Понятие, проблемы и современное состояние аграрной энергетики

Лекция 10. Основные направления ресурсосбережения в отраслях АПК

1.Понятие, проблемы и современное состояние аграрной энергетики

2.Основные направления экономики и рационального использования энергетических ресурсов.

3.Научные, технические и организационные задачи энергообеспечения АПК

4.Интенсификация – главный путь в снижении энергетических затрат. Оптимизация землепользования, применения удобрений и средств защиты растений как пути энергосбережения в АПК.

5.Энергосберегающая политика в АПК. Эффективность ТЭР в отраслях АПК.

Аграрная энергетика - это системно-сложный иерархический органи­зационно-технический комплекс, выполняющий функции энер­гообеспечения сельскохозяйственного производства, сопряженного с социаль­но-культурной и жилищно-коммунальной сферой АПК.

Эта система включает подсистемы приобретения (покупки) большинства и производства для собственных нужд и сбыта (продажи) отдельных видов ТЭР и энерготехнических средств, эксплуатацию и ремонт установленного энергооборудования и внутренних схем энергоснабжения, а также кадровое и научное сопровождение и управление этой системой.

В аграрной энергетике существует ряд экономических, организационных, экологических и социальных проблем, влияющих на энергобезопасность и энергоэффек­тивность АПК. В АПК Беларуси отмечается низкая эффективность использования энерго­ресурсов. При расходовании 1 кг у. т. у нас производится продукции на 1.07 долл. США, в то время как в Финляндии - на 4,76, во Франции - на 6,67, В Дании и Швейцарии - на 11,5 долл. США. По показателю валового внутрен­него продукта (ВВП) на душу населения республика отстает от Чехии в 2 раза (у нас 2,54 тыс. долл. США на человека в год, там - 5,1), от Финляндии - в 10, т Швейцарии - в 18 раз. Низким является в Беларуси и показатель потребле­ния топливно-энергетических ресурсов (ТЭР)на душу населения - 2,4 т у. т. на человека в год. Для сравнения: в Финляндии этот показатель составляет 6.4т.,у т в России - 4,12, в США - 8,32 т у. т.

В аграрно-промышленном комплексе (АПК) Беларуси в настоящее время потребляется около 3 млн т у. т., что составляет более 12% от потребления ТЭР в стране. Энергетическая составляющая в себестоимости различной про­дукции сельского хозяйства колеблется в пределах от 8 до 55%. Структура потребления ТЭР в аграрном секторе по видам энергоносителей складывается следующим образом (приведены приблизительные цифры): КПТ - 25%, те­пловая энергия - 45, электрическая энергия - 30%. Эти данные позволяют наметить первостепенные направления снижения потребления энергоресурсов в АПК.

Почти половина всего потребления ТЭР в АПК приходится на выработку тепловой энергии (1,35 млн т у. т., или 7,7 млн Гкал). Около 80% всей тепловой энергии (6,2 млн Гкал) используется на нужды отопления и вентиляции зданий и лишь 1,5 млн Гкал расходуется на технологические нужды. Около 70% электроэнергии расходуется на электро­приводы и 30% - на электроосвещение. Причем в жилом секторе АПК более 70% электроэнергии идет на нужды электроосвещения, что свидетельствует о низком уровне электрификации быта сельского населения.

Основными причинами нерационального использования энергоресурсов в АПК является эксплуатация морально и физически устаревшего технологи­ческого оборудования, значительные затраты тепловой и электрической энер­гии в животноводстве на поддержание в производственных помещениях тре­буемых параметров микроклимата, а также низкоэффективные ведомствен­ные котельные с протяженными тепловыми сетями.

Использование энергоресурсов в энергобалансе сельского хозяйства еще не стало рациональным и эффективным. Так, например, коэффициент исполь­зования топлива значительно ниже, чем в других отраслях народного хозяй­ства и составляет около 40%.

Системы энергоснабжения в большинстве случаев устарели, срок их службы вышел за пределы допустимого, к тому же многие хозяйства и их эксплуатационные службы находятся в состоянии, не обеспечивающем нормальное обслуживание, ремонт и эксплуатацию энергетических сетей и оборудования. Значительно снизилась надежность и качество энергосна­бжения, возросли число и продолжительность отключений потребителей электроэнергии по различным причинам. Большие затраты на оплату ТЭР отрицательно сказываются на экономике сельскохозяйственных потреби­телей и конкурентоспособности сельскохозяйственной продукции на ми­ровом рынке. Указанные проблемы снижают энергоэффективность аграрной энергетики.

Концепция инновационного развития аграрной энергетики на среднесроч­ный период предусматривает важнейшую цель развития аграрного производ­ства на основе повышения энергоэффективности производства; комплексной механизации и автоматизации технологических процессов; обеспечения надеж­ности, устойчивого и экономичного энергообеспечения производственных объ­ектов; снижения энергоемкости сельскохозяйственной продукции в ее себесто­имости; создания комфортных условий труда и жизни в сельской местности.

2.Основные направления экономики и рационального использования энергетических ресурсов.

Под экономией и рациональным использованием энергоресурсов в сельском хозяйстве следует понимать снижение до расчетно-нормативного уровня их затрат на производство сельскохозяйственного сырья и готового продовольствия, оптимальное перераспределение энергозатрат по отраслям растениеводства и животноводства без уменьшения объема и сни­жения качества производимой продукции.

В структуре себестоимости сельскохозяйственной продукции средние за­траты на ТЭР составляют от 10 до 30%, а их удельный вес в структуре матери­альных затрат на производство продукции имеет тенденцию к росту. Это тре­бует постоянной и целенаправленной работы по экономии и рациональному использованию энергетических ресурсов в отрасли. Рассмотрим основные направления экономии и рационального использования энергоресурсов в АПК.

Первое направление - организационно-экономическое. Важнейшими фак­торами экономии и рационального использования энергоресурсов следует считать оптимизацию структурного устройства хозяйствующих субъектов с учетом их специализации и природно-климатических условий, нормирова­ние расхода энергоресурсов, учет и контроль потребления ресурсов, стимули­рование экономии использования, организацию рациональной эксплуатации энергетического оборудования.

Вторым направлением рационального использования и экономии ресур­сов является прямая взаимосвязь оплаты труда и размеров премирования работников с объемами и качеством произведенной продукции и получен­ной прибыли, в том числе с обеспечением нормативов всех видов затрат и особенно энергетических ресурсов.

Третьим направлением рационального использования и экономии ресур­сов в сельском хозяйстве следует считать технологическое. Это направление предполагает совершенствование традиционных и привлечение инновацион­ных технологий в отрасли растениеводства и животноводства, имеющих це­левую эффективность. Так, использование комбинированных агрегатов вместо разрозненных на полевых работах в растениеводстве позволяет экономить расход топлива на 20—30%.Наиболее важная часть политики энергосбережения - разработка совре­менных инновационных машин и технологий.

Четвертым направлением, рационального использования и экономии энер­горесурсов в сельском хозяйстве принято считать техническое. Об этом уже шла речь при изложении вышеприведенного направления. Здесь следует до­бавить, что существенное снижение удельного расхода топлива и энергии ба­зируется при переходе на принципиально новую систему машин и механизмов или при их конкретной модернизации. Причем совершенствование техниче­ских средств следует осуществлять в тесной связи с достижением более высо­кого энергетического КПД.

Особую роль играет повышение экономичности сельскохозяйственной тех­ники. Экономичность определяется конструктивными, эксплуатационными, производственными и почвенно-климатическими факторами.

Пятое направление — замещение дефицитных ресурсов более дешевыми и доступными, в том числе местными и воспроизводимыми: биомассой, отхо­дами для получения биогаза, энергией ветра, солнца и т. п. Основой энерго- и ресурсосберегающих разработок должен быть биоэнергетический анализ, который в комплексе с экономическими расчетами позволяет получить тре­буемые расчетные результаты.

Таким образом, приняв на практике целостную систему взаимодопол­няющих мер ресурсосбережения позволит реально достигнуть позитивных изменений в снижении ресурсоемко производства и себестоимости продукции.

3.Научные, технические и организационные задачи энергообеспечения АПК

Утвержденные государственные директивные документы требу­ют надежного, устойчивого и эффективного энергообеспечения АПК. Это, в свою очередь вызывает необходимость принятия действенных мер, обеспе­чивающих повышение эффективности использования ТЭР в сельском хозяй­стве, проведения активной энергосберегающей политики, разработки иннова­ционных энергетических технологий и реализации достижений научно-технического прогресса (НТП).

Повышение эффективности сельскохозяйственного производства нераз­рывно связано с дальнейшим развитием энергоресурсосберегающих систем теплоснабжения, существенно влияющих на снижение энергоемкости и себе­стоимости производимой сельскохозяйственной продукции. При этом следует отметить, что свыше 65% ТЭР используется в системах теплообеспечения множества производственных объектов.

Главное направление энергоресурсосбережения в системах теплоснабже­ния - это максимальное использование систем и потребительских установок децентрализованного типа. Применение таких систем в сравнении с система­ми на базе централизованных огневых котельных позволяет снизить энерго­затраты на 20-30%, ресурсные затраты в 1,5—2,0 раза за счет исключения ко­тельных помещений, теплотрасс и потерь теплоты в них. Одним из путей энергосбережения в этих системах является повышение уровня теплозащиты здания, его термического сопротивления до экономически оптимального зна­чения с учетом ограничений санитарно-гигиенических требований (невыпа­дение конденсата и др.). Важный путь экономии энергии — это применение но­вых энергосберегающих способов и технических средств обогрева непосред­ственно в технологических процессах обеспечения микроклимата, горячего паро- и вододоснабжения, приготовления кормов и т. п.

Наиболее энергоемким процессом в системах теплоснабжения, например жи­вотноводческих ферм, является обеспечение микроклимата - требуемых параме­тров температуры, влажности и газового состава внутри помещения. На эти цели расходуется более 60% тепловой энергии от общих затрат на теплообеспечение объекта в целом. В последнее время в системах микроклимата важное значение приобретают вопросы экономии энергии, очистка, обеззараживание и, соответ­ственно, рециркуляция вентиляционного воздуха, находящегося внутри помеще­ния и удаляемого из него. Необходим новый класс энергоэффективных вентиляиционно - отопительных установок модульного типа с утилизацией теплоты, на­стенной рециркуляцией очисткой и обработкой воздуха, позволяющих улучшить экологию среды внутри и вне животноводческих помещений.

Эффективным и перспективным направлениями в системах теплоснабже­ния являются такие технологии, как технология комбинированного локально­го обогрева молодняка животных и птицы с использованием лучистых (ин­фракрасных) газовых и электрических обогревателей, применение в системах теплообеспечения тепловых насосов и др.

Приборное оснащение и комплексная автоматизация аграрного произ­водства. Роль приборного оснащения АПК значительно возрастает в рыноч­ных экономических условиях аграрного производства, в основе которых ле­жит объективный количественно-качественный учет и контроль сельскохо­зяйственной продукции и расхода энергоресурсов.

При производстве продукции растениеводства к приоритетным относятся приборы влаготермометрии, климатологии, экспресс-анализа состояния почвы, текущей урожайности и диагностики растений и другие, а при производстве продукции животноводства - приборы влаготермометрии, расхода кормов, экспресс-анализа текущей продуктивности и диагностики состояния животных.

Для приборного оснащения энергетических установок и систем энерго­снабжения, обеспечивающих контроль и управление энерготехнологических процессов необходимы приборы для контроля температуры, потоков техноло­гических сред, расхода энергоресурсов и др. Особое значение приобретают автоматизированные системы контроля и управления энергопотреблением (АСКУЭ), обеспечивающие экономию энергопотребителей (при эффективных многотарифных ставках цен за отпущенные энергоносители).

Определяющим стратегическим направлением приборизации и автома­тизации аграрного производства является осуществление комплекса мер по стабилизации и росту производства отечественных приборов и автоматизи­рованных систем управления технологическими процессами (АСУТП) на предприятиях с высоким уровнем технологий до уровня, близкого к потен­циальной емкости внутреннего рынка Беларуси. Комплексная автоматизация аграрного производства включает также соз­дание автоматизированных систем управления производством (АСУП), авто­матизированных систем организационного управления производством (АСОУ), автоматизированных систем контроля и управления энергопотреблением (АСКУЭ), а в конечном итоге - полноценное освоение компьютерных инфор­мационных технологий в АПК.

4.Интенсификация – главный путь в снижении энергетических затрат. Оптимизация землепользования, применения удобрений и средств защиты растений как пути энергосбережения в АПК.

В отличие от других отраслей народного хозяйства сельское хозяйство имеет специфическую особенность: здесь основную роль играют биологиче­ские факторы производства, которые в комплексе с техногенными средствами и предметами труда образуют уникальную агроэнергетическую систему. Она не только перерабатывает и потребляет энергоносители, но и производит энергию. С одной стороны, происходит биологическая утилизация энергии путем ассимиляции, фотосинтеза, биоконверсии, а с другой - имеет место по­требление энергоресурсов техногенного происхождения, а также использова­ние средств производства и предметов труда, на создание которых была затрачена техногенная энергия. Таким образом, в сельском хозяйстве существует тесная взаимосвязь биологического и физического аспектов энергетики.

На производство сельскохозяйственной продукции затрачиваются главным образом естественные природные ресурсы (солнечная энергия, осадки, почвен­ное плодородие и др.), а также ресурсы промышленного происхождения (энер­гоносители, машины и механизмы, удобрения и др.). Углубление интенсификации сельского хозяйства вызывает необходимость усиления связи между биологиче­скими и физическими факторами производства, при этом роль физических и особенно энергетических факторов увеличивается в приоритетном порядке. Так, повышение уровня технической оснащенности в растениеводстве и живот­новодстве уменьшает потребность в применении ручного труда, а применение удобрений позволяет более полно реализовать биологический потенциал рас­тений, в том числе для заготовки кормов для животноводства и т. д.

Основным направлением интенсификации растениеводства в последние десятилетия была химизация, которая обеспечила почти 60% прибавки урожая. В тоже время, увеличение дозы внесения удобрений, применение большого количества гербицидов и других химикатов влечет за собой ряд негативных по­следствий экологического характера. Интенсивная обра­ботка почвы способствует увеличению ветровой и водной эрозий. Многие известные ученые отмечают нарастающий кризис индустриального сельского хозяйства, ориен­тированного на применение интенсивных энергонасы­щенных промышленных технологий с большим количе­ством удобрений и химических средств, в условиях кото­рого производится большая часть продовольствия пла­неты. В тоже время, увеличение доз внесения удобрений, применение большого количества гербицидов и других химикатов влечет за собой ряд негативных по­следствий экологического характера. Интенсивная обра­ботка почвы способствует увеличению ветровой и водной эрозий. С учетом этих и других факторов в настоящее время в развитых странах наряду с интенсивными все большее применение находят так называемые экологические (орга­нические) системы земледелия, которые рассматриваются как альтернатива промышленным технологиям на новом технологическом уровне. Однако доля органического земледелия в настоящее вре­мя очень мала и составляет не более 2—3 %.Очевидно, что высокая стоимость получаемой продукции, значительные технологические риски, большие затраты труда и другие факторы снижают его привлекательность.

Опыт показывает, что при правильной организации труда и высокой культуре производства минимизация обработ­ки почвы, оптимизация доз внесения удобрений и сниже­ние нормы высева не влекут за собой существенно го уме­ньшения общей энергетической эффективности техноло­гий.

Использование последних дости­жений науки и техники позволяет сохранить не только здоровье людей, но и обеспечивает экологическую гармо­нию. Главное средство повышения урожайности — это не применение все большего количества химикатов, а искус­ное использование потенциала живой природы, основан­ное на рациональном применении органических удобре­ний, правильном формировании севооборотов с использо­ванием культур, накапливающих азот в почве, рациональной агротехники.

В Республике Беларусь важнейшим фактором энергосбережения является рациональный выбор севооборотов с учетом конкретных условий хозяйства, на почвах с невысоким потенциальным плодородием, подверженных воздействию ветровой и водной эрозий, целе­сообразно использовать менее интенсивные системы зе­мледелия с применением сидеральных посевов, мини­мальной обработкой почвы и др. Важнейшей задачей является также эффективное использование мелиорированных земель.

Увеличение объемов производства продукции с применением интенсивных технологий должно сопровождаться снижением затрат топливно – энергетических ресурсов, оптимизации землепользования, эффективного использования агробиологического потенциала (высококачественное использование семян, равномерность высева семян), правильного подбора и рациональной структуры посевных площадей с учетом материально – технической базы предприятия и почвенно - климатических условий, оптимизации внесения удобрений(с учетом кадастровой оценки земель, сбалансированного внесения, комплексного применения, точности дозировки, поддержание оптимальной кислотности почв и др.).

Интенсификация_сельскохозяйственного производства на современном этапе невозможна без реализации инно­вационного пути развития техники и технологий. Одним из важнейших направлений реализации иннова­ционного пути является внедрение компьютерных систем автоматического управления процессами в растениеводстве. Снижение экологической вредности применения ядо­химикатов возможно за счет использования современной техники для защиты растений. Опрыскиватели лучших ев­ропейских производителей за счет целого ряда техниче­ских новшеств (технология «айр-плюс», обеспечивающая подачу воздуха к распылителям, электрическое управле­ние, распыление с дроблением капель, использование пло­скофакельных распылителей и др.) обеспечивают высокое качество и равномерность при одновременном снижении доз внесения.

Все большее применение находят биологические методы производства экологически чистых органических удобре­ний, борьбы с вредителями и др. Перспективна технология получения концентрированных органических удобрений с помощью калифорнийского красного червя, который спо­собен поглощать в процессе своей жизнедеятельности орга­нический субстрат и перерабатывать его в однородную кон­центрированную массу вермикомпоста. Вермикомпост ха­рактеризуется большим разнообразием микро- и макроэле­ментов (кальций, магний, алюминий, железо, калий и др.), нейтральной реакцией, влажностью 42...45 % и содержани­ем нитратного азота 38...41м г/кг. Выход биогумуса соста­вляет 60 % от исходного субстрата, что позволяет сократить на 40 % транспортные расходы.

Таким образом, интенсификация производства являет­ся важнейшим фактором повышения эффективности про­изводства и неотъемлемым условием выхода из экономического кризиса.

Дата добавления: 2017-01-13