Электрификация аграрно-промышленного комплекса. Как повысить степень энергоэффективности?

Энергоэффективность аграрного производства… Актуальность решения этой задачи не подлежит сомнению. Поиском более результативных  путей обеспечения потребителей энергией сегодня озадачены не только работники сельскохозяйственного сектора экономики. В качестве одного из прогрессивных решений белорусские ученые предлагают рассматривать возврат к более широкому вовлечению резервов энергосистемы за счет использования внепиковой электроэнергии.

В Белорусской энергосистеме все острее становится вопрос выравнивания графика электрических нагрузок, который еще более обострится с вводом атомной электростанции. Специалистами предлагаются разные направления для преодоления этой проблемы, одним из которых является развитие системы регулирования графика электрических нагрузок посредством подключения в часы снижения нагрузок новых потребителей электроэнергии. В Белоруссии в свое время широко применялся такой метод путем подключения аккумуляционных электрокотельных в сельской местности. Научно-технические достижения позволяют по-новому возродить развитие внепиковых потребителей в сельской местности.

Можно сформулировать пакет первоочередных мероприятий для ускоренного и высокоэффективного движения в рассматриваемом направлении. В первую очередь это создание гибкой многоступенчатой системы тарифов на электрическую энергию и введение соответствующих автоматизированных систем учета, контроля и управления энергопотреблением (АСКУЭ) в электроэнергетической системе.

Весьма важно также определиться с первоочередными потребителями внепиковой электроэнергии на селе и соответствующим энергоэффективным оборудованием для этих целей. Необходимо также разработать и осуществлять на государственном уровне соответствующую научно-техническую программу.

Следует также иметь в виду, что кроме энергоэффективности предлагаемое направление развития сельской электрификации будет иметь важные энергоэкономические составляющие общего эффекта для энергосистемы. Здесь проявятся явные преимущества электроэнергии как универсального энергоносителя, обеспечивающего внеэнергетический эффект: технологический (повышение количества и качества производимой продукции, снижение трудоемкости её производства), комфортность в социальной сфере и др.

Накопленный опыт показывает, что традиционные способы покрытия тепловых нагрузок малоэффективны, в особенности при использовании низкосортного топлива и при невысокой квалификации эксплуатационного персонала котельных.

Усиливающийся дефицит трудовых ресурсов на селе, значительное повышение стоимости жидкого топлива, а также бесспорные преимущества электроэнергии по сравнению с другими видами энергоносителей, привели к росту заинтересованности хозяйств республики в использовании электроэнергии в тепловых процессах. Однако в настоящее время развитие электротеплоснабжения искусственно сдерживается. Во многом такое положение связано с необъективным утверждением, что установки на традиционных видах топлива по сравнению с электротепловыми более эффективно используют топливо. Последние подтверждается несовершенным положением для Минсельхозпрода по использованию электроэнергии для целей нагрева. Однако установлено, что при электрификации тепловых процессов суммарный коэффициент полезного использования топлива соответствует значению этого коэффициента при использовании низкосортных видов топлива и несколько ниже, чем при жидком топливе.

Кроме того, в последнее время все заметнее проявляется совместное действие ряда важных энергетических, технико-экономических и социальных предпосылок, которые могут сделать электрифицированные системы теплоснабжения существенным элементом общей системы энергоснабжения животноводческих объектов.

В электроэнергетике в числе таких предпосылок можно отметить: постоянный рост насыщения сельской местности достаточно мощными трансформаторными подстанциями и все большим приближением высоких напряжений к потенциальным потребителям электроэнергии; значительное улучшение важнейших энергоэкономических показателей производства электроэнергии, особенно с появлением мощных энергоблоков; возрастающую неравномерность графиков электрических нагрузок энергосистем и большую потребность в их выравнивании.

Важно также отметить, что при тенденции к удорожанию и повсеместной экономии жидкого топлива наблюдается относительная стабильность стоимости электроэнергии, в особенности получаемой от электростанций, работающих на угле и ядерном горючем. Важная предпосылка к развитию систем электротеплоснабжения заключается в их высокой готовности к достижению оптимальных энергетических характеристик и способности удовлетворять основные запросы потребителей (минимальные затраты труда на обслуживание и отсутствие работ, связанных с заготовкой топлива).

В последнее время в сельскохозяйственном производстве также выявлены важные факторы и направления повышения эффективности электротеплоснабжения в животноводстве. В числе таких направлений можно отметить использование вторичных энергетических ресурсов животноводческих зданий, например посредством применения соответствующих теплоутилизационных установок, а также новых энерготехнологий: биоэнергетические комплексы, тепловые насосы, а также использование внепиковой электроэнергии посредством применения теплоаккумуляционных установок.

Аккумуляционное электротеплоснабжение позволяет решать проблему выравнивания графиков нагрузки энергосистем, обеспечивает использование свободных в ночные часы мощностей действующих электростанций, в том числе и строящейся атомной станции. Эти системы также обеспечивают догрузку существующих электрических сетей, в особенности напряжением 110 кВ и выше, которые в часы снижения нагрузок имеют значительные запасы пропускной способности.

В числе первоочередных объектов электротеплоснабжения рекомендуется использовать небольшие животноводческие фермы с электротепловой ночной нагрузкой порядка 400 кВт. С позиций энергосистемы подключение таких ферм позволит наиболее полно использовать резервы пропускной способности существующих электрических сетей всех напряжений в ночные часы. Для сельскохозяйственного производства значимость небольших ферм остается достаточно высокой, поскольку на них производится значительная доля животноводческой продукции.

Предварительная оценка возможных масштабов развития аккумуляционного электротеплоснабжения в республике показала, что в животноводстве, и пределах пропускной способности существующих электрических сетей напряжением 10 кВ и выше, можно подключить небольшие объекты с суммарной ночной нагрузкой порядка 300 МВт. Дополнительные капиталовложения потребуются лишь при строительстве ТП 10/0,4 кВ и низковольтных линий.

Л.С. Герасимович, академик,
доктор технических наук, профессор.
НАН Беларуси.

В.Е. Шестерень,
кандидат технических наук, доцент.
БГАТУ.

В.А. Шульга,
кандидат технических наук.
Могилёвская областная опытная сельскохозяйственная станция.

 
Материал подготовлен на основе доклада на международной научно-технической конференции в г. Минске «Энергосбережение – важнейшее условие инновационного развития АПК».