Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Электросбережение в животноводстве

Введение.

Глубокий кризис, поразивший сельское хозяйство России, помимо внешних причин воздействия общего структурного кризиса экономики переходного периода связан с несовершенством управления организацией экономической работы на сельскохозяйственных предприятиях. Обычной практикой в сельском хозяйстве стали невыплаты заработной платы, начислений на нее и налогов. Помимо субъективных причин злоупотреблений руководителей сельскохозяйственных предприятий на большинстве из них в постсоветский период фактически прекращена работа по снижению затрат отдельных статей образования себестоимости продукции.

Одной из таких значительно возросших в значении статей себестоимости являются затраты на приобретение топливно-энергетических ресурсов. Внедрение рыночных механизмов вывело сельскохозяйственные предприятия из-под опеки государства, в том числе выражавшейся в централизованном (гарантированном) обеспечении сельского хозяйства топливно-энергетическими ресурсами и энергопотребляющей сельскохозяйственной техникой, к чему, как оказалось, большинство предприятий не были готовы. С другой стороны, эта опека государства являлась во многом причиной продолжающегося роста энергоемкости продукции сельского хозяйства СССР, в т.ч. России, в то время, как в государствах рыночной экономики со времени нефтяного кризиса семидесятых годов идет систематическое снижение удельных энергетических затрат на производство сельскохозяйственной продукции.

В условиях перехода сельскохозяйственных предприятий на новые формы хозяйствования (в том числе акционирование) все более остро ставится вопрос об организации и управлении энергосбережением в целях повышения эффективности сельскохозяйственного производства, его конкурентоспособности и соответствия современным экологическим требованиям. Для того, чтобы выжить, сельскому товаропроизводителю необходимо выдержать конкуренцию иностранных производителей продовольствия сначала на внутреннем рынке, а затем для получения современного оснащения ему необходимо будет заработать валюту на внешнем рынке. В целях обеспечения продовольственной безопасности иностранные производители стимулируются своими государствами на поставки продовольствия на экспорт в развивающиеся страны, в том числе в Россию. Поэтому, выдержать с ними конкуренцию нашему сельскому товаропроизводителю будет очень трудно, тем более, что неплатежеспособное Российское государство не сможет оказать ему в этом существенной финансовой помощи. Однако, государство может оказать методическое и организационное содействие по решению вопросов менеджмента.

В этих условиях основным путем сохранения конкурентоспособности является снижение затрат ( по возможности ) по тем статьям, в которых имеется существенное отставание от уровня международных товаропроизводителей. В сельском хозяйстве России такой статьей прежде всего являются затраты на энергоносители. Все это требует пересмотра научных взглядов, принципов организации и качества работы по энергосбережению как сельского хозяйства в целом так и отдельных его предприятий. Необходим комплексный межотраслевой подход к решению вопросов системного управления энергосбережением в сельском хозяйстве.

В то же время технический прогресс открывает все новые возможности эффективного использования в сельском хозяйства до сих пор считавшихся нетрадиционными источников энергии. И здесь также нужны адекватные рыночные механизмы управления их применением в целях повышения эффективности производства. Отсутствие государственной программы энергосбережения и использования новых источников энергии сдерживает возможности снижения себестоимости по этой статье затрат. Однако, не смотря на их важность, остаются нерешенными многие методические вопросы энергосбережения, требующие своей научной проработки, такие как: определение основных путей энергосбережения, выявление его региональных особенностей, обеспечение системы управления энергосбережением механизмом учета интересов участников сельскохозяйственного производства и другие.
Вышеизложенное свидетельствует о том, что проблема управления энергосбережением и использованием нетрадиционных источников энергии в сельском хозяйстве регионов России является современной и актуальной.

1 Анализ состояния управления энергосбережением в животноводстве.

1.1 Основные проблемы энергосбережения в АПК

Энергетическое оборудование сельских электрических систем имеет чрезвычайно большой износ, и даже по весьма оптимистическим оценкам составляет более 50%.Представленные обобщенные оценки, приведенные в Федеральной целевой программе «Социальное развитие села до 2010 года» и отраслевой программе «Энергосбережение в АПК на 2001 -2006 гг.», ставят перед сельской энергетикой сложную и, на первый взгляд, противоречивую задачу: снизить энергоемкость производства сельскохозяйственной продукции за счет реализации эффективных мер по энергосбережению при обеспечении надежного энергоснабжения сельских регионов и улучшения бытовых условий жизни населения и увеличить валовое производство сельскохозяйственной продукции. Актуальность этих задач вызвана тем, что хозяйственные реформы привели к снижению экономического уровня предприятий АПК, перераспределению собственности. Сложившийся ранее затратный подход к сельской энергетике, предполагавший, что повышение экономического уровня производства неизбежно приводит к увеличению энергозатрат, в новых экономических условиях не позволяет эффективно развиваться АПК.Неоправданно высокий уровень энергопотребления, низкое качество и неэффективное использование электрической энергии - характерные черты многих российских аграрных предприятий и сельских территорий.

Проблема энергосбережения в сельском хозяйстве в условиях перехода к рыночным отношениям обостряется в связи с дефицитом энергоресурсов и резким увеличением их стоимости. Поэтому первоочередной задачей экономии топливно-энергетических ресурсов в отрасли является снижение необоснованных энергозатрат, величина которых достигает 30-40% общего отпуска электроэнергии сельскому хозяйству.В агропромышленном комплексе в настоящее время широко применяется электропривод с асинхронными короткозамкнутыми электродвигателями. До 60% потребляемой электрической энергии используется в нерегулируемом асинхронном электроприводе. Выбор номинальной мощности электродвигателей осуществляется по максимальной нагрузке потребителя, время действия которой, в соответствии с графиками нагрузки для многих технологических процессов не превышает 20-30% длительности эксплуатационного режима. Одним из перспективных направлений снижения энергопотребления является широкое внедрение частотно-регулируемого электропривода.

Однако эффективность его применения во многом определяется обоснованным использованием для конкретных технологических процессов при выборе соответствующего способа управления с учетом специфики сельскохозяйственного производства. Кроме того, в ряде случаев целесообразно переходить от существующего технологического режима работы электроприемников к новому, организованному по заданному энергоэффективному закону управления технологическим процессом. Комплекс экономических, социальных и экологических проблем в АПК, а также критическое состояние энергообеспечения в сельском хозяйстве неизбежно отражается общем социально-экономическом развитии современного цивилизованного общества. Основой жизнедеятельности сельского хозяйства, его производственной деятельности, труда и быта сельского населения является надежное и устойчивое энергообеспечение. Продовольственная безопасность страны предопределяет необходимый уровень производства основных видов продовольствия, превышающий нынешнее их производство (по разным видам) на 25-50% , что потребует дополнительных энергоресурсов. Анализ сельскохозяйственного производства, фермерского и личного приусадебного хозяйства, а также социально-бытовых условий, направленных на повышение уровня жизни населения показывает, что потребность в энергоресурсах в ближайшие годы будет возрастать и к 2010 г. повысится на 15-20% .

Начиная уже с 2000 г. потребности АПК в энергоресурсах неуклонно возрастают. Кроме того, с 2004 г. рост энерго- и электропотребление в быту и сфере услуг значительно опережает рост потребностей в энергоресурсах в сельхозпроизводстве. Таким образом, разработку и внедрение энергоэффективных технологий для объектов АПК не следует ограничивать только технологическими процессами производства и переработки сельскохозяйственной продукции, а обращать пристальное внимание на возможности снижения энергозатрат для бытовых нужд и в сфере услуг для сельского населения.

В настоящее время производство практически всех видов сельскохозяйственной продукции носит энергозатратный характер и по сравнению с передовыми странами энергоемкость продукции для России в 2-6 раз выше, чем в развитых странах. Так, эффективность использования электрической энергии в России в 6 раз ниже, чем в Японии, в 4 раза ниже, чем в США, в 2 раза ниже, чем в Германии. Причин здесь много: есть и объективные, например, климатические условия, немало и субъективных. Долгие годы действовали низкие тарифы на энергоносители. Государственная политика заниженных цен на энергоресурсы обусловила низкую эффективность энергоиспользования. При этом доля энергоресурсов в себестоимости промышленной продукции составляла несколько процентов, а в коммунальную сферу и для нужд сельского хозяйства топливно-энергетические ресурсы отдавались в 3 -5 раз ниже себестоимости.

При общем снижении энергопотребления в сельском хозяйстве за последние 5 лет из-за сокращения производства и снижения платежеспособности сельскохозяйственных предприятий энергоемкость продукции не снизилась, а еще более возросла. В настоящее время при опережающем росте тарифов и цен на энергоресурсы по сравнению с ростом цен на сельхозпродукцию, доля энергозатрат в ее себестоимости возросла с 4-8 % до 25-50 %.

Сравнение эффективности использования электрической энергии по усредненному показателю удельных энергозатрат в различных областях АПК показывает, что затраты содержание животных, на производство сельскохозяйственной продукции и пр. в России значительно превышают аналогичные показатели стран Наибольший интерес как в направлении энергосбережения (снижение бесполезных потерь энергии), так и с точки зрения энергоэффективности различных технологических процессов представляет применение электрической энергии в сельском хозяйстве.

Энергетика сельского хозяйства имеет ряд специфических особенностей: рассредоточенность сельских потребителей, малая единичная мощность, большая протяженность сетей — электрических, тепловых, газовых, значительная часть которых в настоящее время разрушена, небезопасна и непригодна для дальнейшей эксплуатации, а также наличие больших регионов, где ведется сельскохозяйственное производство, без централизованного энергообеспечения. Потери энергии в энергосетях и у потребителя очень большие и в ряде случаев достигают 40 %, а общий коэффициент полезного использования топливно-энергетических ресурсов в сельской энергетике не превышает 35 %, что значительно ниже, чем в промышленных отраслях. Анализ структуры потерь в сфере производства, распределения и потребления электроэнергии показывает, что определяющая доля потерь (до 90 %)- приходится на сферу энергопотребления, тогда как потери при производстве и передаче электроэнергии составляют лишь 8-10 %.

Функциональный и структурный анализ энергозатрат позволяет выявить основные направления, технологические процессы, элементы систем энергоснабжения и энергопотребления, где энергосберегающие мероприятия могут дать наибольший эффект. К основным мероприятиям энергоэффективного функционирования АПК относятся:

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

- энергоэкономные тепловые процессы и теплоэнергетическое оборудование;

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

- новые технологии и 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;

- эффективные эксплуатационно- ремонтные службы, оргтехмероприятия, рациональная структура энергоносителей.

Самым крупным видом применения электроэнергии в сельском хозяйстве является применение ее для электропривода машин и механизмов. Поэтому именно в этой области применения следует изыскивать резервы энергосбережения.

1.2 Анализ использования энергетических ресурсов и энергетических средств в животноводстве.

В животноводстве ежегодно расходуется около 50 млр. кВт∙ч электроэнергии, что составляет примерно 40% общего его потребления в сельскохозяйственном производстве. Высока удельная энергоемкость (в переводе на первичные энергоресурсы) валового продукта в сельском хозяйстве.

Развитие производства продукции животноводства сдерживается значительным потреблением энергетических ресурсов, каждый процент увеличения объемов производства требует 2-4% дополнительного расхода топлива или электроэнергии.

Можно указать два взаимно дополнительных направления реализации этой задачи. Первое – замена дефицитных традиционных энергоносителей доступными нетрадиционными возобновляемыми источниками энергии, что значительно снизит напряженность энергобаланса энергетической системы. Второе–совершенствование существующих технологических процессов в направлении снижения их энергопотребления.

Из общего энергобаланса страны на сельское хозяйство приходится примерно 17%, причем потребность в энергоресурсах удваивается через каждые 10-15 лет. Прирост сельскохозяйственной продукции на 1% требует увеличения расхода энергоресурсов на 2-3%.

Производственные процессы в животноводстве базируются на широком использовании электромеханизированных технологий, эффективность которых оценивается натуральными и стоимостными показателями, что не позволяет всесторонне аргументировано определить уровень и структуру общественно-необходимых затрат энергии в процессе производства и воплощенной в конкретном виде продукции. С целью комплексной оценки различных технологических процессов в животноводстве, перспективными, является использование биоэнергетического анализа. Он позволит не только изучить конкретные механизмы и закономерности преобразования энергии в процессе жизнедеятельности организмов, но и определить направленность инженерно-технического поиска нестандартных, оригинальных в своем роде технологических процессов в животноводстве с использованием нетрадиционных и возобновляемых источников энергии. Биоэнергетическая оценка технологий позволяет выявить наиболее энергоемкие элементы, конкурентоспособность исследуемого производства и определить направление повышение биоэнергетического КПД на перспективу.

Биоэнергетическая оценка осуществляется по показателям, характеризующим объект, технологию, технологический процесс и конечный продукт. Совокупный годовой расход энергии в процессе производства продукта, технологическая энергоемкость, энергоотдача (полезное энергосодержание), биоэнергетический КПД, технологического процесса, оцениваемый по биоэнергетическому выходу конечного продукта.

Совокупный годовой расход энергии в процессе производства продукта (Е ,ГДж) определяется по формуле:

где i - 1,2,3,4,5…n - виды затрат при производстве продукта на изучаемом объекте, выраженные в единицах энергии;

Ei - затраты энергии для i -го вида затрат, ГДж.

где Ai - энергетический эквивалент для i -го вида затрат при производстве продукта на исследуемом объекте, выраженной в удельных единицах энергии, ГДж/кг (ГДж/м3, ГДж/чел. и т.д.); Fi, - величина i–го вида затрат для получения конечного продукта, выраженных в натуральном измерении, кг (м3.чел. , и т.д.)

Технологическая энергоемкость конечного продукта ( Е), определяется по формуле:

где Q- валовое производство конечного продукта, приведенное к одному виду продукции, например пищевому эквиваленту (кормовой единицы), кг.

После подстановки выражений (1) и (2) в (3) получаем:

Энергоотдача определяется количеством энергии, содержащейся в единице конечного продукта.

Конечный продукт сельскохозяйственного производства формируется в результате биохимической деятельности живых организмов: растений – в процессе трансформации энергии Солнца и Земли (фотосинтез); животных при обмене веществ. На энергосодержание продукта в значительной мере влияет структурный состав входящих в него органических соединений, а именно: углеводов, жиров, белка и др. Чем выше содержание энергии в единице массы конечного продукта, тем выше величина его энергии.

Анализ технологий производства продукции животноводства позволяет квалифицировать энергетические затраты природных ресурсов в технологической последовательности их приложения.

Биоэнергетический анализ процесса производства молока на молочном комплексе привязанного содержания на 1200 голов показал, что выше 47,33 % совокупной энергии приходится на корма и 49,48% на тепловую и энергетическую энергию (табл. 1).

Таблица 1- Совокупный расход овеществленной энергии при производстве молока (комплекс на 1200 гол.)

Результаты анализа показывают, что наиболее энергоемкими технологическими процессами являются приготовление и раздача кормов, а также обогрев животноводческого помещения, нагрев воды для технологических нужд.

2 Совершенствование системы управления энергосбережением в животноводстве

2.1Энергетические обследования предприятий.

2.1.1 Общие положения

Целью энергетического обследования (ЭО) является оценка эффективности использования энергетических ресурсов (твердого топлива, нефти, природного и попутного газа, продуктов их переработки, электрической и тепловой энергии), а также снижение затрат потребителей и реализация энергоэффективных решений.

Обязательным энергетическим обследованиям подлежат организации независимо от их организационно-правовых форм и форм собственности, если годовое потребление ими энергетических ресурсов составляет более шести тысяч тонн условного топлива или более одной тысячи тонн моторного топлива.

Энергетические обследования организаций, если годовое потребление ими энергетических ресурсов составляет менее шести тысяч тонн условного топлива, проводятся по решению органов исполнительной власти субъектов Федерации.

ЭО проводятся в соответствии с графиком, утвержденным органом исполнительной власти субъекта Российской Федерации для организаций, находящихся на их территории. О сроках проведения ЭО организации извещаются за три месяца до его начала. Интервал между ЭО данного предприятия не должен превышать пяти лет.

ЭО осуществляется территориальными управлениями Госэнергонадзора, а также уполномоченными ими специализированными организациями, имеющими лицензию на этот вид деятельности.

В результате ЭО выявляются потери и непроизводительные расходы энергии (энергоресурсов), даются рекомендации по их устранению. По результатам ЭО разрабатываются энергетический паспорт предприятия и план мероприятий по энергосбережению.

Организация, проводящая обследование, несет ответственность в соответствии с договором на проведение энергетического обследования согласно действующему законодательству Российской Федерации.

Лица, эксперты, участвующие в обследовании, несут ответственность за достоверность и полноту представляемых материалов.

Обследуемое предприятие обязано:

обеспечить доступ к обследуемым объектам;
представить всю необходимую отчетную и техническую документацию;
участвовать в выработке плана мероприятий по экономии энергетических ресурсов;
рассмотреть заключение и предлагаемые мероприятия и принять соответствующее решение;
представить в органы Госэнергонадзора информацию о проведенном обследовании.

ЭО проводятся на основании заключенных договоров с организациями, проводящими обследования. Затраты по проведению ЭО бюджетных и муниципальных организаций оплачиваются за счет средств, выделяемых соответственно из федерального бюджета или бюджета органа местного самоуправления. Остальные организации проводят ЭО за счет собственных средств. Результаты обследования не могут являться основанием для применения санкций, за исключением случаев, определенных действующим законодательством. Организации, не обеспечившие проведение ЭО в установленный графиком срок, лишаются решением органов исполнительной власти субъектов Российской Федерации предусмотренных законодательством льгот.

2.1.2 Документы, регламентирующие порядок проведения энергетических обследований

При проведении энергетических обследований следует руководствоваться следующими документами:

Федеральным законом РФ «Об энергосбережении» № 28-ФЗ от 03.04.96 г.;
Постановлением Правительства РФ “О неотложных мерах по энергосбережению” № 1087 от 02.11.95г.;
региональным законом об энергосбережении;
«Правилами проведения энергетических обследований организаций», утвержденными Минтопэнерго 25.03.98г.;
договором на проведение обследования специализированной организации и обследуемого предприятия;
техническим заданием (программой) на проведение обследования;
правилами технической эксплуатации электроустановок потребителями;
правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителями;
иными нормативно-правовыми документами, техническими материалами, инструкциями, методиками.

2.1.3 Требования к проведению энергетических обследований

Общее руководство и координацию работ по проведению энергетического обследования в регионе осуществляет территориальное управление Госэнергонадзора.

Право на проведение энергетических обследований предприятий и организаций на территории региона имеют территориальные управления Госэнергонадзора и организации, которые удовлетворяют следующим требованиям:

обладают правами юридического лица;
имеют необходимое инструментальное, приборное и методическое обеспечение;
располагают квалифицированным и аттестованным персоналом;
имеют опыт выполнения работ в этой области;
имеют лицензию Минтопэнерго России на проведение энергетических обследований;
имеют аккредитацию территориального управления Госэнергонадзора.

Проведение энергетических обследований должен выполнять специально подготовленный персонал. Лица, привлекаемые к обследованию, должны:

иметь высшее профессиональное образование или ученую степень по специальности или направлению, соответствующему проводимой работе;
пройти специальное обучение по программе энергетических обследований, утвержденной территориальным управлением Госэнергонадзора. Обучение проводится организациями, имеющими лицензию на этот вид деятельности и обладающими правом выдавать документ об обучении государственного образца;
пройти стажировку в составе опытной бригады экспертов;
периодически (1 раз в год) проходить проверку знаний «Правил техники безопасности при эксплуатации», других нормативных документов;
пройти медицинское освидетельствование.

Персональный состав бригады экспертов, их работоспособность, квалификация и независимость существенно определяют качество результата обследования. Взаимоотношения с персоналом обследуемого предприятия должны строиться на доверии и сотрудничестве.

2.1.4. Задачи обследований, схема их организации

Технология энергетического обследования в значительной степени определяется формой обследования и задачами, которые перед ним ставятся. В задачи ЭО входят:

экспертиза энергетической составляющей себестоимости продукции и услуг;
энергетические потребности производство;
энергетические балансовые испытания установок и технологических процессов;
экспертиза энергетической эффективности продукции предприятия (сертификация);
энергетическая экспертиза проектов;
анализ договоров с энергоснабжающими организациями и субабонентами;
анализ чувствительности производство к режимам энергоснабжения и качеству получаемых энергоресурсов.

В зависимости от того, какая из указанных задач (или их совокупность) должна быть решена в результате обследования, будет составлена программа проведения ЭО. В этом плане весьма полезна “универсальная схема организации энергетических обследований”

Методика, порядок и условия безопасности проводимого обследования в каждом конкретном случае основываются на заводских инструкциях по эксплуатации, утвержденных регламентах, действующих «Правил», руководящих указаниях.

Энергетическое обследование предусматривает анализ следующих общезаводских систем:

системы измерений и учета потоков энергоресурсов;
системы регулирования и автоматизации потоков энергоресурсов;
системы подготовки и переподготовки кадров и повышения квалификации;
системы договоров с энергоснабжающими организациями и субабонентами.

Таблица 2 - Универсальная схема организации энергетических обследований

В ходе энергетического обследования анализируется эффективность использования следующих энергоресурсов: