XIV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2022

Постоянный рост потребления электроэнергии в регионах с развитой инфраструктурой обусловил проблему энергоснабжения новых объектов агропромышленного комплекса.

Для увеличения пропускной способности имеющихся электрических сетей с реконструкцией линий электропередачи и трансформаторных подстанций требуются значительные капиталовложения. Отечественный и зарубежный опыт показывает, что их размер соизмерим со стоимостью установки дополнительных источников энергии непосредственно в центрах ее потребления. Более того, стоимость вырабатываемой энергии на таких установках бывает значительно ниже получаемой от энергосистем.

В настоящее время известны две категории источников энергии, которыми могли бы воспользоваться потребители агропромышленного комплекса. Это невозобновляемые источники энергии (например, нефть и природный газ) и возобновляемые источники энергии. В свою очередь возобновляемые источники энергии делят на первичные: солнце, ветер, водяные потоки, и вторичные: продукты переработки производственной и бытовой биомассы.

По прогнозам ученых доля вторичных возобновляемых источников энергии от переработки биомассы во всем мире к 2040 году должна составить около 30%. В связи с этим перспективными резервными источниками энергии в агропромышленном комплексе могут быть, наряду с первичными возобновляемыми источниками энергии, установки, работающие как на традиционном топливе (газ, нефть), так и на топливе, получаемом при переработке производственной и бытовой биомассы.

Установлено, что работа на биодизельном топливе не только более экологична, но и экономически выгодна. В России к производству биодизельного топлива подключены крупнейшие отечественные агропромышленные холдинги, такие как «РусАгроПроект» в Волгоградской области, ОАО «Казанский маслоэкстрационный завод» в республике Татарстан, завод ООО «Либейл» в Липецкой области и другие.

Перерабатывая биомассу, эти заводы в состоянии производить десятки ты-сяч тонн биодизельного топлива, используя которое локальные энергоустановки в местах дефицита централизованного электроснабжения могли бы стать конкурентами реконструкции электросетей.

Технологии, использующие газовое топливо, включая биогаз, для выработки электрической и тепловой энергии, находят все большее распространение в экономически развитых странах. Определенный опыт применения газовых энергоустановок имеется и в Российской Федерации. Более десяти лет успешно работает газовая электростанция в деловом центре «Мострансгаз». Около пяти лет работают 4 агрегата на газовом топливе, общей мощностью 6 МВт, в Одинцовском районе Московской области, а всего в России работает примерно 150 газопоршневых электростанций общей мощностью 450 МВт.

Стоимость электроэнергии, вырабатываемой на Одинцовской газовой электростанции, менее 1 руб/кВт*ч.

Диапазон одиночных мощностей газовых установок - от 500 до 100000 кВт. В режиме когенерации, т.е. при одновременной выработке электрической и тепловой энергии, их коэффициент полезного действия достигает 96%, тогда как общий КПД на современных ТЭЦ не превышает 54%. Когенерационные системы, как правило, классифицируются по типу первичного двигателя, генератора, а также по типу потребляемого топлива. Наиболее перспективными в ряду электроустановок малой энергетики для сжигания биогаза представляются газопоршневые установки (ГПУ), работающие как на природном газе, пропане, бутане, так и на биогазе, газе мусорных свалок, сточных вод и на древесном газе.

В плане энергобезопасности региона такая инновационная технология решает проблему энергообеспечения объектов АПК с использованием местных энергоресурсов.

Опыт промышленно развитых стран подтверждает целесообразность строительства объектов малой энергетики, использующих газовое топливо, включая биогаз, в качестве резервных источников энергоснабжения. Аналогичные работы проводятся и в нашей стране.

В начале 2012 года была введена в эксплуатацию первая промышленная биогазовая когенерационная установка в России (БГС «Байцуры») установленной мощностью 0,5 МВт, выдающая электрическую энергию в сеть и прошедшая все необходимые экспертизы и согласования. Станция расположена в Белгородской области, на территории Грузсчанского сельского поселения Борисовского района, в районе свинокомплекса «Стригуновский».

На стадии строительства находится инновационный проект «Реконструкция КОС в д. Богданиха», который будет решать две важнейшие задачи. Первая - экологическая, вторая - энергетическая. Экологическая проблема обусловлена тем, что на очистных сооружениях, которые обслуживают большую часть канализации города Иваново, в течение многих лет скопилось большое количество илового осадка. По санитарным нормам его нельзя пускать на удобрение, сливать в реку. Растет угроза экологии района. В результате реализации проекта иловый осадок будет переработан, что позволит ликвидировать 75% иловых площадок.

Вторая задача инновационного проекта - энергетическая. В процессе переработки осадка будет получен биогаз, который станет источником тепловой и электрической энергии.

Строительство начато осенью 2012 года, сейчас работы идут в соот- ветствии с установленным графиком.

Установлено, что только в сельскохозяйственном производстве ежегодно накапливается более 200 млн.тонн органических отходов, негативно влияющих на экологическую обстановку, которые требуют переработки для получения электрическом и тепловой энергии и высококачественных биоудобрений. К решению этой проблемы подключены ГНУ ВИЭСХ, АО «Стройтехника - Тульский завод», ЗАО Центр «ЭкоРос», ООО «Вымпел» и другие.

Особого внимания заслуживают автономные газодизельные и газогенераторные электростанции, разработанные ООО «Вымпел», укомплектованные отечественными двигателями ЯМЗ-6503.10.

Контейнерное исполнение станций не требует значительных подготовительных работ. Размер площадки для размещения такой электростанции мощностью 1000 кВт - около 1000 кв.м.

Немаловажной мотивацией к установке подобных резервных электростанций является их возможность работы на низкокачественном газовом топливе и на отходах непостоянного состава, при этом гарантируется экологически чистая технология. Отечественная комплектация газогенерирующих электростанций (ГГЭС) обеспечивает простоту их обслуживания и высокую ремонтопригодность.

Для обоснования энергоснабжения объектов АПК в регионах с ограниченным централизованным электроснабжением требуются дальнейшие научные исследования. К 2030 г. прогнозируется увеличение потребления электроэнергии в АПК до 80 млрд. кВт-ч/год, из них в животноводстве- 17 млрд. кВт-ч

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Аносова Л.А. Проблемы модернизации экономики России // материалы Междунар. науч.-практ. конф. - М., 2007.

2. Аносова Л.А. Роль экономического фактора в обеспечение региональной безопасности // Экономика Северо-Запада: проблемы и перспективы развития (СПб.). - 2002. №1(11).

3. Федеральный закон от 23 ноября 2009 г. № 251-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации».

4. Указ Президента Российской Федерации от 13 июля 1993 г. « Об образовании Межведомственной комиссии Совета безопасности Российской Федерации по экологической безопасности».

5. Указ Президента Российской Федерации от 4 февраля 1994 г. № 236 «О государственной стратегии Российской Федерации по охране окружающей среды и обеспечению устойчивого развития».