ЭНЕРГО- И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ. ОБЗОР ТЕХНОЛОГИЙ - Студенческий научный форум

IV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2012

ЭНЕРГО- И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ. ОБЗОР ТЕХНОЛОГИЙ

 Комментарии
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение

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 и ресурсов. В процессе хозяйственной деятельности ресурсы предприятия занимают одно из центральных мест, поэтому вопрос ресурсо- и энергосбережения и определения оптимального соотношения ресурсов на предприятии очень актуален в настоящее время.

Сельское хозяйство - одна из системообразующих отраслей экономики любой страны. Вне зависимости от почвенно-климатических условий даже самые развитые промышленные страны вкладывают очень большие средства в развитие отечественного сельского хозяйства. Имеющиеся в России земельные угодья представляют собой огромную производительную силу. Кризис в сельском хозяйстве и спад его производства сразу наносит тяжелый удар по всей экономике, поскольку приводит к потере огромного количества бесплатных природных ресурсов. Большая часть территории России лежит в зоне рискованного земледелия. На больших пространствах урожайность сильно колеблется в зависимости от погодных условий. Тем не менее, вплоть до радикальной реформы, начатой в 1988 г., сельское хозяйство России развивалось с высоким и стабильным темпом. Реформа 1988 года привела к тяжелейшему кризису всего сельского хозяйства - и растениеводства, и животноводства.

В России находится 10 % всех пахотных земель мира. Свыше 4/5 пашни в России приходится на Центральное Поволжье, Северный Кавказ, Урал и Западную Сибирь. Основные сельскохозяйственные культуры: зерновые, сахарная свекла, подсолнечник, картофель, лён.

На начало 2010 года, Россия находится на 3-м месте в мире по экспорту зерновых (после США и Евросоюза) и на 4-м месте в мире по экспорту пшеницы (после США, Евросоюза и Канады). В 2010 году Россия по экспорту зерна вплотную приблизилась к Евросоюзу, а производство пшеницы превысила её урожай в США

Также в  России развито мясо-молочное и мясо-шёрстное животноводство. По данным статистики на 2010 год, Россия занимает 7-е место в мире по объёму производства куриного мяса. Прогнозируется, что к 2012 году Россия может практически полностью обеспечивать себя куриным мясом, сведя долю импорта к 10 % от объёма потребления.

В 2006 году в России было начато осуществление приоритетного национального проекта «Развитие АПК». Этот проект направлен на:

  • приоритетное развитие животноводства,
  • преодоление демографического кризиса в отрасли,
  • на борьбу с бедностью,
  • создание современного конкурентоспособного сельхозпроизводства,
  • на стимулирование развития малых форм агробизнеса.

Для повышения эффективности аграрно-продовольственной системы необходимо принятие ряда серьезных мер. Однако, в настоящее время разработаны общие предложения по отдельным элементам государственного регулирования в АПК, которые могли бы заметно оздоровить обстановку в отрасли, но они не реализованы.

Например, новая государственная система кредитно-финансового обслуживания АПК в части предоставления налоговых и иных льгот инвесторам в инфраструктуру сельского хозяйства - производство сельхозтехники, удобрений, совершенствование условий хранения зерна и т.п. Однако до настоящего времени еще не начата разработка соответствующих механизмов.

Введение новых правил льготирования процентной кредитной ставки при предоставлении заемщикам денежных кредитов любым российским банком. Несмотря на то, что Постановление Правительства подписано и село испытывает огромный дефицит финансов в период уборочных работ, широкомасштабное кредитование еще не начато, не определены до конца его механизмы.

Особенности систем энерго- и ресурсосбережения в сельском хозяйстве

Для интенсификации производства в рыночных условиях необходима перестройка всего хозяйственного механизма с учетом ресурсосберегающего фактора. Интенсификация процесс прогрессирующий, постоянно нарастающий, охватывающий все сферы сельскохозяйственного производства и крупного, и мелкого. Слабым местом предшествующего периода интенсификации АПК была разрозненность освоения нововведений. Современный этап интенсификации предусматривает переход на инновационный путь развития, характерным для которого является системный подход к проблеме.

В настоящее время в России идет увлечение зарубежными технологиями, селекционными достижениями и организационными формами, которые стараются внедрить без учета местных условий и приспособления к конкретной обстановке. В итоге отмечается большое количество производственных неудач, срывов, а порой и разорений предприятий.

Сельское хозяйство России имеет большие резервы для своего развития и функционирования. В условиях рыночной экономики - это перестройка хозяйственного механизма с учётом ресурсосберегающего фактора. Эффективность отрасли можно существенно повысить за счет организации производства на принципах ресурсо- и энергосбережения. Результативного использования ресурсов можно достичь в том случае, если с позиции ресурсосбережения оценивается вся технологическая цепочка производства, переработки и использования сырья. При этом не следует заниматься ресурсосбережением ради экономии. Выявление и ликвидация лимитирующих факторов позволяет восполнить их, в результате другие ресурсы начинают эффективно работать, и происходит их сбережение. Одновременно с решением задач ресурсосбережения необходимо переходить к инновационным методам развития. При этом само ресурсосбережение должно модернизироваться с учетом инновационного подхода

Структуру энерго - и ресурсосберегающего земледелия можно представить в виде следующей схемы:

Основными видами энергоресурсов, которые потребляет сельское хозяйство, являются ГСМ (горюче-смазочные материалы), тепловая энергия, электроэнергия, газ. В зависимости от сельскохозяйственного направления приоритет отдается разным его видам, если для животноводства это ГСМ и электроэнергия, то для растениеводства это ГСМ, а для закрытого грунта тепловая энергия и электроэнергия.

Одним из ключевых факторов стоимости получаемого сельскохозяйственного продукта, является его энергоёмкость. А именно, количество энергии, затрачиваемое на производство единицы продукции. По этому показателю российские производители имеют существенное отставание от своих западных коллег. Несомненно, существенное влияние оказывает географическое положение и климатические условия, но отрицать недостатки в используемых технологиях, технических устройствах и системе управления, тоже не стоит.

Сельское хозяйство, для повышения конкурентоспособности выпускаемой продукции, неизбежно сталкивается с необходимостью модернизации. Ключевой целью, которой, является повышение производительности и снижение энергоёмкости.

Технологии энерго- и ресурсосбережения в сельском хозяйстве

1. Энергосбережение в сельском хозяйстве

Основное направление сбережения электроэнергии - это ее высокопродуктивное расходование путем согласования мощности электрооборудования с конкретными потребностями; соблюдение графика работы электрооборудования, который делает невозможной холостую работу и неполную загрузку; поддержание электрооборудования в технически исправном состоянии, при котором устраняется отклонение от нормативного состояния.

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.

Важным аспектом энергосбережения в земледелия является включение в севооборот культур, предназначенных для использования в качестве биотоплива. Имеется в виду такая ценная культура, как рапс, масло которого является альтернативой дизельному топливу, применяемому ныне для сельскохозяйственной техники в хозяйствах АПК. Рапсовое биотопливо - экологически безопасное по воздействию на почву и атмосферу и не снижает продуктивность почв. Оно не токсично, пожаробезопасно и по себестоимости в четыре раза дешевле привычной солярки. Кроме этого, при выращивании рапса происходит очищение сельскохозяйственных площадей от азота до уровня 0,06--0,09% от вносимых азотных удобрений, что уменьшает загрязнение азотными соединениями подземных и поверхностных вод. Масло из рапса как горючее активно применяется за рубежом.

Технология производства биотоплива:

Рапс поступает в маслопресс, где масло отделяется от рапсового жмыха, используемого в комбикормовой промышленности.

Далее рапсовое масло, передается в эстерификационную установку. Для получения метилового эфира к рапсовому маслу добавляется метанол (соотношение 7 : 1), и небольшое количество щелочного катализатора. .

Процесс эстерификации происходит в реакторе при температуре 45...50°С в течении 80 мин. В результате химической реакции образуется метиловый эфир (биотопливо), а также побочный продукт - глицерин.

Преимущества биотоплива:

  • увеличение срока службы двигателя (при работе двигателя на биотопливе одновременно производится смазка его подвижных частей, в результате которой, как показывают испытания, достигается увеличение срока службы самого двигателя и топливного насоса в среднем на 60%.),
  • меньше выбросов СО2 (при сгорании биотоплива выделяется ровно такое же количество углекислого газа, которое было потреблено из атмосферы растением, являющимся исходным сырьем для производства масла, за весь период его жизни),
  • биотопливо почти не содержит серы (< 0,001%).

Энергообеспечение АПК является важной задачей, и топливная энергетика - одна из его проблем, быстрое решение которой возможно только совместными усилиями при создании государственной программы по биотопливу и государственной поддержке его производителей. Эффективное применение технологий невозможно без высокопроизводительной и надёжной техники.

2. Система сберегающего земледелия

Система сберегающего земледелия - это долгосрочная стратегия менеджмента каждого хозяйства, которая предлагает возможность повышения эффективности производства при одновременном снижении затрат и минимизации ущерба, наносимого окружающей среде посредством применения ресурсосберегающих технологий и точного земледелия.

В системе сберегающего земледелия снижение затрат обеспечивается внедрением элементов точного земледелия с помощью специальной аппаратуры. К такому оборудованию относится прибор параллельного вождения AgGPS. Это устройство позволяет сократить затраты за счёт параллельного вождения и минимизации перекрытий: экономит химикаты, топливо, время, исключает пропуски; расширяет временные возможности за счёт работы ночью и при плохой видимости.

К методам, уменьшающим количество вносимых минеральных удобрений и средств защиты растений, относятся:

  • отслеживание кислотности (применение необходимой концентрации рН) для средств защиты растений;
  • использование почвенных бактерий, главный принцип действия которых основывается на естественных природных процессах фиксации атмосферного азота и переводе связанных форм фосфора в доступные растениям формы.

Кроме того, что эти бактерии обеспечивают питание азотом и фосфором, они вырабатывают целый ряд биологически активных веществ, среди которых фитогормоны, стимулирующие развитие растений, и антибиотики, подавляющие рост вредоносных грибков. Таким образом, бактерии становятся естественными помощниками растений; организация полнокультурных севооборотов (севооборот в системе сберегающего земледелия имеет особое значение), так как многие проблемы (засорённость и распространение вредителей и болезней) можно решить путём чередования сельскохозяйственных культур.

Использование в севообороте бобовых культур позволит сэкономить значительное количество азотных удобрений, а культур с глубоко проникающими в землю корнями (рапс, редис) - наряду с экономией азота снять проблему плужной подошвы, улучшить структуру почвы без механических обработок. Выращивание крестоцветных культур в севообороте позволяет улучшить фитосанитарное состояние почвы. Севооборот в системе сберегающего земледелия имеет особое значение, так как многие проблемы засорённость, распространение вредителей и болезней - можно решить путём чередования сельскохозяйственных культур.

3. Внедрение прогрессивных средств механизации

Сегодня рекомендуется внедрять технологии ресурсосберегающего земледелия, 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.

Еще одним плюсом данных нововведений является то, что металлоёмкость производства сельскохозяйственных машин снижается в 2,5 раза. При использовании ресурсосберегающих технологий на зерновом клине общее снижение СО2 эмиссии составит приблизительно 117,9 млн. т СО2 в год.

По энергетической эффективности (экономии топлива) при выполнении почвообрабатывающих операций предпочтение отдается колесным энергонасыщенным тяговым средствам с широкозахватными агрегатами.

Эффект по экономии трудовых затрат и нефтепродуктов в области достигается при минимизации глубины обработки почвы, совмещении операций, применении машинных технологий. Поэтому необходимо увеличивать закупки дискаторов, стерневых сеялок, комбинированных агрегатов. Их применение позволяет резко сократить число проходов ходовых систем тракторов и сельскохозяйственных машин по полю, что уменьшает расход топлива.

Комбинированные агрегаты обеспечивают локальную обработку почвы, внесение в обработанные полосы полной дозы удобрений и посев семян при возделывании зерновых культур. Энергосберегающие технологии берутся на вооружение и фермерами. Сокращение людских ресурсов, и проблема повышения привлекательности труда на ферме, заставляют внедрять энергосберегающие технологии и в животноводстве.

Примером такой техники являются почвообрабатывающий посевной комплекс ЭРА-П, зерноуборочный прицепной комплекс ЭРА-У.

Почвообрабатывающий посевной комплекс ЭРА-П, который заменяет весь традиционный парк техники и позволяет исключить использование сеялок, культиваторов, лущильников, борон, выравнивателей, машин для внесения минеральных удобрений, плоскорезов, кольчатых катков и т.д.

Зерноуборочный прицепной комплекс ЭРА-У, который заменяет зерновой комбайн, жатку, сеялку, орудия для послеуборочной обработки почв. Машина за один проход по полю убирает и вышелушивает зерно из колосьев, измельчает и распределяет равномерно по полю пожнивные остатки, формирует (при необходимости) кулисы из высокой стерни и мульчирует поверхность почвы. После прохода этого комплекса поле не требует какой-либо дополнительной обработки.

Эти два сельскохозяйственных комплекса заменяют практически все машины (около 30 единиц), используемые в традиционной технологии.

4. Технология «нулевой» обработки почвы

В последние десятилетия ресурсосберегающее земледелие в мире получило самое широкое распространение, в том числе по системе No-Till (No-Till в переводе с английского «без обработки»). Система No-Till - экономическая модель растениеводства. При ее создании специалисты взяли за основу технологию нулевой обработки почвы, уделили больше внимания оптимизации производственных процессов и в итоге, сделали растениеводство управляемым, прогнозируемым и экономически эффективным.

Переход на технологию нулевой обработки почвы начинается с уборочной кампании, в ходе которой измельченные пожнивные остатки равномерно распределяются по полю. В результате формируется почвозащитное покрытие, которое противостоит ветровой и водной эрозии, обеспечивает сохранение влаги, препятствует произрастанию сорной растительности, способствует активизации почвенной микрофлоры, является базисом для возобновления плодородного слоя и повышения урожайности культур.

В системе No-Till особое внимание уделяется севооборотам. Чередование культур - это только часть севооборота. Каждый должен выбирать севооборот под свое хозяйство. Но есть ряд принципов, которые неукоснительно работают при любых условиях: принцип ежегодного чередования культур злаковых и широколистных, а также смена культур теплого и холодного периода.

Для увеличения органического вещества в почве, стимулирования выработки почвенного азота и микробиологической активности, подавления роста сорняков, улучшения структуры почвы, снижения выщелачивания питательных веществ и эрозии, для снего- и водозадержания высевают сидеральные культуры.

5. Система капельного полива

Современные системы капельного полива - это гибкие шланги с капельницами, выравнивающими подачу воды по всей длине шланга. С помощью простых машин, навешенных на трактор, полив укладывается на поверхность почвы или заглубляется в неё - сразу до 10 рядов тянутся на сотни метров. Вода подаётся гарантированно, прямо к корням, экономно и с одновременными подкормками в малых дозах (фертигация).

Преимущества капельного полива:

  • значительное, в разы, повышение урожайности в теплицах и на грунтах (для томатов, огурца, капусты, картофеля, лука в 2 раза),
  • существенное снижение трудозатрат на полив и обработку как на открытом грунте, так и в теплицах (с 30-40 до 2-4 чел.-час/га),
  • улучшается «качество» продукции, товарный вид,
  • экономия воды и удобрений (в 2-3 раза),
  • эффективное потребление растениями удобрений (до 80%), не происходит засоление почвы,
  • возможность поливать растения в любое время, не рискуя вызвать солнечный ожог.

6. Гранулированные органические удобрения

Существует множество способов утилизации органических отходов. Например, переработка навоза в биогумус с помощью дождевых червей. Более дешёвый способ переработки органических отходов - микробиологический. Многолетние исследования показали, что при такой переработке навоза микробный состав продуктов намного лучше, чем в самом навозе. Вместо двух-трёх лидирующих видов - 15-20 полезных видов, численность которых более выровнена. Это - признак стабильности и сбалансированности микробного ценоза. Доступных питательных элементов здесь также больше, чем в обычных компостах.

ГОУ сочетают в себе положительные свойства и органических, и минеральных удобрений. Они экологически чисты и агрономически эффективны. Как минеральные удобрения, они удобны в работе и сразу повышают урожай, но, как органические - улучшают почву: в 2-3 раза усиливают биоактивность прикорневой микрофлоры, повышают содержание гумуса, улучшают проницаемость и влагоёмкость - и растягивают эти эффекты на несколько лет. Очень существенно, что себестоимость ГОУ в 2-4 раза дешевле биогумуса и прочих продуктов переработки отходов животноводства.

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 литературы

  1. Акмаров П. .Б. Эффективность использования производственных ресурсов коллективными хозяйствами// Экономика сельскохозяйственных и перерабатывающих предприятий. 2002. - №4.-с. 14-15
  2. Алферьев В.П. Организация материально-технического снабжения АПК в новых условиях хозяйствования. М.: Агропромиздат, 2007. - 193 с.
  3. Апарин И.В. Организационно экономический механизм государственного регулирования АПК региона в условиях многоукладной экономики. -Барнаул, 2000. -с.218
  4. Горин В.Л. Управление агропромышленным производством (теория и практика). Белгород: Крестьянское дело. 2004 - 376с.
  5. Сельское хозяйство России. Портал «Агровидение». [Электронный ресурс].- URL: http://agrovision.ru/Selskoe_hozyaystvo_Rossii/
  6. Сузьменко В.А. Региональные аспекты энергопотребления АПК // АПК: экономика и управление. 2001. - № 1. - С.52-57
  7. Миндрин А.С. Энергосбережение в сельском хозяйстве // Экономика сельскохозяйственных и перерабатывающих предприятий. 2006. - №5. - С. 11-14
  8. Нехамкин А.Н., Ториков В.Е., Михайлов О.В. Инновационный менеджмент в аграрной экономике. Учебное пособие. Брянск: изд. Брянской ГСХА, 2001. - 408 с.
  9. Регуш B.B., Пацкалев А.Ф. Восстановление и развитие технического потенциала сельского хозяйства. М.: РАСХН, 2003. - 284 с.
  10. Рупошев А. Р. Ресурсосбережение при производстве растительного сырья // Аграрное решение . - 2011. - № 4. с. 26-31.
  11. Энергосбережение в сельском хозяйстве. Тематическое сообщество «Энергоэффективность и Энергосбережение» [Электронный ресурс].- URL: http://solex-un.ru/energo/predmetnaya-osnova/energosberezhenie-v-selskom-khozyaistve
Просмотров работы: 1925