автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.02, диссертация на тему:Разработка методики определения нормативов и потребности в энергии на перспективу в сельскохозяйственном производстве

На правах рукописи

Уханова Виктория Юрьевна

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НОРМАТИВОВ И ПОТРЕБНОСТИ В ЭНЕРГИИ В СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ (НА ПРИМЕРЕ ОТРАСЛИ СВИНОВОДСТВА)

05.20.02 - электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 8 НОЯ 2013

005539798

Москва - 2013

005539798

Работа выполнена в Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ).

Научный руководитель: Тихомиров Анатолий Васильевич,

кандидат технических наук

Официальные оппоненты: Лямцов Александр Корпп.ювич,

доктор технических наук, профессор, ГПУ ВИЭСХ заведующий лабораторией электрооптичсских технологических установок

Никнтеиков Павел Лфапасьспич,

кандидат технических паук, ГНУ Смоленский НИИСХ, заведующий отделом механизации и хчектрпфикаппн

Ведущая организация: Государственное научное учреждение

Всероссийский научно-

исследовательский и проектно-технологичеекпй институт механизации животноводства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ

ВНИИМЖ)

Защита состоится « /Л> /Л 2013 г. в часов на заседании

диссертационного совета Д 006.037.01 в Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ) но адресу: 109456, г. Моек ва, 1 -ыи Вешняковский проезд, д.2, в актовом зале.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ВИЭСХ.

Автореферат разослан« /Г 2013 г.

Ученый секретарь к/1 ¿/

диссертационного сопст^^^^^Ж^ 11екрасов Алексей I !осифопич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы исследования. На современном этапе развития экономики сельского хозяйства все более значимой становится взаимосвязь экономического развития отдельных отраслей с их энергетическим обеспечением и рациональным потреблением энергоресурсов. Современные требования по снижению энергоемкости продукции не могут быть реализованы без определения фактических затрат энергии, сравнения их с обоснованными нормативами и оценки потребностей в энергии на перспективу. Это требует разработки методики по расчёту нормативов и определению объемов энергопотребления в сельхозпроизводстве, позволяющей определять фактические затраты энергии для различных условий производства, проводить их анализ в сравнении с нормативами, оценку потребностей действующего или проектируемого производства в энергоресурсах на перспективу.

Ранее применяемые методы определения потребностей в энергии использовать на современном этапе в полной мере не представляется возможным из-за неустойчивости экономического развития и нарушения тесной взаимосвязи между изменяющимися показателями производства. Учитывая вышесказанное, проведение исследований по разработке нормативов энергозатрат на разных уровнях хозяйственной деятельности, определению потребностей в энергии на кратко- и среднесрочную перспективы является важной и актуальной задачей. Исследования, результаты которых отражены в диссертационной работе и в печатных трудах, выполнялись в соответствии с программой по фундаментальным и приоритетным прикладным исследованиям ВИЭСХ на 2010, 2011-2015 гг. по заданию 09.03.01. «Разработать концепцию модернизации систем энергообеспечения на основе уточненных нормативов энергозатрат основных отраслей сельскохозяйственного производства и социально-бытовой сферы села на период до 2020 года».

Цель и задачи исследования. Проведенный анализ показал, что в разработке норм и потребностей в энергоресурсах в отраслях животноводства, имеется ряд нерешенных для современного этапа вопросов, связанных с недостаточностью информационной базы, устаревшей методической проработкой комплексного энергетического анализа, невозможностью использования устаревших норм, изменениями в технологиях, оборудовании и строительных материалах, применяемых в сельскохозяйственном производстве.

В связи с этим целью данной работы является разработка методики определения нормативов и потребностей в энергии в отраслях животноводства (на примере отрасли свиноводства) на разных уровнях хозяйственной структуры, позволяющей определять необходимые затраты энергии и энергоемкость продукции на перспективу.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Провести анализ степени пригодности методов определения норм расхода энергии и имеющейся на современном этапе и в ретроспективе статистической информации по динамике показателей потребления энергоресурсов и производству продукции в животноводстве.

2. Исследовать динамику изменения показателей удельной мощности оборудования на единицу выполняемой работы в технологических процессах отрасли свиноводства.

3. Разработать методику определения нормативов энергозатрат и потребностей в энергии на предприятиях отрасли.

4. Разработать компьютерную программу определения энергопотребления при производстве продукции на разных уровнях хозяйственной структуры в свиноводстве и нормативы затрат энергии, дифференцированные по процессам, технологиям, помещениям.

5. Обосновать перспективные показатели удельного электро- и энергопотребления на единицу выпускаемой продукции свиноводства и потребности предприятий и отрасли в энергии на перспективу.

6. Разработать предложения по повышению эффективности использования энергоресурсов в животноводстве.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Для нижних уровней планирования (предприятие, ферма, цех, помещение) перспективные объемы энергопотребления следует определять на основании нормативов энергозатрат с учетом реальных технологий и структуры производства.

2. Установлено, что показатели требуемой установленной мощности оборудования на единицу работы в разные периоды развития отрасли могут служить основой при определении нормативов электропотребления по процессам, технологиям и объектам.

3. Разработанная методика определения норм энергопотребления и потребностей в энергоресурсах в отраслях животноводства позволяет определять необходимый уровень затрат энергии при производстве продукции животноводства, выявлять энергозатратные участки производства, определять и обосновывать применение инновационных энергоэффективных технологий.

4. Перспективные уровни энергопотребления в отраслях животноводства определяются с достаточной степенью точности на основе использования метода интегрирования удельных затрат энергии по процессам на единицу продукции в зависимости от различных сочетаний влияющих факторов на уровнях объекта, хозяйства, региона, отрасли.

Методика исследований. Решение поставленных задач осуществлялось на основе системного подхода, анализа ранее разработанных методов нормирования и определения энергопотребления в сельхозпроизводстве, использования методов математического моделирования и статистики, разработки компьютерной программы.

3

Научная новизна. Обоснована система базовых показателей для определения затрат энергии при производстве продукции свиноводческой отрасли. Получены аналитические зависимости удельной мощности электрифицированного оборудования для выполнения технологических операций на разных этапах развития технологий и техники в животноводстве. Разработана методика определения нормативов энергопотребления и формирования показателей затрат энергии на разных уровнях хозяйственной деятельности. Разработана компьютерная программа расчёта норм энергопотребления, потребностей в энергии для свиноводческих предприятий.

Практическая ценность. Разработанные методика и компьютерная программа позволяют производить расчёт норм энергопотребления для конкретных условий хозяйства, анализировать затраты энергии по процессам, группам животных, помещениям, объектам. Разработанная и изданная «Практическая методика...» предназначена для использования в животноводческих (свиноводческих) хозяйствах с целью анализа энергоёмкости производства продукции, контроля за расходованием ТЭР, определения потребностей в энергии на перспективу, выявления наиболее энергозатратных процессов и участков производства, реализации мер эффективного и рационального использования энергоресурсов.

Апробация и реализация результатов работы. Разработанная и изданная «Практическая методика ...» с рассчитанными по ней нормативами затрат энергии представлена для апробации и использования в ряде животноводческих хозяйств Тамбовской области: ОАО «Сатинское», ОАО «Колхоз - племенной завод им. В.И. Ленина», ОАО «Голицыно».

Выступления с результатами исследований по теме диссертации на заседаниях секции Учёного Совета ГНУ ВИЭСХ (2009-2013 гг.), а также на конференциях: на 7-й Международной научно-технической конференции «Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве», ГНУ ВИЭСХ, 18-19 мая 2010 г., на 1-й научно-технической конференции ГНУ

4

ВИЭСХ 12-14 декабря 2011 г., на 8-й Международной научно-технической конференции «Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве», ГНУ ВИЭСХ, 16-17 мая 2012 г.

Методика используется в научных исследованиях и учебном процессе на кафедре автоматизации и механизации животноводства РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева.

Публикации. Материалы диссертации изложены в 14 печатных работах, в том числе в изданной «Практической методике...», 4 в рекомендованных ВАК изданиях, 4 по материалам международных конференций, получен 1 патент, 1 положительное решение о выдаче патента, 1 свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения; четырех глав, основных выводов, списка использованной литературы, двух приложений. Объем диссертации составляет 170 страниц, в том числе 20 рисунков, 52 таблицы, 34 формулы. Список использованной литературы состоит из 122 наименований, включая 5 на иностранном языке. Приложение 1 состоит из 14 таблиц, 9 рисунков, Приложение 2 — описание программы.

Основное содержание диссертационной работы.

Во введении представлены материалы по обоснованию актуальности темы, изложено состояние вопроса в настоящее время.

В первой главе «Состояние вопроса и задачи исследования» рассмотрено состояние вопроса, проведен анализ имеющейся статистической информации, методов определения нормативов и потребностей в энергии, а также возможности их использования на современном этапе, сформулированы цель и задачи диссертационной работы.

В настоящее время по оценкам специалистов усреднённая составляющая энергозатрат в себестоимости продукции свиноводства достигает 30-35%, это отрицательно влияет на себестоимость продукции и рентабельность производства. В разное время разрабатывались нормы энергопотребления для отраслей сельского хозяйства. Решением задач

определения прогнозных показателей энергопотребления в сельхоз производстве, эффективного использования энергии в АПК занимались многие учёные и исследователи (включая и сотрудников ВИЭСХ): A.A. Жученко, C.B. Щуров, П.Я. Пирхавка, Г.С. Боков, A.B. Тихомиров, И.И. Свентицкий, И.Н. Дехнич, П.А. Никитенков, А.К. Лямцов, Е.К. Маркелова, Р.В. Тузова, А.П. Коршунов, А.Я. Бойко и др.

Однако современные рыночные условия и те изменения, которые произошли в отраслях с.х. производства за последние десятилетия, предопределяют необходимость на новом уровне решение вопросов нормирования, определения прогнозных показателей энергопотребления, разработке предложений по повышению эффективности использования энергоресурсов. Проведенный анализ динамики энергопотребления в сельхоз производстве показывает (таблица 1), что до 1990 года электропотребление возрастало высокими темпами, затем, в период снижения сельхозпроизводства, объём электропотребления резко снизился, но начиная с 2004 года производство продукции начинает малыми темпами возрастать.

Таблица 1 - Динамика электропотребления в сельхозпроизводстве и показатели производства продукции животноводства (сельхозорганизации) по годам

Годы Электропотребление, млрд. кВт.ч Скот и птица на убой (в убойном весе), тыс. т. Молоко, т. Яйца (млн.шт.)

1990 67,30 7604,00 42452,00 37195,00

2000 30,20 1787,00 15271,00 24143,00

2005 16,91 2305,00 14001,00 27359,00

2010 15,8 4342,00 14313,00 31316,00

Однако статистическая информация носит общий характер, не отражена динамика электропотребления по каждой отрасли сельского хозяйства в отдельности. Исходя из имеющейся информации и анализа показателей энергопотребления при разных технологиях содержания животных, необходимо выявить факторы, которые в большей степени влияют на энергопотребление.

Важно рассмотреть наиболее энергозатратные отрасли, например свиноводство, которое является наиболее интенсивно развивающейся отраслью. Производство свинины превышает производство других видов мясной продукции (кроме мяса птицы). Согласно Государственной программы развития сельского хозяйства на 2013-2020 годы - свиноводство отнесено к категории системообразующих энергоемких подотраслей животноводства. На рисунке 1 представлено все многообразие используемых энергопотребляющих процессов и их комбинации в технологиях содержания свиней.

Техиодскwк. прожссы Эвгрпжоту■ дренссси

Иоыгщсим», ибьикги. тсхм Кявси

i Влажн *opv.ocM. 1 Су*.

1 Спрея, Vct.

макал. 271«мкиесц.

ШП

СО г, HjO, !•«

Уборка наа.

Раздана пор.

Поязерж. tuuri-. рсжн«»

1.Tuft огрляд. коистр.

2. Кякмаг. условия

3. Норм.* доп. темпер.

min

j Палотрея встдц

В^ЯОсиаСжси*«

Ксрмопригот.

Хоаосшс свипомагхм, жрякн ( I)

Суиор^сн.сяяисматии f2|

Подсос п. свиинма»ккс пороетмк (3)

Парос« г*-огкммож{4}

Рем.мояадн, шкорм {5)

Сухие кОрма

Грамули р. ксрмэ

Влажные емеех

CJa

«j

где:|-уро»ми оргэиигдционибй

арутуры ^-жвляйство; jt- раАан; ii-регион;

J^-Сграи«; k- «оэфф.участ*« группы БиФ-об^ктая в производстве продукции; 0-ьрэизведемна* продукция, юиии.

Рисунок 1 — Схема формирования нормативов энергопотребления в свиноводстве

Ранее нормы расхода разрабатывались для типовых предприятий, без детализации по технологическим процессам, помещениям и группам животных. На современном этапе, при резко растущих тарифах на энергоносители, требуется разработка новых методов, учитывающих особенности производства и технологий содержания животных, с определением затрат энергии на одну голову животных и на единицу выпускаемой продукции, с возможностью проведения их оценки и сравнения со средними энергетическими показателями в отрасли. Исходя из этого определены цель и задачи исследования.

Во второй главе «Разработка методики определения нормативов затрат энергии в отрасли свиноводства» изложена разработанная методика формирования нормативов затрат энергии на разных уровнях хозяйственной структуры для животноводства. Приведён анализ динамики нормативных показателей мощности технологического оборудования и обоснован их перспективный уровень.

Важным является определение затрат и потребностей в энергии на всех уровнях хозяйственной деятельности — для процесса, технологического модуля, цеха-фермы, предприятия и отрасли.

Уровни организационной структуры производства:

I - технологический процесс или операция: освещение, водоснабжение, микроклимат, привод стационарных установок по кормлению, уборке помещений, забою животных, обработке туш, хранению, разделке и т.д.;

II - технологический модуль - ряд взаимосвязанных энергопотребляющих процессов, обеспечивающих содержание однородной группы животных, в помещении (свинарник);

III - объект (предприятие, ферма по производству одного вида продукции — мяса), группа однотипных помещений;

IV - предприятие (хозяйство) по производству сельхозпродукции, включающее объекты с животными, вспомогательные цехи (электроцех, механические мастерские, гараж, котельная, переработка и т.д.);

V - отрасль по производству данного вида продукции (свиноводство -региона, страны).

Определён состав базовых показателей, определяющих затраты энергии для каждого уровня, и факторы, влияющие на этот показатель. Наиболее значимыми являются: плотность размещения животных в модульном помещении (<т, гол/м2); возрастная группа животных, т.е. масса (/и,кг); - климатическая зона; распределение температур наружного воздуха (¡¡,°С); нормируемая освещенность помещений; продолжительность

использования осветительного оборудования;

8

При расчёте затрат энергии электроприводами установок основными показателями являются производительность, мощность электропривода и время работы. Удельный показатель электрозатрат определяется по известному выражению:

_ „ т —Руст' Кисп — =Руст' к"а'' П)

^потрг " ' I - ' ч. ш

где Р ч - требуемая мощность агрегата, на 1 голову животного; Руст . -установленная мощность агрегата; г> . - КПД установки; - годовое количество полученного или переработанного продукта; ц. - часовая производительность установки (оборудования); К исп . - коэффициент несоответствия установленной и требуемой мощности; N - объем производства продукции или расчётное поголовье животных.

Используя приведенную зависимость, определены нормативы затрат энергии в процессах раздачи корма, уборки навоза и водоснабжения.

Электроёмкими процессами являются освещение и поддержание микроклимата (вентиляция). В общем виде функциональную зависимость мощности осветительного оборудования можно представить:

Роа =Г(а];Е];Ь|), (2)

где Р0Сц1 (ОрЕ^ ЬО - расчетная мощность осветительных приборов, Вт/гол, как функция плотности размещения биообъектов (гол./м2) и требуемой освещенности Е|, удельного светового потока осветительного устройства отнесенного к единице мощности - Ьь лм/Вт.

Требуемая мощность вентиляционных установок, затрачиваемая на обеспечение заданных параметров газового и температурного режимов можно выразить функциональной зависимостью:

Ры=ед,1;кВ;В0, (3)

где Ры _ суммарная удельная мощность вентиляционных установок, (кВт/гол.), обеспечивающая требуемые параметры содержания биообъектов и зависящая от массы биообъектов (В1), температуры наружного воздуха, О™) и типа вентиляционной системы (кв).

9

Учитывая взаимосвязь мощности оборудования с потреблением энергии по процессам, важно проследить изменение показателей установленной мощности оборудования по временным периодам, характеризуемым степенью технического оснащения объектов и технологией производства продукции. Изучена динамика изменения удельной установленной мощности электрооборудования на единицу работы в основных технологических процессах: раздача корма, уборка навоза, подача воды, обеспечение микроклимата (вентиляция) (рисунки 2,3,4,5). С этой целью проанализировано более 15 видов оборудования, используемого в животноводстве в разные временные периоды.

0,4

ё * у = 0,3733е-°'1ьз*

К сч Л н а « с = аче корм кВт/т 0,3 --

л о 3 о, 03 с й ° 3 0,2 0,1 0 --

£ Е ь й> §5 о 3 л

¡3 О 1980 1990 2000 2010 2020

Рис. 2. Изменение показателей удельной мощности кормораздаточного оборудования во времени

Удельная мощность лектроприводоп >борудования по уборке навоза, кВт/т) о р о о э То СП 00 У у = 0,8952е"°-137х

____ I*7 _ 0;7932~ ~

1980 1990 2000 2010 2020

Рис. 3. Показатели средних значений удельной мощности электрооборудования по уборке навоза, кВт/т

1980 1990 2000 2010 2020

Рис. 4. Показатели средних значений удельной мощности электроприводов вентиляционного оборудования на фермах, кВт/м3

Рис. 5. Средневзвешенный показатель удельной мощности, кВт/ед. работы

Определённые показатели норматива мощности позволяют определить удельные затраты электрической энергии по каждому процессу - т.е. нормативы затрат электроэнергии 1 уровня:

Юц = РуТ1Ь (4)

где Ру - норматив мощности ¡-го процесса и ^технологии; Ту - время работы оборудования ¡-го процесса и ^технологии.

Нормативы затрат электрической энергии - для П-го уровня структуры определяют как сумму затрат электроэнергии по всем процессам данного объекта или помещения, отнесенную к единице выпускаемой продукции (кВт/т).

<йпом = Мосв +О)0, + 0)в + О),,, у (5)

Для последующих уровней производственной структуры отрасли (III -V уровни) формируются средневзвешенные показатели.

Сумма нормативных показателей затрат энергии по помещениям (технологическим модулям) составляют норму расхода энергии для Ш-го уровня (по объекту, цеху, ферме), который определяется выражением:

«щ = > (6)

где СОП1 (а]) - норматив расхода энергии по помещению, содержащему живые объекты, с соответствующей технологией и оборудованием по процессам, кВт-ч/гол.; ккал/гол.; П] - поголовье животных в однотипном помещении, гол.; N - общее поголовье по цеху ферме, гол.; г - общее количество помещений (технологических модулей) в цехе (ферме).

Нормативы соц1 — служат основой для определения норматива расхода энергии IV-ro уровня организационной структуры. С учетом энергозатрат в подсобных помещениях средневзвешенный показатель по предприятию (4 уровень) определяют выражением:

Й «вд №)'П1+ <oBcnl-GBCni

"пр = -¡j- . (7)

где 00ц1(8{) - удельные затраты энергии по цехам и фермам содержащим животных, кВт-ч/гол.; ккал/гол.; a)BCni — удельные затраты энергии в помещениях, не содержащих животных, кВт-ч/ед. изм.; ккал/ед. изм.; Gec„ — объем производства продукции (работы) вспомогательного помещения (цеха); N — общий показатель деятельности предприятия (поголовье животных или объем произведенной продукции - мясо (т))

Разработка средневзвешенных нормативных показателей энергозатрат для V-ro уровня организационной структуры осуществляется на основании анализа данных о поголовье скота по регионам, отрасли или по стране, его распределении по типам производств, технологиям содержания и определяется по формуле:

WC.b.V = м , W

где сосв у - средневзвешенный показатель затрат энергии для V-ro уровня кВт-ч/показатель, ккал/показатель; wnpi — удельные затраты энергии по объектам с определенной технологией содержания и производства свинины, соответственно на тонну мяса; п - количество анализируемых объектов (производств); М - объём произведённой продукции (в целом по отрасли).

Удельные показатели требуемой мощности оборудования, при совершенствовании технологий и техники во времени снижаются, что определяет и снижение связанных с ними нормативов энергопотребления.

В третьей главе «Разработка компьютерной программы и расчёт нормативов энергопотребления на всех уровнях организационной структуры в подотрасли свиноводства» обосновываются и определяются

нормативы энергопотребления в подоетраели свиноводства для всех уровней организационной структуры. С этой целью разработан алгоритм (рис. 6) расчёта нормативов энергозатрат и потребностей в энергии для свиноводческих предприятий.

ЭнермпотреНииащие процессы при содержании спицей. -Освещение

VI Определение суммарных затрат по технологическому модулю на единицу производимой продукции и анализ составляющих.

VII Оценка возможного снижения энергозатрат на единицу продукции.

IX Определение суммарных затрат энергии по цехам, не содержащим животных, определение средневзвешенных норм по предприятию.

VIII Определение суммарных затрат по имеющимся технологическим модулям и помещениям.

X Определение затрат энергии по предприятию, региону, отрасли и затрат энергии на единицу производимой проекции.

Рисунок 6 — Алгоритм определения затрат энергии на всех уровнях хозяйственной структуры с учетом всех влияющих факторов

Для каждого процесса (нижний уровень) устанавливаются исходные данные для выполнения расчета). При определении объемов потребления энергии на уровне предприятия суммируются все эти показатели. При определении объёмов энергопотребления на уровне отрасли в регионе, стране - суммируются показатели энергозатрат, базирующиеся на средневзвешенных нормативах расхода энергии по каждому типу предприятий. Нормативы расхода электрической энергии по помещению с животными приведены в таблицах 2 и 3.

Таблица 2 — Нормативы расхода электроэнергии по помещению с животными,

кВт-ч/место в год

Процессы Ремонтный молодняк и откорм Отъёмыши Взрослое поголовье Подсосные свиноматки

Раздача корма

Сухой корм 0,86 0,35 1,3 1,95

Влажный корм 19 7,6 27,8 41,7

Совместное с кормоприготовлением 129,6 51,8 190 285

Уборка навоза

Механическая система 9,8 3,5 14,7 22

КНС 11,1 3,9 16,6 25

Освещение

лампы накаливания 20,7 84,8 8,1 27

люминесцентные 32,4 128,9 17,3 19

компактные люминесцентные 8,1 32,7 2,3 2,9

свето диоды 2,7 10,4 1,5 1,8

вентиляция

С принудительной подачей воздуха 22,2 12 37,2 37

Вытяжная вентиляция + свободный приток воздуха 18,5 9,8 30,8 44,7

Итого

min 31,86 24,05 48,3 62,8

max 195,3 196,6 261,1 381,7

Таблица 3 — Расчёт нормативов расхода энергии по предприятию, объекту

Наименование объекта Поголо -вье, N Min норматив, кВт.ч/свиноместо Мах норматив, кВт.ч/свиноместо N-C0mi„, кВт.ч N-aw, кВт.ч

По помещениям с животными 2386 74780 488670

Средневзвешенный показатель по помещениям с животными 31,3 204,8

Итого по вспомогательным цехам 279681

Средневзвешенный показатель с учётом вспомогательных помещений 148,6 322

Нормативы расхода энергии на обеспечение температурного режима в холодный период года определяются на основе теплового баланса внутри помещения с животными:

О отопл С? потерь огр О йен О вент О жив , (9)

где 0 потерь огр - потери теплоты через ограждающие конструкции здания, С? исп - количество теплоты, необходимое на испарение влаги с пола, кормушек, оборудования здания, С? вент — затраты теплоты на подогрев вентиляционного воздуха, (3 жнв - теплота, выделяемая животными, принимается в соответствии с ОНТП.

На рисунках 7 и 8 представлены составляющие теплового баланса в помещении с животными на откорме при разных значениях объемной плотности и тепловой характеристики ограждающих конструкций и показатели расхода тепловой энергии.

Рисунок 7 — Структура теплового баланса в помещении с животными на откорме

Рисунок 8 — Показатели расхода тепловой энергии в помещениях с животными на откорме

На рисунке 9 представлена структура энергозатрат при производстве

свинины. Обозначения: 1 - кормление (3%), 2 - навозоудаление (1%), 3 -

поение (1%), 4 - вентиляция без подогрева воздуха (15%), 5 - облучение

15

молодняка (1%), 6 - освещение (2%), 7 - прочие процессы (0,5%), 8 -помещения без животных (0,5%), 9 - подогрев помещений, воздуха, воды (76%). В общей структуре энергетических затрат электроэнергия составляет

Рисунок 9 — Структура затрат энергии при производстве свинины

С учётом вспомогательных цехов получены показатели затрат энергии по предприятию замкнутого цикла производства свинины (таблица 4). Таблица 4 — Затраты энергии в год на содержание животных и производство мяса

Показатели Мт Мах

На 1 откармливаемую голову: 256

Электрической энергии, кВт-ч 118

Тепловой энергии, ГДж 1,6 2,4

На тонну произведённой продукции:

Электрической энергии, кВт-ч 1073 2327

Тепловой энергии, ГДж 15,4 22,3

Суммарные прямые затраты на производство свинины

(энергоёмкость), ГДж /т 19,2 30,5

В том числе:

Электрической энергии 3,8 8,3

Тепловой энергии 15,4 22,3

Согласно концепции развития свиноводства России до 2020 года основное увеличение производства товарной свинины стандартного качества в ближайшие годы предусмотрено за счет строительства и реконструкции свиноводческих комплексов, использования новейших технологий. Средневзвешенные показатели удельных затрат энергии при производстве свинины при модернизации технологий и систем энергообеспечения имеют тенденцию к снижению и к 2020 г. могут составить: электрической энергии -1163 кВт-ч/тонну (4 ГДж/т), тепловой энергии - 15,7 МДж/тонну, общие

16

- 24% (6 ГДж) и тепловая - 76%.

ц 1 и 2

нЗ а 4

н5 у 6

н7 и8

у 9

показатели затрат энергии - 19,7 ГДж/тонну. Общее потребление энергии зависит от показателей производства свинины. Если производство свинины достигнет планируемого к 2020 году уровня в от 3960 до 5600 тыс. тонн, то суммарные затраты энергии могут достигнуть - 110 -106 Гдж (3,8 106 т у.т.), в том числе электрической энергии - 6,5-103 ГВт.ч (22,4 10б ГДж), тепловой энергии-87,2 • 10бГДж.

Для определения затрат энергии и проведения расчетов при многовариантности исходных данных, соответствующих различным технологиям и типам предприятий в животноводстве (в т.ч. в свиноводстве), а также для разных уровней хозяйственной структуры разработана компьютерная программа, основанная на разработанной методике. Данная программа предназначена для определения нормативов и потребностей в энергоресурсах свиноводческих предприятий с любой численностью поголовья на период от 1 года до 7 лет и обеспечивает выполнение следующих функций: - получение выборки вариантов энергозатрат по процессам на определенный период; - вывод результатов для анализа;

- автоматическое формирование ежегодной отчетности по энергопотреблению с разбивкой по электроэнергии и тепловой энергии для разных групп животных, численности поголовья и различных помещений;

- осуществление различного сочетания процессов и технологий при определении затрат энергии, в зависимости от специфики данного хозяйства.

На рисунках 12 и 13 представлены изображение главной страницы компьютерной программы и страницы для ввода данных по хозяйству для расчета нормативов затрат энергии.

Автоматизированная программа определения затрат энергоресурсов в свиноводческих хозяйствах

Вщдшш

Рщтшт

Зафти энергорес»!»» юотрзсж

исходные данные

5мг№1*«к»Р надвита | »¡«(¡вреда«»«!«» Юрияя* и

Рисунок 12 - Главная страница Рисунок 13 - Внешний вид страницы для

компьютерной программы определения ввода данных но хозяйству для расчета

затрат энергоресурсов в свиноводческих нормативов затрат энергии по поголовью хозяйствах

В четвёртой главе «Разработка и обоснование предложений и практических рекомендаций по снижению затрат, повышению эффективности использования энергоресурсов и снижению энергоемкости производства продукции свиноводства» представлены предложения по снижению затрат электрической и тепловой энергии при производстве продукции.

Использование при строительстве свинарников-откомочников новых материалов, например - поликарбоната, позволяет не использовать осветительное оборудование в светлое время суток, а только аварийное (дежурное) освещение и освещение на входе в свинарник. Сравнение затрат электрической энергии в действующих свинокомплексах образца 80-90х годов, где основные процессы электрифицированы, и в современных комплексах ангарного типа, конструкция которых позволяет исключить ряд электрифицированных процессов, приведено в таблице 5. Свинарники-откормочники ангарного типа позволяют не электрифицировать некоторые процессы. Животные содержатся на глубокой несменяемой подстилке, уборка навоза осуществляется при смене группы животных бульдозером, освещение применяется на входе в свинарник; вентиляция обеспечивает свободный приток воздуха через шахты, а удаление - осевыми

вентиляторами из нижней части здания или использование туннельных вентиляторов. Подогрев воздуха в большинстве случаев не применяется, так как глубокая подстилка и конструкция стен из материала с высокими теплоизоляционными характеристиками позволяют обходиться без дополнительного отопления во многих регионах. Раздача корма производится с помощью мобильной кормушки. В итоге обеспечивается снижение затрат эл. энергии от 30 до 60%, а затраты тепловой энергии для обогрева помещений на 1,4 ГДж/скотоместо в год. Таким образом, экономия средств, затрачиваемых на энергию составит 925 рублей/скотоместо в год (цена т у.т. взята из средней стоимости энергоносителей за 2013 год).

Таблица 5 — Сравнение норм затрат электроэнергии в свинарниках с полной электрификацией процессов и в свинарниках-откормочниках ангарного типа

Процессы Свинарники со всеми электрифицированными процессами Свинарники-откормочники ангарного типа

Раздача корма

Сухой корм 0,86 0,86

Влажный корм 19 -

Раздача с кормоприготовлением 129,6 129,6

Уборка навоза

Механическая система 9,8 -

КНС (канализационная система) 11,1 -

Освещение

лампы накаливания 20,7 -

люминесцентные 32,4 -

компактные люминесцентные 8,1 -

светодиоды 2,7 -

вентиляция

С принудительной подачей воздуха 22,2 -

Вытяжная вентиляция + свободный приток воздуха 18,5 18,5

Итого

min 31,86 19,46

max 195,3 148,1

В плане реализации мероприятий по снижению затрат электроэнергии на поддержание микроклимата целесообразно использовать разработанный в ГНУ ВИЭСХ способ частичной рециркуляции воздуха с его озонированием для очистки и дезинфекции, при котором также улучшается экологическая обстановка в помещениях (таблица 6).

Таблица 6 — Сравнение нормативов затрат электроэнергии при использовании частичной рециркуляции воздуха с озонированиеми и без использования этой системы

Вентиляция Животные на Поросята- Взрослое Подсосные

откорме отьемыши поголовье свиноматки

Без рециркуляции 22,2 12 37,2 37

С рециркуляцией 13,3 7,2 22,3 22,2

% снижения минимального 16,5 10,5 11 22

норматива электроэнергии

% снижения максимального 4,5 2,2 6 6

норматива электрозатрат

Снижение затрат электрической энергии составляет до 10 - 22 % в зависимости от группы животных и применяемых технологий содержания. Исходя из средней стоимости электроэнергии в 2013 году в Московском регионе, снижение затрат только на электрическую энергию достигает 65 рублей на голову животного.

Заключение

1. На основании анализа степени пригодности методов определения расхода энергии при производстве продукции животноводства на современном этапе развития отрасли установлено, что применение нормативного метода является универсальным и более точным, так как он учитывает особенности производства, начиная от процесса, технологии и далее по объекту, предприятию и отрасли.

2. Выявлено, что показатель требуемой мощности оборудования по основным процессам, за исследуемый период имеет убывающий характер: период 1980-1990 гг. - снижение произошло на 8%, 1990-2000 - 25%, 2000 -2000-2010- 12%.

3. Разработанная «Практическая методика определения норм энергопотребления и потребностей в энергоресурсах в отраслях животноводства на примере свиноводческой отрасли» позволяет определять затраты электрической и тепловой энергии на всех уровнях хозяйственной деятельности с учетом различных технологий содержания животных и типов

предприятий, обосновывать предложения по повышению эффективности использования ТЭР.

4. Разработанная компьютерная программа позволяет производить расчет показателей затрат энергии для анализа структуры энергопотребления предприятия, выявления наиболее энергозатратных участков производства, планирования затрат энергии на перспективу и мероприятий по модернизации и переоснащению предприятий, а также при проектировании новых комплексов.

5. Полученные нормативы расхода электрической и тепловой энергии рассчитаны с учетом особенностей содержания животных, используемых технологий, климатических условий, тепловых характеристик ограждающих конструкций, которые в среднем по отрасли составляют: электрическая энергия - 1163 кВт.ч/тонну (4.2 ГДж/т), тепловая энергия - 3736 Мкал/тонну (15,5 ГДж/т) и суммарные затраты энергии - 19,7 ГДж/тонну.

6. Исходя из выявленных факторов, влияющих на уровень электропотребления, а также из анализа современных технологий, оборудования и строительных конструкций обоснованы перспективные показатели удельного энергопотребления на единицу выпускаемой продукции свиноводства и потребности отрасли в энергии на период до 2020 года, которые могут составить — 110 -106 Гдж (3,8 106 т.у.т.), в том числе электрической энергии - 6,5 -103 ГВт.ч, тепловой энергии - 87,2 • 10б ГДж.

Публикации по теме диссертации

Публикации в изданиях, входящих в перечень ВАК РФ

1. Уханова В.Ю. Повышение энергетической эффективности производства овощей в теплицах/ Уханова В.Ю., Елисеева Е.Ю. // Техника в сельском хозяйстве. - 2010. №6. С. 32-33.

2. Уханова В.Ю. Обоснование показателей электропотребления в сельхозпроизводстве на перспективу / Маркелова Е.К., Уханова В.Ю. // Сельскохозяйственные машины и технологии. - 2011. №5. С. 38-40.

3. Уханова В.Ю. Методические положения прогнозирования электропотребления в сельском хозяйстве / Тихомиров A.B., Уханова В.Ю. // Сельскохозяйственные машины и технологии. - 2012. №1. С. 30-32.

4. Уханова В.Ю. Динамика удельной мощности электрифицированного животноводческого оборудования // Маркелова Е.К., Уханова В.Ю. // Сельскохозяйственные машины и технологии. - 2013. №4. С. 46-47.

Методические материалы

5. Практическая методика определения норм энергопотребления и потребностей в энергоресурсах в отраслях животноводства на примере свиноводческой отрасли / Тихомиров A.B., Маркелова Е.К., Уханова В.Ю. -М.: ГНУ ВИЭСХ, 2013. - 60 с.

Патент, положительное решение, свидетельство о регистрации компьютерной программы

6. Патент РФ №2473213. «Способ и устройство очистки воздушной среды животноводческих и птицеводческих помещений» / Маркелова Е.К., Петрова JI.H., Уханова В.Ю., Тихомиров A.B., Тихомиров Д.А., Першин А.Ф. // БИ. 2013. №3.

7. Свидетельство №2013660096 о государственной регистрации программы для ЭВМ «Автоматизированная программа определения затрат энергоресурсов в свиноводческих хозяйствах» / Елисеева Е.Ю., Тихомиров A.B., Маркелова Е.К., Уханова В.Ю., Першин А.Ф.

8. Положительное решение №2013118937 о выдаче патента «Способ сушки зерна» /. Е.К. Маркелова, A.B. Тихомиров, А.Ф. Першин, В.Ю. Уханова.

9. Заявка на изобретение № 20120117480. «Способ оптимизации электро-и энергопотребления при содержании сельскохозяйственных биообъектов» / Е.К. Маркелова, A.B. Тихомиров, А.Ф. Першин, В.Ю. Уханова. Дата подачи 28.04.2012.

Публикации в других изданиях

10. Уханова В.Ю. Определение затрат электроэнергии на производство продукции на примере отрасли свиноводства / Уханова В.Ю. // Энергообеспечение и энергосбережение в с.х.: Труды 8-й Международной научно-технической конференции, часть 1. М.: ГНУ ВИЭСХ, 2012. С. 263271.

11. Уханова В.Ю. Критерии оценки систем энергообеспечения сельских объектов / Тихомиров A.B., Уханова В.Ю., Николаева E.H. // Энергообеспечение и энергосбережение в с.х.: Труды 8-й Международной научно-технической конференции, часть 1. М.: ГНУ ВИЭСХ, 2012. С. 53-58.

12. Уханова В.Ю. Анализ методов прогнозирования потребностей сельского хозяйства в электроэнергии и задачи их совершенствования на современном этапе / Тихомиров A.B., Маркелова Е.К., Уханова В.Ю. // Энергообеспечение и энергосбережение в с.х.: Труды 7-й Международной научно-технической конференции, часть 1. М.: ГНУ ВИЭСХ, 2010. С. 172177.

13. Уханова В.Ю. Нормирование электропотребления в сельском хозяйстве / Маркелова Е.К., Уханова В.Ю. // Энергообеспечение и энергосбережение в с.х.: Труды 7-й Международной научно-технической конференции, часть 1. М.: ГНУ ВИЭСХ, 2010. С. 177-181.

14. Уханова В.Ю. Показатели оценки эффективности систем энергообеспечения сельских объектов / Тихомиров A.B., Уханова В.Ю., Николаева E.H. // Вестник ГНУ ВИЭСХ. 2012. №3(8). С. 18-20.

Подп. в печать 12.11.2013. Формат 60x90/16. Объем 1,5 печ.л. Тираж 110 экз._Печать цифровая._Заказ № 75.

Отпечатано в ООО ^Издательство Агрорус» 119590, Москва, ул. Минская, д.1Г, корп. 2

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии)

Разработка методики определения нормативов и потребности в энергии на перспективу в сельскохозяйственном производстве (на примере отрасли свиноводства)

На правах рукописи

04201365674

Уханова Виктория Юрьевна

05.20.02 - электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание степени кандидата технических наук

научный руководитель: к.т.н. Тихомиров А.В.

Москва-2013

Оглавление

Введение 4

I Состояние вопроса и задачи исследования 7

1.1. Анализ статистической информации энергопотребления и производства продукции в отраслях животноводства 7

1.2. Анализ используемых методов определения нормативов и потребностей в энергии для производства сельхоз продукции. 14

1.3. Анализ нормативной базы и порядка разработки норм энергопотребления. 24

1.4. Анализ структуры энергопотребляющих процессов и особенности энергопотребления предприятиями по производству свинины. 26

1.5. Цель и задачи исследования. 29

II Разработка методики определения нормативов и потребности в энергии на перспективу в сельскохозяйственном производстве

(на примере отрасли свиноводства) 32

2.1. Исследование изменения показателей удельной установленной мощности энергопотребляющего оборудования на разных временных уровнях развития технологии и техники в отрасли животноводства. 32

2.2. Методика определения норм энергопотребления для всех уровней организационной структуры производства - от технологических процессов до отрасли в целом. 41

III Разработка компьютерной программы по расчёту нормативов энергопотребления и потребностей в энергии на всех уровнях организационной структуры в отрасли свиноводства. 56

3.1. Алгоритм проведения расчётов и описание программы расчёта нормативов энергозатрат и потребностей в энергии для свиноводческих предприятий на всех уровнях организационной 56 структуры.

3.2. Расчётные показатели нормативов энергозатрат для всех уровней организационной структуры производства свинины. 70

3.3. Рекомендации по использованию методики и результаты расчёта нормативов затрат электрической и тепловой энергии

при содержании свиней. 80

3.4. Анализ структуры суммарных затрат энергии в процессе производства свинины на современном этапе. 95

3.5. Обоснование перспективных показателей затрат энергии для свиноводческих предприятий на период до 2020 года. 99

IV Разработка и обоснование предложений по снижению затрат, повышению эффективности использования энергоресурсов и снижению энергоёмкости производства продукции свиноводства. 98

4.1. Реализация инновационных технологий содержания животных и внедрение новых технических средств на предприятиях животноводческого производства, влияющих на снижение энергоёмкости продукции. 99

4.2. Повышение эффективности использования энергии применительно к системе микроклимата с рециркуляцией удаляемого воздуха. 102 Общие выводы. 108 Список использованной литературы 110 Приложения 122

Введение

Современное сельское хозяйство потребляет значительную долю электро- и тепловой энергии. Её технологичное и рациональное использование делает труд и быт селян более комфортным, физически менее тяжелым и затратным, способствует росту производительности труда и снижению затрат ручного труда.

В последние годы, значимость рационального обеспечения села электро- и тепловой энергией возросла, повысился контроль над использованием энергоресурсов, что связано с их резким удорожанием. Проблема рационального и эффективного использования энергии становится всё более острой. Требуется совершенствование энергетической базы села, систем энергообеспечения отраслей сельского хозяйства, более точного определения потребностей села в энергоресурсах с учетом возможностей реализации новых энергосберегающих технологий.

На современном этапе развития экономики сельского хозяйства все более заметной становится взаимосвязь экономического развития отдельных отраслей и рациональным, сбалансированным потреблением энергоресурсов. Развитие энергетической базы села является основой развития производительных сил и производства в сельском хозяйстве. По электровооруженности труда и техническому оснащению некоторые современные агропромышленные комплексы не уступают промышленным предприятиям.

Однако экономические показатели сельхозпредприятий чаще всего

нестабильны, определяются политикой ценообразования, конъюнктурой

рынка, что затрудняет обоснование оптимального уровня потребностей в

энергии на производство сельскохозяйственной продукции, а следовательно

и модернизацию систем энергообеспечения. Поэтому в условиях нынешней

рыночной экономики не всегда удается объективно оценить взаимосвязь

вложений в совершенствование технологий и систем энергообеспечения с

4

экономическими показателями производства и требуемых объёмов энергопотребления. Эту оценку можно получить при использовании наряду с экономическими показатели натуральных энергетических величин, т.е. с помощью оценки затрат разных видов энергии в технологиях сельхозпроизводства. Это подтверждает значимость оценки потребностей в энергии на производство каждого вида сельхозпродукции, разработки нормативной базы и определения перспективных показателей энергопотребления [29,13,83,33].

Современные требования по снижению энергоемкости производимой продукции, а также по повышению эффективности использования энергоресурсов в производстве не могут быть реализованы без определения фактических затрат энергии на предприятиях с различными технологиями, сравнения с обоснованными нормативами и оценки потребностей в энергии на преспективу. Это требует разработки методики по расчёту нормативов энергозатрат и определению требуемого энергопотребления на селе. Экономия энергоресурсов способствует снижению себестоимости и повышению конкурентоспособности продукции животноводства, так как доля энергозатрат в себестоимости продукции достаточно высока, достигает по некоторым видам до 40%.

Разработка показателей энергопотребления и нормативов энергозатрат на всех уровнях организационно-хозяйственной структуры сельхозпроизводства позволит определять фактические затраты энергии для различных условий производства, проводить их анализ в сравнении с нормативами, проводить оценку потребностей действующего или проектируемого производства в энергоресурсах на перспективу (заданный период времени).

Показатели потребностей в энергоресурсах позволяют определить заказ требуемых объёмов и оценить уровень затрат на энергообеспечение с учётом возрастающих тарифов.

В условиях современной экономики ранее применяемые методы определения нормативов и потребностей в энергии использовать не всегда представляется возможным из-за неустойчивости экономического развития и нарушения тесной взаимосвязи между изменяющимися показателями производства.

Учитывая вышеизложенное, проведение исследований по разработке нормативов энергозатрат на разных уровнях хозяйственной деятельности, определению потребностей в энергии на разносрочную перспективу является важной и актуальной задачей.

Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследования.

1.1. Анализ статистической информации энергопотребления и производства продукции в отраслях животноводства.

Для определения потребностей села в электроэнергии как в целом по сельскому хозяйству, так и по отдельным отраслям, необходимо изучение сложившихся закономерностей изменения показателей экономического развития отраслей, энергоемкости производства продукции, уровня затрат на энергообеспечение. В таблице 1.1 представлена динамика электропотребления в сельхозпроизводстве, производства мяса, молока, яиц за период с 1970 по 2010 гг.[30, 77]. Анализ потребления энергии проводится на примере анализа динамики электропотребления, так как именно по данному виду энергии есть наиболее полная статистическая информация.

Таблица 1.1

Динамика электропотребления в сельхозпроизводстве

Годы Электропотреб ление, млрд. кВт.ч Скот и птица на убой (в убойном весе) Молоко Яйца (млн.шт)

1970 12,20 4191,00 30147,00 12287,00

1980 41,70 5215,00 34240,00 28937,00

1990 67,30 7604,00 42452,00 37195,00

2000 30,20 1787,00 15271,00 24143,00

2010 15,8 4342,00 14313,00 31316,00

Как видно из таблицы 1.1 статистическая информация носит общий характер. Например, нет разделения по видам продукции и производств. Тоже относится и к информации о динамике электропотребления в сельскохозяйственном производстве. Представленные показатели не отражают динамику электропотребления по каждой отрасли сельского хозяйства в отдельности. Исходя из имеющейся информации, изучения экономических показателей ряда производств и их энергообеспечения, необходимо выявить факторы, которые влияют на энергопотребление и энергозатраты.

Для анализа потребления энергоресурсов следует рассмотреть наиболее энергозатратные отрасли сельского хозяйства, что можно отнести к животноводству и его подотраслям. Поэтому динамика изменения по годам производства различной животноводческой продукции безусловно важна с точки зрения оценки её энергоемкости [30,77].

Для оценки взаимосвязи электротребления и объёмов производства продукции представлены динамические зависимости на графике (рис. 1.1).

Производство с.х. продукции, тыс. тонн

Потребление эл.энергии, млрд.кВт.ч

45000,00 40000,00 35000,00 30000,00 25000,00 20000,00 15000,00 10000,00 5000,00 0,00

000и")0*-<гмсп

ф Зп 8 § 8 §

80,00 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00

<а- ""> Ю г-. СО (71 О

8 8 8 8 8 8 3

(М МММ NN N

■Мясо, в убойном весе, тыс.т

Молоко, тыс.т

электропотр ебленне, млрд, кВт.ч

Рисунок 1.1 Динамика электропотребления и объемов производства продукции животноводства по годам

Из рисунка 1.1 видно, что характер изменения этих показателей во времени имеет аналогию: период 1970-1990 гг. - стабильный одновременный рост как потребления электроэнергии, так и производства продукции. Максимальные показатели объёмов энергопотребления и производства продукции приходится на 1990 год. Затем эти показатели резко снижаются вплоть до 2000 года и далее тенденция снижения сохраняется, но с меньшей интенсивностью и меньшей взаимосвязью до 2005 года. Таким образом,

представленные кривые производства продукции и потребления электроэнергии за период 1970-1990 гг. в абсолютных показателях наглядно показывают, что потребление энергии и производство продукции в этих отраслях были взаимосвязаны. Начало изменений, которые происходили в то время в России и в сельском хозяйстве, а также спад электропотребления то же совпали в одной точке. Начиная с 2005 года взаимосвязь производства продукции и потребления электроэнергии снижается, поэтому необходимо иметь статистические данные за более длительный период времени. Кризис 2008-2009 годов внес свои коррективы, что изменило динамику и взаимосвязь показателей.

Наибольшие затраты электроэнергии- в отрасли животноводства, поэтому в этой отрасли следует проанализировать показатели производства продукции, затраты электроэнергии и эффективность ее использования.

В таблице 1.2 представлена структура поголовья основных видов животных в % за период 2005 - 2010 гг.

Таблица 1.2.

Показатели изменения поголовья скота в сельскохозяйственных организациях по годам в % от хозяйств всех категорий.

2005 2006 2007 2008 2009 2010

КРС 51,2 49,2 47,8 46,9 46,2 46,4

В том числе коровы 45,0 43,6 42,6 42,3 41,8 42,0

Свиньи 53,0 52,1 53,3 57,2 61,5 62,8

Овцы и козы 23,0 20,6 19,1 19,2 21,3 20,3

Рисунок 1.2 Показатели поголовья видов животных в сельскохозяйственных организациях в % от поголовья во всех категориях хозяйств

Из приведенной выше таблицы 1.2 и рисунка 1.2. видно, что в последние 5 лет структура поголовья скота в сельскохозяйственных организациях по отношению к общему поголовью во всех категориях хозяйств изменилась: доля КРС, в том числе коров - постоянно снижалась, а доля свиней -возрастала и особенно после 2007 года. Это свидетельствует о том, что свиноводство как подотрасль в сельхозпроизводстве постоянно развивается. Показатели поголовья животных в млн. шт. на конец 2010 г. в сельскохозяйственных организациях представлены в таблице 1.З., а данные производства продукции (мяса) по категориям животных во всех видах хозяйств представлены в таблице 1.4.

Таблица 1.3.

Поголовье скота в сельскохозяйственных организациях на конец 2010

года, млн.голов.

КРС В том числе коровы Свиньи Овцы и козы

9,3 3,7 10,8 4,4

Таблица 1.4.

Производство мяса в убойном весе по видам скота, тыс. тонн в хозяйствах всех категорий.

2005 2006 2008 2009 2010

КРС 1922 1731 1769 1741 1727

Свиньи 1624 2034 2042 2169 2331

Овцы и козы 141 173 174 183 185

На рис. 1.3. представлена динамика производства мяса в убойном весе в период с 2005 года по 2010 год.

2500

2005 2006 2008 2009 2010

Рисунок 1.3. Изменение показателей производства мяса по годам в разных подотраслях животноводства во всех категориях хозяйств (в убойном весе), тыс. тонн

Из рисунка 1.3. видно - производство продукции свиноводства имеет тенденцию роста, что также свидетельствует о положительной динамике развития отрасли в последние годы. Темпы роста производства свинины опережают другие подотрасли животноводства, кроме птицеводства, которое традиционно является в нашей стране одной из самых развитых отраслей АПК.

Из вышесказанного следует, что свиноводство является развивающейся подотраслью, производство свинины превысило производство других видов мясной продукции (кроме мяса птицы). Согласно Государственной программы развития сельского хозяйства на 2013-2020 годы - свиноводство

отнесено к категории системообразующей подотрасли животноводства. Продовольственная безопасность будет обеспечиваться посредством увеличения производства продукции животноводства, в том числе свинины -до 4,53м.н.т. к 2020 г. (в 1990 г. - 3,5 м.н.т., 1999 - 1,6 м.н.т., 2005 - 1.6 м.н.т., 2010 - 2.3 м.н.т.). Удельный вес отечественного производства в общих ресурсах мяса и мясопродуктов будет доведен к 2020 году до 88,9%. В структуре потребления мяса населением удельный вес свинины составляет -35%.

Анализ энергозатрат по отраслям свидетельствует, что производство практически всех видов сельхозпродукции в России носит энергозатратный характер и по сравнению с показателями передовых стран энергоемкость и электроемкость выше в 2-4 раза. Отечественным производителям свинины трудно конкурировать с зарубежными производителями, прежде всего, по причине значительного технологического отставания, низкой продуктивности и больших издержек производства, в том числе и энергетических. Это определяет высокий уровень импорта свинины - до 43%. [75,76].

В таблице 1.5 представлены усредненные показатели энергоемкости производства основных видов продукции животноводства (в период 20052007г.).

Таблица 1.5

Усредненные показатели энергоёмкости производства основных видов

продукции животноводства

Вид продукции Показатели энергозатрат

Электроэнергия, кВтч/ц Топливо, (теплота), кгу.т./ц Суммарные энергозатраты-энергоемкость, кгу.т./ц Доля энергозатрат в себестоимости продукции, %

Молоко 34 19 23 34,5

Свинина 250 190 220 26,5

Говядина 170 80 100 12,0

Яйцо (1000шт.) 95 28 38 34,0

В последние годы показатели энергоемкости производства ряда видов сельхозпродукции, в том числе и свинины сократились по ряду причин, в первую очередь из-за структурных изменений соотношения организаций и ЛПХ (по некоторым видам до 30%), но доля энергозатрат в себестоимости производимой продукции неуклонно возрастает. Так при действующих в 2005-2007г. ценах на энергоносители стоимость потребленных энергоресурсов в себестоимости основных видах сельхозпродукции составляла: по молоку - 34,5%, по свинине - 26,5%, по говядине - 12% (в период 1985-1990г. эти показатели в среднем составляли 10-15%). Такие высокие показатели затрат на энергию свидетельствуют о высоких тарифах и низкой эффективности использования топливно-энергетических ресурсов, что отрицательно сказывается на себестоимости продукции. На рисунке 1.4. представлено сравнение энергозатрат (в % от себестоимости) различных продуктов животноводства.

Подотрасль свиноводства - наиболее активно развивающаяся в последние годы подотрасль животноводства. Однако доля энергозатрат в себестоимости продукции достаточно высокая - 26%. Необходимо разрабатывать предложения по повышению эффективности использования ТЭР, модернизации систем и средств энергообеспечения, руководясь ветеринарными и санитарными нормами по содержанию животных и организации производства.

■ Молоко

■ Свинина Говядина

■ Баранина

Рисунок 1.4. Показатели энргозатрат производства продукции животноводства, %

1.2. Анализ используемых методов определения нормативов и потребностей в энергии для производства сельхоз продукции.

В последние годы повышенное внимание в нашей стране уд�