шк.

3. Волеваха Н.М. Нетрадиционные источники энергии/ Н.М. Волеваха., Н.М. Волеваха.- К.: Вища шк., 1988.-62 с.

4. Ганелин А.М. Экономия электроэнергии/ А.М. Ганелин.-М.: Колос, 1983.- 141с.

5. Дэвинс Дж. Энергия /Дж Дэвинс, А. Уэйр/ Пер. с англ.- М.: Энергоатомиздат, 1985.- 360 с.

6. Кузнецов Б. В. Расчеты экономии электроэнергии/ Б. В. Кузнецов.–Мн.: Беларусь, 1983.-80 с.

7. Левенберг В.Д. Аккумулирование тепла/ В.Д. Левенберг, М.Р. Ткач, В.А. Гольстерн.- К.: Техника, 1991.- 112 с.

8. Мировая энергетика: прогноз развития до 2020 года/ Пер. с англ. Под ред. Ю.Н. Старшинова.- М.: Энергия, 1980.- 250 с.

9. Справочник инженера-электрика сельскохозяйственного производства/ Учебное пособие.- М.: Информагротех, 1999.- 536 с.

10. Статистичний щорічник України /Держстандарт України. - К.: Техніка.

11. Стырикович М.А. Энергетика: проблемы и перспективы/ М.А. Стырикович, Э.Э. Шпильрайн.- М.: Энергия, 1981.- 192 с.

12. Твайделл Дж., Уэйр А. Возобновляемые источники энергии / Пер. с англ.- М.: Энергоатомиздат, 1990.- 392 с.

13. Энергетика сегодня и завтра/ Под ред. А.Ф. Дьякова.- М.: Энергоатомиздат, 1990.- 344 с.

14. Более чем достаточно? Оптимистический взгляд на будущее энергетики мира/ Под ред. Р. Кларка: Пер. с англ.- М.: Энергоатомиздат, 1984.- 216 с.

15. Эффективное энергоиспользование и альтернативная энергетика/ А.М. Криволапов и др.- К.: Енциклопед. знання, 2000.- 302 с.

16. ДСТУ 3682-98 (ГОСТ 30583-98) Енергозбереження. Методика визначення повної енергоємності продукції, робіт та послуг.-К.-11с.

17. Жарков В.Я. Методика визначення повної енергоємності продукції сільськогосподарського виробництва/ В.Я. Жарков, В.М. Кюрчев, М.І. Лобанов, Є.П Масюткін; за ред. М.Л. Крижачківського.- Мелітополь: ТДАТА, 2003.-36 с.

18. Методика обчислення плати за перетікання реактивної енергії. Наказ №19 Міністерства палива та енергетики України від 17.01.02 р.

19. Нетрадиционные источники энергии: Указатель литературы.- 449 назв. /Сост. В.И. Мартынов, редактор В.Я. Жарков.-Вып.1, 2001.-35 с.

20. Нетрадиционные источники энергии: Указатель литературы - 653 назв./ Сост. В.И. Мартынов, редактор В.Я. Жарков.-Вып.2, 2004.- 38 с.

21. Правила будови електроустановок. Електрообладнання спеціальних установок.- К.: Укрархбудінформ, 2001.- 117 с.

22. Про альтернативні джерела енергії: Закон України//ВВР.-2003.-№3.-Ст.155.

Дата добавления: 2014-12-07