Резервы энергетических ресурсов в АПК

№ 11 (79) ноябрь 2008 г

Анализ эффективности использования различных видов энергии в агропромышленном комплексе показывает, что в республике сельскохозяйственное производство развивалось в экстенсивном и энергоемком направлениях. Увеличение производства сельхозпродукции и повышение производительности труда достигались в основном за счет применения более мощной техники, роста потребления топлива, металла и электроэнергии. В результате в республике расходовалось в 2—3 раза больше топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) на единицу валового внутреннего продукта, чем в экономически развитых странах. При этом энерго- и электроотдача у нас ниже, соотношение между энерго-, электровооруженностью и производительностью труда наименее благоприятное. Энергоемкость производства сельскохозяйственной продукции в республике в 3—4 раза превышает уровень США, а других экономически развитых стран — в 1,5—2 раза.

Топливно-энергетические ресурсы нерационально используются в агропромышленном комплексе Беларуси в основном по причине эксплуатации морально и физически устаревшего технологического оборудования, низкоэффективных ведомственных котельных с протяженными тепловыми сетями, неэкономичных систем электроосвещения, а также из-за наличия большого числа электродвигателей для технологических установок, эксплуатируемых с минимальной загрузкой, и значительных затрат тепловой и электрической энергии в животноводстве на поддержание в производственных помещениях необходимого микроклимата (особенно для молодняка).
Проведенные исследования показали, что в результате длительного периода неэффективного использования топливно-энергетических ресурсов в агропромышленном комплексе имеется большой неиспользуемый потенциал энергосбережения, который оценивается в 25—30 % от сложившегося потребления ТЭР.
Экономическая и энергетическая ситуация в республике требует разработки и использования энергоэффективных технологий в каждой отрасли народного хозяйства. Энергоэффективность следует рассматривать в двух аспектах. Первый — снижение расхода топлива и (или) энергии, расходуемых на единицу выпускаемой продукции или ВВП, второй — мероприятия, реализация которых обеспечивает достижение экономического эффекта за счет совершенствования структуры самого энергетического процесса и производства (эффективное использование топлива и энергии, замена дорогостоящих видов топлива на более дешевые, максимальное использование местных ТЭР, децентрализация источников энергоснабжения, использование нетрадиционных и возобновляемых источников энергии, разработка и внедрение энергоэффективных технологий и оборудования).
Исходя из структуры потребления и проведенных исследований, определены основные направления повышения эффективности использования ТЭР в агропромышленном комплексе:
• замена низкоэффективных котлов на современные котлоагрегаты при возможности с переводом их на местные виды топлива и отходы деревообработки, а также водогрейный режим работы;
• децентрализация систем энергоснабжения;
• внедрение газогенераторных установок с применением эффективных технологий преобразования низкосортных топлив в высокосортные;
• использование гелиоколлекторов для нагрева воды на технологические нужды;
• ликвидация длинных тепло- и паротрасс, использование установок локального обогрева помещений на местных видах топлива;
• создание мини-ТЭЦ на базе двигателей внутреннего сгорания, а где экономически целесообразно — установка турбогенераторов малой мощности;
• строительство малых ГЭС;
• использование эффективных сушильных установок зерна, в т. ч. на местных видах топлива;
• реконструкция и техническое перевооружение животноводческих и птицеводческих ферм и комплексов, использование энергоэффективных систем микроклимата, кормления и поения, обогреваемых полов и ковриков вместо ламп обогрева, перевод содержания животных на глубокую подстилку;
• внедрение частотно-регулируемого электропривода для технологических установок и вспомогательного оборудования, энергоэффективных систем освещения производственных помещений и светильников уличного освещения;
• использование современной аппаратуры для технического обслуживания двигателей внутреннего сгорания; приборов учета и регулирования расхода ТЭР.
В каждой отрасли агропромышленного комплекса или технологическом процессе имеются резервы, и их необходимо использовать, разрабатывая конкретные мероприятия по повышению энергоэффективности. Например, в растениеводстве значительное снижение энергоемких затрат может быть при производстве зерна за счет правильной организации использования всего комплекса сельхозмашин, модернизации зерносушильного хозяйства и др. При производстве картофеля сочетание калибровки клубней, обогрев и проращивание их перед посадкой снижают удельные затраты топлива на 10—12 %, рациональный выбор агрегатов, применение комбинированных машин и выполнение части операций в осенний период позволяют уменьшить расход топлива более чем на 33 %, широкогребневая технология возделывания картофеля в 1—1,5 раза снижает расход топлива и в 2 раза — количество посадочного материала.
Производство овощей в защищенном грунте — острая энер¬гетическая проблема. Годовые удельные энергозатраты на обогрев различных типов зимних теплиц достигают 150—170, а весенних пленочных — 55 кг у. т./м2 в год. С учетом нынешней стоимости ТЭР и получаемой продукции эти теплицы становятся нерентабельными. Снизить энергозатраты не менее чем на 30 % можно за счет разработки и установки энергосберегающих и светопроницаемых ограждений, тепловых экранов и автоматизированных систем обогрева; использования местных видов топлива, вентиляции и снятия перегревов; комплектования оптимального состава машин для возделывания овощей в теплицах; использования энергосберегающих технологий обеззараживания почвы; перехода к автоматизированным технологиям малообъемных гидропонных систем выращивания овощей на субстратах; развития комбинированных отопительно-вентиляционных систем, например, системы «животноводческое помещение — теплица»; разработки систем обогрева теплиц с использованием нетрадиционных и возобновляемых источников энергии, например, гелиоветроэнергетических.
При заготовке кормов экономию топлива до 15—20 % и снижение потерь питательных веществ и энергозатрат можно получить за счет: полной загрузки тракторных агрегатов, использования косилок с соответствующей шириной захвата в зависимости от урожайности, необходимых прицепов; скашивания травы в утренние часы; сокращения времени нахождения скошенной травы в поле (при активном ворошении 1—2 раза в день), а при прессовой заготовке в тюки — внесения химических консервантов. При заготовке силоса и сенажа повышение качества корма и снижение затрат топлива на 10—15 % обеспечивается за счет соблюдения технологии резки, сроков загрузки хранилищ, качественного уплотнения и герметизации массы.
В животноводстве экономию ТЭР можно получить благодаря эффективной работе отопительно-вентиляционных систем в оптимальных режимах, переходу к эффективным системам естественной вентиляции.
Проблемы повышения эффективности использования кормов и снижения энергоемкости необходимо решать на основе расширения использования зеленых кормов в консервированном виде (сено, сенаж, силос), комплексной технологии обработки высоковлажного растительного сырья и получения белково-витаминного концентрата, электротехнологической обработки кормов, обеспечивающих получение дешевых полноценных кормов и кормовых белковых добавок.
При хранении сельскохозяйственной продукции основными путями экономии энергоресурсов являются: максимальное использование естественного холода; автоматизация процессов хранения продукции в хранилищах; разработка и освоение производства отечественной холодильной техники, новых энергосберегающих методов хранения продукции с использованием сушки, консервации и хранения в защитной среде и вакуума; рациональное размещение хранилищ, оптимизация объемов и теплотехнических их характеристик при хранении.
Энергосбережение при переработке сельскохозяйственной продукции может составить до 6 % за счет: рациональных режимов использования энергии путем потребления ее в течение рабочего процесса в автоматическом режиме в соответствии с графиком нагрузки энергосистем; совершенствования и разработки новых способов использования энергетических ресурсов, в т. ч. регенерации тепла, использования вторичных источников энергии, тепловых насосов, более глубокого вакуума; перехода к ресурсосберегающим и малоотходным технологиям; глубокой комплексной переработки сельскохозяйственного сырья и производства новых продуктов питания с использованием вторичного сырья мясной, молочной и пищевой промышленностей, а также предупреждения потерь сельскохозяйственной продукции на всех стадиях ее производства и хранения.
Следует отметить, что на предприятиях агропромышленного комплекса практически не ведется работа по использованию вторичных энергетических ресурсов. И если в промышленности республики потенциал ВЭР, возможный для использования, оценивается в 12 млн Гкал, то в агропромышленном комплексе — в 2,5—3,0 млн Гкал. Если в промышленности основным препятствием использования ВЭР являются трудности по их применению в технологиях, то в агропромышленном комплексе они могут широко использоваться в теплицах, сушилках, при отоплении, вентиляции и т. п. Значительный потенциал энергосбережения имеется в снижении расходов тепловой энергии на обогрев и вентиляцию зданий за счет их тепловой реабилитации.
Мероприятиями, дающими наибольшую эффективность использования электрической энергии, являются внедрение частотно-регулируемого электропривода на общепромышленных механизмах с вентиляторной нагрузочной характеристикой (компрессоры, вентиляторы, дымососы, воздуходувки, насосы), работающих с переменной производительностью. Мероприятия по внедрению частотно-регулируемого электропривода могли бы стать более привлекательными при снижении стоимости и повышении потребительских качеств отечественных частотных преобразователей.
Значительные резервы по снижению расхода электроэнергии имеются при освещении производственных и административно-бытовых помещений, а внедрение энергоэффективных мероприятий по замене светильников с лампами накаливания и люминесцентными с электромагнитными пускорегулирующими устройствами (ПРА) на люминесцентные с электронными пускорегулирующими устройствами (ЭПРА) пока не получило должного распространения. Основная причина — высокая стоимость электронных пускорегулирующих устройств, определяющих значительные сроки их окупаемости. Существенную экономию расхода электроэнергии можно получить с помощью рациональной системы управления освещением, а также за счет применения систем комбинированного освещения (общее и локализованное).
Для агропромышленного комплекса перспективными могут быть следующие энергоэффективные технологии:
• системы комбинированной выработки электроэнергии и теплоты для автономных сельскохозяйственных потребителей (когенерация и тригенерация энергии), применение которых позволяет получить значительную экономию ТЭР;
• системы утилизации природной и отходящей теплоты (гелиоиспользующие установки, тепловые насосы и т. п.);
• энергосберегающие системы обеспечения микроклимата в животноводческих помещениях с утилизацией и рециркуляцией теплоты воздуха;
• энергосберегающие технологии в системах сельского водоснабжения.
Из организационно-технических мероприятий представляют интерес разработки по управлению мощностью систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, например, с целью снижения его температуры в ночное время и т. п. И, безусловно, перспективным энергоресурсосберегающим направлением представляется разработка электротехнологических методов, оборудования и технических средств, обеспечивающих получение полноценных семенного материала и кормов для животных, использования СВЧ-энергии в технологических процессах и т. п.
Назрела необходимость научного обеспечения нормативной базы для анализа и количественной оценки энергосберегающих мероприятий и энергетической эффективности отраслей агропромышленного комплекса. Реализация этих задач позволит обосновать энергоэкономичные направления развития и обеспечить энергетическую безопасность агропромышленного комплекса, снизить энергоемкость сельскохозяйственной продукции, повысить ее конкурентоспособность на мировом рынке.