Себестоимость сельхозпродукции на весах энергосбережения. Тепловые технологии

Аграрное производство является весьма энергоёмким. Это в свою очередь отражается на себестоимости производства сельскохозяйственной продукции. Над решением данной проблемы работают ученые и специалисты многих научных центров, в том числе и во Всероссийском НИИ электрификации сельского хозяйства. О современных энергосберегающих тепловых технологиях в сельскохозяйственном производстве рассказал директор ВИЭСХа Д.С. Стребков – доктор технических наук, академик Россельхозакадемии.

Повышение эффективности сельскохозяйственного производства неразрывно связано с дальнейшим развитием энергетических ресурсосберегающих систем теплообеспечения, существенно влияющих на снижение себестоимости и энергоемкости производимой сельскохозяйственной продукции. В связи с необходимым ростом сельскохозяйственной продукции в перспективе будут расти и масштабы потребления топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) на эти цели. Так, на 1% прироста валовой продукции с\х производства приходится до 2% прироста энергопотребления.

Сельскохозяйственное производство является крупным потребителем топливно-энергетических ресурсов в стационарных процессах в объеме около 10 млн. т.у.т. Из них свыше 60% ТЭР используется в системах теплообеспечения производственных объектов. К 2020 году ожидается рост потребления ТЭР на 20-25%.

Однако, производство и поставка отечественного теплоэнергетического оборудования и обеспеченность им производственных объектов весьма низкая и составляет менее 40%. Состояние же топливных котельных, тепловых сетей и теплоэнергетического оборудования характеризуется их старением и значительным снижением технико-экономических показателей.

Имеется прямая связь производства продукции с энергозатратами, доля которых в ее себестоимости возросла с 3-8% до 15-30%, а по некоторым видам сельскохозяйственных объектов (теплицы, птицефабрики, другие) – до 30-50% и более. Это вызвано, в том числе, опережающим ростом тарифов и цен на электроэнергию и топливо по сравнению с ценами на сельхозпродукцию. Поэтому имеется острая необходимость экономного использования электрической и тепловой энергии. И здесь приоритетно и наиболее эффективно – использование систем и технических средств теплообеспечения децентрализованного типа.

Обеспечение микроклимата – один из наиболее энергоемких процессов в системах теплообеспечения животноводческих ферм. На это используется до 60% тепловой энергии от общих затрат на теплообеспечение объекта в целом. Резервы снижения энергозатрат – точное автоматическое регулирование температурно-влажностного режима, а также использование теплоты удаляемого воздуха. Так, использование теплоутилизаторов рекуперативного типа позволяет экономить расход энергии в системах микроклимата до 50%.

Эффективная разработка ВИЭСХа – вентиляционно-отопительная установка модульного типа с утилизацией теплоты, частичной рециркуляцией и озонированием воздуха, обеспечивающая снижение годовых энергозатрат до 50% и улучшение экологии. Ожидаемый годовой экономический эффект – в среднем более 25 тысяч руб. на 1 установку.

За счет снижения теплового фона в помещении молодняка животных и птицы экономия энергии на его обогрев достигает 30% и более. Это позволяют осуществить новые низкотемпературные радиационные обогреватели, разработанные ВИЭСХом совместно с промышленными предприятиями.

В 2014 году в Европейском Союзе (ЕС) все здания государственного и частного сектора должны иметь соединенные сетью энергоустановки, использующие местные возобновляемые источники энергии. Данное требование действует в ЕС согласно директиве 2009/28 от 23.04.2009 г. и программам «Миллион солнечных крыш», реализуемых в Европе, США и Японии.

В России также подготовлены и будут приняты соответствующие законы. В первую очередь необходимо обеспечить сельские здания теплом и горячей водой. Например, в Краснодарском крае круглогодичное теплоснабжение зданий и объектов сельскохозяйственного производства можно обеспечить с помощью солнечных коллекторов и аккумуляторов тепла.

В средней и северных широтах солнечное отопление эффективно в течении 7-8 месяцев, а в зимнее время необходимо использовать ветроустановки, котлы на пеллетах и тепловые насосы.

В ГНУ ВИЭСХ разрабатываются гибридные солнечные модули с концентраторами для производства тепла и электроэнергии, созданы образцы экологически чистых ВЭС без лопастей мощностью 1-3 кВт.

Важнейшей задачей является перевод всех котельных на когенерационные энергетические установки (микро ТЭЦ) российского и зарубежного производства, это позволяет в 2 раза снизить затраты на электроэнергию и тепло.

Так же разработаны экспериментальные установки и технологии получения жидкого котельного топлива из отходов сельскохозяйственного производства, отходов переработки древесины и торфа производительностью до 10 т/час (до 2 МВт по электроэнергии).

Основными направлениями работ на перспективу по электрификации тепловых процессов должны являться:

•        обоснование и разработка эффективных энергосберегающих систем и средств комплексного энергообеспечения и  электрификации тепловых процессов с минимальными энергетическими и приведенными затратами (с учетом использования энергосберегающих устройств – теплоутилизаторов, тепловых насосов, гелиоустановок и др.);

•        разработка и широкое внедрение теплоэнергетических установок, работающих на местных видах топлива, отходах сельскохозяйственного производства, а так же на базе возобновляемых и нетрадиционных источниках энергии*

•        обоснование и разработка новых способов и технических средств непосредственного применения электроэнергии в тепловых технологических процессах (электротехнологиях) – электротермической обработки и приготовления кормов, молока, соков и других видов сельскохозяйственной продукции;

•        разработка и внедрение новых технических средств для электронагрева воздуха и локального обогрева молодняка животных и птицы, растений, для производства и обработки сельскохозяйственной продукции, используемых в отдельных технологических процессах;

•        создание автоматизированных систем управления электротепловыми процессами (АСУ ЭТП) на животноводческих фермах и на других объектах в целом, с использованием децентрализованных систем регулирования.

Формирование и массовое внедрение энергосберегающих технологий в сельском хозяйстве может обеспечить в целом снижение энергозатрат на 20-30% и более.

В целях снижения энергоемкости сельскохозяйственной продукции необходимо усовершенствование теплоэнергетического оборудования и его эксплуатации, а также разработка и внедрение новых энергоэкономных технологий, отработка структуры и рациональных схем теплоснабжения. Именно это следует считать основной задачей сельскохозяйственной теплоэнергетики. ТепЭкономические механизмы реализации стратегии энергосбережения должны включать, в том числе, разработку региональных социально ориентированных программ производства и потребления энергии, региональных центров и фондов энергосбережения, ценовую, налоговую и инвестиционную политику.

Разработка научных основ и решение первоочередных задач развития энергетики позволят решить актуальные вопросы рационального энергообеспечения сельскохозяйственных потребителей, экономии топливно-энергетических ресурсов, осуществить внедрение принципиально новых технологий, технических средств и видов топлива со значительным экономическим эффектом.

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