Энергетика сельского хозяйства

Введение

Преобразования в экономической и социальной сферах агропромышленного комплекса занимают центральное место в государственной политике. повышение эффективности сельскохозяйственного производства тесно связано с развитием его ресурсной базы. Топливно-энергетические ресурсы являются составной частью ресурсного потенциала сельского хозяйства. В настоящее время энергоемкость сельскохозяйственного производства России почти в 3 раза выше, чем в большинстве промышленно развитых стран. В связи с предстоящим вступлением России в ВТО энергоемкость становится одним из факторов конкурентоспособности произведенной сельскохозяйственной продукции.В процессе производства сельскохозяйственной продукции происходит постепенное снашивание и выбытие основных фондов. Это вызывает необходимость их простого, а при наращивании производства и расширенного воспроизводства.Географическое размещение производства характерно практически для всех отраслей и для всех экономических систем. Сельское хозяйство не является исключением. Хотя особенности осуществления сельскохозяйственного производства определяют специфические требования к размещению отдельных предприятий и производств.Поэтому энергетические ресурсы сельского хозяйства и эффективность их использования, капитальные вложения в сельское хозяйство, их структура и основные направления, а также основные принципы рационального размещения сельскохозяйственного производства обуславливает актуальность рассматриваемых в контрольной работе вопросов.1. Энергетика в сельском хозяйствеЭнергетика в сельском хозяйстве начала свое триумфальное шествие после окончания Второй мировой войны. Теперь уже и не найти таких угодий, где бы энергетика в сельском хозяйстве не оставила своего светлого отпечатка, возрождая отрасль и ведя ее к новым достижениям. Энергетика в сельском хозяйстве позволила повысить производительность агропромышленного комплекса в кратчайшие сроки. Электрификация, отопление и техническое оснащение объектов модернизировали отрасль и дали ей новые мощности для дальнейшего развития.Но агропромышленный бум, как оказалось, длился совсем недолго, и энергетика в сельском хозяйстве на сегодняшний день предстала перед многочисленными проблемами, требующими комплексного решения со стороны властей и руководства предприятий. Помимо высокого процента износа оборудования и коммуникаций, энергетика в сельском хозяйстве столкнулась с глобальной зависимостью от топливно-энергетических ресурсов и их дефицитом, а также с неизменным ростом цен на топливо, что сказывается на стоимости производства. При этом в отрасли преобладает высокая энергоемкость перед низкой энергоэффективностью, ощущается сильный дефицит инженеров-энергетиков, а также существуют проблемы с надежностью электроснабжения отдельных территорий и хозяйств.Поэтому энергетика в сельском хозяйстве терпит определенные убытки, что отрицательно сказывается не только на стоимости продукции, но и на ее качестве и конкурентоспособности. В связи с этим Правительством РФ сегодня разрабатываются различные программы по развитию энергосбережения в агропромышленном комплексе страны, направленные на развитие отрасли. В частности развитие энергетики в сельском хозяйстве определяется следующими приоритетными задачами:- модернизировать существующие системы электроснабжения или перейти на адаптивные системы;- снизить степень износа электрических сетей;- сократить потери энергии и эксплуатационные затраты;- по возможности использовать интеллектуальные электрические сетиВ настоящее время энергетика в сельском хозяйстве уже вступила на путь переоснащения и модернизации. Помимо государственных программ, собственники объектов сельского хозяйства самостоятельно пытаются решить некоторые вопросы, активно внедряя новые технологии по энергосбережению. Энергетика в сельском хозяйстве активно переходит на использование энергосберегающих ламп, малоэнергозатратных технологий, комбинирование топливных источников и переоснащение технического парка.На сегодняшний день ни у кого не вызывает сомнений, что энергетика в сельском хозяйстве нуждается в частичном переходе на альтернативные источники энергии, что способствует энергосбережению и поможет решить вопросы с перебоями в электропитании, а также экологические проблемы различного характера. Начинает внедряться безотходное производство, позволяющее снизить энергозатраты и топливную зависимость отрасли. Для производства энергии и тепла уже используются «сахарные мельницы», а отходы от производства сока нашли широкое применение для выработки биогаза. Сюда же можно отнести фото- и биоэнергетические установки и тепловые наносы.Энергетика в сельском хозяйстве способна преобразиться и благодаря интеллектуальным электрическим сетям, которые представляют единую автоматизированную систему, аккумулирующую и отслеживающую всех участников процесса энергоснабжения, а также состояние коммуникаций в целом, что способствует бесперебойному снабжению и снижению влияния человеческого фактора.Можно утверждать, что энергетика в сельском хозяйстве подошла к новой вехе своей истории, когда первостепенной задачей является повышение эффективности сельскохозяйственного производства благодаря автоматизации и электромеханизации технологических процессов.2. Понятие, структура, показатели, развитиеВ производстве, в том числе в сфере АПК, различают экономические и природные (естественные) ресурсы. Трудно сказать, какие именно ресурсы, природные или экономические играют главную роль в отрасли АПК, наверное, всё зависит от уровня используемых технологий. Чем выше этот уровень, тем меньше сельскохозяйственное производство зависит от природных факторов.Экономические ресурсы сельскохозяйственных предприятий, в зависимости от их ценности, можно подразделить на следующие типы:1) базовые ресурсы (без данных ресурсов невозможно функционирование сельскохозяйственного предприятия);2) производственные ресурсы (без них невозможен технологический процесс сельскохозяйственного производства);3) вспомогательные или специфические ресурсы (данные ресурсы прямо не участвуют в производственном процессе).Из всего комплекса природных (естественных) ресурсов наиболее заметное место занимают ресурсы техногенного происхождения, так называемые энергетические ресурсы (запасы энергии, которые могут быть использованы для энергоснабжения). Следует отметить, что некоторые энергетические ресурсы могут использоваться и как топливо, и как сырье для переработки.Начиная с 19 века, главными источниками энергии стали ископаемые топлива: каменный уголь, нефть и природный газ. Данные источники энергии широко используются и в сельском хозяйстве. Говоря о энергетических ресурсах, используемых в современном обществе, подразумевают:1) различные виды топлива: каменный и бурый уголь, нефть, горючие газы,2) горючие сланцы, торф, дрова;3) энергию падающей воды рек, морских приливов, ветра;4) солнечную и атомную энергию.Что касается отрасли АПК, то виды используемых энергетических ресурсов зависят от уровня экономического развития конкретного государства. Чем выше уровень - тем обширнее перечень используемых энергетических ресурсов.Так, современное сельскохозяйственное производство во многих развитых странах широко использует альтернативные источники энергии, например, энергию ветра и солнца. Энергия падающей воды и ветра до недавнего прошлого широко применялась при помоле зерна в водяных и ветряных мельницах.Добычей и использованием различных видов топливно-энергетических ресурсов занимается энергетика. Энергетика - совокупность топливной промышленности, электроэнергетики, а также средств доставки топлива и энергии. Энергетика - основа современного сельского хозяйства, без которой не может работать ни одно предприятие АПК.Уровень обеспеченности предприятий АПК энергетическими мощностями характеризует следующая группа показателей:1) Энергообеспеченность - энергетические мощности в л.с. или в кВт в расчёте на 1 га или на 100 га сельскохозяйственных угодий или пашни.2) Энерговооруженность - энергетические мощности в л.с. или в кВт в расчёте на 1 среднегодового работника, занятого в сельскохозяйственном производстве.3) Электрообеспеченность - электроэнергия, потребленная на производственные нужды, в расчете на 100 га сельскохозяйственных угодий, пашни или посевной площади.4) Электровооруженность - электроэнергия, потребленная на производственные нужды, в расчете на 1 среднегодового работника, занятого в сельскохозяйственном производстве.5) Электроемкость производства - электроэнергия, потребленная на производственные нужды, в расчете на 100 рублей денежной выручки. Этот показатель может определяться как в кВт. ч так и в рублях. Для расчета электроемкости производства, выраженной в рублях, берутся производственные затраты на электроэнергию, в расчете на 100 рублей денежной выручки.6) Удельный вес затрат на оплату электроэнергии в общей сумме производственных затрат (%).На данном этапе экономического развития страны стабильное состояние АПК является неотъемлемой составляющей социально-экономической укрепления общества, а также и его экономической безопасности. Считается, что энергетика, экономика и экология - три основных составляющих этого устойчивого развития. Но приоритетная роль в нем принадлежит надежному и эффективному энергообеспечению - фундаменту экономики АПК.В годы централизованного управления экономикой сельское хозяйство полностью финансировалось за счет государства, и не существовало таких проблем, как сбыт продукции, дефицит материальных средств и топлива, невозможность расплатиться за электроэнергию. Однако из-за нарушения хозяйственных связей и должного финансирования произошло резкое сокращение обрабатываемых земель, поголовья скота, а, значит, уменьшилось и производство продукции. Кроме того, сельскохозяйственная отрасль лишилась сельскохозяйственных агрегатов, поставляемых из бывшего СССР (комбайны, тракторы).Так, в 1990 г. посевная площадь составила 112 млн. га, в 1995 г. - 86 млн. га, в 2005 г. - 69 млн. га, в 2020 г. - 65 млн. га. Потребление электроэнергии на производственные цели в 1990 г. составило 67,3 млрд. кВт. ч., в 1995 г. - 53 млрд. кВт. ч., в 2005 г. - 30,2 млрд кВт. ч., в 2020 г. - 22, млрд. кВт. ч. В результате сельскохозяйственные организации банкротятся, обрабатываемые земли забрасываются, поголовье скота сокращается.Именно поэтому в настоящее время вопросы энергосбережения в АПК возведены в ранг одних из приоритетных направлений в рамках государственной политики. Подтверждение этому можно найти в государственной программе Российской Федерации «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2020 года»Особенности функционирования сельскохозяйственной отрасли связаны с тем, что в качестве объекта воздействия машинных технологий чаще всего выступают биологические объекты: почва, растение, животное. Это накладывает отпечатки на особенности потребления и распределения энергии, а также возможные энергетические источники.В перспективе проблема энергообеспечения АПК будет иметь еще большее значение. При этом энергопотребление, особенно потребление электроэнергии, будет расти, но задача состоит в том, чтобы одновременно значительно повысить и энергоэффективность производства.В настоящее время энергоемкость производимой продукции выступает как фактор конкурентоспособности произведенной продукции. Это тем более важно в связи с вступлением России в ВТО. При плановой модели хозяйствования отмечалась устойчивая тенденция к повышению энергоемкости сельскохозяйственного производства. Увеличение прироста валовой продукции сельского хозяйства на 1% достигалось повышением на 1,8-2,7% используемых энергетических мощностей. За последние три пятилетки энергоемкость средств производства только повышалась. Потребление овеществленной энергии возросло на 350%. Прирост растениеводческой и животноводческой продукции за указанный период составил соответственно 25% и 35%.Для увеличения производства продукции сельское хозяйство должно развиваться интенсивно, используя инновационные энергоресурсосберегающие технологии, а этот процесс неразрывно связан с возрастанием потребления энергии: на сегодняшний день прирост продукции на 1 % влечет за собой увеличение расхода энергоресурсов на 2-3%. В животноводстве потребляется 18-22% жидкого топлива и 19-20 % электрической энергии от всех энергоресурсов, используемых на производственные цели в сельском хозяйстве. В России на 1 га пашни затрачивается до 250-280 кг условного топлива, тогда как, например, в США - 140 кг.В настоящее время темпы научно-технического прогресса и интенсификации сельскохозяйственного производства, повышение технического уровня и улучшение условий труда в АПК определяются и в значительной степени будут определяться уровнем его энергообеспечения. Поэтому главной задачей развития энергетики АПК является надежное и экономичное энергоснабжение сельскохозяйственных потребителей, повышение энергоэффективности производства на основе внедрения современных технологических процессов, создание комфортных социально-бытовых условий жизни сельского населения.Основными причинами нерационального использования ТЭР в АПК являются:1) недооценка роли энергетики в развитии АПК;2) морально и физически устаревшее технологическое оборудование в сельскохозяйственном производстве и перерабатывающих отраслях;3) значительные затраты тепловой и электрической энергии в животноводстве на поддержание в производственных помещениях требуемых параметров микроклимата (особенно для молодняка);4) низкоэффективные ведомственные котельные с протяженными тепловыми сетями;5) наличие большого числа электродвигателей для технологических установок, эксплуатируемых с минимальной загрузкой;6) неэкономичные системы электроосвещения.Энергоэффективность - вопрос не только технико-экономический. Она имеет большое социальное, воспитательное и экологическое значение. Энергосбережение дает возможность сократить выброс вредных веществ и снизить тепловое загрязнение окружающей среды.Стратегия повышения энергоэффективности в отраслях АПК страны должна включать:1) эффективное использование топлива и энергии;2) замену дорогостоящих видов топлива на более дешевые;3) максимальное использование местных ТЭР;4) децентрализация источников теплоснабжения;5) использование энергоэффективных технологий и оборудования, нетрадиционных и возобновляемых источников энергии.Весьма перспективными для производств АПК являются следующие энергоэффективные технологии:1) системы комбинированной выработки электроэнергии и теплоты для автономных сельскохозяйственных потребителей (когенерация и тригенерация энергии), позволяющие получать значительную экономию ТЭР;2) энергосберегающие технологии и системы машин для производства продукции животноводства и растениеводства;3) системы утилизации природной и отходящей теплоты (гелиоустановки, тепловые насосы и т. п.);4) энергосберегающие системы обеспечения микроклимата в животноводческих помещениях с утилизацией и рециркуляцией теплоты воздуха;5) энергосберегающие технологии в системах сельского водоснабжения.Из организационно-технических мероприятий представляют интерес разработки по управлению мощностью систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, например, с целью снижения его температуры в ночное время и т. п.И, безусловно, перспективным энергоресурсосберегающим направлением представляется разработка электротехнологических методов, оборудования и технических средств, обеспечивающих получение качественных продуктов питания, семенного материала и кормов для животных, использование СВЧ энергии в технологических процессах и т. п.3. Современные тенденции энергосбережения в сельском хозяйствеОсобенности функционирования сельскохозяйственной отрасли связаны с тем, что в качестве объекта воздействия машинных технологий чаще всего выступают биологические объекты: почва, растение, животное.Это накладывает отпечатки на особенности потребления и распределения энергии и ресурсов. В процессе хозяйственной деятельности ресурсы предприятия занимают одно из центральных мест, поэтому вопрос энергосбережения на предприятии очень актуален в настоящее время.Энергосбережение - базовая технология создания эффективного сельского хозяйства. Постепенно набирающий силу в России процесс реализации политики энергосбережения крайне необходим в составе комплекса мер по преодолению кризиса национальной экономики.Цель энергосбережения - достижение максимальной эффективности использования топливно-энергетических ресурсов (ТЭР). Эффективность использования ТЭР, это объем полезного производства продукции, полученной в расчете на единицу ТЭР, использованных оборудованием или технологическим процессом в процессе производства. Рациональное использование ТЭР, это достижение максимально возможной эффективности использования ТЭР при существующем уровне техники и технологий.В настоящее время система энергообеспечения, как и сельское хозяйство в целом, находится в состоянии глубокого системного кризиса. Современное состояние отечественного сельского хозяйства характеризуется:- низким уровнем производительности труда в сравнении со странами Запада;- высокой энергоемкостью производимой продукции в 4-6 раз выше, чем в странах Запада;- большим набором используемых технологических и энергетических средств при малом коэффициенте полезного использования. Среднегодовой коэффициент использования электрических подстанций, котельных, установленной мощности двигателей внутреннего сгорания не достигает 20%;- сложной структурой топливно-энергетического баланса (ТЭБ). Основными его составляющими являются следующие виды топливно-энергетических ресурсов (ТЭР): дизельное топливо и автобензин (около 1/3), электроэнергия (12%), твердое топливо (более 1/3), газ, жидкое печное топливо и др.;- устаревшим оборудованием и коммуникациями - около 90% их работает за пределами сроков амортизации;- развалом системы эксплуатации и сервиса, сокращающимся парком работоспособных машин;- дефицитом работоспособных кадров необходимой квалификации.Поэтому, сложившийся ранее затратный подход к сельской энергетике, предполагавший, что повышение экономического уровня производства неизбежно приводит к увеличению энергозатрат, в новых экономических условиях не позволяет эффективно развиваться АПК. Неоправданно высокий уровень энергопотребления, низкое качество и неэффективное использование электрической энергии - характерные черты многих российских аграрных предприятий и сельских территорий. Проблема энергосбережения в сельском хозяйстве в условиях перехода к рыночным отношениям обостряется в связи с дефицитом энергоресурсов и резким увеличением их стоимости.Поэтому первоочередной задачей экономии топливно-энергетических ресурсов в отрасли является снижение необоснованных энергозатрат, величина которых достигает 30-40% общего отпуска электроэнергии сельскому хозяйству. В агропромышленном комплексе в настоящее время широко применяется электропривод с асинхронными короткозамкнутыми электродвигателями. До 60% потребляемой электрической энергии используется в нерегулируемом асинхронном электроприводе. Выбор номинальной мощности электродвигателей осуществляется по максимальной нагрузке потребителя, время действия которой, в соответствии с графиками нагрузки для многих технологических процессов не превышает 20-30% длительности эксплуатационного режима.Одним из перспективных направлений снижения энергопотребления является широкое внедрение частотно-регулируемого электропривода. Однако эффективность его применения во многом определяется обоснованным использованием для конкретных технологических процессов при выборе соответствующего способа управления с учетом специфики сельскохозяйственного производства.Резервы уменьшения расходов электроэнергии на освещение дает замена ламп накаливания, которые превращают в свет лишь 5-8 % употребленной энергии, люминесцентными лампами, полезная отдача которых 20-30 %.Около половины экономии энергии можно обеспечить в результате внедрения энергосберегающих машин, технологических процессов и оборудования, в том числе промышленно-освоенных и новых, подлежащих освоению, и около десятой части - за счет повышения уровня использования вторичных энергетических ресурсов.Экономия электрической энергии и снижение затрат на электрическое освещение могут быть получены за счет совершенствования систем освещения, эффективных источников света, правильного выбора и рационального размещения светильников, применения новых осветительных приборов и устройств, организации эффективного управления освещением и его автоматизации, рационального построения осветительных сетей, планомерной и качественной эксплуатации осветительных установок.Весьма перспективными для производств АПК являются следующие энергоэффективные технологии:- системы комбинированной выработки электроэнергии и теплоты для автономных сельскохозяйственных потребителей, позволяющие получать значительную экономию ТЭР;- энергосберегающие технологии и системы машин для производства продукции животноводства и растениеводства;- системы утилизации природной и отходящей теплоты;- энергосберегающие системы обеспечения микроклимата в животноводческих помещения с утилизацией и рециркуляцией теплоты воздуха;- энергосберегающие технологии в системах сельского водоснабжения.Из организационно-технических мероприятий представляют интерес разработки по управлению мощностью систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, например, с целью снижения его температуры в ночное время и т. п.И, безусловно, перспективным энергосберегающим направлением представляется разработка электротехнологических методов, оборудования и технических средств, обеспечивающих получение качественных продуктов питания, семенного материала и кормов для животных, использование СВЧ энергии в технологических процессах и т.п.Эффективность энергообеспечения и энергопотребления в значительной степени зависит от уровня научного и кадрового обеспечения. К его недостаткам следует отнести отсутствие стратегических исследований, системности и комплексности в решении стоящих проблем, скоординированных целевых научных программ по развитию энергетики и электрификации АПК. Выход из создавшегося положения состоит в проведении фундаментальных и поисковых исследований по развитию аграрной энергетики, разработке рациональных систем энергообеспечения и энергосберегающего оборудования.Сегодня рекомендуется внедрять технологии энергосбережения, так как они позволят обеспечить устойчивое развитие сельскохозяйственного производства и повысить конкурентоспособность АПК. При данных технологиях достигается экономия горюче-смазочных материалов в два три раза, трудозатрат - до трёх раз, расходы на ремонт и обслуживание техники сокращаются более чем вдвое, сохраняется плодородие почвы с одновременным улучшением экологической обстановки.Таким образом, в России выбран путь масштабной модернизации производства продовольствия с применением энергосберегающих технологий.

Заключение

Ограниченность ресурсов (земельных, трудовых, материальных, финансовых) заставляет сельскохозяйственные предприятия изыскивать резервы в рациональном их использовании. Именно от обеспеченности этими ресурсами зависят темпы роста производства сельскохозяйственной продукции. В настоящее время сельскохозяйственным товаропроизводителям рассчитывать на значительную финансовую поддержку не приходится, поэтому в этих условиях растет роль рационального, экономного и эффективного использования имеющихся ресурсов. Причем под экономией понимают не ограниченное их использование, а внедрение энерго- и ресурсосберегающих технологий, способных при тех же объемах ресурсов увеличить производство сельскохозяйственной продукции. Для обеспечения рационального использования имеющихся ресурсов предприятиями разрабатываются организационные, экономические, производственно-технические мероприятия, которые составляют систему  энерго- и ресурсосбережения.Глобализация экономики со всеми её противоречиями и перекосами обладает потенциалом для развития экологозащитного и экономически эффективного сельского хозяйства. Она способна смягчить всемирный продовольственный кризис и предотвратить его самую страшную форму - массовый голод с многомиллионными человеческими жертвами. Для этого необходима разработка долгосрочных прогнозов продовольственного обеспечения населения мира, а также программ развития АПК и продовольственных рынков по странам и регионам. Особое значение в этих программах должно принадлежать разработке и освоению ресурсосберегающих технологий во всех сферах деятельности, связанных с продовольственным обеспечением населения.В России выбран путь масштабной модернизации производства продовольствия с применением ресурсосберегающих технологий, экологизации аграрного сектора, с использованием всего потенциала селекционно-генетических исследований, а также обеспечения устойчивого развития сельских территорий. Достаточно высокий уровень обеспеченности аграрного сектора природными ресурсами становится стратегическим конкурентным  преимуществом России в среднесрочной перспективе.Для перехода на новый уровень качества необходимо не просто совершенствование, а развитие объекта на основе использования новых принципов и методов. Новизна в этом случае рассматривается с технической и потребительской точки зрения. Таким образом, предприятиям, стремящимся к первенству в конкурентной борьбе, следует постоянно заниматься ресурсосбережением, поиском и освоением инноваций. Путь, на который вступают сельскохозяйственные предприятия и предприниматели, принявшие новизну в качестве конкурентного преимущества, полон трудностей и рисков, и требует особых знаний и умений по вопросам энерго- и ресурсосбережения.

Список использованных источников

1. Электроснабжение сельского хозяйства Будзко И.А., Зуль Н.М. М.: Агропромиздат, 2018. – 310 с.2. Электроснабжение сельских населенных пунктов. Наумов И.В., Василевич М.Р., Лукина Г.В. Иркутск: Типография ИрГСХА, 2019. – 280 с.3. ПУЭ 74. Рычкова Л.П. Проектирование систем электрификации в сельком хозяйстве: учебное пособие. - Иркутск.: ФГОУ ВПО ИрГСХА, 2017. - 150с.5. Электроснабжение сельского населенного пункта: Метод. указания6. Э 45 /Сост. Н.П.Кочетков. - Ижевск: ИжГСХА, 2019. - 74 с.7. Ополева Г.Н. Схемы и подстанции электроснабжения: Справочник: Учебное пособие. - М.: ФОРУМ: ИНФРА - М, 2018. - 408с.