«Роль энергосбережения в растениеводстве и в животноводстве»

Введение Особенности функционирования сельскохозяйственной отрасли связаны с тем, что в качестве объекта воздействия машинных технологий чаще всего выступают биологические объекты: почва, растение, животное. Это накладывает отпечатки на особенности потребления и распределения энергии, а также возможные энергетические источники. Структура теплоэнергетических ресурсов для сельского хозяйства помимо традиционных источников энергии – нефти, газа, электроэнергии; включает также солнечную энергию, энергию биологической массы,

вторичные энергоресурсы. Функционирование российского сельского хозяйства происходит в более неблаго приятных климатических условиях, чем в развитых капиталистических странах. Это приводит к тому, что 30-40% энергетических ресурсов, потребляемых в сельском хо зяйстве, тратится на обогрев помещений. Совокупные энергетические затраты на произ водство 1 т условной зерновой единицы в России в сравнении с США выше более, чем в 5 раз.

В настоящее время энергоемкость производимой продукции выступает как фактор конкурентоспособности произведенной продукции. Это тем более важно в связи с предстоящим вступлением России в ВТО. При плановой модели хозяйствования отмечалась устойчивая тенденция к повы- шению энергоемкости сельскохозяйственного производства. Увеличение прироста валовой продукции сельского хозяйства на 1% достигалось повышением на 1,8-2,7% используемых энергетических мощностей.

Анализ показывает, что за последние три пятилетки повышалась энергоемкость средств производства. Потребление овещест-вленной энергии возросло на 350%. За указанный период прирост растениеводческой и животноводческой продукции составил соответственно 25% и 35%. Энергосбережение в сельском хозяйстве Проблема энергосбережения в сельском хозяйстве включает последовательное решение трех задач: - принятие и постепенная реализация организационно-экономических

и нормативно-правовых мероприятий; - внедрение энергосберегающих технологий 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 производства продукции животноводства в

России превосходит США и другие ведущие страны Запада в 2,0-3,5 раза. Одна из основных причин состоит в том, что реализация генетического потенциала животных, по данным ВИЖа, не превышает 60%. Животноводческая отрасль недостаточно обеспечена кормами, они не сбалансированы по белку и микроэлементам. В плане ресурсосбережения в животноводстве перспективна разработка комплекса мероприятий по совершенствованию структуры кормопроизводства.

Замена зерновых кормов травяными, на производство которых затрачивается меньше энергии, ведет к значительной экономии энергетических ресурсов. Системы содержания и кормления, животных с организацией многолетних культурных пастбищ и загонной пастьбы жи вотных ведет к снижению энергоемкости животноводческой продукции в 2-3 раза в сравнении со стойловым содержанием животных. В растениеводстве также происходит коренная переоценка применяемых технологий возделывания культур

с целью существенного сокращения энергетических затрат. Для того чтобы снизить энергетические затраты, при основной обработке почвы применяются ресурсосберегающие приемы обработки почвы. В качестве последних выступают плоскорезная обработка почвы, мелкое лемешное лущение, дискование. Исследования показывают, что на оструктуренных плодородных почвах ресурсосберегающие обработки в сравнении со вспашкой не снижают урожайность зерновых культур.

При этом расход горючего при основной обработке почвы снижается на 1 л при уменьшении глубины обработки на 1 см. В сельском хозяйстве Свердловской области активно внедряются посевные комбинированные агрегаты. Данные сельскохозяйственные машины за один проход по полю осуществляют до восьми операций: боронование, внесение удобрений, культивация, выравнивание почвы, посев, прикатывание посевов и т.д. Комбинированные посевные агрегаты в сравнении с раздельным применением приемов предпосевной обработки

почвы обеспечивают сокращение энергетических затрат при посеве. Так, расход топлива в среднем при посеве комбинированным посевным агрегатом «Виктория» на стерневом фоне в ПСХК «Новосельский» Красноуфимкого района сократился на 8,1 кг/га. Одной из энергоемких операций приме няемых при возделывании зерновых культур является 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. Использование в кормопроизводстве зерносенажа и плющеного зерна в сельском хозяйстве позволяет значительно снизить расход горючего благодаря исключению операции с сушкой зерна. Постепенно набирающий силу в России процесс реализации политики энергосбережения крайне необходим в составе комплекса мер по преодолению кризиса национальной экономики. Эффективность энергосбережения значительно возрастает в тех отраслях экономики, где кризисные явления

проявляются особенно сильно. К числу таких отраслей относится и сельское хозяйство.   Сельское хозяйство в России традиционно является наиболее трудной отраслью. Это подтверждается всем процессом развития нашей страны в закончившемся XX веке. В течение этого века страна была преобразована из земледельческой в индустриальную. Были созданы новые современные отрасли экономики.

Однако сельское хозяйство, несмотря на многочисленные усилия, оставалось дотационной неэффективной отраслью.   Сельское хозяйство является весьма сложным и своеобразным объектом с точки зрения энергообеспечения. Но при создании системы энергообеспечения сельского хозяйства эти особенности учтены не были. В результате была создана громоздкая и неэффективная система энергообеспечения, которую составляют десятки тысяч километров линий электропередач, множество котельных, громоздкий металлоемкий машинный

парк и многое другое. За последние десятилетия к этим недостаткам добавилась предельная их изношенность.   В настоящее время система энергообеспечения, как и сельское хозяйство в целом, находится в состоянии глубокого системного кризиса. Современное состояние отечественного сельского хозяйства характеризуется: низким уровнем производительности труда в сравнении со странами Запада (странами большой семерки). В настоящее время она составляет лишь около 10% от американского

уровня [I]; высокая энергоемкость производимой продукции в 4-6 раз выше, чем в странах Запада; большой набор используемых технологических и энергетических средств при малом коэффициенте полезного использования. Среднегодовой коэффициент 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 ресурсов

(ТЭР): дизельное топливо и автобензин (около 1/3), электроэнергия (12%), твердое топливо (более 1/3), газ, жидкое печное топливо и др.; устаревшее оборудование и коммуникации - около 90% их работает за пределами сроков амортизации; развал системы эксплуатации и сервиса, сокращающийся парк работоспособных машин; дефицит работоспособных кадров необходимой квалификации.    Положение в сельском хозяйстве непрерывно усложняется стремительным ростом тарифов и цен на

ТЭР. Это приводит к увеличению доли ТЭР в себестоимости производимой продукции.   В относительно благополучном 1999 году сельское хозяйство Челябинской и Свердловской областей имело следующие показатели реализации продукции и потребления ТЭР.   Показатели, приведенные в таблице, говорят о том, что уже в 1999 году топливно-энергетическая составляющая затрат (ТЭСЗ) себестоимости сельхозпродукции приблизилась к 50%.

Для сравнения отметим, 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 раза. Производство сельхозпродукции в связи с неблагоприятными условиями 2000 года сократилось в 1,2-1,3 раза при практически неизменном расходе ТЭР. Следовательно, ТЭСЗ достигло уровня 55-57 %.  

К сожалению, ожидать стабилизации цен на ТЭР и тем более их снижения - основания нет. Также не предвидится в обозримом будущем резкого увеличения сельхозпродукции. Эти обстоятельства говорят о том, что тенденция роста ТЭСЗ в себестоимости сельхозпродукции сохранится и далее. Сохранение этой тревожной тенденции приведет к падению объема механизированных работ, а следовательно,

дальнейшему снижению производительности труда и общему снижению производства сельхозпродукции.   Создается реальная угроза продовольственной безопасности. Основные показатели Челябинская область Свердловская область Реализовано продукции (млн.руб.) 5160 3840 При этом израсходовано:     дизельное топливо тыс. тонн 170 116 на сумму (млн. руб.) 680 464 автобензин тыс. тонн 70 58 на сумму (млн. руб.) 420 340 машинные масла

тыс. тонн 9 6 на сумму (млн. руб.) 180 120 электроэнергия млрд. кВт/ч 1,5 0,9 на сумму (млн. руб.) 300 135 Угля и газа на сумму (млн. руб.) 400 270 Общие затраты на ТЭР (млн. руб.) 1980 1329 Общие затраты на производство продукции при прибыли 20 % (млн. руб.) 4300 3200 Топливно-энергетическая составляющая затрат в себестоимости с х. продукции в % 46% = (1980/4300) х 100% 42% = (1329/3200) х 100%   Предотвратить такую мрачную перспективу возможно только активной реализацией

политики энергосбережения на основе единой энергетической стратегии на ближайшие 15-20 лет.   Таким образом, в современных условиях энергосбережение объективно должно стать базовой технологией приостановления разрушительных тенденций 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 сельскохозяйственного производства, а также экономических, организационно-правовых аспектов и социальной политики села.   Эффективность работы по энергосбережению должна оцениваться конкретными показателями. Основные термины и показатели вытекают из закона РФ "Об энергосбережении" и аналогичного закона Челябинской области [2]. Нами приняты основополагающими следующие понятия и термины.  Эффективность

использования ТЭР - это объем полезного производства продукции и услуг, выполненных оборудованием, технологическим процессом, предприятием или организацией, полученных в расчете на единицу ТЭР, использованных для производства 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 продукции или услуг, руб.;   суммарный Т - объем израсходованных ТЭР, в к.у.т.  Энергоемкость выпускаемой продукции - это отношение объема израсходованных ТЭР к объему произведенной продукции и услуг, т. е. Еэ = суммарный Т /суммарный П = [к.у.т./руб.]  (2)   Энергоемкость продукции есть величина, обратная величине эффективности использования

ТЭР.  Эффективность использования затрат на ТЭР - это отношение полезного производства продукции и услуг к объему затрат на приобретение ТЭР, израсходованных на производство данного объема продукции, т.е. Эз = суммарный П / [Ц*суммарный Т]  (3)   где Ц - цена единицы массы ТЭР.          Потенциал энергосбережения - ожидаемый результат (в %) снижения затрат от выполнения заданных запланированных энергосберегающих мероприятий. Его величина зависит от технологического состояния, уровня

организации и эксплуатации рассматриваемого производства в сравнении с передовыми образцами -образцами-аналогами.   Количественно потенциал энергосбережения нашего сельского хозяйства следует оценивать возможным снижением энергоемкости продукции (выражение 2), уровнем повышения эффективности использования ТЭР (выражение 1) и затрат на ТЭР (выражение 3), а также возможным снижением ТЭСЗ в себестоимости производимой продукции и услуг.   

Размеры отставания нашего сельского хозяйства от стран-аналогов по этим показателям нельзя рассматривать как потенциал энергосбережения. Существует комплекс объективных факторов, которые не позволят нашему 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 полушарии, ориентированной на

Арктику. Среднегодовая температура колеблется по территории от плюс 10-15°С до минус 10-15°С. Около половины сельхозугодий находится в зонах рискованного земледелия, зонах систематического переувлажнения, зонах с коротким летним периодом; различная густота населения в сельскохозяйственных районах и с различными расстояниями между сельскими 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 сельскохозяйственных зонах (лесных, степных, полустепных) и зонах с различными природными запасами ТЭР.  С учетом перечисленных объективных факторов потенциал энергосбережения сельского хозяйства России можно оценивать как возможность: снизить энергоемкость сельхозпродукции в 3-5 раз; повысить эффективность

топливно-энергетических ресурсов в 5 раз и более; снизить в сравнении с настоящим периодом ТЭСЗ в себестоимости продукции в 3-5 раз.   Для реализации полного потенциала энергосбережения в короткие сроки и с наименьшими затратами необходима единая энергетическая стратегия, главная цель которой должна состоять в глубокой реконструкции сельского хозяйства. В процессе её реализации необходимо решить: научно-технические проблемы по построению эффективной системы

энергообеспечения сельского хозяйства и сельских территорий: принципиально новая стационарная система энергообеспечения, современные мобильные технологические и транспортные средства; технологические проблемы: высокоэффективные энергосберегающие технологии производства продукции; организационные проблемы: создать современные агропредприятия на основе глубокой специализации их деятельности по выпуску продукции с решением вопросов правовых и экономических отношений; кадровые проблемы: подбор, переподготовка кадров;

социальные проблемы села, в частности, создание современного уровня комфорта сельского жилого фонда.   Выполнение этих мероприятий потребует вложения больших финансовых ресурсов. Поэтому единая энергетическая стратегия должна предусматривать два этапа:   первый этап - восстановление, некоторая модернизация существующего сельского хозяйства и подготовка её глубокой реконструкции;   второй этап - глубокая реконструкция села.   Каждый из этих этапов имеет свою стратегию, потенциал энергосбережения

и методы достижения целей. Стратегия этих этапов является органически неотъемлемой частью единой энергетической 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 сознания населения и работающих; повышением квалификации всех работающих с энергетическим и технологическим оборудованием; энергетической паспортизацией предприятий и организаций; организацией эффективного учета расходования

ТЭР, в том числе установка приборов учета как на стационарных, так и на мобильных объектах; установкой простейших средств регулирования; восстановлением в полном объеме технологий производства сельхозпродукции; восстановлением системы эксплуатации и технологического сервиса; достижением паспортных технологических режимов существующего энергетического 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 реконструкции сельского хозяйства. Эта цель достигается созданием демонстрационных зон: демонстрационных объектов, сельскохозяйственных предприятий и населенных пунктов высокой энергетической эффективности. В них отдается предпочтение децентрализованным системам энергообеспечения на основе малых теплоэлектростанций (мини-ТЭС), преобразующих природный газ в электрическую и тепловую энергии, тариф на которые будет на 30-50%

ниже в сравнении с тарифами от централизованной системы. Широкое применение должны найти ГЭС на малых реках. Эти меры вместе с использованием возобновляемых источников энергии и альтернативных видов топлива позволят сформировать рациональный ТЭБ. В результате должен быть уменьшен объем затрат на приобретение дорогостоящих видов ТЭР, поставляемых с централизованного рынка.  

Будут упрощены внутренние энергокоммуникации сельского населенного пункта, где преимущество будет отдано линиям электропередач ЛЭП-0,4 кВ.   Демонстрационные зоны будут положены в основу типовых проектов, включающих в себя решение технических, технологических, организационно-правовых и кадровых вопросов.   Таким образом, выполнение первого этапа единой энергетической стратегии в сельском хозяйстве в течение ближайших пяти лет позволит оздоровить сельское хозяйство и заложить основу для предстоящей коренной

реконструкции сельского хозяйства.   Необходимо отметить, что достижение первой цели - снижение энергоемкости продукции в 1,5 раза - не потребует больших финансовых вложений. Более существенные средства (около 500 млн. руб. на 5 лет) потребует создание демонстрационных зон. Здесь будет необходима поддержка федерального, регионального и местных бюджетов.   Стратегия второго этапа ставит своей целью реализовать полный потенциал энергосбережения, т. е. достичь

показателей, приведенных выше. На этом этапе должны быть задействованы все факторы, формирующие эффективное использование ТЭР и затрат на них: факторы, исключающие потери и обеспечивающие 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 технологические, организационно-правовые и кадровые меры, способствующие росту производства.

  Должны быть созданы эффективные системы энергообеспечения сельских населенных пунктов (под сельским населенным пунктом понимается совокупность производственных и жилищно-коммунальных объектов). Высокая эффективность этих систем достигается оптимизацией внешних и внутренних энергокоммуникаций, применением современных источников преобразования ТЭР (например, мини-ТЭС различной мощности), использованием эффективных способов и технических средств

передачи, распределения энергии, современных средств регулирования энергетических и технологических режимов, широким применением возобновляемых источников энергии и альтернативных видов топлива.   Первый этап может быть реализован в течение пяти лет. Это приведет к снижению годовых затрат на ТЭР, по Челябинской области на 500-7000 млн. рублей (цены 2000 года).

Произойдет существенное оздоровление сельского хозяйства. А главное, у сельхозпроизводителя появляется вкус к эффективному использованию ТЭР и научно-техническому прогрессу.   Для реализации второго этапа, а следовательно, и единой энергетической стратегии в целом потребуется 15-20 лет.   Расход ТЭР на выпуск современного объема продукции требуется в 3-3,5 раза меньше. Главным результатом реализации стратегии должны стать глубокие качественные изменения

в сельском хозяйстве. Их основой должны стать рационально спроектированные во всех отношениях аграрные предприятия, техника, технология, организационные принципы которых будут соответствовать последним достижениям науки. Кадровый состав таких предприятий будет использовать в полной мере науку как наиболее эффективную производительную силу. Бытовые условия жилого фонда сельских населенных пунктов будут соответствовать современному уровню комфорта. Сельскохозяйственное производство станет привлекательным на рынке труда.

Для практического решения задач единой энергетической стратегии необходим эффективный механизм ее реализации. Его основу может составить региональный научно-технический центр энергосберегающих технологий для АПК, далее - "Центр". Он должен выполнять две функции:   • первая - ответственный исполнитель единой энергетической стратегии;   • вторая - звено системной интеграции передовых достижений технологии и техники в сельском хозяйстве.   Первая функция Центра, как ответственного исполнителя, сводится к

роли централизованного заказчика по отношению к организациям-соисполнителям отдельных частей проекта и генерального подрядчика по отношению к администрации области или иного субъекта федерации. Он отвечает перед администрацией области за своевременность и качество выполнения стратегии. В его функции входит формирование заданий, подбор субподрядчиков - исполнителей проектно- конструкторских и строительно-монтажных работ, а также контроль за их финансированием.  

Как звено системной интеграции, Центр устанавливает необходимые отношения с вузами, НИИ, КБ и отраслевыми управлениями Главного управления сельского хозяйства области. Целью таких отношений является взаимовыгодное использование потенциала этих организаций для решения комплексных вопросов научно-технического и технологического прогресса в направлении преобразования сельскохозяйственных организаций с их конкретным состоянием в эффективные сельскохозяйственные предприятия, соответствующие

требованиям ближайшего будущего. Процесс интеграции частных решений по совершенствованию техники, технологии, организации и экономики производства завершается разработкой комплексного типового проекта предприятия на основании передовых достижений. Материальным воплощением комплексного проекта является демонстрационная зона: действующий производственный, социальный, административный и другой объект, сельскохозяйственное предприятие, сельский населенный пункт. Комплексный типовой проект является базовым документом для разработки

конкретных проектов. Выбранный заказчиком типовой проект должен быть привязан к конкретным условиям предприятия заказчика на основе согласованных технических условий. Проектная документация на строительство выполняется специализированными проектными организациями.   Следует отметить, что качественное выполнение единой энергетической стратегии и преобразование его в технологию создания эффективного сельского хозяйства возможно при четкой работе рассмотренного выше

механизма реализации. Большинство звеньев этого механизма, например, в Челябинской области уже существует: кафедры Челябинского государственного агроинженерного университета, Челябинский НИИ сельского хозяйства, ЗАО "Челябинскагропромэнерго" с его предприятиями, предприятия сельхозтехники, отраслевые управления сельского хозяйства, проектные организации и КБ, строительно-монтажные организации. Но в настоящее время нет объединяющего звена, формирующего целенаправленную

стратегию работ. Роль такого звена призван выполнять Центр энергосберегающих технологий для АПК. Выводы 1.Сельское хозяйство в силу его относительной отсталости обладает высоким потенциалом энергосбережения.  2. Для реализации этого потенциала требуются не только технические, но и научные, технологические, организационно-правовые, экономические и другие мероприятия.  3. Существующие тенденции, связанные с ростом цен и тарифов

на ТЭР, приближают сельское хозяйство к резкому снижению механизированных работ и снижению роста сельхозпроизводства.  4. Единственным препятствием к нарастанию отрицательных тенденций в сельском хозяйстве может стать энергосбережение на основе единой энергетической стратегии.   5. Наличие единой энергетической стратегии и механизма ее реализации превращает энергосбережение в технологию создания эффективного сельского хозяйства, основу которого составляют современные (европейского образца)

сельскохозяйственные предприятия.   Список литературы:   1. Н.И. Данилов. Энергосбережение - от слов к делу. Екатеринбург, Энерго-Прог.   2. Нормативные материалы.