Меню

Лекция 15 Методика экономико энергетической оценки технологий в животноводстве

Лекция 15. Методика экономико-энергетической оценки технологий в животноводстве

1.Основные методические положения определения энергоемкости производства.

2.Структура энергетической оценки технологий производства.

3.Определение составляющих элементов энергоемкости.

1.Основные методические положения определения энергоемкости производства в животноводстве

Внедрение промышленных технологий в животноводстве увеличивает потребление тепловой и электрической энергии, повышаются требования к качеству энергоснабжения. При этом необходимо учитывать, что потреби­вшими тепла и энергии являются живые организмы, продуктивность кото­рых во многом зависит от поддержания оптимальных параметров среды оби­тания в соответствии с зоотехническими и санитарно-гигиеническими требованиями. Вместе с тем отличие от полеводства в животноводстве нет сезонности производства продукции. Здесь равномерно на протяжении все­го года производится продукция на базе машинной технологии, поточного принципа выполнения производственных процессов в помещениях с регу­лируемыми параметрами микроклимата.

Применяемые в настоящее время методы оценки производства продук­тов животноводства по затратам труда некоторым экономическим показа­телям (приведенные затраты, рентабельность и др.) в ряде случаев недостаточны, поскольку, эти показатели имеют существенные колебания, определяемые политикой ценообразования, и не позволяют установить уро­вень необходимых затрат энергии на производство продуктов. Возрастающий дефицит энергии в мире требует такого подхода к оценке механизиро­ванных технологий и технологических процессов, при котором должны учитываться энергетические затраты на производство каждого вида живот­новодческой продукции. В связи с этим формируется новое направление — энергетическая оценка и топливно-энергетический анализ.

Топливно-энергетический анализ следует применять как при оценке от­дельных технологических процессов, так и при оценке технологии в целом и включает рассмотрение потока энергии, расходуемой на производство различных продуктов питания.

Энергетический анализ позволяет оценивать существующие и планируе­мые технологии, их перспективность с точки зрения энергетической эффективности по сравнению с применяемой. В то же время этот показатель не заменяет , а дополняет оценку технологии по другим показателям( затраты труда, экономическая эффективность и др.).

В связи с этим нами разработана методика проведения анализа энерго­потребления и определения показателей энергоемкости производственных процессов получения продуктов животного происхождения. Предлагаемая методика может применяться при подготовке предложений по рациональ­ному использованию топлива и электроэнергии.

В методике с учетом результатов экспериментальных исследований, а также имеющихся литературных данных излагается общий научно-методи­ческий подход, приведены общие положения и расчетные формулы для про­ведения энергетического анализа в животноводстве.

2. Основные методические положения определения энергоемкости производства.

В животноводстве многие технологические процессы допускают использование различных энергоносителей. В качестве, котельно-печного топлива могут использоваться уголь, газ, мазут, электроэнергия и др. В ряде случаев в одном хозяйстве используется одновременно несколько видов котельно- печного топлива. Вследствие этого по данным о потреблении отдельных энергоносителей трудно оценить степень энергетических потребностей и эффективность использования топливно-энергетических ресурсов. Например, одинаковые по удельному потреблению электроэнергии предприятия могут расходовать разное количество топлива. Кроме того, хозяйства могут отличаться по эффективности использования кормов, подстилочных материалов, ветеринарных препаратов, трудовых ресурсов и т.д. Эти компонент производства также обладают определенной знергоемкостью. Поэтому для учета потребления топливно-энергетических ресурсов необходимо применять обобщенный показатель, в качестве которого используется полная энергоемкость, характеризующая расход всех видов энергии и топлива на производство единицы продукции в соответствии с действующими технологиям рассчитанная в энергетических единицах.

В качестве измерителя энергоемкости принимают затраты энергии (Дж) или условного топлива (у.т.) на единицу массы производимой продукции в зависимости от анализируемой инфраструктуры производства.

Исходными данными для определения потребности в энергии и эффек­тивной схемы энергоснабжения являются:

-требования технологии в отношении режима содержания животных (поение, кормление, удаление отходов, поддержание заданных параметров микроклимата в помещениях);

— технико-экономические показатели применяемых систем машин, обо­рудования, строительства помещений, включая затраты на их эксплуатацию;

— климатические условия местности;

-затраты на производство, транспорт и использование энергоносителей, включая расходы первичных энергоресурсов;

-величина эффекта, получаемого от повышения продуктивности и сни­жения расходов кормов при использовании различных энергоустановок и отдельных энергоносителей.

При определении капитальных вложений и текущих расходов должны быть учтены все затраты — от добычи природного источника энергии до ис­пользования конечного энергоносителя в потребительской установке, а так же затраты на изготовление, транспортировку, монтаж энергетического оборудования строительство помещений, где оно установлено. При определении затрат энергии необходимо соблюдение одинакового метода исчисления и сопоставимости технологий, к основным показателям которых относятся размеры ферм, санитарно-гигиеническая безопасность труда, защита окружающей среды. Нечеты выполняются в следующей последовательности:

— выбирают объекты оценки;

— составляют модель энергетического анализа оцениваемого объекта;

-определяют потребность в тепловой энергии по процессам;

— выбирают теплогенерирующие установки и системы оборудования для рассматриваемых видов топлива;

— определяют итоговые затраты.

Основным показателем, характеризующим энергоемкость технологических процессов или технологии в целом, является полная энергоемкость, представляющая собой сумму прямых и овеществленных энергозатрат, отнесен­ие единице объема произведенной продукции или выполненной работы.

Полные затраты энергии,подлежащие определению, состоят из эксплуатационных (прямых и косвенных) и инвестиционных. Эксплуатационные затраты энергии включают в себя расход топлива, тепловой, электрической и других видов, энергии технологическим оборудованием и машинами по соответствующим процессам:

— производство, переработка и хранение животноводческой продукции молоко, мясо, яйцо, шерсть):

— производство и преобразование носителей энергии, использованных в технологических процессах:

транспортирование энергоносителей в пределах анализируемой технологии производства продукции;

-транспортирование сырья, материалов, машин от центров снабжения и внутрихозяйственные перевозки.

-производство исходного сырья и материалов, используемых в данном производстве (корма, подстилочные материалы, животные и т.д.);

-производство, транспортировка и использование кормовых добавок, средств защиты животных, лекарственных препаратов, вакцин и т.д.

Инвестиционные затраты энергии определяют по расходу топлива и энергоносителей к энергопотребителю, строительство производственных и вспомогательных объектов, производство машин оборудования.

За основной критерий энергетической эффективности принимаются затраты энергии прямой, косвенной необходимой для производства продукции, а также, энергию, которая содержится в конечном продукте. Поэтому отношение энергии, содержащейся в конечном продукте к энергии, затраченной на ее производство, характеризует эффективность использования энергии.

Затраты энергии рекомендуется определять для следующих процессов к операций:

-освещение, водоснабжение (привод насосных установок, обработка воды, подогрев воды для мытья технологического оборудования, подогрев воды для поения и ветеринарной обработки животных, стерилизации инструментов и т. д.);

-доение и переработка молока (установки для создания вакуума, насосы для мойки молока, насосы для мойки молочной посуды, пастеризация и охлаждение);

-транспортировка кормов со склада до фермы;

— вентиляция (приточная и вытяжная основных и вспомогательных поме­щений, подогрев воздуха.);

Источник



Меры энергосберижения в животноводстве

В настоящее время растущий дефицит сельхозмашин и низкий уровень их готовности в сочетании с удорожанием топлива и смазочных материалов привел к тому, что площади посевов и поголовье скота неизменно сокращаются. Без организации товарного производства на базе энергоресурсосбережения не может быть нормального отечественного рынка продовольствия, сориентированного на массового потребителя.

Направления использования энергетических ресурсов в животноводстве включают в себя:

− приготовление и раздачу кормов;

− микроклимат животноводческих помещений ферм и комплексов;

− удаление и переработку навоза;

− процессы доения коров и первичной обработки молока.

Кормопроизводство. В структуре полных энергозатрат для различных видов животных и птицы на долю кормов приходится 58. 92 %. В денежном выражении доля затрат на них также составляет более половины стоимости животноводческой продукции.

Основным критерием энергетической эффективности процессов производства и приготовления кормов является их энергозатратность, которая определяется коэффициентом

где: Езатр – удельные затраты совокупной энергии на производство кормов, Дж/кг;

Ек – энергосодержание корма, к.ед./кг.

Зеленая масса. Эффективность использования зеленой массы на пастбище существенно повышается при применении электрической изгороди, которая не только облегчает труд людей, но и вынуждает животных полностью поедать траву на огороженном участке.

Сено. Технология заготовки сена в измельченном виде при полевой сушке позволяет снизить совокупные затраты энергии в 1,2–1,5 раза по сравнению с технологиями заготовки рассыпного и прессованного сена.

Силос. Уборка растений с невысокой влажностью снижает затраты энергии на привод машин, транспортировку, погрузку и другие операции (до 20 кг/га). Внесение химических консервантов и биологических заквасок при любом способе закладки кормов дает существенный энергетический эффект.

Приготовление и раздача кормов. Энергозатраты на подготовку кормов к скармливанию составляют 20–30 % от общих энергозатрат на корма. Получение кормобрикетов прессованием соломенной резки с другими компонентами требует на 40–45 % меньше энергозатрат, чем при гранулировании.

В настоящее время все большее применение находят малогабаритные установки (УК-1(2) и др.) и комплекты оборудования, в том числе передвижные и самоходные, для приготовления комбикормов. Из-за уменьшения поголовья скота актуальным является применение современных мобильных измельчителей-смесителей-раздатчиков кормов, способных обслуживать до 1000 голов за смену.

В направлении формирования энергосберегающих технологий производства и приготовления кормов, позволяющих повысить энергетическую эффективность животноводческой отрасли в целом можно назвать следующие пути: рациональное размещение животноводческих предприятий и объектов кормопроизводства с целью снижения затрат на транспортирование кормов; применение экономичных машин и агрегатов, а также энергосберегающих приемов для механизации технологических процессов при производстве и приготовлении кормов; приготовление полноценных кормовых рационов на основе менее энергозатратных кормов; селекционная и племенная работа в направлении повышения продуктивности животных, т. е. уменьшения затрат корма на единицу продукции; ориентация животноводческой отрасли на производство менее энергозатратных видов продукции, обладающих более высоким коэффициентом биоконверсии.

Читайте также:  Спецтехника МТЗ Беларус – Продажа новых тракторов с доставкой по России

Микроклимат животноводческих помещений ферм и комплексов. Большое практическое значение для экономии энергии на создание микроклимата могут иметь следующие технологии, процессы и мероприятия:

1. Малоэнергоемкие технологии содержания животных, такие как: холодный способ содержания высокопродуктивных дойных коров; выращивание молодняка КРС раннего возраста в индивидуальных домиках, павильонах и секционных помещениях; содержание откормочного поголовья свиней на несменяемой подстилке; круглогодичное лагерно-пастбищное содержание скота мясных пород и др.

2. Усовершенствование систем вентиляции и их элементов с целью снижения расхода тепловой и электрической энергии.

3. Применение для обогрева помещений высокоэффективных тепловых генераторов с КПД, близким к 100 %. Перспективными являются инфракрасные системы отопления с газовыми тепловыми трубами-излучателями или инфракрасными электрическими панелями-излучателями.

4. Перевод небольших котельных, котлов-водонагревателей на местные, возобновляемые виды топлива, такие как: дрова, отходы древесины, солома, торф и др.

5. Снижение расхода электроэнергии на освещение производственных, бытовых и административных помещений путем применения энергосберегающих светильников.

Водоснабжение ферм. Снижение энергозатрат на водоснабжение животноводческих ферм может быть достигнуто за счет реализации следующих мер: рационализации водопроводных сетей с целью надежного непрерывного водоснабжения; использования малоэнергоемких насосов и устройств для поддержания напора; применения систем навозоудаления, не требующих большого расхода воды; применения альтернативных источников энергии для подъема воды; использования надежных и экономичных поилок с минимальными потерями на розлив, игру животных и др.

Перспективными являются безреагентные, в т. ч. электротехнологические, методы обработки воды.

Удаление и переработка навоза. Уборка навоза из помещений и транспортирование его в навозохранилище – очень энергоемкие процессы (от 30 до 50 % общих энергозатрат на фермах)

Расход электроэнергии, приходящейся на 1 т живой массы, за цикл выращивания при клеточном содержании бройлеров на 30–35 % больше, чем при напольном. Применение в новом клеточном оборудовании ленточного пометоудаления позволяет на 30–40 % удешевить этот процесс. До 300 кг у. т. на каждую тонну вырабатываемого продукта позволяет экономить технология переработки птичьего помета в органо-минеральное удобрение.

Процесс доения коров и первичной обработки молока. Хорошим примером энергосбережения является утилизация тепловой энергии надоенного молока в современных теплохолодильных агрегатах, которые обеспечивают не только охлаждение молока, но и подогрев воды для технических нужд фермы. Правильное использование пластинчатых охладителей обеспечивает одновременное сохранение свойств молока и подогрев воды для поения животных.

3. Расчёт молотковых дробилок (исходные данные, формулы, определяемые параметры).

Исходными данными для расчета дробилок должны быть производительность, степень измельчения, характеристика физико-механических свойств измельчаемого материала.

Основные размеры барабана определяются из зависимости удельной нагрузки барабана от производительности Q

где q — удельная нагрузка.

В существующих дробилках принимается q = 2. 3 кг/с * м 2 при скоростях молотков 45. 55 м/с (первый тип) и 3. 6 кг/с*м 2 при скоростях 70. 80 м/с (второй тип) и средней крупности дерти (6 мм).

При проектировании дробилок в зависимости от типа барабанов задаются отношением

где k = 1,5. 1,7 для первого типа дробилок (ДММ-0,3) и k = 4. 7 для второго типа дробилок (ДКУ-М, КДУ-1).

Выражая L = Д / k, диаметр барабана определяется:

Размеры и число молотков. Размеры молотков определяются при условии, чтобы удары при дроблении не передавались на палец подвески, а через него и на подшипники вала барабана дробилки. Рассчитанные таким образом молотки называют уравновешенными на удар.

В общем случае устойчивость движения молотка зависит от соотношения размеров радиуса подвески молотка Rп и его длины до подвески l. Из решения дифференциальных уравнений, описывающих сложные колебательные движения молотка, рекомендуется пользоваться соотношениями:

Оба соотношения являются оптимальными, но динамический режим работы будет различным. Учитывая рекомендуемые соотношения и что определим длину молотка до подвески

Источник

Пути снижения энергозатрат в животноводстве и переработке сельскохозяйственной продукции

Пути снижения энергозатрат в животноводстве и переработке сельскохозяйственной продукции

Основные требования, предъявляемые к сельскохозяйственной технике в начале третьего тысячелетия — это значительное повышение технологической эффективности комплекса машин, снижение энергоемкости выполняемых технологических процессов.

Современное сельскохозяйственное производство невозможно представить без надежной высокопроизводительной техники.

Использование механизированных и автоматизированных технологий требует больших затрат энергии, недостаток которой мы испытываем сейчас во всех отраслях народного хозяйства. Кроме того, существенную долю затрат энергии в сельском хозяйстве составляет ее расход на горячее водоснабжение производственных и бытовых помещений, отопление.

В связи с этим, рассматривая вопрос развития сельского хозяйства в целом, и его отдельных отраслей в частности, мы неизменно сталкиваемся с проблемой дефицита энергии, высокая стоимость которой определяет чрезмерную стоимость получаемой продукции и, следовательно, ее низкую конкурентоспособность.

Обратимся к мировому опыту. В настоящее время во многих странах Центральной и Западной Европы, а также в Азии, Америке большие средства направлены на разработку систем энерго — и теплоснабжения с использованием нетрадиционных возобновляемых источников энергии.

И хотя себестоимость энергии, полученной с помощью нетрадиционных источников достаточно высокая, велики затраты на научные исследования, на выпуск первых партий гелио — и ветроустановок, тем не менее правительствами таких стран, как США, Япония, Австралия, Дания, Голландия, Израиль и других предусматриваются довольно крупные денежные вложения в эту отрасль.

В США на солнечное отопление и горячее водоснабжение переведено около 2,5 млн. домов, на что потребовалось 1,5 млрд. долларов капиталовложений. [ 1 ]

Только федеральные расходы США на солнечную энергетику в 2000-ом финансовом году составили 75 млн. долларов.

В Японии на исследование, строительство и эксплуатацию гелиотехнических установок за год израсходовано 3,8 млрд. иен. [ 1 ]

Великобритания в 2000-ом году около 8% всей энергии получила за счет возобновляемых источников. В текущем году правительством страны предусмотрены расходы в сумме около 10 млн. фунтов стерлингов, в том числе 6,4- на развитие солнечной энергетики; 2,3 — на изучение возможности использования энергии волн, и 0,8 — на геотермальные источники энергии.

Европейский союз поставил своей целью довести до 2010 года производство энергии за счет возобновляемых источников до 12%. [ 2 ]

На сегодня в Европе для нагрева воды используются солнечные коллектора общей площадью более 10 млн. м2. Несмотря на свой достаточно высокий уровень жизни, европейские страны продолжают реализовывать новые грандиозные проекты по производству электроэнергии за счет энергии ветра, солнца, биомассы. Ярким примером может служитьМиддельгрунденская ветроэлектростанция (ВЭС) в акватории Копенгагена, которая имеет установленную мощность 40 МВт и уже на протяжении года дает около 3% электроэнергии, необходимой для столицы Дании. [ 3 ]

Конечно, начальные затраты на создание подобных проектов очень велики. Стоимость проекта создания указанной ВЭС составила 49,2 млн. евро. Бесспорно, осилить такие затраты очень сложно. Каким же образом поступило правительство Дании? Выход довольно прост и заслуживает детального изучения и применения в Украине. Чтобы собрать средства настроительство станции, были выпущены акции стоимостью 50 датских крон (33 гривны). Общественные организации Дании провели большую пропагандистскую работу среди населения страны, в результате которой 50%

акций купило население. А для того, чтобы поддержать владельцев (акционеров) ВЭС, правительство заинтересовало потребителей в покупке выработанной ВЭС электроэнергии, установив на нее фиксированную цену, ниже на 15. 20% стоимости электроэнергии, вырабатываемой атомными станциями. [ 3 ]

Что касается использования солнечной энергии. Использование солнечной энергии, как показал опыт передовых развитых стран мира, может обеспечить немалую долю потребности в тепловой энергии, даже в климатических условиях северных стран. По большому счету использование энергии солнца экономически выгодно, однако процент ее использования все еще довольно низок. В настоящее время в мире общая площадь солнечных коллекторов составляет около 30 млн. м2. Цифра впечатляет, однако этотпоказатель составляет всего лишь 2. 3% от принятого потенциала, который составляет один квадратный метр гелиополя на человека. [ 3].

По климатическим условиям Крым относится к регионам с довольно высокой интенсивностью солнечной радиации. Количество солнечной энергии, которая приходится на единицу площади земной поверхности в течение года, составляет 1200. 1500 кВт-час/м2, средняя интенсивность солнечного излучения составляет около 1350 кВт-час/м2.

Выполненные в течение последних лет экспериментальные проекты показали, что годовое производство тепловой энергии в условиях Украины составляет 500. 600 кВт-час/м2, по Крыму этот показатель составляет около 850 кВт-час/м2.

Все приведенные цифры и факты говорят в пользу того, что в условиях Крыма энергия солнца и ветра, а также низкопотенциальные источники тепла способны покрывать значительную часть энергии, необходимой для нужд промышленности, быта, а также для сельскохозяйственного производства. В большой степени это относится к животноводству и переработке с.х. продукции.

Использование ВИЭ в животноводстве

В животноводстве энергозатраты составляют около 35% электроэнергии и около 30% топлива от их количества, расходуемого в сельском хозяйстве.

По расчетам удельное потребление электроэнергии в год на одну корову в условиях молочно-товарной фермы составляет в среднем 550. 1100 кВт-ч; в свинарниках — откормочниках эта цифра составляет 180. 200кВт-ч. [4]

Таблица 1.1-Распределение затрат энергоносителей для выполнения работ на ферме в расчете на одну голову.

Виды выполняемых механизированных работ

Расход электроэнергии, кВт-ч

Приготовление и раздача кормов

Водоснабжение и поение

Теплоснабжение и микроклимат

Первичная обработка молока

Уборка навоза и его утилизация

Использование гелиоустановок для нагрева воды на животноводческих комплексах позволяет сократить тепловую энергию, получаемую традиционным способом на 50. 55% в летнее время, и на 25. 30% в осенневесенний период.

Читайте также:  КАК ВЫБРАТЬ ВАКУУМНЫЙ НАСОС Часть 1 Вакуум

Как показал зарубежный опыт, а также опыт некоторых Крымских агропредприятий, где использовались гелиоприставки, производительность 2 м жидкостного гелиоколлектора при солнечной радиации около 700 Вт/м составляет 70-100 л воды с температурой нагрева 55-70°С [ 5 ]. Гелиополе из 40 коллекторов позволит нагревать до 50°С ежедневно около 5 м воды. Этого количества будет достаточно для фермы КРС с поголовьем около 600 животных. При этом экономия составит около 30 кг условного топлива в день, или около 10,5 тонн условного топлива (т. у.т) в год.

Кроме того, для использования солнечной энергии целесообразно применять и пленочные гелиоколлекторы, представляющие собой секции цилиндрических элементов, сгруппированных параллельно и соединенных входной частью с распределителем воздуха, а выходной с приемником теплоносителя с помощью переходников. Секции выполняются по схеме «Труба в трубе», причем внутренняя труба меньшего диаметра изготовляется из черной пленки, наружная из прозрачной. Апробирование подобной гелиоустановки показало, что гелиоколлектор длиной около 15м позволяет повысить температуру окружающего воздуха в летний период на 20..25°С.

Такая установка может с успехом использоваться при сушке трав для приготовления сена. Так как расход топлива на сушку каждой тонны сена составляет около 15 кг, экономия составит 12,5 кг условного топлива. При заготовке 50 тонн сена для поголовья фермы КРС средних размеров, экономия составит около 630 кг условного топлива.

Потребность в установках производительностью около 5 тонн готовой продукции в месяц составляет по Крыму 800. 850 штук. Такие установки должны быть легко разборными и мобильными для возможности их применения и монтажа непосредственно в местах с необходимым объемом работы.

Использование солнечной энергии для получения электрического тока может осуществляться с помощью фотоэлектрических модулей на основе кремниевых фотоэлектрических элементов. Возможность наращивания их мощности непосредственно у потребителя без строительства линий электропередач, составляющих до 70% себестоимости производства ираспределения электроэнергии в центролизованнных энергоносителях, может обеспечить их конкурентоспособность в условиях удаленных неэлектрифицированных объектов с малой плотностью нагрузки 0,1. 1,5 кВт/км2 (пастбища, горные массивы и т. п.).

Большой резерв энергосбережения в животноводстве — использование тепла свежего молока. Как известно начальная температура молока составляет около 36°С, температура кондиционного молока для сдачи на молокозавод не выше 8°С. Для того чтобы добиться такого снижения, необходимо затратить большое количество энергии. Для этого целесообразно использование теплообменных аппаратов пластинчатого типа, либо аппаратов нового — роторного типа с высокой производительностью. Это позволит добиться одновременно и охлаждения молока, и нагрева воды минимум на 8. 10°С для дальнейшего ее использования в технологических целях. При этом экономия составит около 1,5 кг условного топлива на тонну, а для фермы 600 голов КРС годовая экономия составит 315 т. у.т.

Для нужд животноводства может быть использована и энергия ветра. Энергию ветра, в первую очередь, целесообразно использовать для привода водоподъемников и насосов в системах пастбищного животноводства, а также электро — и теплоснабжения автономных сельскохозяйственных потребителей малой мощности. Использование ветроэнергетическихустановок (ВЭУ) для подъема воды в 1,5-2 раза снижает стоимость 1 м подъема воды по сравнению с водоподъемниками, имеющими двигатель внутреннего сгорания, а общие затраты на поение животных в условия пастбища сокращаются в 3 раза.

Опыт использования ветроустановок на животноводческих комплексах накоплен как в хозяйствах Крыма, так и Украины. В большей степени ветроагрегаты используются для нагрева теплоэлектрических нагревателей, которые в свою очередь нагревают требуемый запас на ферме. Наиболее рациональные регионы использования ветроагрегатов на территории Крыма это Раздольненский, Черноморский, Сакский, Ленинский районы. Потребность в ветроагрегатах зависит от их установленной мощности. Для использования на животноводческих фермах целесообразными являются агрегаты мощностью до 20 кВт.

Резервом снижения энергопотребления при охлаждении молока на фермах является перевод холодильных агрегатов в режим теплонасосных установок. Коэффициент преобразования этих установок составляет 3-5, то есть на каждый затраченный кВт энергии в тепловом эквиваленте получают 3-5 кВт энергии в виде горячей воды с температурой 50-55°С.

Один из способов получения энергии нетрадиционным способом анаэробное сбраживание отходов. Применение анаэробной переработки отходов животноводства позволит ускорить их разложение в 10 раз и более по сравнению с обычным подогреванием в буртах. В результате переработки отходов животноводства решается одновременно 3 проблемы:агрохимическая (получение органических удобрений), экологическая (обеззараживание патогенной микрофлоры), энергетическая (получение биогаза). Наиболее целесообразно применение подобных установок для переработки жидкого навоза и стоков, имеющих высокую влажность — более 85%, получаемых при использовании гидравлических систем удаления навоза.

В настоящее время актуальным является также вопрос создания и широкого внедрения мобильных кормоприготовительных пунктов для заготовки комбикормов в коллективных предприятиях и в частном секторе. Производительность такого пункта должна составлять около 2 тонн комбикорма в час. Использование подобных агрегатов даст возможностьрезко сократить затраты на транспортировку пшеницы и ячменя на специализированные комбикормовые заводы. Ориентировочная потребность для Крыма в настоящее время составляет около 60 штук.

Комплексное использование всех предложенных вариантов замещения традиционных видов энергии позволит получить экономию для условий средней фермы на 600 голов около 320 т. у.т. в год.

Использование ВИЭ на перерабатывающих предприятиях

Предприятия перерабатывающей отрасли потребляют значительное количество энергии, которая идет на обеспечение тепловых процессов, работу стационарных машин и агрегатов, подачу воды и удаление отходов. Учитывая то, что в настоящее время наблюдается тенденция повышения производства концентрированных продуктов (сиропов, соусов, сушеной плодово-ягодной продукции и т. п.), взамен производимых компотов, маринадов, значительная часть энергетических средств затрачивается на осуществление тепловых процессов, которые являются неотъемлемой частью таких технологий. Структура затрат энергии в различных технологических процессах переработки приведена в таблице 2. 1

Источник

Организация энергоэффективного животноводства.

1.Показатели энергоэффективности сельского хозяйства. Рациональный вариант энергосберегающих мероприятий выбирают на основе расчета сравнительной экономической эффективности капитальных вложений с комплексным анализом стоимостных и натуральных показателей. При выборе варианта используют вариантный, экстремальный метод разницы и обобщенной разницы. Лучше пользоваться последними двумя. При расчетах по методу разности определяют разницу приведенных затрат только по тем показателям, по которым отличаются варианты, что позволяет упростить расчеты.

При разработке новых конструкций агрегатов, схем безотходной технологии, как правило, отсутствует технико-экономическая информация. В этом случае для сопоставления вариантов целесообразно использовать метод обобщенной разницы приведенных затрат, при котором разница относится к специально отобранного показателя, характерного для данного типа задач.

Технико-экономическое сравнение вариантов возможно только при условии их сходства. Приведение включает в себя технико-экономическое обоснование, количественный и качественный анализы вариантов, обеспечения тождества основных факторов. Последнее заключается в сравнении вариантов обеспечения потребителей продукцией, использование различных энергоносителей, определении экономической эффективности создания энергоустановки.

Учет тождественности социальных условий проводится по показателям условий и безопасности труда, уровня механизации и автоматизации, защиты окружающей среды. Для оценки работы по энергосбережению можно определять такие коэффициенты:

1. Коэффициент экономии К е = ΔW / W, деΔW — экономия энергоресурсов; W — расход энергоресурсов;

2. Коэффициент возможной экономии К м = ΔW Σ / W, где ΔW Σ — суммарная возможная экономия энергоресурсов;

3.Коэффициент реализации возможной экономии энергоресурсов
К р = Ке / К м;

4. Коэффициент значимости данного резерва экономии К и = ΔW и / ΣΔW и где ΔW и-экономия энергоресурсов по данному направлению энергосбережения (и-м мероприятия). Следует различать полную, прямую и структурную экономию как по совокупности продуктов (работ), так и по отдельным видам, сортам, маркам этих продуктов. Одинаковым темпам экономического роста могут соответствовать разные варианты снижения энергоемкости, отличающихся уровнем внедрения достижений науки и техники.

2.Проблемы аграрной энергетики. Сельское хозяйство, определяющее продовольственную безопасность страны, относится к числу энергоемких отраслей. Ограниченные запасы органического топлива и непрерывный рост затрат на их использование требуют поиска путей рационального использования энергетических ресурсов. Одним из путей является использование возобновляемых источников энергии (ВИЭ).

Экономический потенциал возобновляемых источников велик, и их доля в мировом энергопотреблении может составить 10-12%. В России экономический потенциал возобновляемой энергии составляет около 30% от объема потребления топливно-энергетических ресурсов, что является благоприятным условием для решения энергетических проблем.

Из числа ВИЭ наиболее перспективными по признаку доступности потребителям являются использование солнечной и ветровой энергии. В мире действует большой парк гелио — и ветроэнергетических установок (ГЭУ, ВЭУ) с суммарной мощностью более 200 ГВт. В России, по разным причинам, использование ГЭУ и ВЭУ весьма незначительно.

Таким образом, существует экономико-хозяйственная проблема в объективной необходимости использования ВИЭ в сельскохозяйственном производстве. Её интерпретация в научно-техническую область требует решения двух проблем: определение условий эффективного использования возобновляемых источников и создание эффективных схем совместного использования традиционных и возобновляемых источников для рационального сочетания потребляемых энергоресурсов в системе энергоснабжения.

Анализ систем энергоснабжения в сельском хозяйстве показывает, что ВИЭ, как правило, рассматривается как дополнительный источник. Тогда система энергоснабжения с использованием ВИЭ должна иметь научно обоснованную структуру для рационального использования энергоресурсов.

Рациональное сочетание потребляемых энергоресурсов может быть определено на стадии проектирования системы энергоснабжения. Однако недостаточная проработка методологических основ и общих методических положений в проектировании энергосистемы с использованием ВИЭ не позволяет выбрать рациональное сочетание традиционных и возобновляемых энергоресурсов.

Читайте также:  I Добро пожаловать в мир Лабораторной Диагностики i

В условиях развитой гелио — и ветротехники наиболее актуальными становятся вопросы эффективного их использования путем согласования режимов поступления и потребления возобновляемой энергии. Отсутствие научно обоснованных показателей и методов их оценки не позволяют определить условия эффективного использования ВИЭ в системе энергоснабжения.

3.Организация энергоэффективного производства. Значительную экономию энергии в сельском хозяйстве можно обеспечить за счет:

— Внедрение новых конструктивных решений при проектировании сельскохозяйственной техники и энергетического оборудования, которые предусматривают снижение удельных металло-и энергоемкости;

— Улучшение структуры машинотракторного парка, максимального повышения доли дизельного транспорта, формирования автопоездов с использованием прицепов и автоприцепов;

— Полного удовлетворения потребностей сельского хозяйства типичными нефтехранилищ, передвижными заправь глазными станциями, улучшения качественных показателей топлива, повышение надежности энергоснабжения;

— Развития и улучшения сети автомобильных дорог в сельской местности;

— Внедрение индустриальных технологий производства, безотходных технологий и переработки сельскохозяйственной продукции;

— Интенсификации процесса фотосинтеза;

— Использование в сельском хозяйстве побочных энергетических ресурсов;

— Использование нетрадиционных и возобновляемых источников энергии;

— Усиление теплозащитных свойств конструкций промышленных помещений и жилых домов.

Во всех случаях возможно использование нескольких вариантов энергосберегающих мероприятий.

4.Организация энергоэффективного животноводства.При определении эффективности животноводства в качестве критерия оптимальности прежде всего учитывают использование в натуральном и стоимостном выражении кормов, живого труда и основных производственных фондов.

Интенсификация кормопроизводства на современном этапе не увязывается с экономным расходованием энергоресурсов. По данным проведенных исследований, на получение продукции животноводства в структуре полных энергозатрат на корма приходится 58-92%, или они составляют более половины стоимости животноводческой продукции.

Специалисты достаточно информированы о себестоимости производимой животноводческой продукции, меньше знают о себестоимости кормов и практически не представляют, сколько энергии затрачено на их производство. Расчеты показывают, что различные сельскохозяйственные культуры требуют неодинаковых энергетических затрат. В среднем по Беларуси расходуется условного топлива на гектар посевов зерновых 180-205 кг, картофеля -600-770, кормовых корнеплодов -500-700, многолетних трав — 80-130, силосных культур — 250-280 кг. В расчете на 1 ц к.ед., содержащихся в зернофураже, соответственно 10-12,5 кг, в картофеле -10-15.5, в корнеплодах -11-15, в сене многолетних трав — 4-4,8, в силосе — 6,5-8 кг. у.т. На производство зерна приходится 38-41% общего объема топлива, потребляемого в растениеводстве, на выращивание пропашных культур — 21-25, многолетних трав — 6-8, силосных культур — 10-13%. В то же время увеличение урожая зерновых в 2 раза требует десятикратного повышения затрат ресурсов и энергии. С энергетической точки зрения наиболее выгодна такая технология, которая на единицу вложенной совокупной энергии обеспечивает наибольший выход энергии в продукции. Для определения энергетической эффективности производства необходимы материалы о выходе первичной продукции, энергосодержании и затратах энергии на ее производство. На основе урожайности сельскохозяйственных культур и энергосодержания \ т продукции /ГДж/: зерно — 13,827, картофель — 37,71, сахарная свекла — 11,732, сделан расчет энергосодержание урожая, который составил 15 00-1 ОМ 650-105 ГДж. Энергетическая эффективность производства в растениеводстве составляет от 1,26 до 1,19 ГДж затраченной энергии. Эти данные свидетельствуют о заметном снижении энергетической эффективности производства растениеводческой продукции, что приводит к увеличению энергозатрат при отсутствии роста урожайности культур.

Изменениям энергетической эффективности подвержена растениеводческая продукция не только при выращивании, но и при ее дальнейшей переработке. Сделанные расчеты показывают, что на получение 1 т травяной муки затрачивается на 150 кг топливных единиц больше, чем эквивалентной энергии содержится в самой муке, или которой было бы достаточно для выполнения работ по возделыванию и уборке зерновых на площади 2,7 га. В последнем случае может быть подучено 7 т зерна и 11 т соломы.

Энергетическая эффективность производства животноводческой продукции на порядок ниже, чем растениеводческой. Для ее расчета, так же как и для подсистемы «растениеводство», учитывались выход продукции, ее энергосодержание и расход энергии на ее производство. Согласно расчетам энергетическая эффективность, составляла от 0,103 до 0,099 Дж на 1 Дж затраченной энергии. Как видно, и при производстве животноводческой продукции допущено значительное снижение энергетической эффективности.

Необходимо отметить, что сельскохозяйственное производство, в отличие от других отраслей народного хозяйства, является не только потребителем, но и производителем энергии. Однако технология возделывания кормовых культур может быть более рентабельной, если накопленная в биомассе энергия повышается, а затраченная энергия имеет тенденцию к снижению. Метод энергетической оценки производства сельскохозяйственной продукции дает возможность количественно определять совокупные затраты в единых энергетических единицах, сравнивать энергозатраты по элементам технологии, оценивать различные технологии заготовки кормов. Такой подход позволит объективно оценить энергоемкость технологических процессов, выявить резервы экономии ресурсов, выделить наиболее существенные факторы, определяющие энергоемкость, и разработать экономичные варианты технологий кормопроизводства с учетом зональных УСЛОВИЙ.

Если до 90-х годов при разработке технологий производства разных видов кормов основное внимание уделяли увеличению объема производства и улучшению качества продукции, то в последнее время — еще и выбору энергосберегающих технологий и технических средств.

Пути снижения энергозатрат в мясном скотоводстве. В процессе реформирования сельского хозяйства в животноводстве Республики Беларусь возникли кризисные явления, которые привели к резкому спаду производства продукции. Основными причинами упадка отрасли стал диспаритет цен на сельскохозяйственную и промышленную продукцию, монополизм перерабатывающих предприятий и диктат закупочных цен, В результате хозяйства за реализованную продукцию получают менее трети от розничной цены, что делает скотоводство убыточным в хозяйствах как общественной, так и частной формы собственности.

Раньше при удивительной дешевизне относительно мировых цен на ГСМ и высоких дотациях государства существующие технологии производства и использования кормов серьезно не влияли на доходность животноводства, и можно было в кормоцехах смешивать солому с силосом, что не давало никакого эффекта, готовить травяную муку и травяную резку при яркой солнечной погоде. Когда имелись благоприятные условия заготовки дешевого витаминного сена, содержать скот по 500-2000 голов под одной крышей, подвозить зеленый корм с полей на фермы, расположенные на расстоянии 15-20 км, что исключало необходимость пастьбы животных. В настоящее время, применяя эти технологии, нельзя рассчитывать на рентабельное ведение животноводства. Естественно, что при таком положении в условиях свободного рынка, молочная продукция наших ферм становится по стоимости не конкурентоспособной с таковой, поступающей из-за рубежа. Следовательно, необходимо совершенствовать технологии производства молока с тем, чтобы снизить материальные, энергетические и трудовые затраты на производство продукции.

При решении проблем, связанных с технологией молочного скотоводства, должен быть осуществлен переход от установки на повышение продуктивности животных любой ценой, к установке на максимальное снижение затрат на единицу продукции. В этой связи отдельные технологические приемы оказывающие незначительное влияние на величину удоя, утрачивают свое значение. Так, в целях сокращения затрат рабочего времени целесообразно повсеместно перейти от трехкратного на двукратное доение коров.

Повышение удоя за счет третьей дойки на 5-6% не оправдано, так как затраты времени на получение этой прибавки возрастают на одну треть.

В связи с переустройством сельскохозяйственных предприятий в процессе реорганизации крупного производства возникает опасность технологической и технической деградации ферм так как крестьянские животноводческие хозяйства создаются на базе архаичных технологий и ручного труда.

В то же время в крестьянские хозяйства или предприятия с коллективно-долевой собственностью и малыми объемами производства, возникающие при объединении земельных и имущественных паев, не могут переноситься технологические решения, сложившиеся в условиях крупного производства, основанные на глубоком разделении труда и специализации работников на выполнении отдельных операций.

Образование на базе ферм бывших колхозов и совхозов самостоятельно действующих предприятий приводит к необходимости формирования замкнутых производственных коллективов, состоящих из работников универсалов, способных выполнять весь комплекс работ, связанных с производством конечной продукции (доение, уход за животными, владение мобильной техникой, погрузка, транспортировка, подготовка и раздача кормов, обслуживание технического оборудования и средств механизации, первичная обработка и реализация продукции, ведение первичного учета).

Надо отметить, что не оправдало себя бытующее представление о том, что изменение отношения человека к собственности само по себе приведет к повышению эффективности производства. На деле оказалось так, что во многих случаях коллективы животноводов, став собственниками земли и средств производства, перешли на путь упрощенчества в ведении животноводства, что приносит только ущерб. Становится очевидным, что решить проблему сокращения затрат труда и материальных средств лишь путем изменения отношения человека к собственности вряд ли возможно. Следовательно, нужны трудо- и ресурсосберегающие технологические решения, которые бы входили составной частью в процесс технологии независимо от воли исполнителей работ.

В свете отмеченного, сокращение издержек в скотоводстве должно осуществляться за счет создания и применения эффективных технологий и технических средств заготовки, приготовления и нормированной выдачи кормов животным с учетом их продуктивности и физиологического состояния, устранения порчи и потерь кормовых ресурсов, сбережения энергоресурсов по всем стадиям технологии производства продукции, сокращения затрат живого труда и улучшения использования техники.

ЛЕКЦИЯ 5: Возобновляемые источники энергии.

Дата добавления: 2015-01-30 ; просмотров: 10 | Нарушение авторских прав

Источник