Еcть общие проблемы в cфере энергоcбережения и повышения энергоэффективноcти для всех отраслей: значительный износ основных фондов, высокая аварийность оборудования, обусловленная превышением его ресурса и недостаточной технологической дисциплиной; значительные потери при производстве и потреблении энергии, высокий расход первичных топливных ресурсов; несоответствие оснащенности производства современному научно-техническому уровню и т.п. Также есть универсальные способы сокращения энергопотребления в разных отраслях. К ним относятся: многотарифная система учета; соблюдение современных строительных норм и требований по теплоизоляции зданий, проектированию вентиляции и освещения; температурный контроль в зданиях, системах отопления и подогрева воды; применение других энергоэффективных технологий инженерных систем; использование энергосберегающих ламп и т.д. С другой стороны, есть типовые энергоэффективные мероприятия, разработанные специально для сельского хозяйства. Они предусмотрены «Государственной программой энергосбережения и повышения энергетической эффективности на период до 2020 года»:
- -повышение эффективности парка сельскохозяйственных тракторов с оптимизацией их мощности и снижением среднего расхода топлива, включая новые сельскохозяйственные машины, работающие на дизельном топливе;
- -повышение энергоэффективности тепличного хозяйства – улучшение изоляции теплиц; автоматизация систем управления источниками тепла и микроклиматом; внедрение эффективных систем подогрева воды для полива, аккумуляторов тепла;
- -использование частотно-регулируемого электропривода; утилизация тепла отходящих газов для обогрева.
К факторам успешного ведения современного агробизнеса относятся как энергоэффективность производственных процессов, так и применение экологически чистых технологий производства. Сокращение выбросов в атмосферу «парниковых» газов – СО2, метана, закиси азота и т.д. – одна из основных заявленных задач госпрограммы повышения энергетической эффективности до 2020 г. Согласно этой программе, экономический потенциал от снижения выбросов парниковых газов к 2020 г. должен составить 31 млрд долл. А эффект от снижения выбросов парниковых газов за счет производства энергии на основе использования возобновляемых источников энергии (ВИЭ) по расчетам той же программы к 2020 г. должен составить 185 млн т экв. СО2. Проблемами экологии активно занимается и общественность. О том, какое отношение сельское хозяйство имеет к парниковому эффекту и энергосбережению, пояснил вице-президент общественной организации «Зеленый крест», председатель экспертного совета московской городской думы по экологии Александр Чумаков:
«На климат человек воздействует двумя способами. Первый способ – автомобили. Второй способ, равный или даже больший по воздействию, – это коровы. Одна корова выделяет за год столько парникового эффекта, сколько внедорожник, пройдя дистанцию 75 тыс. км. Это расстояние больше, чем кругосветное путешествие, в два раза. Сейчас мы работаем над созданием нескольких пилотных проектов в рамках программы «Умная энергия», которые должны модернизировать животноводческие комплексы с тем, чтобы выбросы от них в атмосферу, в водную среду, в почву сократились до нуля. Каким образом это произойдет: если перевести все выбросы от животноводства в России на производство электроэнергии и тепла, мы получим в бюджете страны до 25%. Это больше, чем дает сегодня вся атомная энергетика (16%)».
Например, в Швеции уже давно ничего не пропадает зря. Для изготовления биотоплива используют картофельные очистки. Завод по переработке бытовых отходов был введен в строй еще три года назад. Этот активно развивающийся проект поддерживается Евросоюзом. Не смотря на то, что запасы углеводородного сырья, как известно, исчерпаемы, развитые страны уже свыклись с мыслью, что цивилизация должна ответить и на этот вызов. В Европе 20% энергии производятся альтернативными источниками, которые экологически более чисты. В России альтернативная энергетика вырабатывает всего 2% от всего объема.
Собственная генерация различных видов энергии может способствовать повышению энергоэффективности фермерского хозяйства. Это могут быть ветрогенераторы, солнечные батареи, системы солнечного отопления и горячего водоснабжения, производство биогаза и биотоплива. Представители Российских экологических организаций пока только ставят на вид общественности варианты очистки и повторного использования сточных вод. А в Амстердаме дома уже обогреваются с их помощью. В установку по очистке сточных вод попадает все, что оказывается в городской канализации. Образующийся газ собирается, им потом и снабжается вся установка. Образующиеся излишки энергии тоже используются. Это называется экостилер – система для обогрева жилищ и производства электроэнергии. Так, биогаз также можно получить, сжигая ненужный картон или кузова машин, мусор с городской свалки, органические отходы микробиологической, пищевой, мясомолочной и других отраслей промышленности, отходов растениеводства, навоза сельскохозяйственных животных. Это позволяет помимо получения энергии предотвратить загрязнение земли, воды и воздуха продуктами распада органики и существенно снизить тепловое загрязнение.
По большому счету, некоторые отечественные крупные предприятия и конструкторские бюро, в т.ч. оборонно-промышленного комплекса, уже освоили производство оборудования т.н. нетрадиционной и малой энергетики, которое применяется и в АПК. Но широкого практического применения эти установки пока не нашли. Доступны российские ветрогенераторы разных мощностей; модули солнечных батарей со сроком службы от 5 до 20 лет; тепловые коллекторы; агрегаты малых и микро-ГЭС, которые вырабатывают электроэнергию в соответствии с требованиями ГОСТа и имеют полную автоматизацию; геотермальные тепловые станции; газогенерирующие установки, обеспечивающие производство топливного газа при переработке древесных отходов; котельные, работающие на древесных отходах; биогазовые установки для экологически чистой безотходной переработки различных органических отходов (навоз крупного рогатого скота, помет птицы, пищевые и твердые бытовые отходы), с получением топлива – биогаза (производительностью единичных агрегатов до 450 м3 в сутки) и экологически чистых органических удобрений; различные серии тепловых насосов с выгодным соотношением получаемой теплоты к затраченной на привод компрессора электроэнергии.
На упомянутую в госпрограмме тему внедрения регулируемых электроприводов написаны диссертации. Несмотря на это, до сих пор в агропромышленном комплексе широко применяется нерегулируемый электропривод с асинхронными короткозамкнутыми электродвигателями. Время действия потребления в соответствии с графиками нагрузки многих технологических процессов не превышает 20–30% от длительности эксплуатационного режима электродвигателей в приводе. Это неэкономно. Одно из направлений снижения энергопотребления – внедрение частотно-регулируемого электропривода.
Напомним, что всего на реализацию «Государственной программы энергосбережения и повышения энергетической эффективности на период 2010–2020 гг.» выделены более 11 млрд руб. Готовых российских и иностранных разработок энергоэффективных технологий хватает. На очереди – машина «будущего»: сотрудники двигательной лаборатории Псковского политехнического института работают над новым двигателем внешнего сгорания. В нем не будет клапанов, коробки передач и самое главное – выхлопной трубы. Преимущества – отсутствие вредных выбросов и мощность. По расчетам, она в пять раз превышает мощность двигателя внутреннего сгорания. Тепло подается через стенку цилиндра газу, который заключен внутри двигателя. Двигатель внешнего сгорания будет эффективней, безопасней и дешевле. Идея принадлежала, правда, иностранцу. В начале XIX в. двигатель изобрел шотландец Стирлинг. Раньше этот двигатель использовался у паровых машин и на некоторых моделях подводных лодок. Сейчас устранили главный недостаток – большой размер – за счет замены поршней лопастями. Пока есть один недостаток, над которым работают на средства госфинансирования, а именно: два главных узла – нагреватель и ротор – функционируют по отдельности. Объединить их в систему – сложная задача. Если ученые ее решат, это будет революцией НТР в области энергоэффективности и экологии. Ведь истощение природных ресурсов; надвигающийся энергетический кризис; загрязнение окружающей среды; уменьшение озонового слоя Земли; усиление «парникового эффекта» привели к необходимости принятия в конце XX в. ряда крупных международных и российских законодательных актов в области экологии, природопользования и энергосбережения. Основные требования этих законов направлены на сокращение выбросов СО2.
Екатерина Борисова
