Общеизвестно, что рост производства, потребления энергии и энергосбережение неразрывно связано с прогрессом человеческого общества, которое на протяжении всей своей истории, особенно в течение последнего столетия, постоянно ведет борьбу за увеличение своего энергетического богатства.
Человечество очень неэкономно использует почти все виды энергоресурсов. Только в сельском хозяйстве потребление электроэнергии удваивается. Огонь, вода, атом — вот три основных, три могучие стихии, из которых человек научился черпать необходимую для своих нужд энергию. Борьба за энергию, за ее источники, за открытие новых способов ее преобразования и использования идет непрерывно и все нарастающими темпами.
Сейчас уделяется большое внимание вопросам экономного использования энергоресурсов из-за резкого увеличения расходов на их добычу и производство, а также высокую стоимость нефти и газа на мировом рынке.
Исследования ученых многих стран мира показывают, что в современных условиях экономия 1 т условного топлива требует, как правило, меньших затрат, чем прирост добычи эквивалентной его количества.
Энергосберегающий путь развития экономики предусматривает: значительное снижение в расчете на единицу продукции расхода топлива, электроэнергии и теплоты на конечной стадии их потребления; коренное совершенствование добычи, производства, преобразования, транспортировки и хранения энергоресурсов, что приводит к повышению коэффициента их использования (ККВ) совершенствование структуры энергобаланса в направлении замещения в нем дефицитных и дорогих энергоресурсов дешевыми и доступными, а также нетрадиционными источниками энергии.
В последнее время, после Чернобыльской трагедии, проблемы развития энергетики чрезвычайно обострились, потому что ядерную энергетику перестали считать единственным надежным магистральным путем энергообеспечения. Альтернативными источниками энергии могут стать солнце, ветер, теплота Земли, но до последнего времени нет эффективных разработок для их экономического широкомасштабного использования энергосбережение.
Одним из крупнейших потребителей энергии в народном хозяйстве является сельскохозяйственное производство.
Опыт передовых зарубежных стран в вопросах энергосбережение трудно заимствовать, потому что энергетика и сельское хозяйство у нас развивались по другим экономическими схемами, вследствие чего технологический уровень сельскохозяйственного производства значительно ниже мирового.
В последнее время принят ряд правительственных постановлений об экономии топливно-энергетических ресурсов и развитие нетрадиционных источников энергии. Однако из-за их недостаточной экономической обоснованности и несовершенную политику цен желаемых результатов не достигнуто.
Структура энергоснабжения. Энергосбережение
Прямое потребление топливно-энергетических ресурсов в сельском хозяйстве бывшего СССР в 1985 году составил 138 700 000 т условного топлива, или 5,6% в балансе первичной энергии. Из этого количества 66% приходилось на жидкое нефтяное топливо. Большая часть энергии (28%) используется на тепловые процессы, 21 — перевозки грузов, 14 — полевые работы, 8% — электропривод. Удельные затраты топливно-энергетических ресурсов на 1 га сельскохозяйственных угодий в 1985 году составили 248 кг ум.п.
Сельское хозяйство потребляет 9% общего количества электроэнергии, которой животноводство и птицеводство — 50-55%, растениеводство — 30-35% (в том числе орошения — 15%, подсобные хозяйства предприятий — 12-15%). Удельные показатели электропотребления в сельскохозяйственном производстве составляют на одного работника — 4,8 тыс. кВт · ч / год, 1000 га пахотных земель — 0,48, 1000 руб. продукции — 0,52.
В быту и сфере услуг на освещение и силовые процессы расходуется около 80% потребляемой электроэнергии, а 20% идет на приготовление пищи предприятиями общественного питания.
Четкой тенденцией в динамике структурных показателей энергопотребления в аграрной промышленности большинстве развитых стран абсолютное и относительное уменьшение прямого потребления нефтяного топлива и увеличение потребления эффективных и экологически чистых энергетических ресурсов электроэнергии и природного газа.
Пути энергосбережения
Значительное экономии энергии в сельском хозяйстве можно достичь за счет:
- — Внедрение новых конструктивных решений при проектировании сельскохозяйственной техники и энергетического оборудования, которые предусматривают снижение удельных металло-и энергоемкости;
- — Улучшение структуры машинотракторного парка, максимального повышения доли дизельного транспорта, формирования автопоездов с использованием прицепов и автоприцепов;
- — Полного удовлетворения потребностей сельского хозяйства типичными нефтехранилищ, передвижными заправь глазными станциями, улучшения качественных показателей топлива, повышение надежности энергоснабжения;
- — Развития и улучшения сети автомобильных дорог в сельской местности;
- — Внедрение индустриальных технологий производства, безотходных технологий и переработки сельскохозяйственной продукции;
- — Интенсификации процесса фотосинтеза;
- — Использование в сельском хозяйстве побочных энергетических ресурсов;
- — Использование нетрадиционных и возобновляемых источников энергии;
- — Усиление теплозащитных свойств конструкций промышленных помещений и жилых домов.
Во всех случаях возможно использование нескольких вариантов энергосберегающих мероприятий.
Рациональный вариант энергосберегающих мероприятий выбирают на основе расчета сравнительной экономической эффективности капитальных вложений с комплексным анализом стоимостных и натуральных показателей. При выборе варианта используют вариантный, экстремальный метод разницы и обобщенной разницы. Лучше пользоваться последними двумя. При расчетах по методу разности определяют разницу приведенных затрат только по тем показателям, по которым отличаются варианты, что позволяет упростить расчеты.
При разработке новых конструкций агрегатов, схем безотходной технологии, как правило, отсутствует технико-экономическая информация. В этом случае для сопоставления вариантов целесообразно использовать метод обобщенной разницы приведенных затрат, при котором разница относится к специально отобранного показателя, характерного для данного типа задач.
Технико-экономическое сравнение вариантов возможно только при условии их сходства. Приведение включает в себя технико-экономическое обоснование, количественный и качественный анализы вариантов, обеспечения тождества основных факторов. Последнее заключается в сравнении вариантов обеспечения потребителей продукцией, использование различных энергоносителей, определения экономической эффективности создания энергоустановки.
Учет тождественности социальных условий проводится по показателям условий и безопасности труда, уровня механизации и автоматизации, защиты окружающей среды.
Для оценки работы по энергосбережению можно определять такие коэффициенты:
1. Коэффициент экономии
К е = ΔW / W, деΔW — экономия энергоресурсов; W — расход энергоресурсов;
2. Коэффициент возможной экономии
К м = ΔW Σ / W, где ΔW Σ — суммарная возможная экономия энергоресурсов;
3. Коэффициент реализации возможной экономии энергоресурсов
К р = Ке / К м;
4. Коэффициент значимости данного резерва экономии
К и = ΔW и / ΣΔW и где ΔW и-экономия энергоресурсов по данному направлению энергосбережения (и-м мероприятия).
Следует различать полную, прямую и структурную экономию как по совокупности продуктов (работ), так и по отдельным видам, сортам, маркам этих продуктов.
Одинаковым темпам экономического роста могут соответствовать разные варианты снижения энергоемкости, отличающихся уровнем внедрения достижений науки и техники.
Перспективным направлением энергосберегающей политики является применение так называемой технической биоэнергетики — переработка отходов сельского хозяйства. Ежегодно в сельском хозяйстве страны накапливается около 360 млн т отходов, из них 50 млн т в крупных животноводческих комплексах и птицефермах. Анаэробная обработка этих отходов может дать 15-20 млн т ум.п. в виде биогаза, до 30 млн т экологически чистых биоудобрений, значительное количество очищенной сточной воды.[adsense_id=»1″]
Органическая биомасса имеет значительный энергетический потенциал, который экономически целесообразно использовать. Переработка навоза от одной коровы за год дает около 500 м 3 биогаза, что эквивалентно 350 л бензина. Из 1 т свежего навоза крупного рогатого скота можно получить 30-50 м 3 биогаза, свиней — 50-80, соломы и травы — 30-60 м 3.
Биотехнология предусматривает комплексную переработку и утилизацию отходов. Применение анаэробного брожения навоза позволяет с 37 кг азота вернуть в почву в виде удобрений 36 кг, а при обычном брожении — 12-15 кг.
Экономический эффект биотехнологии (биоконверсии) состоит из стоимости дополнительного урожая, полученного за счет повышения урожайности и высвобождение дополнительного количества нефти и природного газа. По некоторым экспериментальным данным, внесения в почву органических остатков после анаэробной ферментации обеспечивает дополнительный прирост урожайности 12-15% на каждую тонну сухого органического вещества, а экономический эффект составляет около 55 руб. / Т.
Биоэнергетика позволяет организовать многократное использование химических удобрений за счет того, что первый раз в почву вносят полный набор удобрений, а затем они возвращаются с сухой органическим веществом.
Сейчас количество биомассы, которая может быть преобразована в энергию составляет 150 млрд т, в том числе древесина — 70, другие растения — 30, водоросли — 50 млрд т.
Как вторичные энергетические ресурсы промышленности для нужд сельского хозяйства могут быть использованы тепловые отходы промышленных предприятий, теплоэлектроцентралей, газокомпрессорных станций, газопроводов. Обогрева 1 га теплиц этими источниками теплоты в зависимости от природной зоны дает экономию 1500-4000 т усл. п. в год.
Применение тепловых отходов и геотермальных вод для теплоснабжения тепличных комбинатов уменьшает капитальные вложения на 47%, эксплуатационные — 70%, снижает себестоимость продукции на 5-20%, расход топлива — в 3-10 раз по сравнению с существующей технологией производства овощей в обычных теплицах.
Развитие ветроэнергетики ожидается в двух направлениях:
— Автономной — для потребителей с большими затратами на транспортировку органического топлива;
— Системной — для параллельной работы с энергосистемой. Применение ветроэнергетических установок с резервированием или аккумулированием энергии позволяет использовать их для электро-, теплоснабжения, подачи воды на пастбищах и приусадебные участки, опреснение высоко минерализованной воды, аэрации водоемов.
Перспективным считается использование ветроэнергетических установок, сблокированных с электротеплоаккумуляционного системой отопления, для обогрева домов площадью 100-130 м 2. Такая система заряжается 7-10 часов в сутки от этих установок, а разряжается — 17-14 ч, поддерживая температуру в помещении 20-25еС.[adsense_id=»1″]
Последнее время переведено на прогрессивное топливо — природный газ большинство котлоагрегатов, заменено устаревшие неэкономичные паровые и водогрейные котлы высокого давления. Проводится работа по использованию электроэнергии вместо моторного топлива и светлых нефтепродуктов в котельных, которые работают в ночные часы с аккумулированием тепла. Введено в эксплуатацию 14,5 га теплиц, обогреваемых вторичным теплом газокомпрессорных станций. Начато внедрение нетрадиционных и возобновляемых источников энергии. Внедрение на сахарных заводах системы интенсивного сгорания топочного мазута, использование вторичного пара низкого потенциала, автоматизации технологических процессов дает ежегодно по области более 20 тыс. т условного топлива. Ведется работа по обеспечению постоянной технической готовности машинно — тракторных парков.