CC BY
39
ISSN 0131-5226. Теоретический и научно-практический журнал. _ИАЭП. 2016. Вып. 88._
УДК 631.152
А.Ф. ЭРК, канд. техн. наук; В.Н. СУДАЧЕНКО, канд. техн. наук; Е.И. БУТРИМОВА, инж.
ПРИНЦИПЫ СОЗДАНИЯ ДЕМОНСТРАЦИОННОЙ ЗОНЫ ВЫСОКОЙ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ В ЛЕНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ
Изложены цели создания демонстрационной зоны высокой энергоэффективности производства сельхозпредприятием молочного направления. Обоснованы пути создания, источники энергообеспечения. Приведены расчетные показатели энергетической эффективности, сроки окупаемости капвложений и методы реализации полученных результатов.
Ключевые слова, энергоэффективность, возобновляемые источники энергии, энергосбережение.
A.F. ERK, Cand. Sc. (Eng); V.N. SUDACHENKO, Cand. Sc. (Eng); E.I. BUTRIMOVA
CREATION OF DEMONSTRATION ZONES OF HIGH ENERGY PERFORMANCE OF AGRCIULTURAL ENTERPRISES IN LENINGRAD REGION
The purpose of developing a pilot (demonstration) zone of high energy performance of a dairy farm is outlined. The ways to create such a zone and the sources of energy supply are substantiated. The estimated indicators of energy efficiency, the payback period of investments and the methods of dissemination of obtained results are presented.
Key words, energy efficiency, renewable energy sources, power saving
В Институте агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства 17 марта 2016 г. прошла Вторая Международная конференция «Энергосбережение в АПК: проблемы и перспективы». Решались вопросы сотрудничества в сфере энергосбережения АПК Ленинградской области и Республикой Беларусь в рамках программы: «Торгово-экономическое, научно-
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства_
техническое и гуманитарное сотрудничество между Правительством Ленинградской области и Правительством Республики Беларусь». Участники Конференции выступали за повышение уровня энергетической безопасности и надёжности энергоснабжения предприятий АПК Ленинградской области, в том числе за счёт широкого использования местных и возобновляемых энергоресурсов, снижение антропогенной нагрузки на окружающую среду.
В последние годы в Ленинградской области повышенное внимание уделяется вопросам энергосбережения и повышения энергоэффективности в АПК[1,2]. ИАЭП разработана концепция энергосбережения и повышения энергоэффективности сельскохозяйственных предприятий животноводческого направления в условиях Северо - Западного региона России[3]. Механизмом реализации концепции предусмотрено создание в Ленинградской области демонстрационных зон высокой энергоэффективности в системе энергообеспечения агропромышленного производства, в том числе с использованием местных и возобновляемых энергоресурсов. Также разработана концепция создания демонстрационной зоны в хозяйстве молочного направления Ленинградской области[4,5].
Целями создания демонстрационной зоны высокой энергоэффективности производства в выбранном хозяйстве Ленинградской области является внедрение, апробация и оценка энергетической эффективности вновь разработанных и существующих мероприятий и оборудования по энергосбережению и повышению энергоэффективности производства
сельскохозяйственной продукции, с использованием местных и возобновляемых источников энергии (энергия солнца, ветра, вторичные энергоресурсы, древесные отходы).
ИАЭП, более 10 лет занимается энергетическими обследованиями, разработал для хозяйств области более 50 энергопаспортов с перечнем мероприятий по энергосбережению и повышению энергоэффективности [1,6,7].
В предложенной ИАЭП концепции создании демонстрационной зоны предполагается не делать из сельскохозяйственного предприятия энергоснабжающую организацию, а по возможности снизить долю затрат на энергоносители в стоимости сельскохозяйственной продукции. Главное - снижение энергоемкости производства. Это может быть достигнуто за счет внедрения ряда мероприятий:
ISSN 0131-5226. Теоретический и научно-практический журнал. ИАЭП. 2016. Вып. 88.
- организационно-экономических (нормирование, учет, техническое обслуживание, тарификация, энергоаудит, обучение обслуживающего персонала);
- структурно- энергетических (использование вторичных, возобновляемых источников энергии, местных энергоносителей);
- технических и технологических (автоматизация, энергосберегающее оборудование и технологии, частотное регулирование, энергосберегающие светильники, светодиоды).
Наряду с традиционными способами повышения энергоэффективности в проектируемой зоне предполагается использовать возобновляемые источники энергии при комплексном использовании энергосберегающих технологий [8,9] .
Внедрение комплекса энергосберегающих мероприятий может обеспечить снижение энергоемкости производства на 25-30%. Вовлечение в энергетический баланс предприятия местных и возобновляемых источников энергии позволит снизить потребление традиционных энергоресурсов до 30%.
2007
2008
2009 Время, год
2010
2011
Рис. 1. Доля платы за энергетические ресурсы (средние значения для обследованных хозяйств) в стоимости произведенной продукции
По результатам энергоаудита, проведенного нашим институтом в хозяйствах Ленинградской области установлено, что в структуре энергопотребления в животноводстве молочного направления электроэнергия составляет 50-55%, моторное топливо - 40-45%, доля других энергоносителей - до 5%[6]. Доля платы за энергоресурсы в
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства_
себестоимости продукции из года в год снижается в результате последовательной работы сельхозпредприятий по повышению энергоэффективности производства и составляла в период проведения энергоаудита 15% (рис.1).
Энергоемкость в период проведения энергоаудита составляла 0,18 т.у.т./т продукции (рис.2).
0,3
л н-& &
§ «Т 0,2
и
о и а
и &
э
й « * г
о а с
О
0,1
0
2007
2008 2009
Время, год
2010
2011
Рис. 2. Энергоемкость производства молока (средние значения)
Снижение энергоемкости по годам при увеличении объема продукции,обусловлено широким внедрением энергосберегающего оборудования в процессе реализации проектов модернизации производства. Изложенное подтверждает целесообразность создания демонстрационной зоны для обобщения опыта по энергосбережению и повышению эффективности производства и распространения на предприятия АПК.
В настоящее время выполнено ряд подготовительных работ обоснования структуры энергообеспечения объектов демонстрационной зоны и перечня технологических процессов, для выполнения которых необходимо энергосберегающее оборудование:
- исследованы объемы поступления солнечной радиации, энергии ветра, гидроэнергетики, объемы сырья для производства биотоплива и др. местных и возобновляемых источников энергии;
- выбраны технологические процессы, в которых целесообразно использовать энергосберегающее оборудование;
- определена возможная доля замещения традиционных видов ТЭР на местные и возобновляемые источники энергии;
ISSN 0131-5226. Теоретический и научно-практический журнал. _ИАЭП. 2016. Вып. 88._
- проведено предварительное технико-экономическое обоснование использования энергосберегающего оборудования и ВИЭ;
- разработана программа энергосбережения и повышения энергоэффективности сельскохозяйственного производства.
В итоге самыми энергоемкими потребителями энергоресурсов являются технические системы освещения, электропривода, горячего водоснабжения и отопления.
Источниками энергообеспечения остаются [10,11]:
-существующие источники энергоснабжения: (централизованная система электроснабжения, внутрихозяйственная котельная, дизельная электростанция предприятия);
-проектируемые солнечная электростанция (СЭС) и ветроэлектростанция (ВЭС).
В настоящее время нашим институтом для сельхозпредприятия молочного направления разработано техническое задание (ТЗ) на проект демонстрационной зоны, включающий совокупность следующих проектов:
- энергетического модуля для электроснабжения фермы КРС на 20 кВт*час в сутки с использование солнечных панелей;
- энергетического модуля для электроснабжения фермы КРС на 5кВт с использованием ветрогенератора;
- системы обогрева доильного зала фермы КРС с использованием теплового насоса на 10,5 кВт;
- системы подогрева воды на технологические нужды животноводческой фермы с использованием гелиоводонагревателей;
- систем наружного и внутреннего освещения на базе энергосберегающего оборудования от возобновляемых источников энергии;
- внедрения оборудования, удовлетворяющих современным требованиям энергосберегающих технологий;
- создание инфраструктуры по реализации программ энергосбережения, включая обучение специалистов.
Произведены расчеты технико-экономических показателей реализации проекта создания демонстрационной зоны в на сельхозпредприятии молочного направления в Ленинградской области.
Создание демонстрационной зоны высокой
энергоэффективности на базе одного из сельхозпредприятий молочного направления, где к 2020 году будет снижена
50
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства_
энергоемкость производства молока на 15- 27%, сведены до минимума риски не выполнения программы развития сельского хозяйства из-за непредсказуемого роста цен на энергоносители и низкой надежности энергоснабжения.
Финансовые затраты на создание демонстрационной зоны в одном из сельхозпредприятий молочного направления (в ценах 2014 года) составят порядка 16 млн. руб. Затраты на ТЭР в среднем составляют 15 млн.руб. в год. При снижении энергоемкости производства сельскохозяйственной продукции на 27%, т.е. если допустить равное производство продукции по годам, срок окупаемости составит - 3,2 -3,8 года.
Проект программы энергосбережения и повышения энергоэффективности для демонстрационного хозяйства после доработки и согласований в дальнейшем может найти распространение на другие хозяйства. Такая программа может стать частью программы по энергосбережению в Ленинградской области, для её реализации необходимо предусмотреть стимулирующие мероприятия, такие как, субсидирование части затрат на закупку энергосберегающего оборудования, субсидирование процентной ставки по привлекаемым кредитам, софинансирование муниципальных образований, хозяйств и областного бюджета, прочие стимулы.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Попов В.Д., Судаченко В.Н., Ленинградской области по сельскохозяйственном «Росинформагротех».Москва. 2007. 54с.
2. Эрк А.Ф., Судаченко В.Н., Смирнова Л.Ю. Энергосбережение в АПК: проблемы и перспективы / Журнал «Сельскохозяйственные вести». №2/2015. С.58-61.
3. Эрк А.Ф., Судаченко В.Н. Концепция энергосбережения и повышения энергоэффективности сельскохозяйственных предприятий животноводческого направления в условиях Северо -Западного региона России. // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства: теоретический и научно-практический журнал. Выпуск 87.СПб.: ИАЭП.2015. С.225-232.
Шимченко Н.И. Опыт энергосбережению в производстве/ФГНУ
ISSN 0131-5226. Теоретический и научно-практический журнал. _ИАЭП. 2016. Вып. 88._
4. Эрк А.Ф., Судаченко В.Н. Концепция создания демонстрационной зоны высокой энергоэффективности в Ленинградской области/ Международный агропромышленный конгресс. АПК- стратегический ресурс экономического развития государства :материалы для обсуждения, СПб.: ООО «ЭФ-Интернэшл».2015. С.6-7.
5. Эрк А.Ф., Никитин А.В., Судаченко В.Н. Концепция создания демонстрационной зоны высокой энергоэффективности сельскохозяйственного производства Ленинградской области с использованием местных и возобновляемых источников энергии / INTERNATIONAL RENEWABLE ENERGY CONGRESS REENCON-XX //Proceedings of the International Renewable Energy Congress - XXI: Energy & Economic Efficiency October 27-29 2015, Moscow , p. 362-365
6. Эрк А.Ф., Судаченко В.Н., Размук В.А., Бычкова О.В. Результаты энергетического обследования сельхозпредприятий// Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства: сборник научных трудов. Выпуск №85,СПб,: СЗ НИИМЭСХ, 2014.С.100-105.
7. Эрк А.Ф., Судаченко В.Н. Методы энергосбережения и повышения энергоэффективности сельскохозяйственного производства // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства: теоретический и научно-практический журнал. Выпуск 87.СПб.: ИАЭП.2015. С.233-238
8. Бровцин В.Н., Эрк А.Ф., Бычкова О.В. Прогноз энергопотребления сельскохозяйственными предприятиями молочного направления. / В.Н.Бровцин, А.Ф.Эрк, О.В.Бычкова // Теоретический и научно-практический журнал «Механизации и электрификации сельского хозяйства» 2014. №4.С. 24-26.
9. Эрк А.Ф., Никитин А.В. Использование активных и пассивных солнечных коллекторов в системах солнечного водонагрева в СевероЗападном регионе РФ /А.Ф. Эрк, А.В. Никитин // Энергосберегающие технологии и технические средства для их обеспечения в сельскохозяйственном производстве: Междунар. науч.-прак. конф. молод. ученых, г. Минск, 25-26 августа 2010 г./РУП НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства. Минск, 2010. С. 277280.
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства_
10. Эрк А.Ф., Судаченко В.Н., Бычкова О.В. Структура энергопотребления сельскохозяйственных предприятий/А.Ф. Эрк, В.Н.Судаченко, О.В.Бычкова// Межд. агропромышленная выставка-ярмарка «Агрорусь» СПб, 2014. С. 220-221.
11. Бровцин В.Н., Эрк А.Ф., Бычкова О.В. Сравнительный анализ энергоэффективности сельскохозяйственных предприятий молочного направления / В.Н.Бровцин, А.Ф.Эрк, О.В.Бычкова // Теоретический и научно-практический журнал «Механизации и электрификации сельского хозяйства» 2014. №5. С. 22-24.
УДК 631.152
А.Ф. ЭРК, канд. техн. наук; В.Н. СУДАЧЕНКО, канд. техн. наук
МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЯ КРЕСТЬЯНСКИХ (ФЕРМЕРСКИХ) ХОЗЯЙСТВ
Приведены данные Росстата по темпам роста крестьянских (фермерских) хозяйств и их доли в производстве сельхозпродукции в России. Несмотря на строительство крупных животноводческих комплексов, тепличных комбинатов и птицефабрик, в России развивается мелкотоварное производство. Изложены основы такого развития. Имеют место факторы, существенно влияющие на увеличение энергоемкости продукции фермерских хозяйств. В их число входит надежность энергоснабжения, ценовая политика поставщиков электроэнергии.
Изложены предлагаемые институтом методы повышения надежности энергообеспечения фермерских хозяйств путем замещения доли энергии, покупаемой в централизованной электросети на электрическую и тепловую энергию возобновляемых источников энергии.
В России налажено серийное производство фотоэлектрических батарей и солнечных электростанций на их базе, а также производство солнечных коллекторов для получения тепла. Использование аккумуляторов электрической и тепловой энергии повысит надежность энергообеспечения фермерского хозяйства.
Ключевые слова: фермерское хозяйство, энергетика, надежность энергообеспечения, возобновляемые источники энергии, аккумулятор, солнечный коллектор
