Понятие энергетических ресурсов и их влияние на показатели

Содержание

Введение 3
1. Понятие энергетических ресурсов в настоящее время 4
2. Энергетические ресурсы в сельском хозяйстве 7
3. Влияние энергоресурсов в сельском хозяйстве на его экономическую
эффективность 11
Заключение 19
Список использованных источников 20

ВВЕДЕНИЕ
Энергетические ресурсы — совокупность источников энергии, используемых для различных целей в разных видах деятельности. Энергетические ресурсы имеют широкую классификацию, в зависимости от происхождения, характера использования и др. категорий. Ввиду большой значимости энергетических ресурсов в хозяйственной деятельности, они обладают важным значением в мировой и региональной экономике, поскольку от их количества и качества зависит эффективность любой хозяйственной деятельности. В сельском хозяйстве энергетические ресурсы представлены широким видом источников энергии, самыми важными и актуальными среди которых являются экологически чистые и возобновляемые ресурсы. Поскольку требования к ним постоянно повышаются, актуализируется вопрос о рассмотрении темы.
Цель работы — рассмотрение понятие энергетических ресурсов и их влияниz на показатели экономической эффективности.
1. Понятие энергетических ресурсов Энергетические ресурсы исторически служат источниками для хозяйственной деятельности человека. Длительное время основными энергетическими ресурса были возобновляемые ресурсы, то есть, древесина. Дерево относительно просто добыть и переработать в нужную для целей топлива форму, при том, что в условиях относительно небольшой численности населения в мире до XX века, древесные ресурсы быстро возобновлялись.
Новые, современные виды ресурсов, в масштабном плане были освоены только при значительных переменах на глобальном уровне. В середине XIX века значительно возрастает численность населения, растут мануфактуры, работающие на древесном топливе. По мере урбанизации, актуальной становится загрязнение воздуха в городах, где размещены такие производства. Одновременно возникает вопрос о том, что кроме экологической проблемы, появляется трудность с поиском новых топливных ресурсов, поскольку основные лесные ресурсы к этому времени стали заканчиваться, или, становиться несоразмерными с новыми потребностями в производстве.
В конце XIX века появляется принципиально новое технологическое устройство, запускающее первую промышленную революцию — двигатель внутреннего сгорания. Устройство (новые версии) было относительно компактным, и поэтому, применимым для совершенно разных целей, от промышленности и автотранспорта до сельского хозяйства и быта. Двигатель внутреннего сгорания, в зависимости от вариаций, способен работать на пару, газу или жидком топливе. Последние появляются в изобретениях Н. Отто (1861 г.), О. Костовича (18880-е гг.), В. Тринкоера (1899 г.) и др. Вероятно, широкое распространение получили двигатели на основе жидкого топлива по той причине, что он оказался наиболее удобен для появившейся одновременно автомобильной отрасли.
Для того, чтобы обеспечить автомобильную отрасль топливом, необходимо наличие значительных источников энергетических ресурсов. Поэтому, в конце XIX века возобновляется интерес к добыче нефти. Ранее, до промышленной революции, нефть добывалась в очень небольших объемах, преимущественно для целей освещения и создания дорожных покрытий (вяжущие водонепроницаемые углеводороды, битум). В 1860-х гг. английские промышленники братья Нобель начинают создавать в России инфраструктуру, обеспечивающую работы системы добычи, транспортировки и переработки нефти. Россия как источник энергетических ресурсов являлся для Великобритании наиболее рациональным вариантом в экономическом плане, поскольку в Европе разведанных значительных источников практически не было, как и в колониях, поэтому были выбраны прежде всего те источники, о которых известно больше всего (в России о них известно с XVIII века).
Одновременно начинается интенсивная нефтедобыча в США, а затем в колониальных странах и по всему миру. Значительная часть современных крупных месторождений нефти, газа и других энергетических ресурсов открыто только во второй половине XX века, в том числе месторождения на Ближнем Востоке и в Западной Сибири (два крупнейших разведанных месторождения в мире).
При этом, в конце XIX века появляется еще один принципиально новый энергетический ресурс, электричество. Явление электричества было открыто достаточно давно, но промышленный интерес к нему возник только после новых изобретений, работающих на электричестве. Технологии и устройства Николы Теслы и Томаса Эдисона стали известным по всему миру, как и изобретения некоторых других людей. Между этими изобретателями началась конкурентная борьба за технологии электрификации, от которой зависело, какой тип электричества предпочтут основные участники рынка электрических устройств. Переменный ток (Эдисон) имел свои преимущества в плане относительной безопасности при эксплуатации, а его недостатки заключались в большой потере мощности в проводах, а также в трудностях в практическом применении. Переменный ток (Тесла) был более опасным, но в практическом применении, выработке и транспортировке, обладал значительными преимуществами. В итоге производители энергетических устройств в основном стали создавать устройства для переменного тока. Постоянный ток применялся несколько более ограниченно, в основном для целей промышленности и электрификации железных дорог. Электрификация и освещение по всему миру продолжались до второй половины XX века, когда электричество появилось практически во всех странах и регионах мира.
Остальные современные виды энергетических ресурсов (природный газ, виды угля, химические вещества, радиоактивные элементы, виды биотоплива, солнечная энергия, альтернативные источники и др.) появились во второй половине XX века. Предпосылками их появления стало развитие энергетических рынков, появление новых технологий, требующих специфических источников (уран и др.). Альтернативные энергетические ресурсы (солнечная, ветровая энергия и т. д.) стали формировать отдельные рынки в конце XX века по мере роста экологических проблем по всему миру, связанных с невозобновляемыми ресурсами (вырубка лесов, истощение месторождений нефти и др.).
2. Энергетические ресурсы в сельском хозяйстве
Сельское хозяйство является обособленным рынком, отдельным видом хозяйственной деятельности, связанным с производством сельскохозяйственных продуктов. Соответственно, это определяет специфические требования к энергетическим ресурсам:
Близость источников ресурсов к месту производства (фермам)
Экологичность ресурсов и топлива
Рентабельность разработки источников (ресурсы на освоение источников, например, вырубку деревьев, не должны превышать доходы от сельскохозяйственной деятельности)
Надежные поставщики
Развитые связи с другими рынками (сельское хозяйство снабжает продуктами практически все виды остальных рынков, поэтому, должно отвечать их требованиям)
Инновационный уровень развития (технологии в сельском хозяйстве должны постоянно подстраиваться под технологические новинки, чтобы обеспечить равновесие в экономике и социально-экономической среде)
Последние пункты являются современными требованиями экономики постиндустриализации, и их несоблюдение является причиной отсталости сельскохозяйственной отрасли некоторых не развитых стран, что во многом также связано с политикой. Исторически, энергетические ресурсы для сельского хозяйства всегда обеспечивали первые из вышеупомянутых требований, и без их соблюдения его ведение было бы невозможным. Энергетические ресурсы в этом плане представляли собой численность занятых, наличие природных ресурсов (лес, уголь, вода, продукты жизнедеятельности организмов и т. п.), которые в масштабах сельского хозяйства доиндустриальных эпох обычно не создавали проблем с ресурсным обеспечением сельского хозяйства. После индустриализации подобные проблемы стали учащаться, поэтому, для их устранения и предупреждения стало необходимо внедрять новые способы (методы, технологии) ведения сельского хозяйства.
Так, промышленная революция и открытие новых видов энергетических ресурсов способствовало устранению некоторых сельскохозяйственных проблем. Появилась частичная автоматизация опасных и трудоемких операций, новые технологии расширили возможности и объемы производств сельскохозяйственной продукции, появление машин на разных видах топлива позволило повысить эффективность сельскохозяйственных работ.
По мере устранения таких проблем, к постиндустриальной эпохе сельское хозяйство столкнулось с новыми трудностями, связанными с необходимостью его правильной интеграции в новые виды региональной и глобальной экономики. Крупные и небольшие сельскохозяйственные производители создают определенные экономические связи с другими рынками, тесно взаимодействуя с научными предприятиями, торговыми сетями, транснациональными корпорациями, логистическими компаниями и т. д. Все это предлагает новые требования к экономической эффективности сельского хозяйства.
Одновременно, на сельское хозяйство ориентируются другие отрасли и рынки, поскольку оно выполняет роль основного поставщика продуктов. Научные предприятия учитывают современные требования экономики, чтобы создавать технологии с максимально возможной на данный момент времени энергоэффективностью, поскольку за счет этого можно снизить энергозатраты и энергоемкость производства. Решение этих проблем необходимо для снижения себестоимости продукции [1, 4].
При этом, поскольку сельское хозяйство тесно интегрировано во все остальные энергетические отраслевые рынки, энергоэффективность сельскохозяйственной продукции всегда зависит от принятой системы энергоснабжения, используемых энергоносителей, энергоэффективности оборудования и величины энергетических потерь. Соответственно, одна из основных экономических целей современного сельского хозяйства — его адаптация (модернизация) к конкретным местным экономически условиям и имеющимся энергетическим ресурсам. Поэтому, уровень развития сельского хозяйства всегда зависит от экономического состояния страны, что определяет характер работы системы электрического снабжения, тарифы, и одновременно их сопоставление с уровнем доходов в отрасли сельского хозяйства, уровня развития фермерства, его инновационности и т. п.
При этом, задачу усложняет важная проблема, которая заключается в высокой степени износа материально-технического фонда. Например, в Российской Федерации износ по отрасли для распределительных электрических сетей превышает 30%, подстанций 45%. Также 40% тепловых энергетических сетей требует ремонта, и 15% находится в аварийном состоянии. Потери в распределительных электрических сетях находятся на уровне 20%, коэффициент полезного использования топлива на уровне потребителя в сетях централизованного теплоснабжения составляет 30–40%,
Другая проблема с энергетическими ресурсами в сельском хозяйстве на примере Российской Федерации заключается в том, что значительная часть территорий страны не имеет централизованного электроснабжения. Проблема вызвана масштабами страны, что требует очень больших затрат на оптимизацию государственной сети электроснабжения. Поскольку поддержка этой системы требуется на постоянной основе, то периодически она будет устаревать, а значит, требовать значительные финансовые затраты и ресурсы для ее поддержания требуется на постоянной основе, что будет само по себе создавать диспропорции в экономике.
Устранение проблемы возможно либо за счет альтернативных источников энергетических ресурсов, либо, за счет децентрализованной системы электрического снабжения. Однако, в настоящее время такие системы (небольшие дизельные электростанции) малоэффективны, поскольку не решают ряд других проблем (объемы и стоимость дизельного топлива зависит от цен на нефть). Одновременно дизельное топливо для сельского хозяйства не экологично, а его транспортировка в отдаленные регионы страны значительно повышает его стоимость, что в итоге значительно снижает доходность от сельского хозяйства. Также невозможен вариант использования местных энергетических ресурсов, поскольку в связи с современной экономикой они неэффективны.
Основное современное направление решения проблемы оптимизации энергоснабжения сельского хозяйства — создание автономных систем на ресурсах газа и местных возобновляемых энергетических ресурсах одновременно. Такие системы планируется внедрять при проектировании новых сельскохозяйственных объектов, одновременно решая задачу обновления фонда и модернизации.
3. Влияние энергоресурсов в сельском хозяйстве на его экономическую эффективность
В настоящее время в Российской Федерации отмечается возрастание доли энергозатрат в себестоимости производства. Это означает, что в российской экономике существует опережающий рост стоимости энергоносителей и низкая степень эффективности из использования.
Основные пути решения проблемы:
Совершенствование структуры топливно-энергетического баланса с учетом требования рационального распределения на среднесрочную и долгосрочную перспективы
Использование новых видов энергоресурсов
Создание новых энергоемких технологий
Модернизация энергетической инфраструктуры
Широкое применение децентрализованных сетей
Использование местных и возобновляемых источников энергии
Основные направления модернизации энергосистем в сельском хозяйстве — обеспечение нужного микроклимата, технологий для обработки зерна, создание средств для борьбы с вредителями и системы обеззараживания. В экономике это необходимо для обеспечения потребителей качественной продукцией, что будет обеспечивать рост спроса и снижения себестоимости сельскохозяйственной продукции.
Другое обоснование в потребности модернизации энергоресурсов в сельском хозяйстве состоит в том, что доля тепловых ресурсов в ней занимает более 50%. Поэтому, совершенствование систем теплоснабжения будет способствовать значительному снижению энергоемкости и себестоимости продукции.
Децентрализованные системы энергоснабжения сельского хозяйства для России эффективны тем, что позволяют отказаться от протяженных централизованных тепловых, газовых и электрических сетей, одновременно снизив потери энергии и ее стоимость. Их замена следующая:
Инфракрасные электрические и газовые обогреватели
Емкостные и проточные электроводонагревателиКонвекторы
ТеплопарогенераторыУтилизаторы
Внедрение систем утилизации выбросного тепла и использования топливных насосов, согласно исследованиям, позволяет сэкономить до 40% затрат на отопление и микроклимат. Высокую эффективность показывают новые системы освещения, основанные на лампах высокой световой отдачи и большим сроком службы (в 2–6 раз по сравнению с лампой накаливания). Одновременно новые электротехнологии, нанотехнологии и биотехнологи позволяют значительно сэкономить за счет контроля и управлением свойств создаваемых сельскохозяйственных продуктов [3].
Таким образом, существуют следующие обоснования для создания децентрализованных систем энергоснабжения в сельском хозяйстве в контексте повышения экономической эффективности:
Превышение спроса роста на энергию
Значительный рост тарифов на энергию, поставляемую разными организациями (влияет на рост себестоимости)
Снижение надежности энергоснабжения и качества энергии (прерывания в электроснабжении, что непригодно для ряда фабрик, где требуется постоянное и надежное освещение)
Дороговизна подключения новых мощностей и их обслуживания, что очень невыгодно для ряда предприятий
Для ряда предприятий необходимо только постоянное комплексное энергоснабжение
Использование местных энергоресурсов (позволяет создать в ряде случаев децентрализованные системы при условии наличия соответствующих технологий их использования)
Большие потери энергии при ее передаче
Основные экономические выводы от децентрализованных энергосистем:
Снижение стоимости энергии
Сокращение срока окупаемости от внедрения децентрализованной системы
Доходы от продажи излишков энергии
Возможность применения разных видов топлива (газ, биотопливо, дизельное топливо и др.)
Переоборудование имеющихся котельных в мини- и малые ТЭЦ
Требования к использованию децентрализованной системы:
Производительность
Наличие топлива и возобновляемых ресурсов
Составление графика сезонной и суточной потребности в разных видах энергии
В целом, энергоэффективность сельскохозяйственной продукции зависит от следующих факторов:
Климатические условия (чем холоднее климат, тем выше потребность в энергетических ресурсах и требования к ним)
Продуктивность сельского хозяйства на региональном и глобальном уровнях (влияет на макроэкономику)
Технический и организационный уровень энергообеспечения (определяют, сколько топлива потребляется)
Инновационное развитие (отсутствие современного энергоэффективного оборудования ведет к снижению позиций сельскохозяйственной отрасли относительно остальных отраслей)
Эффективное использование местных энергетических ресурсов способно покрыть до 30% энергетического баланса, однако, это также требует технологической задачи создания соответствующей современной технологии для работы с биотопливом. Так, существуют технологии переработки биомасс, отходов сельскохозяйственного производства, деревопереработки, углеводородных отходов в качественные виды топлива любого вида, в зависимости от потребности и имеющейся технологии переработки. В таких технологиях используются технологии термохимической переработки биомассы с применением усовершенствованных способов ее прямого сжигания, газификации, пиролиза, производства смесевых топлив, в том числе на основе нефтепродуктов.
Так, в настоящее время доля возобновляемых ресурсов в России составляет около 20% внутреннего энергопотребления, однако, в региональном сельском хозяйстве они используются ограниченно, неравномерно и в небольших объемах. Перспектива в их освоении может быть обусловлена тем фактом, что наблюдается тенденция увеличения выработки мировой электроэнергии со стороны частных производителей, работающих в сфере альтернативной энергетики [2].
Например, перспективными являются модульные фотоэлектрические станции (рис. 1).
Рисунок 1 — Модульные фотоэлектрическая станции для сельского хозяйства
Новые исследования, проведенные в Университете штата Орегон (США) говорят о том, что сельское хозяйство является самым экономически перспективным направлением в использовании солнечной энергии [5]. Приводятся результаты расчетов, согласно которым для удовлетворения глобального спроса на электроэнергию достаточно обеспечить менее 1% мировых сельскохозяйственных угодий. Для российских условий это перспективно также тем, что согласно тому же исследованию, для работы солнечных электростанций не требуется очень высокая температура воздуха, поскольку их эффективность увеличивается в прохладной среде с наличием ветра, однако, панели при этом требует сухости. Другое исследование, проведенное в этом институте, говорит о том, что солнечные батареи увеличивают эффективность сельского хозяйства на засушливых неорошаемых угодьях, и повышают урожайность.
Также существуют сельскохозяйственные насосы на солнечной энергии, которые компания JISL предложила усовершенствовать для угодий с недостаточным уровнем солнечного освещения [6]. Технология подразумевает особое геометрическое расположение насосов и специальные конструкции (рис. 2).
Рисунок 2 — Сельскохозяйственный насос на солнечной энергии
В зарубежных странах популярно экономичное направление в использовании на одной животноводческой ферме по выращиванию овец технологий солнечной энергии. Овцы выбраны по той причине, что они питаются травой, и не дают ей расти высоко, не требуют вложений в обслуживание, а производители экономят за счет отсутствия значимых вложений и наличия солнечной энергии. Одновременно овцы не дают траве расти высоко, используют солнечные панели для жизни (сна, защиты от ветра в жаркие дни), растения дают им пищу. Недостаток заключается в постоянном контроле за системой водоснабжений и охраной овец. Другая разновидность прибыльного сельскохозяйственного бизнеса, существующего в США — разведение на поле с солнечными панелями одновременно овец и пчел. Дело в том, что некоторые виды растений (такие как Ernst Conservation Seeds) подходят одновременно для овец и пчел. При этом, принимались попытки использования аналогичной технологии для более крупного скота, но стоимость солнечных батарей в этом случае (их высота) снижала прибыльность.
Другая польза от солнечных батарей в сельском хозяйстве заключается в сокращении затрат на водоснабжение, так как находясь в тени, растения требует меньше воды. Новые исследования, проведенные в Университете Аризоны (США) говорят о том, что у выращиваемых под солнечными панелями культур наблюдается рост урожайности, прежде всего у перца чилтепина (в 3 раза) и помидор (в 2 раза) [8].
Другая альтернативная технология, повышающая экономическую эффективность сельского хозяйства — мини ГЭС (рис. 3).
Рисунок 3 — Мини-ГЭС
Такие мини-ГЭС, в целом, можно собрать самостоятельно, либо, воспользоваться строительными услугами [10]. Например, в Словакии существует компания Krafton, специализирующаяся на строительстве мини-ГЭС [7].
Кроме этого, существуют другие альтернативные технологии, такие как ветряные мини-электростанции (рис. 4).
Рисунок 4 — Ветряные мини-электростанции NemoiПредставленные на рисунке 4 ветряные мини-электростанции имеют размер, сопоставимый с садовым кустарником. Вращение трех лопастей происходит постоянно, бесшумно и достаточно быстро, чтобы генерировать электрическую энергию. По словам создателей, такая турбина может питать электричеством «стандартный» жилой дом при скорости ветра 15–20 км/ч. Такая турбина состоит и экологически чистого (перерабатываемого алюминия) и может быть собрана вручную [9].
Заключение
Энергетические ресурсы в сельском хозяйстве — это совокупность источников энергии, пригодных для использования в нуждах сельскохозяйственной деятельности. Создание сельскохозяйственных продуктов происходит при наличии определенных ресурсов с определенными количественными и качественными показателями, которые напрямую влияют не себестоимость продукции. Для того, чтобы сельскохозяйственная продукция обеспечивала удовлетворение спроса (работу экономики), необходимо наличие требуемых ресурсов. Требования к ним выдвигаются современной экономической средой, и подразумевают экологичность, инновационность, надежность, долговечность, экономичность. Ряд имеющихся ресурсов и технологий к настоящему времени устарели или несовместимы с новыми требованиями. Поэтому, перспективным направлением повышения экономической эффективности сельского хозяйства являются альтернативные технологии. Для Российской Федерации они позволят решить проблемы с высокой стоимость централизованных систем энергоснабжения. Имеющиеся местные возобновляемые ресурсы при правильном их сопоставлении с современными требованиями способны значительно снизить себестоимость сельскохозяйственной продукции и затраты на ее производство, одновременно решив некоторые проблемы с экологией, занятостью, охраной труда и др.
Список использованных источников
Коваленко Н. Я. Экономика сельского хозяйства : учебник для академического бакалавриата // Н. Я. Коваленко [и др.]. – Москва : Издательство Юрайт. – 2018. – С. 406
Показатели потребления топливно-энергетических ресурсов в сельском хозяйстве и энергоемкости сельхозпроизводства, их прогноз на период до 2030 года // Д.С. Стребков, Д.А. Тихомиров, А.В. Тихомиров. – Вестник ВНИИМЖ №4(32). – 2018. [Электронный ресурс] – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/pokazateli-potrebleniya-toplivno-energeticheskih-resursov-v-selskom-hozyaystve-i-energoemkosti-selhozproizvodstva-ih-prognoz-na-period
Топливно-энергетические ресурсы на базе энергоэкономных технологий и технических средств в сельском хозяйстве // А.В. Тихомиров, Е.К. Маркелова, В.Ю. Уханова. – Сельскохозяйственные машины и технологии. – №5. – 2015. [Электронный ресурс] – URL: https://core.ac.uk/download/pdf/229146602.pdf
Экономика сельского хозяйства: краткий курс лекций для студентов направления подготовки 38.03.01 «Экономика» // З.И. Зуева, Е. А. Лиховцова. – ФГБОУ ВО Саратовский ГАУ.
Installing Solar Panels on Agricultural Lands Maximus Their Efficiency. [Electronic Resource] – URL: http://www.solarcompare.co.in/post/installing-solar-panels-on-agricultural-lands-maximizes-their-efficiency
Jain Agro-Voltaic Farming. [Electronic Resource] – URL: http://www.jains.com/Solar/mounting_solutions/Jain_agro_voltaic_farming.htm
Krafton. [Electronic Resource] – URL: https://www.kraft-on.com/en/
Maye L.F. Should land be used for solar panels or agriculture? [Electronic Resource] – URL: https://www.greenbiz.com/article/should-land-be-used-solar-panels-or-agriculture
Ramirez V.M. This Mini Wind Turbine Can Power Your Home in a Gentle Breeze. [Electronic Resource] – URL: https://singularityhub.com/2017/07/09/this-mini-wind-turbine-can-power-your-home-in-a-gentle-breeze/
Small and mini hydropower solutions. [Electronic Resource] – URL: https://www.andritz.com/products-en/group/markets/small-mini-hydropower-plants