авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 9 |
-- [ Страница 1 ] --

Российская академия сельскохозяйственных наук

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Государственное научное учреждение

Всероссийский научно-исследовательский

институт

электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ)

Московский государственный агроинженерный университет

им. В.П. Горячкина (МГАУ)

ФГНУ "Российский научно-исследовательский институт

информации и технико-экономических исследований

по инженерно-техническому обеспечению АПК"

(ФГНУ "РОСИНФОРМАГРОТЕХ") ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЕ И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ ТРУДЫ 6-й Международной научно-технической конференции (13 - 14 мая 2008 года, г.Москва, ГНУ ВИЭСХ) Часть 1 ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЯ И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ Москва 2008 УДК 631.371:621.311 ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЕ И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ. Труды 6-й Международной научно-технической конференции (13 – 14 мая 2008 года, г.Москва, ГНУ ВИЭСХ). В 5-ти частях. Часть 1. ПРОБЛЕ МЫ ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЯ И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ.

– М.: ГНУ ВИЭСХ, 2008. – 416 с.

РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ:

Д.С. Стребков, академик Россельхозакадемии, доктор техн. наук И.Ф. Бородин, академик Россельхозакадемии, доктор техн. наук Н.Ф. Молоснов, канд. техн. наук А.И. Некрасов, доктор техн. наук А.В. Тихомиров, канд. техн. наук Научный редактор, ответственный за выпуск:

канд. техн. наук, Заслуженный энергетик России Н.Ф. Молоснов ISSN 0131 – © Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрифи кации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ), 2008.

ИННОВАЦИОННЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ Академик РАСХН Д.С. Стребков (ГНУ ВИЭСХ) Введение Человечество ищет ответы на глобальные вопросы:

- Что делать в связи с изменением климата и глобальным потеп лением.

- Что делать в связи с энергоресурсами, которые распределены крайне неравномерно и истощаются.

- Как сохранить стабильность в мире и обеспечить устойчивое развитие при наличии рисков, связанных с изменением клима та и недостатком энергоресурсов.

- Как обеспечить энергетическую безопасность каждой страны и глобальную безопасность.

Владение ресурсами свободной энергии позволяет ликвиди ровать нищету, голод и войны, дать возможность получить образо вание и обеспечить достойные условия жизни гражданам России и миллиардам жителей развивающихся стран, которые не имеют сего дня доступа к электроэнергии.



Ответы на эти глобальные вызовы могут быть получены в результате реализации новой энергетической стратегии. Основные направления будущего развития энергетики:

- Переход от энергетики, основанной на ископаемом топливе, к бестопливной энергетике с использованием возобновляемых источников энергии;

- Переход на распределенное производство энергии, совмещен ное с локальными потребителями энергии;

- Создание глобальной солнечной энергетической системы;

- Замена нефтепродуктов и природного газа на жидкое и газооб разное биотопливо, а ископаемого твердого топлива на ис пользование энергетических плантаций биомассы;

- Замена автомобильных двигателей внутреннего сгорания на бесконтактный высокочастотный резонансный электрический транспорт.

По всем направлениям проведены исследования, разработа ны технологии и экспериментальные образцы, защищенные россий скими патентами.

Новой тенденцией развития российской и мировой энергети ки является увеличение доли децентрализованного производства электрической и тепловой энергии экологически чистыми электро станциями. Число крупных экологически опасных электростанций будет сокращаться. Эта тенденция объясняется, с одной стороны, изменением климата и необходимостью выполнения Киотского про токола по снижению выбросов парниковых газов, с другой стороны, децентрализация поставок топлива и энергии увеличивает энергети ческую безопасность регионов и страны в целом [1-2]. Кроме того, распределенное и бестопливное производство энергии с использова нием местных энергоресурсов снижает затраты и риски стран импортеров нефти и увеличивает экспортный потенциал стран экспортеров топливно-энергетических ресурсов.

Либерализация рынка электроэнергии приведет к подключе нию к энергосистеме миллионов малых независимых производите лей энергии. Управление потоками энергии при наличии миллионов производителей и потребителей возможно только с помощью инфо коммукационных технологий и средств электронной коммерции.

Нанотехнологии позволяют значительно увеличить эффективность использования бестопливной энергетики. Поэтому проблемы разви тия информационных технологий, нанотехнологий и технологий бестопливной энергетики тесно связаны и прогресс в каждой из этих двух областей техники будет способствовать развитию другой.

Солнечная энергетика Это самая быстрорастущая отрасль энергетики в мире с тем пами роста 53% в год и объемом производства в 2008 году 6,1 ГВт на 43 миллиардов долларов (табл. 1).

Солнечные электростанции с концентраторами в Калифор нии мощностью 354 МВт работают с 1980 г. и замещают ежегодно миллиона баррелей нефти (1 баррель – 159 л).

Для того чтобы конкурировать с топливной энергетикой, сол нечной энергетике необходимо выйти на следующие критерии:

- КПД солнечных электростанций 25 % - Срок службы солнечной электростанции должен составлять лет.

- Производство полупроводникового материала для СЭС должно превышать один млн. тонн в год при цене не более 25 долл.





США/кг.

- Стоимость установленного киловатта пиковой мощности сол нечной электростанции не должна превышать 1000 долл. США - Материалы и технологии производства солнечных элементов и модулей должны быть экологически чистыми и безопасными.

- Объем производства 100 ГВт в год - Годовое число часов использования мощности солнечной энер госистемы должно быть равно 8 760 часов. Это означает, что Солнечная энергетическая система (СЭС) должна генерировать электроэнергию 24 часа в сутки 12 месяцев в году.

Таблица Мировой солнечный энергетический рынок Показатель 2005 2006 2007 2008 2009 2010 Объём производства, 1,7 2,6 4,0 6,1 10,2 15,1 20, СW Рост производства, % 44 58 53 54 69 48 Средняя цена модулей 3,7 4,3 4,1 3,8 3,7 3,5 3, долл./Вт Средняя цена установ ленной мощности, 7,1 7,8 7,5 7,0 6,6 6,2 5, долл./Вт Годовой объём продаж, 12 20 30 43 67 94 млрд.долл.

Прибыль до уплаты на 3 7 11 16 26 38 логов, млрд.долл.

Рост прибыли, % 111 133 56 50 65 47 Источник: Photon Consulting www.photon-consultins.com Повышение эффективности преобразования солнечной энергии Максимальный достигнутый в лаборатории КПД солнеч ных элементов (СЭ) на основе каскадных гетероструктур составля ет 42 %, для СЭ из кремния 24%. Практически все заводы в России и за рубежом выпускают солнечные элементы с КПД 14 -17%. Sun Power Согр. США начала в 2003 г. производство солнечных эле ментов из кремния размером 125 х 125 мм с КПД 20%.

В России и за рубежом разрабатывается новое поколение СЭ с предельным КПД до 93%, использующее новые физические принципы, материалы и структуры. Основные усилия направлены на более полное использование всего спектра солнечного излуче ния и полной энергии фотонов по принципу: каждый фотон должен поглощаться в варизонном или каскадном полупроводнике с за прещенной зоной 1, ширина которой соответствует энергии этого фотона. Это позволит на 47% снизить потери в СЭ. Для этого раз рабатываются [3]:

- каскадные СЭ из полупроводников с различной шириной за прещенной зоны - солнечные элементы с переменной шириной запрещенной зоны - солнечные элементы с примесными энергетическими уровня ми 2 в запрещенной зоне.

Другие подходы к повышению КПД СЭ связаны с исполь зованием концентрированного солнечного излучения, созданием полимерных СЭ, а также наноструктур на основе кремния и фулле ренов.

Новое направление в технологии наносистем, использую щее гетерогенные оптические материалы с металлическими нано частицами, имеющими плазмонные резонансы, получило название «наноплазмоника». Наноплазмоника находит практическое приме нение для повышения эффективности солнечных элементов, изго товления нанолинз, обработки нанообъектов, высокочувствитель ных биосенсоров.

В ВИЭСХе разрабатываются новые конструкции солнеч ных элементов, в фоточувствительный слой которых дополнитель но внедрены металлические наночастицы размером 10-30 нм при концентрации указанных наночастиц в указанном слое (1-10)10- объемных долей.

Металлические наночастицы выбраны так, что частота их плазменного резонанса находится вблизи максимума спектра по глощения нанокристаллов, и диэлектрическая проницаемость сре ды фоточувствительного слоя наносолнечного элемента на частоте Запрещенная энергетическая зона в полупроводнике находится между валентной зоной и зоной проводимости. Она определяет длинновол новую границу фотоэффекта.

Примесные энергетические уровни в запрещенной зоне позволя ют увеличивать длинноволновую границу фотоэффекта за счет многофо тонного поглощения солнечного излучения существенно возрастает, что в свою очередь приводит к существенному возрастанию эффективности генерации электронно-дырочных пар. На конструкцию нанокристаллического солнечного элемента и способ его изготовления ВИЭСХом полу чено решение о выдаче патента РФ.

Новые технологии и материалы позволят в ближайшие пять лет увеличить КПД СЭ на основе каскадных гетероструктур в лаборатории до 45%, в производстве до 26 – 30%, КПД СЭ из крем ния в лаборатории до 30%, в промышленности до 25%.

Увеличение срока службы СЭС до 50 лет Для увеличения срока службы модулей необходимо ис ключить из конструкции модуля полимерные материалы. В новой конструкции солнечного модуля, разработанной в ВИЭСХе, СЭ помещены в стеклопакет их двух листов стекла, соединенных по торцам пайкой или сваркой. Технология герметизации торцев га рантирует герметичность модуля в течение 50 лет. Для снижения температуры СЭ и оптических потерь внутренняя полость модуля заполнена кремнийорганической жидкостью.

Снижение стоимости СЭС Наиболее быстрый путь снижения стоимости и достижения гегаватного уроня производства СЭС заключается в использовании концентраторов солнечного излучения. Стоимость 1 м2 площади стеклянного зеркального концентратора в 10 раз меньше стоимости 1 м2 площади СМ. В ВИЭСХе разработаны стационарные концен траторы с коэффициентом концентрации 3.5 – 10 с угловой аперту рой 480, позволяющие в пределах апертурного угла концентрировать прямую и рассеянную компоненту солнечной радиации [4]. Исполь зование солнечного поликремния низкой стоимости и стационарных концентраторов позволяет сократить сроки достижения стоимости 1000 долл. США/кВт с 2020 до 2015 гг.

Комбинированные солнечные электростанции могут обеспе чить производственные и жилые объекты электрической энергией, горячей водой и теплом. Коэффициент использования энергии Солнца составляет 50-60% при электрическом КПД 10-15%. Исполь зование стационарных концентраторов позволяет увеличить темпе ратуру теплоносителя до 90° и снизить стоимость СЭС до 1000 долл.

США/кВт. На основе концентраторных модулей в ВИЭСХе ведутся проработки соединенных с энергосистемой солнечных микро-ТЭЦ для многоквартирных и односемейных домов и промышленных зда ний, а также центральные стационарные солнечные электростанции для городов, поселков, сельскохозяйственных и промышленных предприятий. Микро-ТЭЦ для автономного энергоснабжения имеет резервный дизельный электрогенератор с утилизацией теплоты от системы охлаждения и выхлопных газов.

При использовании СЭС органически сочетаются природные ландшафты и среда обитания с энергетическими установками. СЭС образуют пространственно-архитектурные композиции, которые явля ются солнечными фасадами или солнечными крышами зданий, ферм, торговых центров, складов, крытых автостоянок.

Повышение числа часов использования установленной мощности СЭС Число часов использования установленной мощности в год со ставляет для тепловых электростанций в среднем 5200 ч, для ГЭС – 4800 ч, для ВЭС 2000 – 3000 ч, для СЭС 1000 – 2500 ч [6].

Стационарная солнечная электростанция с КПД 25 %пиковой мощностью 1 кВт вырабатывает за год в центральной России и в Гер мании 2500 кВт·ч, в пустыне Сахара до 4300 кВт·ч. При слежении за Солнцем производство электроэнергии при тех же условиях возрастет в России до 3500 кВт·ч/кВт, в Сахаре до 6000 кВт·ч/кВт. Зависимость вы рабатываемой энергии СЭС от времени суток и погодных условий яв ляется ахиллесовой пятой СЭС в конкуренции с электростанциями на ископаемом топливе. Поэтому до настоящего времени в крупномас штабных проектах и прогнозах развития солнечной энергетики преду сматривалось аккумулирование солнечной энергии путем электролиза воды и накопления водорода.

В ВИЭСХе проведено компьютерное моделирование парамет ров глобальной солнечной энергетической системы, состоящей из трех СЭС, установленных в Австралии, Африке и Латинской Америке, со единенных линией электропередач с малыми потерями (рис. 1). При моделировании использовались данные по солнечной радиации за весь период наблюдений. КПД СЭС принимался равным 25% [7].

Базовые солнечные электростанции блочно-модульного типа бу дут ежегодно увеличивать свою мощность на 100 – 300 ГВт. Начало функционирования глобальной солнечной энергосистемы 2025 г. Выход на полную мощность 2075-2090 г. В результате реализации проекта доля солнечной энергетики в мировом потреблении электроэнергии составит Рис. 1. Глобальная солнечная энергетическая система из трех солнечных электростанций Рис. 2. Производство электроэнергии глобальной солнечной энергосистемой 75-90%, а выбросы парниковых газов от тепловых электростанций и автомобильного транспорта будут снижены более, чем в 10 раз.

В связи с развитием объединенных энергосистем в Европе, Северной и Южной Америке и предложениями по созданию глобаль ной солнечной энергосистемы появились задачи по созданию уст ройств для передачи тераваттных трансконтинентальных потоков электрической энергии. В конкуренцию между системами передачи на переменном и постоянном токе может вступить третий метод: резо нансный волноводный метод передачи электрической энергии на по вышенной частоте, впервые предложенной Н. Тесла в 1897 г. [8].

Н. Тесла рассматривал свою резонансную однопроводниковую систему передачи электрической энергии как альтернативу системе передачи энергии на постоянном токе, предложенной Т. Эдисоном.

Конкуренция между системами передачи электрической энергии на постоянном и переменном токе продолжается до настоящего времени, однако всё это происходит в рамках классических двух трёхпроводных замкнутых линий электропередач. Мы показали экс периментально, что однопроводниковая линия с высокочастотным резонансным трансформатором Тесла в начале линии может переда вать электрическую энергию на любой, в том числе и на нулевой час тоте, т.е. на выпрямленном токе.

0,1 – 100 кГц ~50 Гц ~50 Гц 4 1 Рис. 3. Резонансная система передачи электрической энергии состоит из преобразователя 1, двух резонансных высокочастотных трансформато ров Тесла 2 и 4, соединенных однопроводниковой высоковольтной линией 3, и инвертора Однопроводниковые резонансные системы (рис. 3) открывают возможности для создания сверхдальних кабельных линий электро передач и, в перспективе, замены существующих воздушных линий на кабельные однопроводниковые линии [9]. Тем самым будет реше на одна из важнейших проблем энергетики - повышение надежности электроснабжения.

В табл. 2 показаны результаты испытаний резонансной од нопроводниковой кабельной системы передачи энергии электриче ской мощностью 20 кВт с длиной кабеля 1,2 км, работающей на час тоте 1 кГц в ВИЭСХе [9].

Таблица Результаты испытаний резонансной системы передачи электрической мощностью 20 кВт Электрическая мощность на нагрузке 20,52 кВт Tок 54 А Напряжение 380 В Напряжение линии 6,8 кВ Частота линии 1 кГц Длина линии 6м 1,2 км Диаметр провода линии 0,08 мм 1 мм Максимальная эффективная плотность тока 600 А/мм на единицу площади поперечного сечения проводника линии Максимальная удельная электрическая мощ- 4 МВт/мм ность в однопроводииковой линии Использование проводящих сред в резонансном методе пере дачи электрической энергии демонстрирует также модель электриче ского катера, получающего электрическую энергию для движения из бассейна с водопроводной водой и живыми рыбками.

В качестве источника электрической энергии в резонансной электрической системе может быть использована ветровая электро станция, солнечная батарея и т.д.

Другое глобальное применение резонасных однопроводнико вых систем передач электроэнергии заключается в возможности созда ния бесконтактного высокочастотного электрического транспорта.

Разработанная нами экспериментальная модель небольшого электромобиля получает энергию от однопроводниковой изолирован ной кабельной линии, проложенной в дорожном покрытии (рис. 4-6).

Ведутся работы по увеличению мощности бесконтактного привода и разработке коммерческого проекта резонансной электротранспортной системы. В перспективе можно представить большой цветущий зеле ный город без выхлопных газов и смога, в котором под каждым рядом движения на главных магистралях установлена кабельная линия, и каждый автомобиль в дополнение к двигателю внутреннего сгорания имеет электрический мотор и бесконтактный троллей. Таким же обра зом может быть организованно движение на крупных автострадах между городами, в том числе с использованием автоматических элек тротранспортных средств, управляемых роботами и компьютерами.

Использование электрического бесконтактного привода в сельской электрификации открывает перспективы большой эконо мии топлива и создания беспилотных, управляемых компьютером со спутниковой навигацией роботов-автоматов для обработки земли, выращивания и уборки сельскохозяйственной продукции. В этом случае сельскохозяйственное производство превратится в фабрики на полях, организованное на принципах автоматизированных про мышленных предприятий. Таким образом, могут быть решены еще три современные проблемы электрификации – энергосбережение, снижение вредных выбросов и автоматизация сельскохозяйственно го производства Преимущества резонансного метода передачи электрической энергии • Электрическая энергия передается с помощью реактивного емкостного тока в резонансном режиме. Несанкционирован ное использование энергии затруднено;

• Содержание алюминия и меди в проводах может быть сни жено в 5-10 раз;

• Потери электроэнергии в однопроводной линии малы и электроэнергию можно передавать на большие расстояния;

• В однопроводном кабеле невозможны короткие замыкания и такой кабель не может быть причиной пожара.

Энергосбережение в зданиях 1. Новые технологии активной теплозащиты зданий с исполь зованием вакуумной теплоизоляции позволяют увеличить поступление тепловой энергии в зданиях на 500 кВтч/м2 год и снизить в зданиях потери энергии на 25 - 30%.

2. Пожаробезопасная резонансная система с высокоэффектив ными источниками света позволяет снизить затраты на ос вещение в помещениях на 25 %.

Рис. 5. Бесконтактная система Рис. 4. Трактор на электрической тяге питания от кабельной линии, с бесконтактной системой питания расположенной под автомоби для сельскохозяйственных работ лем в дорожном покрытии Рис. 6. Железнодорожный транспорт с бесконтактной системой питания, расположенной в междурельсовом пространстве Новая бесполимерная технология сборки солнечного моду ля была использована для создания эффективной вакуумной про зрачной теплоизоляции (ВПТИ). ВПТИ состоит из двух сваренных по торцам пластин стекла с вакуумным зазором 50 мкм. [12]. При наличии инфракрасного (ИК) покрытия на внутренней поверхности стекол сопротивление теплопередачи может быть увеличено в 10 раз по сравнению с одинарным остеклением зданий. Солнечные коллек торы с вакуумным остеклением будут нагревать воду не до 60°, а до 90°С, т.е. из установок для горячего водоснабжения переходят в но вый тип установок для отопления зданий. В теплицах и зимних садах потери энергии уменьшаются на 50 %. Облицовка южных фасадов зданий плитами вакуумной прозрачной теплоизоляцией с селектив ным покрытием превращает здание в гигантский солнечный коллек тор производительностью 500 кВт ч/м2 в год, и эквивалентно увели чению толщины стен на 1 метр кирпичной кладки при толщине ВПТИ 12 мм.

Особенно эффективно использование ВПТИ в южных рай онах РФ и в республиках Бурятия, Якутия, где в условиях зимнего антициклона при температуре воздуха -30°С температура селектив ного покрытия при толщине ВПТИ 10 мм составляет +30°С. Исполь зование ВПТИ в летние месяцы позволит на 50% снизить затраты на кондиционирование зданий.

Рис. 7. Блок-схема системы освещения Разработанная резонансная система электрического осве щения (РСЭО) предназначена для питания светильников уличного освещения по однопроводниковой линии. Экспериментальный об разец установки РСЭО содержит источник питания, преобразова тель частоты, высоковольтный резонансный трансформатор, со единенный однопроводниковой линией со светильниками с газо разрядными лампами низкого давления (рис. 7).

Резонансная электрическая система освещения зданий Предназначена для освещения жилых и бытовых помещений с электропитанием по одному проводу в резонансном режиме. Применя ется для:

• освещения больших помещений, интерьеров подземных и наземных сооружений, вокзалов, выставочных павильонов, вагонов;

• освещения жилых, спортивных, промышленных, железнодо рожных и сельскохозяйственных объектов.

В таблице 3 представлены технические характеристики сол нечной энергетической установки мощностью 900 Вт, разработан ной в ВИЭСХе и предназначенной для освещения зданий.

Дальнейшее развитие СЭУ-900 заключается в замене сол нечного фотоэлектрического модуля на солнечный фотоэлектриче ский модуль с концентратором мощностью 900 Вт с уменьшением площади солнечных элементов в 2 раза, замене АБ на суперконден саторы такой же ёмкости с удвоенным ресурсом и замене двухпро водной линии на пожаробезопасную однопроводную резонансную линию электроснабжения.

Все компоненты СЭУ-900, за исключением АБ и суперкон денсаторов, разработаны и производятся на экспериментальном производстве ГНУ ВИЭСХ Таблица Техническое предложение на поставку солнечной энергетической установки СЭУ-900 для освещения зданий Состав солнечной энергетической Стоимость установки СЭУ-900:

Солнечные фотоэлектрические модули об 172000 руб.

щей мощностью 900 Вт Солнечное зарядное устройство СЗУ- ВА для контроля заряда аккумуляторной ба- 4200 руб.

тареи Инвертор 1700-24/220 В со стабилизатором 16800 руб.

напряжения Аккумуляторная батарея 2 х 12 В, 200 А-ч 27000 руб.

Всего: 220000 руб. (6133 евро) НДС 18%( 39600 руб.) Всего с НДС 259600 руб. (7211 евро) Кавитационная нанотехнология получения биогидротоплива 17 марта 2008 года на Чикагской бирже зарегистрирована рекордная цена на пшеницу 442 долл./т, а на Нью-йоркской бирже рекордная цена на нефть – 111 долл./баррель, 700долл./т. Цена на пшеницу приближается к цене на нефть, хотя еще совсем недавно за 1 кг дизельного топлива необходимо было отдать 5 кг зерна.

Рост цен на зерно и масленичные растения в определенной степени обусловлен растущим спросом на использование продо вольственных культур для получения биотоплива: биоэтанола и биодизельного топлива. Поэтому будущие технологии получения биотоплива должны использовать древесные и сельскохозяйст венные отходы, а не продовольственные культуры.

Разрабатывается технология получения смесевого дизель ного биогидротоплива с целью увеличения количества легких уг леводородов, понижения температуры кристаллизации и сниже ния количества вредных выбросов продуктов сгорания дизельных двигателей за счет разрыва длинных полимерных цепочек арома тических углеводородов и парафинов.

Применение модифицированного смесевого топлива в ди зельных двигателях или энергетических установках приводит к значительной экономии топлива.

По данным лабораторных исследований, после обработ ки летнего дизельного топлива происходит не только изменение его фракционного состава, но и снижение температуры застыва ния и вязкости, что значительно повышает экономичность экс плуатации дизелей в зимнее время и их моторесурс. Кроме того, обработка дизельного топлива позволяет провести эф фективное обессеривание топлива. При производстве смесевого дизельного биогидротоплива его объем увеличивается на 20 %, что позволяет в год получить в сельском хозяйстве РФ экономию 1 млн. т дизельного топлива.

Смесевое дизельное биогидротопливо может использо ваться в энергетических установках кораблей, дизельных элек трогенераторов, автомобилей и тракторов с дизельным двигате лем. На способ и устройство для получения смесевого дизельного биогидротоплива поданы три заявки на изобретения. С использо ванием нанотехнологии по контракту с Минобрнаукой в ГНУ ВИЭСХ и ГНУ ВИТИН разрабатываются новые технологии эте рификации биодизельного топлива при комнатной температуре с длительностью процесса от нескольких секунд до нескольких ми нут вместо существующих многочасовых процессов этерифика ции при высокой температуре.

Выводы На рис. 8 показано изменение доли возобновляемой энерге тики в мировом энергопотреблении. До 17 века солнечная энергия и энергия сжигания древесины, в которой солнечная энергия аккуму лируется благодаря фотосинтезу, были единственными источниками энергии для человека. И сейчас 20% мирового производства энергии основывается на сжигании древесины, энергии рек и ветровой энер % 1700 1800 1900 2000 2100 Годы Рис. 8. Доля возобновляемой энергии в мировом производстве энергии гии, основой которых является солнечная энергия. Новые энергети ческие технологии, новые принципы преобразования возобновляе мой энергии, новые технологии солнечного кремния, производства солнечных элементов, герметизации солнечных модулей, использо вание стационарных солнечных концентраторов и новых методов передачи электрической энергии для глобальной солнечной энерго системы обеспечат к концу столетия 60 - 90% долю возобновляемой энергии в мировом производстве энергии.

Литература 1. Стребков Д.С. Основные направления повышения энергетической безопасности. // Глобальная безопасность, 2006, № 1, с. 108-109.

2. Bezrukikh P.P., Strebkov D.S. et al. // 2001 G8 Renewable Energy Task Force Chairmen ‘s Report 61pp. Chaimen Report Annexes 75 pp. Printed by the Italian Ministry of Environment, 2001.

3. Арбузов Ю.Д., Евдокимов В.М. Основы фотоэлектричества. М.: ГНУ ВИЭСХ, 2007. - 289 с.

4. Стребков Д.С., Тверьянович Э.В. Солнечные концентраторы. М.:

ГНУ ВИЭСХ, 2007. - 315 с.

5. Tsuo Y.S. Touyryan K., Gee J.M., Strebkov D.S, Pinov A.B., Zadde V.V.

Environmentally Benign Silicon Solar Cell Manufacturing. // 2-nd World Conference and Exhibition on Photovoltaic Solar Energy Conversion. 6 – 10 July 1998, Hofburg Kongresszentrum, Vienna, Austria, p. 1199-1204.

6. Безруких П.П., Стребков Д.С. Возобновляемая энергетика: Страте гия, ресурсы, технологии. М.: ГНУ ВИЭСХ, 2005. - 263 с.

7. Strebkov D.S., Irodionov A.E. Global solar power system. // Eurosun – 2004, Freiburg, Germany. 14 Intern. Sonnenforum 2004, Vol. 2 p. 336 – 8. US Pat. # 593138. Electrical Transformer / Tecla N. - 02.11.1897.

9. Стребков Д.С., Некрасов А.И. Резонансные методы передачи и приме нения электрической энергии. – 3-е изд., перераб. и доп. - М.: ГНУ ВИЭСХ, 2008. – 351 с.

10. Белоцерковский Г.Б. Антенны. М.: Оборонгиз, 1962. С. 34-41, 101.

11. Розенфельд В.Е., Староскольский Н.А. Высокочастотный бесконтакт ный электрический транспорт. М.: Транспорт, 1975. - 200 с.

12. Стребков Д.С., Заддэ В.В., Шеповалова О.В. Вакуумные стеклопаке ты для окон и солнечных коллекторов. // Возобновляемая энергетика, Март 2004 г., с. 12.

ПРОБЛЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ СЕЛЬСКОЙ МЕСТНОСТИ РОССИИ Академик РАСХН И.Ф. Бородин (МГАУ им. В.П. Горячкина) Энергия сельского хозяйства России тесно связана с энер гетикой всей страны. По понятийному определению Энергия – это форма и мера движения, а движение – есть жизнь. Без энергии жиз ни не может быть. Все живое на Земле, в том числе и Человек, своей жизнью обязаны энергии солнечного излучения и окружаю щей среды [2].

Энергия становится ценностью, критерием эффективности производительности труда и главным средством управления эко номикой.

С ее помощью человек решает все основные проблемы сво ей жизни: экономические, продовольственные, социальные, экологические, национальной и энергетической безопасности.

В связи с ростом народонаселения и повышением уровня его жизни в последнее столетие резко возросло ежегодное потреб ление энергии, особенно электрической, в мире Эм и в России Эр, а также ее среднедушевое потребление Е за год (рис. 1). Если при использовании своей мускульной энергии человек затрачивал 50 кг у.т., а в 1900г. при использовании тепловой энергии – 0,4 т у.т. в год, то при переходе к электроэнергии среднедушевое годичное ее потребление возросло в десятки раз и составило 1-2 т у.т./чел. год.

Перед мировым обществом возникла проблема дальнейше го многократного увеличения выработки электрической энергии как наиболее универсальной и удобной формы. Четверть населения мира еще не пользуется электричеством. Электричество поделило страны и население на бедных и богатых, ускорило темпы эконо мического развития и личного обогащения. Душевое потребление электроэнергии населением богатой Северной Америки в 20 раз превышает бедной Южной Азии. Если потребление электроэнер гии в прошлом веке повышалось ежегодно на 2,5% за год, то в 1960-1990 гг. ежегодно росло на 9%, а в перспективе до 2020 г. – на 7% (рис. 2).

Рис. 1. Рост народонаселения мира N, млрд.чел. годового потребления энергии в мире Эм, в России Эр в млрд. т у т. и среднедушевое потребление Е т у.т./чел.год в мире Электрификация России началась практически с плана ГО ЭЛРО (1920 г.), имея 1,1 млн. кВт установленной мощности и 0, млрд. кВт.ч годовой выработки энергии. Энергия стала локомотивом развития всей национальной экономики СССР. Она вытянула индуст рию, науку, образование, АПК, ВПК на уровень наиболее развитых стран мира. Пятнадцатилетний план ГОЭЛРО к 1935 г. был перевы полнен по установленной мощности в 2,5, а по выработке электро энергии – в 3 раза. По годовому производству электроэнергии СССР занял третье место в мире (48 млрд. кВт.ч) после США и Германии. В ходе войны фашисты разрушили 60 электростанций мощностью млн. кВт, более 50% установленной мощности.

Рис. 2. Баланс энергии в % и млрд. т у.т.

Быстро восстановив разрушенную энергетику в ВОВ, СССР в начале пятидесятых годов ХХ века занял первое место в Европе и второе место после США в мире по годовой выработке электроэнергии (91,2 млрд. кВт·ч). В целом энергетика России раз вивалась высокими темпами. Расширялись энергетические систе мы, создавалась единая энергетическая система, которой аналогов в мире пока нет как по размерам, так и по технической надежности и совершенству. Впервые в мире на тепловых электроцентралях стали использовать комбинированную выработку электрической и тепловой энергии. Благодаря этому КПД их вырос в 1,5 раза и бо лее половины населения городов и предприятий России получают от ТЭЦ электроэнергию, теплоснабжение и горячую воду. Единая энергетическая система СССР (ЕЭС СССР) была образцовой для всего мира. Никаких крупных аварий и суточных отключений энергии. И сейчас продолжает быть автоматизированным надеж ным энергетическим комплексом, объединенным общим режимом работы и централизованным диспетчерским управлением. В ЕЭС России входят более 700 тепловых, 100 крупных гидравлических и 10 атомных электростанций, объединенных 440 тыс. км ЛЭП на пряжением 110…1150 кВ и 530 млн. кВА трансформаторной мощ ности.

Однако в последние десятилетия «реформирование» еди ной энергосистемы России отбросило показатели ее работы на чет верть века назад (рис. 3).

Рис 3. Динамика развития энергетики СССР и России:

Р - установленная мощность, млн. кВт., Э - годовая выработка электроэнергии млрд. кВтч;

с.х. - отпуск электроэнергии сельскому хозяйству, Э - млрд. кВтч/год С 1990 г. выработка энергии снизилась на уровень 1984 г. (на 25%), при этом численность работающих в энергосистеме за 10 лет увеличилась на 400 тыс. человек, что привело к снижению произво дительности труда на 40%. Удельный расход топлива увеличился с 306 (в США – Японии – Германии – 350 - 325) до 390 г/кВт·ч, прак тически прекратилось обновление основных фондов и строительство новых станций, подстанций и электрических сетей. Если ежегодно с1965-1985 г.г. в ЕЭС вводилось 12-14 млн. кВт, то за весь период последнего десятилетия не более 5 млн. кВт. Для сравнения в США ежегодно вводится до 50, а в Китае – 70 млн. кВт новой установлен ной мощности.

Руководители ОАО РФ ЕЭС России (Дьяков А.Ф., а затем Чубайс А.Б.) считали, что освободившихся электрических мощно стей в результате ликвидации СССР хватит как резерва энергии чуть ли до 2010 г. Руководство страны поверило им, а уже в мае 2005 г.

крупная энергоавария на подстанции Чагино «Мосэнерго» показала, что во многих энергосистемах промышленных регионов электро энергия становится в дефиците, что даже в ранее энергоизбыточных Москве, Санкт-Петербурге, Тюмени энергии не хватает. Авария в Чагино отключила часть Москвы, ряд подмосковных районов на часов, а ущерб составил несколько млрд. рублей. Только АПК Мос ковской области понесло до 1 млрд. рублей ущерба от гибели птицы (отравились аммиаком из-за прекращения работы вентиляции).

Крупные аварии в «Мосэнерго» (май 2005 г.), Чернобыль ская авария на АЭС 1986 г., в США (ноябрь 1965 г. и август 2003 г.), в Лондоне и Берлине (август 2003 г.) показали, насколько энергетика всесильна, полезна и опасна для человека. Например, в ноябре г. вечером вышла (на 25 часов) из строя ЛЭП, связывающая восемь северо-восточных штатов США и две провинции Канады. В круп ных городах и фермах оказались в кромешной темноте 80 млн. чело век. Остановились электропоезда и эскалаторы метро, лифты небо скребов, системы вентиляции, водоснабжение и канализация, от ключилась телефонная связь, погасли светофоры, прекратили работу все фабрики и заводы. Люди задыхались в метро, тонули в канали зационных отходах. Увеличились автомобильные пробки и аварии.

Начались грабежи, пожары, мародерство, убийства. Транспорт пара лизован, медпомощь отсутствует – ни проехать, ни пройти, ни по звонить. За одни сутки погибли тысячи людей, ущерб составил не сколько млрд. долл. США в повышении надежности пошли тем же путем, что и СССР в 1948 г. и уже августовское 1965 г. аварийное отключение в США того же района 50 млн. человек перенесли спо койно, без жертв и погромов.

Энергетика – козырная карта России. Энергия непрерывно дорожает и во всем мире становится дефицитной Век дешевой энер гии ушел безвозвратно в прошлое. За большие природные богатства многие страны мира завидуют России и упрекают её за небрежное использование своих богатств. Имея 2,2% население мира, Россия владеет 17% мировыми запасами углеводородного топлива, в том числе 35% природного газа, более 30% каменного угля, 10% нефти, 8% урана, 50% алмазов, 25% никеля, 17% олова. На территории Рос сии обнаружены залежи практически всех известных и многих неиз вестных в мире полезных ископаемых. Она является крупнейшим экспортером продукции минерально-сырьевого комплекса, 77% из которого приходится на углеводное топливо, а остальное – на твер дые полезные ископаемые – алюминий, никель, железная руда, не рудное и горно-химическое сырье. По объему добычи минерального сырья в год Россия (130) занимает второе место в мире после США (150 млрд. долларов).

Россия ежегодно добывает около 1,5 млрд. т условного топ лива (т у. т.), из них экспортирует 43% нефти, 40% природного газа и др. сырьё.

По заданию президента правительство России разработала национальную программу энергетическую с задачей России стать крупным энергетическим источником и лидером энергетики мира.

На саммите 2006 г. Президент России Путин В.В. предложил [1] «Группе восьми» обсудить в Санкт-Петербурге первой проблему «Глобальная энергетическая безопасность», так как «Глобальная энергетика сегодня – важнейшая реальная движущаяся сила соци ально экономического прогресса». Россия становится основным по ставщиком энергии во все страны саммита, включая США. Населе ние «группы восьми» и так называемого «Золотого миллиарда», где проживает 20% землян, потребляет 80% добываемой энергии мира (более 20 млрд. т у.т.). Однако более 1/3 населения мира не получает современных энергетических услуг, а четвертая часть населения – не пользуется электроэнергией. Во многих регионах планеты наблюда ется дефицит энергии, что сдерживает рост их экономики, благосос тояния и ограничивает средний срок продолжительности жизни че ловека. В то же время безоглядное использование энергии может привести к глобальным экономическим и энергетическим катастрофам.

Россия за последние 8 лет вырабатывала концепцию своей энергетической безопасности с учетом потребностей энергообеспе чения всего мира (рис. 1). В балансе энергии мира наибольшая доля была в 1990 г. энергия нефти (32%), угля (26%), и газа (19%). В це лом суммарно они еще долгое время будут на уровне 70-80%, а в России и того больше – свыше 90%. В перспективе до 2020 г. рост энергетики мира пойдет за счет увеличения выработки электроэнер гии на АЭС и сокращении потребления нефти и газа. Ученые не ис ключают того, что нынешние углеводородные источники энергии могут оказаться неконкурентоспособными с пока неизвестными ис точниками.

Коллективы ученых, обеспокоенные непрерывно увеличи вающейся в России добычей углеводородных топлив, ведут поиск новых источников глобальной энергии. К ним относятся атомная и термоядерная энергия, водород и топливные элементы, диметиловые топлива и биомасса, разрабатывается ряд новых идей ее получения энергии. Человечество без энергии не останется. К тому же из недр земли извлечено немногим больше 20%, а в России – 5% суммарной энергии угля, нефти и газа. Ежегодно открываются их новые залежи.

Однако, непрерывный рост населения мира, повышение его благо состояния, индустриализация промышленности и сельского хозяй ства в последнее столетие удваивало потребление энергии за каждые 40 лет с увеличением ее стоимости. В новом ХХI столетии удвоение потребности в энергии намечается уже через 30 лет с еще большим увеличением темпов роста ее стоимости.

Из-за роста затрат на выработку и доставку энергии к потре бителям, тарифы на энергию ежегодно растут и заставляют заняться энергосбережением, о котором мы сейчас много говорим, а мало что делаем.

Система электроснабжения сельского хозяйства до 50% и более процентов теряет электроэнергии на бесполезный нагрев элек трооборудования и атмосферы. Ряд НИИ Россельхозакадемии пред лагают новые системы электроснабжения и альтернативные источ ники. Проводят большие исследования возобновляемых источников энергии: солнца, ветра, воды, биомассы, геотермальной энергии Земли, теплоты окружающей среды (тепловые насосы), водорода и других [2]. Действительно, система электроснабжения сельского хо зяйства от ЕЭС России находится в полуразрушенном состоянии, но не в таком, чтобы ставить вопрос о повсеместном переходе в энерге тике села на возобновляемые источники [2].

Электроснабжение сельского хозяйства имеет огромные на учные и практические достижения, особенно в 1950-1990 г.г. В г. Правительство СССР разрешило подключение электропотребите лей села к государственным электросетям, с 1964 г. был введен льготный тариф на электроэнергию для сельских производственных электропотребителей (1 коп./кВт·ч вместо 4 коп.). За указанные годы в селах России построено [5] 2,5 млн. км ЛЭП 0,4-110 кВ, 513 тысяч подстанций 6-110/0,4 кВ общей мощностью до 90 млн. кВА, элек трифицировано 100% домов было во всех сельских населенных пунктах. Потребление энергии на селе с 1950 г. выросло с 1,5 до млрд. кВт.ч., то есть в 70 раз. Количество установленных электро двигателей, было около 20 млн. шт. на 1 колхоз (совхоз) приходи лось соответственно 330 (450) штук. Охват электромеханизацией трудоемких процессов в животноводстве достиг: на молочных ком плексах – 85%, на свинокомплексах – 78%, на птицефабриках – 90,5%. Электровооруженность труда составляла 8200 кВт.ч/раб.

Согласно переписи 1959 г. сельского населения в России бы ло 294 тысячи деревень с населением 55 млн. человек. По переписи 1989 г. количество деревень сократилось до 152 тысяч, а населения до 39 млн. человек, то есть в течение 30 лет ежесуточно исчезало деревень по 115 человек в каждой. После ликвидации СССР такая губительная тенденция усилилась даже в Европейской части России.

Более 40 млн. га пахотной земли заросли сорняками и кустарником, тысячи отдаленных деревень населением заброшены, их электрифи кация разрушена. Цветной металл линий электропередачи, транс форматоров и электрооборудования разворованы и сданы в метал лолом. Молодое население переселилось жить в города и пригоро ды. Электрификация таких деревень почти повсеместно уничтожена.

Обострение проблем электроснабжения села. Оставшаяся часть сельских электросетей со своими функциями не справляется и несет огромные потери энергии (до 50% и более), то есть в 3 – 5 раз больше нормативных.

Сельские жители за годы советской власти привыкли к тому, что все заботы по передачи им электроэнергии несли государствен ные организации - «Союзсельэнерго» Наркомзема СССР (с 1930 г.) позже преобразованного в «Сельэлектро». В 1963 г. «Сельэлектро»

было упразднено, а ее функции были переданы производственному комитету по энергетике и объединению «Сельхозтехника» СССР. В 1979 советское правительство создало на районном, областном и республиканском уровнях межхозяйственные, производственные, эксплуатационные, энергетические предприятия «Сельэнерго» («Аг ропромэнерго»), которые сыграли существенную роль в обеспече нии надежности работы и технического состояния электрооборудо вания – потери энергии в ЛЭП не превышали 10%, выход из строя снизился в 3 раза, существенно снизились перерывы в подаче элек троэнергии и в повышении ее качества.

После ликвидации СССР все службы сельской энергетики ликвидированы, плановые эксплуатация и ремонт сельских электро сетей и электроустановок отсутствует. Уже в 1994 г. число электро энергетических работников села сократилось на 50 тысяч человек, в органах МСХ РФ, Минэнерго и промышленности РФ и других нет ни одной должности для нужд сельской электрификации. Население осталось без технической и правовой помощи перед муниципальны ми «Энерго». Отделение механизации, электрификации и автомати зации Сельхозакадемии и его НИИ слабо помогают производствен ным электросетевым районным управлениям отслеживать и устра нять возникающие технические и научные трудности сельской элек трификации.

Часто наблюдается, что электроэнергия поступает от АО ЕЭС России по качеству в соответствии со стандартом, но до сель ского потребителя она доходит полностью не соответствующей тре бованиям ГОСТа на качество электроэнергии. Из-за неравномерного распределения однофазной электрической нагрузки по трем фазам четырехпроводной электросети 0,4 кВ в ней возникают так называе мые нулевые и обратные последовательности токов, которые вызы вают следующие недостатки [4]:

1. Рост потерь электроэнергии на нагрев сетевого и электро оборудования потребителей в 3-4 раза (на 30-40% вместо 10%), не допустимые отклонения напряжения у электропотребителя ± 20% (вместо ± 5%), появление скачка напряжения на здоровых фазах при однофазных коротких замыканий.

2. Снижение нагрузочной способности трансформаторов и электроприводов в 1,5 раза и соответствующее снижение их КПД, затруднение запуска асинхронного электропривода под нагрузкой от трансформаторов соизмеримой мощности.

3. Из-за больших отклонений сокращение на порядок сроков службы приборов освещения и бытовых электронных приборов, блоков питания ЭВМ, электромеханическое разрушение обмоток трансформаторов и их «гудение».

4. Повышение несинусоидальности формы кривой тока и на пряжения в распределительных электросетях 0,4 кВ, что сопровож дается электропомехами в системах радио, телевидения и связи, вы ходом из работы электронных устройств и систем автоматики.

5. Снижение чувствительности работы защиты от коротких замыканий и перегрузок, ухудшение электробезопасности работы электросети.

Нашей научной школой МГАУ им. В.П. Горячкина предло жены два варианта технического решения указанных проблем. Пер вый заключается в модернизации существующих трансформаторов с помощью использования симметрирующего устройства (СУ), а вто рой – путем изготовления специальных трансформаторов с ориги нальным способом размещения трехсекционных вторичных обмоток 0,4 кВ на магнитопроводе трансформатора.

По первому варианту и авторскому свидетельству профессо ра Сердешнова А.П. и др. [4] Минским электротехническим заводом им. В.И. Козлова серийно выпускаются трансформаторы серии ТМГСУ [6].

Многолетний опыт эксплуатации более 1000 таких транс форматоров со схемой соединения Y/Yн мощностью 25…250 кВА в электрических сетях энергосистем Республики Беларусь подтвердил возможность устранения вышеуказанных проблем.

Роль возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в сельской энергетике не раз обсуждалась. Мы руководствовались опытом ра боты малых электростанций ГЭС, ВЭС, локомобильных, дизельных и даже с приводом электрогенератора от тракторных двигателей. В соответствии с постановлением Совмина СССР (1948 г.) «О плане развития сельской электрификации на 1948-50 гг.» их было построе но в 1950-60-х годах в селах СССР более 100 тысяч. Они были ма ломощными и не надежными, работали некруглосуточно, в основ ном использовались для электрического освещения в вечернее вре мя. На их эксплуатации работало более 1 млн. человек. Себестои мость выработки электроэнергии была на порядок выше, чем стои мость энергии от ЕЭС СССР. Вследствие указанных причин с вве дением льготного тарифа на электроэнергию села с 1964 г. сельское электроснабжение было передано в Минэнерго СССР, а малые элек тростанции ликвидированы.

С наступлением энергетического дефицита («Креста Чубай са») и непрерывным удорожанием энергии в мире снова повысился интерес к местным ВИЭ, особенно для энергообеспечения сельского хозяйства. Эту работу в России возглавил Всероссийский научно исследовательский институт (ВИЭСХ) Россельхозакадемии. Им проведены фундаментальные исследования возможности широкого использования ВИЭ: энергии солнца, биомассы, окружающей теп лоты и холода, воды и ветра, геотермальной и других.

В ВИЭСХе работает диссертационный совет по защите кан дидатских и докторских диссертаций по специальностям 05.14.08 – «Энергоустановки на основе возобновляемых видов энергии и 05.20.02 – «Электротехнологии и энергооборудование в сельском хозяйстве», организовано производство солнечных элементов и мо дулей, пользующихся спросом в странах Юго-Восточной Азии.

Принято энергетические потенциалы ВИЭ оценивать тремя показателями (табл. 1). Теоретическим ресурсом – суммарной вели чиной энергии каждого вида ВИЭ, техническим запасом – часть тео ретического ресурса энергии, которую можно получить сущест вующими технологиями и техническими средствами и экономиче ский потенциал – часть технического запаса энергии, которую эко номически целесообразно получать при данном уровне состояния экономики страны.

Экономический потенциал ВИЭ России составляет 22% об щего годового потребления, а используется несколько процентов.

Используя [2, 3, 5 и 7], мы провели сравнительный анализ (табл. 2) распространенных невозобновляемых и возобновляемых источников энергии по их показателям. За 1 единицу сравнения приняли данные для природного газа по материалоемкости 3,2 т го дового расхода материала на 1 МВт установленной мощности, по трудоемкости монтажа и эксплуатации в чел.-часах на 1 МВт мощ ности, по стоимости установленного кВт, КПД и энергосодержанию.

По-прежнему лучшие технико-экономические показатели имеют газ, нефть, уголь, и атомная энергия.

В целом отказ от традиционных возобновляемых источников энергии и переход к ВИЭ даже при нынешних ценах экономически нецелесообразен. Наиболее перспективными ВИЭ в будущем явля ются в России биомасса и солнечная энергия, последняя в виде теп Таблица Энергетические потенциалы возобновляемой энергии в России за год (млн. т у.т.) ПОТЕНЦИАЛ Теоретический Технический Экономический Вид ВИЭ (ресурсы) (запасы) (целесообразный) 2,3 · Солнечная 2300 12, Биомасса 53 Гидроэнергия 365 125 Ветровая 2,6 · 10 2000 Геотермальная 18 · 107 2 · 107 (до 3 км) Низкопотенциальная 527 105 31, теплота 2,3 · 106 * Всего: 4583 * * - без геотермальной.

лоты и для электропитания маломощных фотоэлектропреобразова телей.

Во-первых, население России имеет огромный опыт ис пользования биомассы как топливо для приготовления пищи, корма, горячей воды и отопления. Во-вторых, биомасса широко и повсеме стно распространена среди населения и не требует сложных уст ройств получения энергии прямым сжиганием. К тому же разрабо таны и используются в лесной местности установки получения гене раторного газа.

Была большая надежда на доступный для населения биогаз, получаемого путем сбраживания навоза и различных бытовых отхо дов. Оказалось, что биогаз по затратам энергии на самообразование даже летом на широте Московской области по стоимости в 3-4 раза дороже энергии природного газа. В более северных районах России и в холодное время года производство биогаза еще дороже. В ВИ ЭСХе ведутся интересные исследования по получению биодизель ного топлива из биомассы методом быстрого пиролиза, но оконча тельного вывода по ним сделать невозможно из-за отсутствия ре альных установок и многих других данных (табл. 2).

Использование энергии малых рек на равнинных террито риях по опыту 1950-60-х годов оказалось нецелесообразным. Источ ники ветровой и геотермальной энергии достаточной мощности рас Таблица Возобновляемые источники энергии. Сравнение источников энергии* в О.Е.

Трудо- Энергосодержание Материало- Стоимость Емкость Емкость ( тыс.долл ) КПД МДж чел. час Вт Источник энергии т ( ) о.е.

( ) кВт МВт г МВт г кгу.т м разы разы разы Природный газ 1 [3,2] 1 [2,5] 1 [2,3] 0,4 – 0,6 Нефть 2 1,5 3-4 0,4 – 0,5 Уголь 3 2 1-2 0,3 – 0,4 Атомная энергия 6 3 2-4 0, Гидроэнергия 70 - 2-3 0,5 – 0,7 QН Энергия солнца тепловая 70 40 0,6 10… фотоэлектрическая 100 150 4,0 0,1 0… Энергия ветра 250 7 0,1 – 0,4 0… Б и о мас с а Прямое сжигание 0,15 - биогаз 0 – 0,4 - генераторный газ 0,2 – 0,5 Биожидкость 0,4 Спиртовое топливо 0,4 Растительное масло 0,4 Примечание: Применительно к выработке электроэнергии в относительных единицах (О.Е) за 1 приняты данные по природному газу.

положены далеко от населенных пунктов и требуют больших капи тальных вложений. Причем ветровая и солнечная энергия не посто янны, рассредоточены в пространстве и времени, зависят от времени года и суток и существенно пока уступают по себестоимости произ водства электроэнергии и удобствам эксплуатации генерирующих.

Разработчики предлагают взаиморезервировать работу ВЭС, СЭС с помощью ДЭС и электрических аккумуляторов большой емкости.

Однако в целом на сегодня получается система электроснабжения от ВИЭ дороже, сложнее в эксплуатации и не обеспечивает требуемой надежности энергоснабжения. Должны научные исследования в об ласти ВИЭ продолжаться для создания резерва как накопления запа са энергии для будущих поколений человечества после того, как не возобновляемые источники будут исчерпаны. Но думаю, это про изойдет в России через сотни лет.

Проблемы реформирования электроэнергетики России. Че рез год после ликвидации СССР начала распадаться ЕЭС СССР – территориально делиться по республикам СНГ.

К России, имеющей около половины населения СССР, отошло почти 2/3 установленных мощностей 212 млн. кВт: 700 теп ловых, 100 крупных гидравлических и 10 атомных электростанций, объединенных 440 тыс. км ЛЭП 110…1150 кВ и 530 млн. кВА трансформаторной мощности.

На базе Российской части ЕЭС СССР было создано Россий ское акционерное общество РАО «ЕЭС России» во главе с бывшим заместителем министра «Энергетики и электрификации СССР» А.Ф.

Дьяковым. Возник ряд проблем, наступило кризисное положение. Само выживание РАО «ЕЭС России» было поставлено под сомнение. Выра ботка электроэнергии снизилась на уровень 1984 г., численность рабо тающих увеличилась на 400 тыс. человек, что привело к снижению производительности труда на 40%, многие потребители прекратили оплачивать электроэнергию (собираемость оплат за электроэнергию, со слов А.Ф. Дьякова, была 30%, а со слов А.Б. Чубайса – 13%), резко снизились, а затем прекратились инвестиции в новое энергетическое строительство. Если в СССР ежегодно вводилось 12-14 млн. кВт, то после ликвидации СССР не более 0,5 – 1 млн. кВт.

С приходом к руководству А.Б. Чубайса началось рефор мирование энергетики России.

Минпроэнерго России совместно с РАО «ЕЭС России»

разработали пакет законов «Об электроэнергетике», который прези дент В.В. Путин подписал в 2003 г. В соответствии с этим пакетом завершается реформирование РАО «ЕЭС России» 1 июля 2008 г.

Будущая структура электроэнергетики уже сформирована.

Она выстроена с правилами, заложенными в октябре 2007 г. в феде ральные законы и постановления правительства по реформирова нию. В соответствии с этими документами РАО «ЕЭС России» раз деляется на три больших группы акционерных рыночных компаний.

К первой группе частных генерирующих компаний перехо дят все тепловые электростанции России. Они между собой разде ляются на ОГК (оптовые генерирующие компании), вырабатываю щие и реализующие оптом электрическую и тепловую электроэнер гию и ТГК – территориальные генерирующие компании, вырабаты вающие и обеспечивающие электроэнергией и теплом местные тер ритории. Сейчас государство расстается с тепловыми электростан циями и через «ЕЭС России» продает членам ОГК и ТГК акции со ответствующих электростанций. Вырученные средства государство направляет на финансирование инвестиционных программ государ ственных компаний – федеральной сетевой компании ФСК и гидро генерирующей компании.

Акции ФСК, ГидроОГК и концерна «Росэнергоатома»

принадлежат государству, интересы которых представляет феде ральное агенство по энергетике – РосЭнерго.

В 2007 г. российские и иностранные инвесторы уже выкупи ли акции ОГК и ТГК на 20 млрд. долларов и еще ожидается покупка их не меньшей суммы до ликвидации ОАО «ЕЭС России». Покупая акции ОТК и ТГК частники обязуются выполнить инвестиционную програм му «ГОЭЛРО-2», построить новые тепловые электростанции к 2011г.

общей мощностью 30 млн кВт. Контроль-мониторинг берет на себя государственная компания «Системный оператор».

Средства для выполнения программы «ГОЭЛРО-2» изы скивают компании ОТГ и ТГК путем применения модной нынче процедуры IРО, то есть выпуск и продажа дополнительных своих акций. Вырученными средствами в этом случае распоряжаются сами генерирующие компании.

Вторая группа компаний – региональные электросетевые компании. Это по существу бывшие Районные предприятия экс плуатации электросетей напряжением ниже 110. кВ и электрорас пределения электроэнергии потребителем.

Третья группа компаний обеспечивает диспетчерское обслу живание. Она сосредоточена в компаниях «Системный оператор».

Системный оператор будет выполнять государственные функции, начиная от планирования и прогнозирования развития энергетики и заканчивая взаимосвязями с региональными властями.

Одна из самых важных компаний структуры реформирова ния электроэнергией является федеральная сетевая компания – ФСК ЕЭС, которая объединила все магистральные ЛЭП и подстанции на пряжением 220 кВ и выше. Государство свои инвестиционные воз можности направляет в ФСК в ближайшие годы не менее 300 млрд.

рублей. ФСК представляет собой производственную организацию, которая обеспечивает оперативное управление магистральными се тями, выполняет функции по техническому обслуживанию и ремон ту ЕЭС.

Для управления инвестиционным процессом в ней создает ся ОАО «Центринженеринга» и управлению строительством ЕЭС.

Заключение 1. Основными источниками энергообеспечения сельского хозяйства до 2020 г. остаются традиционные источники невозобнов ляемой энергии: природный газ, нефть, уголь и электрическая энер гия от существующей ЕЭС России. Необходимо ускорить решение проблемы снижения потерь энергии в сельских электросетях по техническим причинам в 3-4 раза и предотвратить воровство элек троэнергии населением.

2. Величина вклада ВИЭ в энергетику мира оценивается специалистами-пессимистами в 3-4%, а оптимистами – 8-12% сум марным потреблением от 770 до 2000 млн. т у.т., из них 42-45% энергия биомассы, 19-26% - солнца, 15% - ветра, 8% - геотермаль ной и 6% - энергии малых рек.

С ростом цен на традиционную невозобновляемую энер гию будет расти целесообразность использования ВИЭ, особенно потребителями, удаленными от централизованного энергообеспече ния, имеющих достаточное количество ВИЭ и не требующих беспе ребойного энергоснабжения.

3. Наиболее острой и актуальной проблемой энергообеспе чения сельского хозяйства является энергосбережение. Общий КПД большинства электромеханизированных технологий остается низ ким и составляет 12-15%: КПД выработки электроэнергии находит ся на уровне 30%, электропередачи – 60-70%, рабочих машин – 70 80%. Энергоемкость отечественной продукции превышает в 3-4 раза этот показатель развитых стран.

4. Покрытие роста потребностей сельского хозяйства в электрической энергии и трансформаторной мощности до 2020 г.

может быть произведен предлагаемым нами методом устранения электрических потерь в электрических сетях путем модернизации ЛЭП и трансформаторов, а также путем использования достижений науки и техники, в частности новых низкоэнергоемких нанотехно логий.

Литература 1. Путин В.В. Вызовы, возможности, ответственность. // Российская газета №41 (407), 4 марта 2006 г.

2. Безруких П.П., Стребков Д.С. Возобновляемая энергетика: страте гия, ресурсы, технологии. – М.: ГНУ ВИЭСХ, 2005. - 264 с.

3. Бородин И.Ф. Роль энергии в обществе// Вестник ГНУ ВИЭСХ:

Научный журнал. Энергообеспечение, электромеханизация и авто матизация сельского хозяйства. Вып. №1(2005). С. 248-257.

4. Бородин И.Ф., Сердешнов А.П. Пути снижения потерь напряжения и электроэнергии в сельских электросетях. // Электрика. 2002. №5.

С. 28-32.

5. Коршунов А.П. Методические основы технико-экономической оценки возобновляемых источников энергии // Техника в сельском хозяйстве. 1994. №1.

6. Силовые трансформаторы Минского электротехнического завода им. В.И. Козлова. Каталог продукции. – Минск, 2005.

7. Ядерная энергетика, человек и окружающая среда / Н.С. Бабаев, В.Ф. Демин, Л.А. Ильин и др. / Под ред. А.П. Александрова. – М.:

Энергоиздат, 1981.

ПРОБЛЕМЫ РАЗВИТИЯ БИОЭНЕРГЕТИКИ В АПК РОССИИ Д-р экон. наук Н.Т. Сорокин (Минсельхоз России) По прогнозу, сделанному из учета объявленных мощностей странами по производству и потреблению биотоплива, потребление биодизеля к 2010 г. возрастет, по сравнению с 2005 г. на 15 млн. т.

Мы являемся свидетелями того, как при решении проблем эко логии, поиска альтернативных источников топлива сформировался ев ропейский опыт развития биоэнергетики. Германия - одна из первых стран приняла и реализует законы, подтвердившие необходимость дан ного сектора экономики в сельском хозяйстве, использование широких возможностей растениеводства по выращиванию масличных культур, лесопромышленной отрасли и эффективного использования отходов сельскохозяйственного производства, и уже имеет в этом направлении определенные инновационные преимущества.


Для России представляет интерес мировой опыт в части по строения взаимоотношений производителей традиционных видов топлива (бензин, дизельное топливо и природный газ) с сельхозто варопроизводителями, где мы еще только рассматриваем наши вза имные возможности.

В последние годы, в Российской Федерации, данные вопросы также находят понимание и интерес в обществе и, в первую очередь в сельской местности. На селе живет более 39 млн. человек, из них работает в сфере материального производства 7,1 млн. человек. По чему биоэнергетика становится актуальной для агропромышленного комплекса России?

Потому что развитие биоэнергетики на основе использова ния собственной сырьевой базы - экономически целесообразно. Раз витие сырьевой базы это не только биотопливо и удобрения, но и высокобелковые корма для животноводства, птицеводства и т.д.

Экономическую целесообразность развития биоэнергетики мы ви дим в комплексном подходе, обеспечивающим в конечном итоге самодостаточность в энергообеспеченности конкретных сельскохо зяйственных предприятий.

В последние десятилетия на развитие экономики села, как сдерживающий фактор, оказывал рост цен на промышленные това ры, электроэнергию, топливо, газ, транспортные услуги. На данном графике мы видим, что с 1999 по 2007 год цены на дизельное топли во выросли в 5,8 раза, а цены реализации зерна только в 3,1 раза.

Таким образом, диспаритет цен составил фактически 1,8 раза.

Все это требует от сельхозтоваропроизводителей перестро ить свою работу в режим экономии и бережливости. В связи с чем Министром сельского хозяйства Российской Федерации А.В. Гор деевым 2008 год объявлен годом ресурсосбережения.

Сегодня утвержден План основных мероприятий по организаци онно-техническому обеспечению внедрения ресурсосберегающих тех нологий в АПК России, который структурно состоит из 7 подразделов.

И здесь первым мероприятием стоит разработка закона «Об основах развития биоэнергетики в Российской Федерации», ко торый по нашему видению должен быть связующим звеном в разви тии данного сектора экономики между государством и бизнесом.

Закон должен выстроить четкую систему понятий, связан ных с биоэнергетикой, обеспечить проведение государственной по литики в области использования альтернативных видов моторного топлива, правовое регулирование построения взаимовыгодных от ношений между производителями биологического сырья из расти тельной массы с переработчиками углеводородного сырья, произво дителями дизельного топлива и бензина, с обеспечением защиты интересов инвесторов.

Законодательство должно быть дополнено националь ными стандартами, предусматривающими классификацию продук тов биоэнергетики, методы испытания, а также их единообразное использование на всей территории Российской Федерации.

Подготовлены и направлены предложения в проект разраба тываемой Минпромэнерго России Концепции по развитию произ водства и потребления биологических видов топлива в Россий ской Федерации, с отражением в них нормативно-правовых, эко номических, социальных и экологических аспектов.

Россия обладает большими ресурсами для развития биоэнер гетики. Имеющийся потенциал воспроизводства биомассы форми руют значительные резервы: в сельском хозяйстве это пашня - 9% имеющейся пашни в мире;

в лесном хозяйстве запасы древесины до 25% мировых запасов и более 770 млн. тонн ежегодно твердобы товых отходов и отходов животноводства, генерируемые россий ским агропромышленным комплексом.

Применяя анаэробную конверсию для их переработки, мож но получить около 66 млрд. м3 биогаза и около 112 млн. т высокока чественных удобрений. Энергетически 66 млрд. м3 эквивалентны млрд. л бензина/дизтоплива или, утилизируя его в газогенераторах (КПД 38%) можно получить 110 млрд. кВт-ч электроэнергии и 1 млрд.

ГДж тепла. Для сравнения по данным Госкомстата РФ в 2005 г. сель ское хозяйство России потребило 1,6 млн. т бензина, 4.4 млн. т диз топлива и 60 млрд. кВт-ч электроэнергии. Таким образом, агропро мышленный комплекс России может стать энергетически автоном ным при использовании своих отходов. Более того, производимой электроэнергии достаточно и на снабжение электричеством всего сельского населения России (39 млн. чел., ежегодно потребляющих млрд. кВт-ч электроэнергии). Аналогичная автономность достигает ся и для удобрений - в 2007 г на сельхозугодья России было внесено 1, млн. тонн в действующем веществе минеральных удобрений и 52 млн.

тонн органических удобрений, т.е., в 2 раза меньше, чем могло бы быть произведено при биогазификации отходов.

В России только начинается формирование мощностей для организации промышленного производства биодизеля, биогаза и биоэтанола. Мы находимся на первом этапе развития биоэнерге тики, когда отсутствие производственных мощностей сдерживает и возможность увеличения посевных площадей под высокоэнергети ческие культуры.

В марте прошлого года в Минсельхозе России прошла коллегия по проблемам развития биоэнергетики. Проанализировав ситуацию в регионах, мы пришли к выводу, что она во многом позитивна. Уже де сятки хозяйств и регионов локально начинают использовать техноло гии производства биодизеля в собственных интересах.

С целью решения данной проблемы в ближайшие годы, в ря де сельскохозяйственных регионов России, будет заложена основа промышленного производства биотоплива, со строительством 20 25 предприятий различной мощности.

Выполнение данных мероприятий уже осуществляется. Так, в октябре 2007 г. в России сдан в эксплуатацию ОАО «Казанский маслоэкстракционный завод» (Республика Татарстан) мощностью 300 тыс. тонн в год, где наряду с выпуском продукции для пищевых целей будет работать проект для топливно-энергетического ком плекса.

В Липецкой области активно ведутся работы по созданию мощностей для переработки 300 тыс. тонн рапса в год. Первая оче редь, мощностью 200 тыс. тонн будет введена в строй в 2008 году.

ЗАО «Группа компаний «Титан», при поддержке Министер ства, реализует и более сложные, многопрофильные проекты межре гионального уровня в Омской области наряду с использованием биомассы, для получения биотоплива и продуктов переработки (вы сокобелковых кормов).

Для создания замкнутой цепочки «производство - переработ ка – реализация» предполагается развитие высокотехнологичного агропромышленного комплекса. В состав комплекса войдут: завод "Биоэтанол", комбикормовый завод, свинокомплекс, мясоперера ботка и сбытовой блок.

Объем переработки высокоэнергетических сельскохозяйст венных культур будет составлять порядка 450 - 500 тыс. тонн в год.

Первая очередь завода мощностью 150 тыс. т будет пущена в 2008 г.

Реализация данных проектов послужит началом формирова ния биоэнергетики в России на промышленной основе, как нового экспортноориентированного сектора экономики на селе.

Имея такие планы, для нас представляет интерес сотрудни чество с ведущими фирмами по производству технологического оборудования и строительству промышленных предприятий глубо кой переработки биомассы в различных регионах страны, прибли женных к сырьевой базе и перейти в перспективе ко второму по колению технологий в биоэнергетике, связанной с переработкой целлюлозы. При этом необходимо подчеркнуть, что сельхозтоваро производителей интересуют бизнес-проекты небольшой мощности от 15 до 50 тыс. тонн. Это экономически целесообразно с позиции больших территорий, низкой урожайности, условиями хранения и транспортными расходами.

По проблемам развития биоэнергетики и производства аль тернативных видов топлива Министр сельского хозяйства Россий ской Федерации А.В. Гордеев неоднократно обращался к Президен ту Российской Федерации и Правительству Российской Федерации.

В соответствии с последними поручениями Президента Российской Федерации, Правительству Российской Федерации поручено рас смотреть вопрос о создании Центра развития биоэнергетики.

Сегодня Минсельхоз России совместно с заинтересованными федеральными органами исполнительной власти готовит предложе ния по созданию Центра. Вышеуказанный Центр развития био энергетики может быть создан на базе научно-исследовательских институтов и организаций. Он должен взять на себя координирую щую деятельность работ в области биоэнергетики, так как техно логиями переработки биомассы занимается около десятка научных институтов Российской академии наук, Россельхозакадемии, от раслевых институтов. Его главными задачами могли бы стать во просы комплексного развития биоэнергетики, его научного и кадро вого обеспечения, создания условий для инвестирования.

Кроме этого, с 1 января текущего года в Российской Федера ции начата реализация Государственной программы развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйст венной продукции, сырья и продовольствия на 2008 – 2012 годы, утвержденной постановлением Правительства Российской Федера ции 14 июля 2007 г. № 446, которой также предусмотрена поддерж ка развития биоэнергетики.

Будет продолжена реализация ФЦП «Сохранение и восста новление плодородия почв, земель сельскохозяйственного назначе ния и агроландшафтов, как национального достояния России». С 2008 года начала работать Ведомственная целевая программа (ВЦП) Министерства «Развитие производства и переработки рапса в Российской Федерации на 2008 – 2010 годы» с продолжением про граммных мероприятий до 2012 года включительно.

Государственной программой предусмотрена техническая и тех нологическая модернизация сельского хозяйства. Бюджетная поддержка в течение 2008 – 2012 гг. составит 38,1 млрд. рублей, что позволит до полнительно привлечь 255,3 млрд. рублей кредитов. Инвестиционные кредиты на эти цели предполагается предоставлять сроком до 10 лет.

Выполнение намеченных мер по ускорению темпов раз вития биоэнергетики на промышленной основе позволит повы сить экономическую эффективность работы сельскохозяйствен ной отрасли:

• дополнительно вовлечь в севооборот от 10 до 15 млн. га неис пользуемой пашни;

• улучшить обеспеченность животноводства в кормовом белке;

• расширить и дополнить структуру экспорта сельскохозяйст венной продукции;

• создать до 500 тыс. новых рабочих мест в сельской местности и других отраслях экономики;

• улучшить экологическую обстановку;

• повысить доходность сельскохозяйственного производства и инвестиционную привлекательность сельского хозяйства.

По мнению Российской Академии Наук интенсивное раз витие биотопливной промышленности позволит России сохранить и упрочить свои позиции как мировой энергопроизводящей державы и определяющую роль в развитии биотоплива должно играть Мини стерство сельского хозяйства Российской Федерации. По проблем ным вопросам ведутся научно-исследовательские и опытно- конст рукторские работы и есть уверенность, что решения будут найдены в ближайшие годы. Необходим переход от материалов, основанных на углеводородах нефти и газа, на полимерные материалы биоген ной природы, создание эластомеров нового поколения. Это обеспе чит полимерам ряд новых свойств, таких как биодеградабельность и экологическая восприимчивость и др.

Открытое в СССР явление биоэлектрокатализа - ускорение биокатализаторами электродных процессов, является основой раз работок принципиально новых топливных элементов, использующих органическое топливо. Разработка достаточно мощных биотоп ливных элементов, использующих биотопливо, например, этанол, позволит создать качественно новую основу двигателей для авто мобилей и революционным образом изменит транспортную струк туру и энергетику. КПД преобразования энергии в топливных эле ментах, как правило, в 2 раза выше по сравнению с двигателями внутреннего сгорания.

Здесь нельзя не учитывать и вопросы глобального характера, взаимодействие с передовыми странами, имеющих положительный опыт развития этого сектора экономики на селе потому, что мы ин тегрированы в мировую экономику, где интересы обеспечения насе ления продуктами питания, новыми рабочими местами являются первоочередными задачами, как и решение проблем экологии.

Системный подход позволяет рассматривать эти процессы как взаимосвязанные части общего подхода к развитию агро энергетического комплекса.

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭНЕРГОЗАТРАТ В ЖИВОТНОВОДСТВЕ Академик РАСХН Л.П. Кормановский (ГНУ ВИЭСХ) Общий объем валовой продукции в сельхозпредприятиях России в прошлом году составил 831,1 млрд. руб., 104% к преды дущему году. Доля продукции животноводства в общем объеме составила 51% и растениеводства 49%. Затраты на основное произ водство произведены в объеме 750 млрд. руб., уровень рентабель ности – 15% против 9% в предыдущем году. Общие результаты неплохие. Выросла продуктивность коров, КРС и свиней. Надой молока в среднем на корову вырос до 3766 кг, или прирост соста вил 92 кг, а по сравнению с 1990 г. – 1035 кг. К сожалению, по прежнему продолжает снижаться поголовье коров, свиней и овец в сельхозпредприятиях.

Вместе с этим вопросы снижения энергоемкости производ ства сельскохозяйственной продукции и экономии топлива приоб ретают стратегическое значение. Удельный расход энергетических ресурсов значительно превышает соответствующие показатели за рубежных стран, а это снижает конкурентоспособность отечест венных продуктов сельского хозяйства.

При нынешних ценах на энергоресурсы, которые возросли за последние годы – жидкого топлива в 8-10 раз, электроэнергии – в 4-5 раз, происходит значительный рост стоимости продукции, а удельный вес этих затрат в себестоимости, например молока, воз рос с 4-5 до 17-20%.

Соотношение цены приобретаемого дизельного топлива и цены реализации сельскохозяйственной продукции по-прежнему изменяется не в пользу последней. Так, за одну тонну дизтоплива, которая стоила в 2001 г. 7137 рублей, надо было отдать 0,3 тонны мяса или 1,6 тонны молока, а в 2006 году, то есть через пять лет, тонна дизтоплива уже стоила 17315 рублей, или возросла в 2, раза, и надо отдать за нее 0,4 тонны мяса или 2,4 тонны молока.

Такая экономическая политика в стране не способствует развитию сельскохозяйственного производства, а потребление энергоресурсов на производственные цели резко снижается.

Как видно из таблицы, потребление дизельного топлива и бензина на производственные цели снизилось в 5-7 раз и электро энергии в 4 раза.

Таблица Потребление энергоресурсов в сельскохозяйственных организациях 1990 1995 2000 2005 2006 Дизельное топливо, 20,0 6,7 5,0 4,4 5,1 4, млн. т.

Бензин, млн. т. 11,3 3,0 1,8 1,7 1,7 1, Электроэнергия на 67,3 53,0 30,2 16,9 16,8 16, производственные це ли, млрд. кВтч Более детальный анализ можно сделать, если рассмотреть структуру энергозатрат по направлениям производственной дея тельности.

Таблица Структура энергозатрат в животноводстве в % от общих затрат и в рублях Виды затрат 1990 1995 2000 2003 2004 2005 Нефтепродукты в% 1,2 3,6 5,0 3,8 4,0 4,4 4, млрд. руб. 9,0 27,0 37,5 28,5 30,0 33,0 33, Электроэнергия в% 1,2 4,2 2,9 3,6 3,5 3,8 3, млрд. руб. 9,0 31,5 20,7 27,0 26,2 28,5 27, Топливо в% 0,6 1,2 1,0 1,0 1,0 1,1 1, млрд. руб. 4,5 9,0 7,5 7,5 7,5 8,2 8, Анализ показывает, что в структуре энергозатрат в животно водстве небольшое преобладающее значение имеют нефтепродукты (4-4,4%), но они в 4,1 раза меньше, чем в растениеводстве. А приме нение электроэнергии, начиная с 2000 года, постепенно возрастает с 2,9% до 3,7%, и оно в 2,2 раза больше, чем в растениеводстве, и за последние годы приобретает стабильность на уровне 3,6-3,7% в об щих затратах. Это прогрессивное явление, так как применение элек троэнергии в стационарных процессах животноводства обеспечива ет наибольшую эффективность.

Вместе с этим общий расход энергоресурсов остается большим. В прошлом году хозяйства России затратили энергоре сурсов в животноводстве на сумму 69,0 млрд. руб., в растениевод стве 179,9 млрд. руб. Поэтому, чтобы как-то снизить отрицательное влияние этих явлений, основным направлением в механизации и электрификации животноводства и основной стратегией фундамен тальных исследований инженерной науки должна стать разработка таких машин, таких технологий и новейших технологических про цессов, которые бы позволили крестьянину производить более де шевую продукцию с меньшими затратами топлива и электроэнер гии.

Наиболее эффективной технологией в животноводстве, как показали опыт и практика, является беспривязная технология. В на стоящее время отработаны варианты реконструкции существующих ферм, технологической модернизации и перевода их на беспривяз ное содержание коров, а также строительство новых комплексов с модулем на 400 коров и доильным залом типа «Ёлочка» 212.

По данным Северо-Западного института механизации (СЗНИИМЭСХ), современная технология производства молока на ферме 400 коров обеспечивает сокращение затрат корма на единицу продукции на 5-7%, повышение продуктивности коров на 10-15%, производительности труда в 2-2,5 раза, снижение затрат энергии – на 30-40%, получение молока высокого качества.

В ВИЭСХ и НПП «Фемакс» разработаны современные до ильные залы с типоразмерным рядом автоматизированных доиль ных установок УДЕ-М «Елочка» модульного исполнения. Конст рукция установки позволяет осуществлять поэтапное расширение функциональных возможностей установки от простейшего варианта с автоматическим отключением и снятием доильного аппарата до варианта с АСУТП. В этом варианте предусматривается автомати ческое распознавание номера животного, определение его продук тивности, диагностика мастита, автоматическое управление режи мом работы доильного аппарата в зависимости от интенсивности молокоотдачи, получение и передача информации с места доения в компьютер, компьютеризированную систему управления стадом.

Доильная установка УДЕ-М «Елочка» имеет долговечные сборные станки с покрытием методом горячего цинкования, молокопровод из нержавеющих труб, программируемый автомат промывки, систему обмыва вымени, систему инфракрасного обогрева установки в зим нее время, привод дверей с дистанционным управлением, что значи тельно снижает энергозатраты на молочных фермах.

Не менее важными в экономии энергозатрат остаются техно логии с доильными установками УДМ-100 и УДМ-200 с молокопро водом из нержавеющей стали, увеличенного диаметра молокопровода и вакуумпровода, что обеспечивает устойчивый и щадящий режим доения. По своим функциональным возможностям и техническому уровню доильные установки УДМ-100, УДМ-200 находятся на уров не лучших импортных образцов. По критерию цена-качество по ре зультатам их сравнительных испытаний на Северо-Западной МИС они признаны лучшими. Всего изготовлено и смонтировано в хозяй ствах свыше 300 таких установок. А по большинству функциональ ных показателей и параметров доильная установка «Елочка» с АСУ ТП «Стимул», созданная в ВИЭСХ и НПП «Фемакс», соответствует уpoвню лучших зарубежных фирм, а по цене ниже импортных в 1,5 2,5 раза. Разработка выполнена на основе современных достижений в области компьютерного и микропроцессорного управления, средств высокоточной механики и измерительной техники. Она характеризу ется высокой гибкостью, обеспеченной разработанным собственным пакетом сетевого и локального программного обеспечения микрокон троллеров доения и идентификации животных. Система отличается оригинальностью принципов построения и новизной технических решений, которые защищены патентами.

В 2007 году с использованием нового энергоэкономного оборудования введено в эксплуатацию 7 доильных залов и 80 моло копроводов в общей сложности на 15 тыс. скотомест.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 9 |
 

Похожие работы:





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.