Роль энергосбережения в растениеводстве и в животноводстве

Введение Особенности функциони рования сельскохозяйственной отрасли связаны с тем, что в качестве объе кта воздействия машинных технологий чаще всего выступают биологически е объекты: почва, растение, животное. Это накладывает отпечатки на особен ности потребления и распределения энергии, а также возможные энергетич еские источники. Структура теплоэнергетических ресурсов для сельского хозяйства помимо традиционных источников энергии – нефти, газа, электр оэнергии; включает также солнечную энергию, энергию биологической масс ы, вторичные энергоресурсы. Функционирование российского сельского хо зяйства происходит в более неблаго приятных климатических условиях, че м в развитых капиталистических странах. Это приводит к тому, что 30-40% энерге тических ресурсов, потребляемых в сельском хо зяйстве, тратится на обогр ев помещений. Совокупные энергетические затраты на произ водство 1 т усл овной зерновой единицы в России в сравнении с США выше более, чем в 5 раз. В н астоящее время энергоемкость производимой продукции выступает как фак тор конкурентоспособности произведенной продукции. Это тем более важн о в связи с предстоящим вступлением России в ВТО. При плановой модели хозяйствования отмечалась устойчивая тенденция к повы- шению энергоемкости сельскохозяйственного производства. Увеличе ние прироста валовой продукции сельского хозяйства на 1% достигалось пов ышением на 1,8-2,7% используемых энергетических мощностей. Анализ показывае т, что за последние три пятилетки повышалась энергоемкость средств прои зводства. Потребление овещест-вленной энергии возросло на 350%. За указанны й период прирост растениеводческой и животноводческой продукции соста вил соответственно 25% и 35%. Энергосбережение в се льском хозяйстве Проблема энергосбереж ения в сельском хозяйстве включает последовательное решение трех зада ч: - принятие и постепенная реализация организационно-экономических и нор мативно-правовых мероприятий; - внедрение энергосберегающих т ехнологий широким использованием вторичных энергоресурсов; - изменение машинных технологий с кардинальным снижением энергетических затрат. В животноводстве потребляется 18-22% жидкого топлива и 19-20% электрической энергии от всех энергоресурсов, используемых на производственные цели в сельском хозяйстве. Энергоемкость производ ства продукции животноводства в России превосходит США и другие ведущи е страны Запада в 2,0-3,5 раза. Одна из основных причин состоит в том, что реализ ация генетического потенциала животных, по данным ВИЖа, не превышает 60%. Ж ивотноводческая отрасль недостаточно обеспечена кормами, они не сбала нсированы по белку и микроэлементам. В плане ресурсосбережения в животн оводстве перспективна разработка комплекса мероприятий по совершенст вованию структуры кормопроизводства. Замена зерновых кормов травяными , на производство которых затрачивается меньше энергии, ведет к значител ьной экономии энергетических ресурсов. Системы содержания и кормления, животных с организацией многолетних культурных пастбищ и загонной пас тьбы жи вотных ведет к снижению энергоемкости животноводческой продук ции в 2-3 раза в сравнении со стойловым содержанием животных. В растениеводстве такж е происходит коренная переоценка применяемых технологий возделывания культур с целью существенного сокращения энергетических затрат. Для то го чтобы снизить энергетические затраты, при основной обработке почвы п рименяются ресурсосберегающие приемы обработки почвы. В качестве посл едних выступают плоскорезная обработка почвы, мелкое лемешное лущение, дискование. Исследования показывают, что на оструктуренных плодородны х почвах ресурсосберегающие обработки в сравнении со вспашкой не снижа ют урожайность зерновых культур. При этом расход горючего при основной о бработке почвы снижается на 1 л при уменьшении глубины обработки на 1 см. В сельском хозяйстве Свердловской области активно внедряются посевные к омбинированные агрегаты. Данные сельскохозяйственные машины за один п роход по полю осуществляют до восьми операций: боронование, внесение удо брений, культивация, выравнивание почвы, посев, прикатывание посевов и т. д. Комбинированные посевные агрегаты в сравнении с раздельным применен ием приемов предпосевной обработки почвы обеспечивают сокращение энер гетических затрат при посеве. Так, расход топлива в среднем при посеве ко мбинированным посевным агрегатом «Виктория» на стерневом фоне в ПСХК « Новосельский» Красноуфимкого района сократился на 8,1 кг/га. Одной из энер гоемких операций приме няемых при возделывании зерновых культур являе тся сушка зерна. Установлено, что для того чтобы снизить влажность зерна с 30% до 14%, необходимо сжечь горючего от 15 до 20 кг на 1 т зерновой массы. Использо вание в кормопроизводстве зерносенажа и плющеного зерна в сельском хоз яйстве позволяет значительно снизить расход горючего благодаря исключ ению операции с сушкой зерна. Постепенно набирающий силу в России процесс реализации политики энергосбережения крайне необходим в составе комплекса мер по преодоле нию кризиса национальной экономики. Эффективность энергосбережения зн ачительно возрастает в тех отраслях экономики, где кризисные явления пр оявляются особенно сильно. К числу таких отраслей относитс я и сельское хозяйство. Сельское хозяйство в России традиционно яв ляется наиболее трудной отраслью. Это подтверждается всем процессом ра звития нашей страны в закончившемся XX веке. В течение этого века страна бы ла преобразована из земледельческой в индустриальную. Были созданы нов ые современные отрасли экономики. Однако сельское хозяйство, несмотря н а многочисленные усилия, оставалось дотационной неэффективной отрасль ю. Сельское хозяйство является весьма сложным и своеобразным объек том с точки зрения энергообеспечения. Но при создании системы энергообе спечения сельского хозяйства эти особенности учтены не были. В результа те была создана громоздкая и неэффективная система энергообеспечения, которую составляют десятки тысяч километров линий электропередач, мно жество котельных, громоздкий металлоемкий машинный парк и многое друго е. За последние десятилетия к этим недостаткам добавилась предельная их изношенность. В настоящее время система энергообеспечения, как и с ельское хозяйство в целом, находится в состоянии глубокого системного к ризиса. Современное состояние отечественного сельского хозяйс тва характеризуется: · низким уровнем производительности труд а в сравнении со странами Запада (странами большой семерки). В настоящее в ремя она составляет лишь около 10% от американского уровня [I]; высокая энергоемкость произво димой продукции в 4-6 раз выше, чем в странах Запада; большой набор используемых технологических и энергетических средств п ри малом коэффициенте полезного использования. Среднегодовой коэффици ент использования электрических подстанций, котельных, установленной мощности двигателей внутреннего сгорания не достигает 20%; сложная структура топливно-энергетического баланса (ТЭБ). Основными его составляющими являются следующие виды топливно-энергетических ресурс ов (ТЭР): дизельное топливо и автобензин (около 1/3), электроэнергия (12%), твердо е топливо (более 1/3), газ, жидкое печное топливо и др.; устаревшее оборудование и коммуникации - около 90% их работает за пределам и сроков амортизации; развал системы эксплуатации и сервиса, сокращающийся парк работоспосо бных машин; дефицит работоспособных кадров необходимой квалификации. Положение в сельском хозя йстве непрерывно усложняется стремительным ростом тарифов и цен на ТЭР. Это приводит к увеличению доли ТЭР в себестоимости производимой продук ции. В относительно благополучном 1999 году сельское хозяйство Челяби нской и Свердловской областей имело следующие показатели реализации п родукции и потребления ТЭР. Показатели, приведенные в таблице, гово рят о том, что уже в 1999 году топливно-энергетическая составляющая затрат (Т ЭСЗ) себестоимости сельхозпродукции приблизилась к 50%. Для сравнения отм етим, что аналогичный показатель стран Запада, как правило, не превышает 10%. За прошедшее после 1999 года время цены на ТЭР и тарифы увеличились в 2-2,5 раз а. Производство сельхозпродукции в связи с неблагоприятными условиями 2000 года сократилось в 1,2-1,3 раза при практически неизменном расходе ТЭР. Сле довательно, ТЭСЗ достигло уровня 55-57 %. К сожалению, ожидать стабилиза ции цен на ТЭР и тем более их снижения - основания нет. Также не предвидитс я в обозримом будущем резкого увеличения сельхозпродукции. Эти обстоят ельства говорят о том, что тенденция роста ТЭСЗ в себестоимости сельхозп родукции сохранится и далее. Сохранение этой тревожной тенденции приве дет к падению объема механизированных работ, а следовательно, дальнейше му снижению производительности труда и общему снижению производства с ельхозпродукции. Создается реальная угроза пр одовольственной безопасности. Основные показатели Челябинская облас ть Реализован о продукции (млн.руб.) 5160 При это м израсходовано: дизельное топливо тыс. тонн 170 на сумму (млн. руб.) 680 автобензин тыс. тонн 70 на сумму (млн. руб.) 420 машинные масла тыс. тонн 9 на сумму (млн. руб.) 180 электроэнергия млрд. кВт/ч 1,5 на сумму (млн. руб.) 300 Угля и газа на сумму (млн. руб.) 400 Общие затр аты на ТЭР (млн. руб.) 1980 Общие затраты на производство продукции при прибыли 20 % (млн. руб.) 4300 Топливно-эн ергетическая составляющая затрат в себестоимости с.- х. продукции в % 46% = (1980/4300) х 100% Предотвратить такую мрачную перспективу в озможно только акт ивной реализацией полит ики энергосбережения на основе единой энергет ической стратегии на ближайшие 15-20 лет. Так им образом , в современных условиях энергосбер ежение объективно должно стать базовой технол огией приостановления разрушительных тенденци й в сельском хозяйстве . Откладывать активную работу по энергосбережению - это значит приближать катастрофические явления в сельском хозяйстве. В процессе реализации энергосбережения используется метод системной интеграции , передового опыта и научных достижений в энергетике , технологии сельс кохозяйственного производства , а также экономичес ких , организационно-правовых аспектов и социальной политики села. Эффективность работы по энергосбережению должна оцениваться конкретными показателями . Основн ы е термины и показатели вытекают из закона РФ "Об эн ергосбережении " и аналогичного закона Челябинской области [2]. Нами приняты основополагающими сле дующие понятия и термины. Эффективност ь использования ТЭР - это объем полезного произ водства продукци и и услуг , выполненных оборудованием , технологическим процессом , предприят ием или организацией , полученных в расчете на единицу ТЭР , использованных для производ ства выше объема продукции и услуг . Таким образом , эффективность определяется отношением : Э = суммарный П /суммарный Т = [руб./ к.у.т.] (1) где суммарный П -объем полученной пр одукции или услуг, руб.; суммарный Т - объем израсходованных ТЭР, в к.у. т. Энергоемкость выпускаемой п родукции - это отношение объема израс ходованных ТЭР к объему произведенной продукции и услуг, т. е. Еэ = суммарный Т /суммарный П = [к.у.т./руб.] (2) Энергоемкость продукции е сть величина, обратная величине эффективности использования ТЭР. Эффективность использования затра т на ТЭР - это отношение полезного про изводства продукции и услуг к объему затрат на приобретение ТЭР, израсхо дованных на производство данного объема продукции, т.е. Эз = суммарный П / [Ц*суммарный Т] (3) где Ц - цена единицы массы ТЭ Р. Потенциал энергосбережения - ожидаемый результат (в %) снижения затрат о т выполнения заданных запланированных энергосберегающих мероприятий. Его величина зависит от технологического состояния, уровня организаци и и эксплуатации рассматриваемого производства в сравнении с передовы ми образцами -образцами-аналогами. Количественно потенциал энерго сбережения нашего сельского хозяйства следует оценивать возможным сни жением энергоемкости продукции (выражение 2), уровнем повышения эффектив ности использования ТЭР (выражение 1) и затрат на ТЭР (выражение 3), а также в озможным снижением ТЭСЗ в себестоимости производимой продукции и услу г. Размеры отставания нашего сельского хозяйства от стран-аналого в по этим показателям нельзя рассматривать как потенциал энергосбереж ения. Существует комплекс объективных факторов, которые не позволят наш ему сельскому хозяйству достичь показателей стран Запада. В число таких факторов входят: · своеобразие географического положения и размеров России. Россия занимает 1/7 часть земной суши в Северном полушар ии, ориентированной на Арктику. Среднегодовая температура колеблется п о территории от плюс 10-15°С до минус 10-15°С. Около половины сельхозугодий нахо дится в зонах рискованного земледелия, зонах систематического переувл ажнения, зонах с коротким летним периодом; различная густота населения в сельскохозяйственных районах и с различными расстояниями между сельск ими населенными пунктами. Это является причиной появления протяженных энергокоммуникаций: ЛЭП, газопроводов, дорог; различные структуры ТЭБ в хозяйствах, организациях, населенных пунктах в связи с нахождением в различных температурных условиях и сельскохозя йственных зонах (лесных, степных, полустепных) и зонах с различными приро дными запасами ТЭР. С учетом перечисленных о бъективных факторов потенциал энергосбережения сельского хозяйства Р оссии можно оценивать как возможность: · снизить энергоемкость сельхозпродукци и в 3-5 раз; повысить эффективность топлив но-энергетических ресурсов в 5 раз и более; снизить в сравнении с настоящим периодом ТЭСЗ в себестоимости продукци и в 3-5 раз. Для реализации полного потенциала энергосбережения в короткие сроки и с наименьшими затратам и необходима единая энергетическая стратегия, главная цель которой дол жна состоять в глубокой реконструкции сельского хозяйства. В процессе е ё реализации необходимо решить: · научно-технические проблемы по построе нию эффективной системы энергообеспечения сельского хозяйства и сельс ких территорий: принципиально новая стационарная система энергообеспе чения, современные мобильные технологические и транспортные средства; технологические проблемы: высо коэффективные энергосберегающие технологии производства продукции; организационные проблемы: создать современные агропредприятия на осно ве глубокой специализации их деятельности по выпуску продукции с решен ием вопросов правовых и экономических отношений; кадровые проблемы: подбор, переподготовка кадров; социальные проблемы села, в частности, создание современного уровня ком форта сельского жилого фонда. Выполнение этих меропри ятий потребует вложения больших финансовых ресурсов. Поэтому единая эн ергетическая стратегия должна предусматривать два этапа: первый э тап - восстановление, некоторая модернизация существующего сельского х озяйства и подготовка её глубокой реконструкции; второй этап - глуб окая реконструкция села. Каждый из этих этапов имеет свою стратеги ю, потенциал энергосбережения и методы достижения целей. Стратегия этих этапов является органически неотъемлемой частью единой энергетическо й стратегии. Одна из главных целей стратегии первого этапа состоит в снижении энергоемкости продукции в 1,5 раза, т. е. на 1/З. Это достигается: · формированием энергосберегающего созн ания населения и работающих; повышением квалификации всех р аботающих с энергетическим и технологическим оборудованием; энергетической паспортизацией предприятий и организаций; организацией эффективного учета расходования ТЭР, в том числе установк а приборов учета как на стационарных, так и на мобильных объектах; установкой простейших средств регулирования; восстановлением в полном объеме технологий производства сельхозпроду кции; восстановлением системы эксплуатации и технологического сервиса; достижением паспортных технологических режимов существующего энерге тического и технологического оборудования; исключением нерациональных затрат ТЭР (утеплением, устранением утечек, холостого хода оборудования). Другая цель этого этапа состоит в создании базы для предстоящей на втором этапе глубокой реконс трукции сельского хозяйства. Эта цель достигается созданием демонстра ционных зон: демонстрационных объектов, сельскохозяйственных предприя тий и населенных пунктов высокой энергетической эффективности. В них от дается предпочтение децентрализованным системам энергообеспечения н а основе малых теплоэлектростанций (мини-ТЭС), преобразующих природный г аз в электрическую и тепловую энергии, тариф на которые будет на 30-50% ниже в сравнении с тарифами от централизованной системы. Широкое применение д олжны найти ГЭС на малых реках. Эти меры вместе с использованием возобно вляемых источников энергии и альтернативных видов топлива позволят сф ормировать рациональный ТЭБ. В результате должен быть уменьшен объем за трат на приобретение дорогостоящих видов ТЭР, поставляемых с централиз ованного рынка. Будут упрощены внутренние энергокоммуникации сел ьского населенного пункта, где преимущество будет отдано линиям электр опередач ЛЭП-0,4 кВ. Демонстрационные зоны будут положены в основу ти повых проектов, включающих в себя решение технических, технологических, организационно-правовых и кадровых вопросов. Таким образом, выполн ение первого этапа единой энергетической стратегии в сельском хозяйст ве в течение ближайших пяти лет позволит оздоровить сельское хозяйство и заложить основу для предстоящей коренной реконструкции сельского хо зяйства. Необходимо отметить, что достижение первой цели - снижение энергоемкости продукции в 1,5 раза - не потребует больших финансовых вложе ний. Более существенные средства (около 500 млн. руб. на 5 лет) потребует созда ние демонстрационных зон. Здесь будет необходима поддержка федерально го, регионального и местных бюджетов. Стратегия второго этапа став ит своей целью реализовать полный потенциал энергосбережения, т. е. дост ичь показателей, приведенных выше. На этом этапе должны быть задействова ны все факторы, формирующие эффективное использование ТЭР и затрат на ни х: · факторы, исключающие потери и обеспечив ающие минимум расхода ТЭР (знаменатель выражения 1), минимум затрат на ТЭР , в том числе обоснованным формированием цен и тарифов, а также структуры ТЭБ; факторы, формирующие максимум производимой продукции (числитель выражений 1 и 3), в том числе технологиче ские, организационно-правовые и кадровые меры, способствующие росту про изводства. Должны быть созданы эфф ективные системы энергообеспечения сельских населенных пунктов (под с ельским населенным пунктом понимается совокупность производственных и жилищно-коммунальных объектов). Высокая эффективность этих систем дос тигается оптимизацией внешних и внутренних энергокоммуникаций, примен ением современных источников преобразования ТЭР (например, мини-ТЭС раз личной мощности), использованием эффективных способов и технических ср едств передачи, распределения энергии, современных средств регулирова ния энергетических и технологических режимов, широким применением воз обновляемых источников энергии и альтернативных видов топлива. Пе рвый этап может быть реализован в течение пяти лет. Это приведет к снижен ию годовых затрат на ТЭР, по Челябинской области на 500-7000 млн. рублей (цены 2000 г ода). Произойдет существенное оздоровление сельского хозяйства. А главн ое, у сельхозпроизводителя появляется вкус к эффективному использован ию ТЭР и научно-техническому прогрессу. Для реализации второго эта па, а следовательно, и единой энергетической стратегии в целом потребует ся 15-20 лет. Расход ТЭР на выпуск современного объема продукции требуе тся в 3-3,5 раза меньше. Главным результатом реализации стратегии должны ст ать глубокие качественные изменения в сельском хозяйстве. Их основой до лжны стать рационально спроектированные во всех отношениях аграрные п редприятия, техника, технология, организационные принципы которых буду т соответствовать последним достижениям науки. Кадровый состав таких п редприятий будет использовать в полной мере науку как наиболее эффекти вную производительную силу. Бытовые условия жилого фонда сельских насе ленных пунктов будут соответствовать современному уровню комфорта. Се льскохозяйственное производство станет привлекательным на рынке труд а. Для практического решения задач единой энергетической стратегии нео бходим эффективный механизм ее реализации. Его основу может составить р егиональный научно-технический центр энергосберегающих технологий дл я АПК, далее - "Центр". Он должен выполнять две функции: • первая - ответ ственный исполнитель единой энергетической стратегии; • вторая - звено системной интеграции передовых достижений технологии и техники в сельском хозяйстве. Первая функция Центра, как ответственного ис полнителя, сводится к роли централизованного заказчика по отношению к о рганизациям-соисполнителям отдельных частей проекта и генерального по дрядчика по отношению к администрации области или иного субъекта федер ации. Он отвечает перед администрацией области за своевременность и кач ество выполнения стратегии. В его функции входит формирование заданий, п одбор субподрядчиков - исполнителей проектно- конструкторских и строит ельно-монтажных работ, а также контроль за их финансированием. Как з вено системной интеграции, Центр устанавливает необходимые отношения с вузами, НИИ, КБ и отраслевыми управлениями Главного управления сельско го хозяйства области. Целью таких отношений является взаимовыгодное ис пользование потенциала этих организаций для решения комплексных вопро сов научно-технического и технологического прогресса в направлении пр еобразования сельскохозяйственных организаций с их конкретным состоя нием в эффективные сельскохозяйственные предприятия, соответствующие требованиям ближайшего будущего. Процесс интеграции частных решений п о совершенствованию техники, технологии, организации и экономики произ водства завершается разработкой комплексного типового проекта предпр иятия на основании передовых достижений. Материальным воплощением ком плексного проекта является демонстрационная зона: действующий произво дственный, социальный, административный и другой объект, сельскохозяйс твенное предприятие, сельский населенный пункт. Комплексный типовой пр оект является базовым документом для разработки конкретных проектов. В ыбранный заказчиком типовой проект должен быть привязан к конкретным у словиям предприятия заказчика на основе согласованных технических усл овий. Проектная документация на строительство выполняется специализир ованными проектными организациями. Следует отметить, что качестве нное выполнение единой энергетической стратегии и преобразование его в технологию создания эффективного сельского хозяйства возможно при ч еткой работе рассмотренного выше механизма реализации. Большинство зв еньев этого механизма, например, в Челябинской области уже существует: к афедры Челябинского государственного агроинженерного университета, Ч елябинский НИИ сельского хозяйства, ЗАО "Челябинскагропромэнерго" с его предприятиями, предприятия сельхозтехники, отраслевые управления сель ского хозяйства, проектные организации и КБ, строительно-монтажные орга низации. Но в настоящее время нет объединяющего звена, формирующего целе направленную стратегию работ. Роль такого звена призван выполнять Цент р энергосберегающих технологий для АПК. Выводы 1. Сельское хозяйство в силу его относит ельной отсталости обладает высоким потенциалом энергосбережения. 2. Для реализации этого пот енциала требуются не только технические, но и научные, технологические, организационно-правовые, экономические и другие мероприятия. 3. Существующие тенденции, связанные с ростом цен и тар ифов на ТЭР, приближают сельское хозяйство к резкому снижению механизир ованных работ и снижению роста сельхозпроизводства. 4. Единственным препятствие м к нарастанию отрицательных тенденций в сельском хозяйстве может стат ь энергосбережение на основе единой энергетической стратегии. 5. Наличие единой энергетической стратегии и механиз ма ее реализации превращает энергосбережение в технологию создания эф фективного сельского хозяйства, основу которого составляют современны е (европейского образца) сельскохозяйственные предприятия. Список литературы : 1. Н.И. Данилов. Энергосбережение - от слов к делу. Екатер инбург, Энерго-Прог. 2. Нормативные материалы.