Эффективность использования энергоресурсов в сельхозпредприятии молочного направления

9. Дуленкова Е.А. Дизайн дистанционного обучения в системе повышения квалификации специалистов-энергетиков с учетом психологических особенностей пользователей // Открытое и дистанционное образование. - 2015. - № 3(59). - С.28-33.

10. Дуленкова Е.А. Психологическое обеспечение дистанционного профессионального обучения мастеров электрических сетей: Автореф. дис. канд. пс. н. СПб., 2015. - 25 с.

11. Ракутько С.А. Обучение энергосбережению: компетентностный подход. Благовещенск, 2010. - 120 с.

УДК 631.152

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ В СЕЛЬХОЗПРЕДПРИЯТИИ МОЛОЧНОГО НАПРАВЛЕНИЯ

А.Ф. ЭРК, канд. техн. наук; ВН. СУДАЧЕНКО, канд. техн. наук; Е.И. БУТРИМОВА

В 2007-2014 гг. сотрудниками института проведены энергетические обследования 52 сельхозпредприятий молочного направления Ленинградской области. Основные потребители энергоресурсов сельхозпредприятий - фермы крупного рогатого скота, состоящие из скотных дворов, телятников, родильных отделений, бойни, доильных залов. Тепловая энергия используется для технологических нужд только доильных залов и родильных отделений. Источником тепла являются локальные электрокотельные; в редких случаях используется теплообменники (7%), в основном, собственного производства для утилизации тепла животных. Наибольшее количество энергоресурсов расходуется на освещение (30-40%). В основных производственных зданиях растениеводческого сектора производства используются энергоресурсы только на освещение и работу электроприводов технологического оборудования. Это сооружения для сушки и очистки зерна, заготовки кормов и сена, зернохранилища, овощехранилища, корнеплодохранилища, склады и т.п. Во вспомогательных цехах (мастерских, гаражах, системах водоснабжения и т.п. ) комфортные условия для работы персонала обеспечиваются, в основном, за счет использования локальных электрообогревателей. В результате получены усредненные значения годового потребления энергоресурсов за 2007-2013 г.г.: электроэнергия 43 - 60 %;моторное топливо 20 - 32 %;газ до 1,5 %;тепловая энергия 1,5-3 %. Наиболее затратным энергоносителем является электрическая энергия. Наибольший расход электроэнергии в хозяйствах на электроосвещение (30-40%) и нагрев воды на технологические нужды. Доля тепловой энергии, полученной от централизованных источников, значительно меньше, что связано, в основном, с использованием электроэнергии на обогрев административных и производственных зданий и сооружений. Затраты на моторное топливо, в основном дизельное, сопоставимы с затратами на потребленную электроэнергию. Потребление газа не существенно (до 5%). В целях повышения энергоэффективности производства предложены мероприятия, позволяющие рационально использовать электроэнергию и тем самым снизить затраты на ее закупку, как самого дорогого энергоносителя. Рассчитан темп снижения энергоемкости с ростом производства. Установлено, что доля финансовых затрат на оплату энергоресурсов в себестоимости производства продукции с ростом производства не растет, а несколько снижается. Полученные результаты послужат основой для разработки программ энергосбережения и повышения энергоэффективности производства на сельхозпредприятиях.

Ключевые слова: энергоэффективность; энергосбережение; энергоемкость; энергоресурсы; моторное топливо; электроэнергия; тепловая энергия.

EFFICIENCY OF ENERGY USE IN DAIRY CATTLE HUSBANDRY

A.F. ERK, Cand. Sc. (Eng); V.N. SUDACHENKO, Cand. Sc. (Eng); E.I. BUTRIMOVA

In 2007-2014 IEEP specialists conducted energy audits of 52 dairy farms in Leningrad Region. The main consumers of energy resources are cattle farms with cow yards, calf barns, maternity barns, slaughterhouses, and milking parlors in place. Thermal energy is used for technological needs only in milking parlors and maternity barns. The heat source is the local electric boiler house; in rare cases, a heat exchanger (7%), mainly of the own manufacture, for animal metabolic heat recovery. Most energy resources are used for lighting (30-45%). The main production buildings in the crop growing sector use the energy only for lighting and electric drives of technological equipment. These are facilities for grain drying and cleaning, forage and hay making, grain, vegetable and root crops storage, warehouses, etc. In the auxiliary facilities (workshops, garages, water supply systems, etc.) the favorable conditions for the staff are provided mainly through the use of local electric heaters. As a result, the average values of the annual energy consumption in 2007-2013 were obtained: electricity 43 - 60%; motor fuel 20 - 32%; gas up to 1.5%; the thermal energy of 1.5-3%. The most expensive energy source is electrical energy. The highest energy consumption in the farms is for electric lighting (30-40%) and heating the water for technological needs. The share of thermal energy received from centralized sources is much less, owing, mainly, to the use of electricity to heat the administrative and production buildings and structures. The motor fuel costs, mainly diesel, are comparable with the consumed electricity costs. The gas consumption is not significant (5%). In order to improve the production efficiency the measures of more rational use of energy are offered, thus lowering its procurement costs. The rate of energy intensity decrease with the growth of production was calculated. It was found that the share of financial costs of energy resources in the self-cost of products is not growing with increased production, but somewhat decreases. The obtained results will serve as a basis for the development of energy saving programs and improvement of energy efficiency of farming.

Key words: energy efficiency; energy saving; production growth rate; energy intensity; energy resources; motor fuel; electricity; thermal energy.

ВВЕДЕНИЕ

В 2007-2014гг сотрудниками института проведены энергетические обследования 52 сельхозпредприятия молочного направления Ленинградской области. По результатам обследований проанализирован рост производства основного вида продукции - молока, затрат финансовых средств сельхозпредприятиями на оплату электроэнергии на производственные нужды [1,2,3], состав потребителей энергоресурсов и структура энергопотребления [4,5]. На всех сельхозпредприятиях имеется административное здание (контора) и в ряде случаев столовая с торговым центром. Эта категория зданий отапливается от системы отопления ЖКХ (20%), от собственных электрических или газовых котельных (10%), локальные электрообогревателями (70%). Основные потребители энергоресурсов сельхозпредприятий - фермы крупного рогатого скота, состоящие из скотных дворов, телятников, родильных отделений, бойни, доильных залов. Тепловая энергия используется для технологических нужд только доильных залов и родильных отделений. Источником тепла являются локальные электрокотельные, в редких случаях используется

теплообменники (7%) в основном собственного производства для утилизации тепла животных. Наибольше энергоресурсов расходуется на освещение (30-45%). В основных производственных зданиях растениеводческого сектора производства используются энергоресурсы только на освещение и работу электроприводов технологического оборудования. Это сооружения для сушки и очистки зерна, заготовки кормов и сена, зернохранилища, овощехранилища, корнеплодохранилища, склады и т.п. Во вспомогательных цехах (мастерских, гаражах, системах водоснабжения и т.п.) комфортные условия для работы персонала обеспечиваются в основном за счет использования локальных электрообогревателей. Анализ результатов энергетических обследований [6] показал, что энергоносителями в сельскохозяйственном производстве являются: электрическая энергия, тепловая энергия, твердое и жидкое топливо, моторное топливо и природный газ. Твердое топливо - уголь и дрова используются в котельных для получения тепла довольно редко. Жидкое топливо используется сезонно для работы теплогенераторов зерносушилок. Однако потребление дизельного топлива для сушки составляло менее 5% от потребления моторного топлива. Газ используется в котельных небольшой мощности только в двух хозяйствах для отопления контор. Возобновляемые источники энергии не использовались. В результате получены усредненные значения годового потребления энергоресурсов за 2007-2013 г.г.: электроэнергия 43 - 60 %;- моторное топливо 20 - 32 %;- газ до 1,5 %;- тепловая энергия 1,53 %. Наиболее затратным энергоносителем является электрическая энергия. Доля тепловой энергии полученной от централизованных источников значительно меньше, что связано в основном с использованием электроэнергии на обогрев административных и производственных зданий, и сооружений. Затраты на моторное топливо, в основном дизельное, сопоставимы с затратами на потребленную электроэнергию. Потребление газа не существенно (до 5%).

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Использование электроэнергии в сельскохозяйственных предприятиях молочного направления происходит в целях освещения, нагрева воды на технологические нужды, для привода в действие машин и механизмов, электротехнологий и систем управления [7]. Затраты на последнее - минимальные. Электротехнологии применяются довольно редко.

Затраты на электропривод тесно связаны с технологией производства (доение, уборка навоза и т.д.) и трудно регулируются. Снижение затрат на электропривод может быть осуществлено лишь путем изменения технологии производства [8]. Наибольший расход электроэнергии в хозяйствах на электроосвещение (30-40%) и нагрев воды на технологические нужды.

Для совершенствования структуры энергопотребления хозяйствам предложены следующие основные мероприятиям по энергосбережению [9,10]:

-экономия электроэнергии в системах электроснабжения и при ее использовании (снижение потерь в сетях, регулируемый электропривод, внедрение электротехнологий, экономное осветительное оборудование, качественная эксплуатация, учет);

-использование древесных и растительных отходов, местных видов топлива взамен традиционных энергоресурсов, газогенераторы;

-новые технологии, энергоэкономная техника и оборудование в животноводстве и растениеводстве (регулируемый микроклимат с утилизацией тепла, комбинированные технологии);

-использование возобновляемых источников энергии;

-использование вторичных энергоресурсов;

-альтернативные виды топлива.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

По результатам обследований 40 сельхозпредприятий молочного направления проанализированы изменения по годам: усредненных показателей объемов производства основной продукции, потребление электроэнергии, тепловой энергии, моторного топлива. Рассчитана энергоемкость производства и доля платы за энергоресурсы в стоимости произведенной продукции (табл.1).

Таблица 1

Показатели использования энергоресурсов сельхозпредприятиями

Год 2007г. 2008г. 2009г. 2010г. 2011г. 2012г. 2013г. 2014г.

Стоимость

основной продукции, тыс. руб. 91212 114720 120370 135464 168469 198199 223190 248181

Потребление электроэнергии, тыс.кВт.ч./ т.у.т. 1872,21 1998,00 2017,13 1986,6 1875,2 1889,5 1808,7 1727,9

712,36 695,90 714,53 692,71 633,76 607,94 581,89 550,3

Потребление тепловой 385,24 509,38 546,65 585,99 620,92 646,18 638,61 620,61

энергии, Гкал / т.у.т. 82,10 88,07 87,53 85,49 85,18 80,24 79,33 77,5

Потребление моторного топлива, т.у.т. 552,47 592,64 589,03 575,30 573,2 540,02 529,80 519,8

ИТОГО т.у.т. 1346,93 1376,61 1391,09 1353,5 1292, 1228,2 1191,0 1153,8

Энергоемкость, т.у.т./тыс.руб. 0,0148 0,0120 0,0116 0,0099 0,008 0,0062 0,0053 0,0049

Доля платы за энерго-ресурсы,% 15,8 15,1 14,6 13,2 12,5 12,4 12,2 12,1

Анализируя, данные представленные в табл.1 видно, что объем стоимости основной продукции в хозяйствах увеличивается в абсолютном выражении. Средний рост производства составляет 16,1% в год. Энергоемкость производства в абсолютных значениях снижается с 0,0148 т.у.т/тыс.руб. до 0,0049 т.у.т/тыс.руб.

На рис.1. приведены темп роста производства, доля платы в себестоимости продукции за энергоресурсы, используемые в производственных целях и темп снижения энергоемкости производимой продукции, как результат роста объемов производства и мероприятий, осуществляемых сельхозпредприятиями по энергосбережению.

Рис. 1. Темпы роста производства, снижения энергоемкости и изменение в себестоимости

продукции доли платы за энергоресурсы

Рассчитаны и построены графики темпов роста общего потребления энергоресурсов, в том числе тепла, моторного топлива и электроэнергии (рис. 2). Из сопоставления данных, представленных на рис. 1 и 2 следует, что при снижении темпа роста производства увеличивается прирост потребления энергоресурсов. При росте темпа производства увеличивается темп снижения расхода энергоресурсов, в первую очередь электроэнергии, как основного и самого затратного энергоносителя в животноводстве.

Рис. 2. Темпы прироста энергопотребления сельхозпредприятиями молочного направления

ВЫВОДЫ

1. На основе анализа результатов энергетических обследований сельскохозяйственных предприятий молочного направления проведена оценка структуры энергопотребления, определена доля каждого вида энергоресурсов в общем потреблении энергоресурсов сельхозпредприятием, их темпы прироста. При этом установлено, что электроэнергия является основным энергоресурсом современного сельскохозяйственного предприятия и мероприятия по энергосбережению должны быть направлены в первую очередь на рациональное ее использование.

2. Выявленная тенденция снижения энергоемкости при росте производства основного вида продукции свидетельствует об активной работе предприятия по реализации методов энергосбережения.

3. Полученные результаты послужат основой для разработки программ энергосбережения и повышения энергоэффективности производства на сельхозпредприятии.

ЛИТЕРАТУРА

1. Эрк А.Ф., Судаченко В.Н., РазмукВ.А., Бычкова О.В. Результаты энергетического обследования сельхозпредприятий // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства / ИАЭП. - С-Пб, 2014. - № 85. -С.100-105.

2. Бровцин В.Н., А.Ф. Эрк А.Ф., Бычкова О.В. Анализ энергоэффективности предприятий молочного направления // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства / ИАЭП. -С-Пб, 2014. - № 85. - С.95-100.

3. Попов В.Д., Судаченко В.Н., Шимченко Н.И. Опыт Ленинградской области по энергосбережению в сельскохозяйственном производстве/ФГНУ «Росинформагротех». Москва.2007-54с

4. 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

5. Эрк А.Ф., Судаченко В.Н. Концепция энергосбережения и повышения энергоэффективности сельскохозяйственного производства животноводческого направления Северо-Западного региона России./ А.Ф. Эрк, В.Н.Судаченко // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства/ ИАЭП. - С-Пб, 2015. - №87. - С.225-233

6.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

7. Эрк А.Ф., Размук В.А., Бычкова О.В. Энергоаудит сельскохозяйственных предприятий// Межд. агропромышленная выставка-ярмарка «Агрорусь». - СПб 2014.Стр. 219-220

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., Судаченко В.Н. Методы энергосбережения и повышения энергоэффективности сельскохозяйственного производства / А.Ф. Эрк, В.Н.Судаченко // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства / ИАЭП. - С-Пб, 2015. - № 87. - С.233-239.

10. Эрк А.Ф.,Судаченко В.Н., Бутримова Е.И. Принципы создания демонстрационной зоны высокой энергоэффективности сельскохозяйственных предприятий в Ленинградской области // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства / ИАЭП. - С-Пб, 2016. - № 88. - С.46-53.