Пути обеспечения энергоресурсами сельскохозяйственного производства в условиях Курганской области
Актуальность работы. Одной из основных составляющих «Энергетической стратегии России на период до 2020 года» является формирование рационального топливно-энергетического баланса. Рациональный топливно-энергетический баланс как отрасли, так и отдельного предприятия в соответствии с «Энергетической стратегией.» формируется в условиях значительного снижения энергоемкости экономики. Наряду… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследования
- 1. Особенности и перспективы энергообеспечения сельскохозяйственного производства Курганской области
- 1. 1. Природно-климатические условия Курганской области
- 1. 2. Промышленность Курганской области. 1.3. Сельское хозяйство Курганской области
- 1. 4. Мировой опыт использования нетрадиционных возобновляемых источников энергии
- 1. 5. Использование ВИЭ в России
- 1. 6. Мировые тенденции развития энергосбережения
- 1. 7. Энергосбережение в России
- 1. 7. 1. Энергосбережение в АПК России
- 1. Особенности и перспективы энергообеспечения сельскохозяйственного производства Курганской области
- 2. 1. Постановка задачи
- 2. 2. Энергетическая оценка производства сельскохозяйственной продукции
- 2. 3. Энергетическая оценка производства продукции растениеводства
- 2. 4. Энергетическая оценка производства продукции животноводства
- 2. 5. Методологический подход к оценке экономически целесообразной структуры энергопотребления
Пути обеспечения энергоресурсами сельскохозяйственного производства в условиях Курганской области (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Актуальность работы. Одной из основных составляющих «Энергетической стратегии России на период до 2020 года» [1−18] является формирование рационального топливно-энергетического баланса. Рациональный топливно-энергетический баланс как отрасли, так и отдельного предприятия в соответствии с «Энергетической стратегией.» формируется в условиях значительного снижения энергоемкости экономики. Наряду с традиционной энергетикой предусматривается широкое использование возобновляемых источников энергии.
Сельскохозяйственное производство Курганской области в 1990;е годы значительно сократило свои объемы: посевные площади основных сельскохозяйственных культур, поголовье сельскохозяйственных животных и, как следствие — производство основных сельскохозяйственных продуктов. Снижение производственных показателей сельскохозяйственного производства не могло не привести к резкому ухудшению показателей социальной сферы на селе.
Общая программа подъема сельского хозяйства потребует значительного увеличения потребления топливно-энергетических ресурсов, что само по себе очень сложно, так как Курганская область в основном не обладает собственными энергетическими ресурсами.
Поэтому важной задачей является оценка потребного количества топливно-энергетических ресурсов, обеспечивающих прогнозируемый подъем сельскохозяйственного производства с учетом использования энергосберегающих машин, технологий и возобновляемых источников энергии.
Работа выполнена в соответствии с общесоюзной отраслевой программой 0.51.21 «Разработать и внедрить новые методы и технические средства электрификации сельского хозяйства» и перечнем республиканских целевых программ, п. 29 «Разработать основные направления долгосрочной федеральной технической политики, систему энергетического обеспечения, развития автоматизации производства и экологии энергетических средств в сельскохозяйственном производстве России» (приказ № 10 от 17.03.95 г. по Главному управлению вузов Минсельхозпрода России).
Цель работы: разработать общие подходы к формированию рационального топливно-энергетического баланса сельскохозяйственного предприятия с учетом внедрения энергосберегающих мероприятий и использования возобновляемых источников энергии.
Объект исследования — сельскохозяйственное производство как потребитель топливно-энергетических ресурсов.
Предмет исследования — энергосбережение (технологии, машины), возобновляемые источники энергии как составная часть энергопотребления сельскохозяйственного производстваметоды их оценки и прогнозирования.
Методы исследования. В исследовании использовались методы теории вероятности и математической статистики, математического моделированияметоды математического программирования. Научная новизна.
— теоретически обоснованы пути снижения энергопотребления при производстве продукции животноводства и растениеводства;
— впервые в условиях Курганской области получены значения эмпирических коэффициентов, позволяющие определить величину поступления солнечной и ветровой энергии для региона;
— предложена энергосберегающая технология создания оптимального микроклимата в животноводстве и птицеводстве.
Достоверность полученных результатов определяется значительной глубиной статистических материалов (использовались данные гидрометеорологических центров за 15−28 лет) — использованием стандартных программ для обработки статистических материалов на ЭВМсходимостью теоретических и экспериментальных данных.
Практическая значимость результатов работы состоит в разработке методов построения рационального баланса сельскохозяйственного потребителя на основе использования энергосберегающих мероприятий и возобновляемых источников энергии.
Реализация работы. Практические результаты работы внедрены на ЗАО.
Востокптицемаш" (Приложение 4), ОАО «Птицефабрика Челябинская» (Приложение 5), птицефабрика «Иртышская» Омской области (Приложение 6), «Курганэнерго» г. Курган (Приложение 7).
Результаты исследований используются в учебном процессе ЧГАУ (Приложение 8).
На защиту выносятся.
— математические модели, определяющие соотношение затраченной и полученной энергии при производстве продукции растениеводства и животноводства;
— способы формирования энергопотребления при производстве продукции растениеводства и животноводства с точки зрения анализа энергоемкости и энергоэффективности;
— научно-технические мероприятия, обеспечивающие существенное снижение энергозатрат в животноводстве и птицеводстве;
— значения эмпирических коэффициентов регрессии и параметров законов распределения случайной величины, позволяющие рассчитать количество солнечной и ветровой энергии, поступающей в определенные промежутки времени в условиях Курганской области.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на ежегодных научно-практических конференциях ЧГАУ (2002.2005 гг.), на юбилейной XXV Международной научно-технической конференции ИжГСХА, г. Ижевск, 2003 г.
Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в шести статьях, в том числе три опубликованы в центральной печати. Общий объем публикации в открытой печати 2,5 п.л.
Структура и объем диссертации
Диссертация состоит из пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложения. Работа изложена на 121 стр., иллюстрирована 17 рисунками и 37 таблицами.
Список литературы
включает в себя 100 наименований, в том числе 9 на иностранных языках.
Общие основные выводы и результаты.
1. Курганская область является дефицитной по энергообеспечению. Не имея собственных ТЭР, она вынуждена закупать потребное количество энергоресурсов за пределами области. Подъем села Курганской области и выход показателей его деятельности на результаты конца 1980;х годов потребуют привлечения значительного количества ТЭР.
2. Разработан методологический подход энергетической оценки производства сельскохозяйственной продукции, позволяющий управлять энергопотреблением данного производства, следовательно, выбирать из технологических процессов наиболее эффективные с точки зрения соотношения «затраченная энергия — полученная энергия» .
3. Предложена математическая модель, разработанная на основе теории линейного программирования, позволяющая получить рациональную структуру используемых энергоресурсов. Модель учитывает затраты на передачу всех видов энергии, сумму технологического ущерба, обусловленного уровнем надежности различных источников, и сумму технологического ущерба, возникающего от возможного неудовлетворения спроса на тот или иной вид энергоресурсов.
4. На основании анализа уравнения теплового баланса животноводческого помещения предложено снизить затраты на отопление помещения за счет увеличения плотности посадки животных и птицы.
5. Для повышения ветеринарно-санитарного благополучия на животноводческих и птицеводческих комплексах необходимо использовать высокоэффективные системы очистки рециркуляционного воздуха.
6. Рассчитаны эмпирические коэффициенты регрессии, позволяющие оценить поступление солнечной энергии в Курганской области. В условиях Курганской области в течение года ожидаемое поступление солнечной энергии.
•у составляет около 1140 кВт-ч/м. Себестоимость тепловой энергии, полученной от солнечной энергии для условий Курганской области, составит около 0,025.0,031 долл. США/ кВт-ч.
7. Определены эмпирические значения математической модели, описывающей поступление ветровой энергии в условиях Курганской области. ПолезЛ ная выработка ВЭУ в зоне Курганской области составит около 1320 МДж/м за год. При этом себестоимость вырабатываемой электроэнергии составит около 0,45.0,5 долл. США/ кВт-ч.
Список литературы
- Лаврентьев М.В. География Курганской области. Челябинск, ЮжноУральское кн. изд-во, 1984. — 70 с.
- Курганская область (история и современность).
- Область в цифрах за 60 лет. Статистический сборник. Курганский облкомстат. 2003. — 232 с.
- Основные тенденции развития экономики и социальной сферы Курганской области. 2003. 26 с.
- Новая энергетическая техника / Под ред. Ю. К. Шафранина. М.: Энер-гоиздат, 1995- Беляев JI.C., Марченко О. В., Пименов С. П. и др. Мировая энергетика и переход к устойчивому развитию. Новосибирск: Наука, 2000.
- Перманов Э.М. Состояние и перспективы развития мировой энергетики // Вестник ФЭК России, М., 2003, № 1, с. 1−9.
- World Energy assessment: energy and the challenge of sustain ability/United Nations Development Programmer United Nations Department of Economic and Social Affair, 2000−1-10
- IEA Energy Statistics of non-OECD Countries. 1998−1999, 2001, Edition1.11
- Renewable Energy Development in China the Potential and the Challenges, report of the Center for Resources Solutions, 2000
- Report of the National Energy Policy Development Group, V-2001
- Yahrbuch Ernenerbare Energrien, 2000
- Отчет о технико-экономических показателях и расходе условного топлива электростанций общего пользования, включая районные котельные РАО «ЕЭС России» за 2000 г. М.: Госкомстат России, 2001.
- Харитонов В.П., Абрамов Н. Д., Салимов Н. Э. Новые российские ветроустановки дают свет и тепло // Энергосбережение, 2003, № 4, с.68−69.
- Плотников Д.В., Харитонов В. П. Перспективы использования ветроэлектрических установок в XXI веке // Энергосбережение, 2001, № 1, с.34−37.
- Стребков Д.М. Возобновляемые источники энергии в агропромышленном комплексе //Техника в сельском хозяйстве, 1989, № 3, с. 22.
- Результаты оценки ветроэнергетических ресурсов южной части Новосибирской области для разработки варианта пастбищного водоснабжения. — Новосибирск, 1986, с. 68.
- Гриневич Г. А. Опыт разработки элементов малого ветроэнергетического кадастра средней Азии и Казахстана. Ташкент: Изд-во АН УзСССР, 1952, с. 216.18. New energie, № 9, 2001.
- RE World, July-Aug. 2000, pp. 89−104.
- Попель O.C., Фрид C.E. Показатели солнечной водонагревательной установки в климатических условиях различных регионов России // Энергосбережение, 2002, № 4, с.64−67.21. Zegers (2000).
- Frithj of Stair, «Yahrbuch Ernenerbare», Auflage, 2000.
- Данилов Н.И. Энергосбережение. Екатеринбург. 1999, с. 109.
- Сравнительный анализ приоритетов энергетической и научно-технической политики США, ЕС, Японии: Обзорн. инф. М., 1994.
- Севернев М.М. Важнейшее направление энергосбережения в сельскохозяйственном производстве // Техника в сельском хозяйстве, 1989, № 3, с. З-5.
- Прищеп Л.Г. Резервы энергосбережения в АПК // Техника в сельском хозяйстве, 1989, № 3, с. 2.
- Распоряжение Правительства РФ от 28.08.2003 № 1234-Р.
- Федеральный закон «Об энергосбережении в Российской Федерации» // Энергетик, 1996, № 11, с.7−9.
- Широков Ю.А. Пути экономии топливно-энергетических ресурсов // Сельское хоз-во России, 1987, № 7.
- Стребков Д.С. Пути энергосбережения в агропромышленном комплексе // Техника в сельском хозяйстве, 1989, № 3, с.5−6.
- Горшенин В.П. Повышение эффективности использования тепловой энергии в теплицах // Техника в сельском хозяйстве, 1989, № 3, с.17−18.
- Широков Ю.А. Системный подход к управлению рациональным использованием энергетических ресурсов // Техника в сельском хозяйстве, 1989, № 3, с.5−8.
- Яновский Ф.Б., Михайлова С. А. Энергетическая стратегия и развитие теплоснабжения России // Энергосбережение, 2003, № 6, с.26−32.
- Государство должно задуматься о будущем российской энергетики // Энергосбережение, 2003, № 5, с.58−61.
- Карпов В.Н. Введение в энергосбережение. С.-Петербург: СПбГАУ, 1999. — 72 с.
- Экономическая эффективность механизации сельскохозяйственного производства/ А. В. Шпилько, В. И. Драгайцев, Н. М. Морозов, П. Н. Кабанов и др.-М., 2001. 346 с.
- Методические рекомендации по топливно-энергетической оценке сельскохозяйственной техники, технологических процессов и технологий в растениеводстве по энергетическому критерию. М.: Госагропром СССР, ВАСХНИЛ, ВИМ. 1988.
- Базаров Е.И. Эффективность использования совокупной энергии в сельском хозяйстве // Экономика сельского хоз-ва, 1983, № 12.
- Пейко Л.Ю. Методы контроля и обеспечения энергоснабжения в электротехнологиях, электро- и теплогенерирующем оборудовании для устойчивого развития сельской энергетики. Автореф. дис. .канд. техн. наук. Санкт-Петербург, 2002.
- Ширков Ю.А., Жук З.Я., Кругляков Ю. А. Биоэнергетическая оценка агрозоокомплекса зернофуражно-молочного направления // Комплексная механизация ферм КРС. Подольск: ВНИИТИМЖ. 1987.
- Методические рекомендации по оценке топливно-энергетических затрат на выполнение механизированных процессов в растениеводстве. М.: ВАСХНИЛ. 1985.
- Энергосберегающая технология возделывания и уборки кукурузы. -М.: ВИМ. 1987.
- Базаров Е.И., Широков Ю. А. Агрозооэнергетика. М.: Агропромиз-дат, 1987.
- Тихомиров А.В. Повышение энергетической эффективности получения продукции животноводства // Техника в сельском хозяйстве, 1989, № 3, с.16−17.
- Голыитейн Е.Г., Юдин Д. Б. Задачи линейного программирования транспортного типа. М.: Наука, 1969. 382 с.
- Саплин JI.A. Энергоснабжение сельскохозяйственных потребителей с использованием возобновляемых источников. Автореф. дис.. докт. техн. наук. Санкт-Петербург, 1999.
- Возмилов А.Г., Сажин В. Н., Каримов В. Н. Энергетическая оценка производства сельскохозяйственной продукции // Механизация и электрификация сельского хозяйства, 2004, № 12, с.3−5.
- Сажин В.Н. Прогнозирование потребления энергоресурсов на основе энергетической оценки сельскохозяйственного производства // Материалы XLII науч.-техн. конф. ЧГАУ. Часть 3. Челябинск, 2003, с. 126−132.
- Сажин В.Н. Методика определения экономически целесообразной структуры энергопотребления сельскохозяйственного предприятия // Вестн. Челябинского ГАУ, Челябинск, 2005, т.44, с. 110−111.
- Никифоров А.Н. Формирование энергосберегающих технологий // Техника в сельском хозяйстве, 1989, № 3, с.12−15.
- Нагорный И.С. Научные основы повышения эффективности интенсивных технологий в сельскохозяйственном производстве // Техника в сельском хозяйстве, 1989, № 3, с.8−10.
- Севернее М.М., Токарев В. А. Методика энергетической оценки технологии и комплексов машин // Мех. и электр. сел. хоз-ва, 1986, № 9.
- Осафий В.К. Оптимизация энергетических затрат в сельскохозяйственном производстве // Оптимизация и обработка данных. Кишинев: Штиин-ца, 1987.
- Бабаханов Ю.М., Степанова Н. А., Шаталов А. П. Снижение энергопотребления системы микроклимата в животноводческих помещениях // Энергосберегающие технологии в сельскохозяйственном производстве / ВНИЭСХ. Науч. тр. Том 64, 1985, с. 98−107.
- Кива А.А., Рабштыва В. М., Сотников В. И. Биоэнергетическая оценка и снижение энергоемкости технологических процессов в животноводстве. М.: Агропромиздат, 1990.-176 с.
- Установки для создания микроклимата на животноводческих фермах / Д. Н. Мурусидзе, А. М. Зайцев, Н. А. Степанова и др. Изд.2-е, перераб. и доп.-М.: Колос, 1970. — 327 с. 57. «Разумная» вентиляция что это такое? // Энергосбережение, 2003, № 3, с. 21.
- Зоогигиенические нормативы для животноводческих объектов: Справочник / Г. К. Волков, В. М. Репин, В. И. Большаков и др. Под ред. Г. К. Волкова. М.: Агропромиздат, 1986. — 303 с.
- Теплообменник-утилизатор ТСН-10. Информ. лист. ИСиА Госстроя БССР. Минск: Полымя, 1986.
- Уаддн Р.А., Шефф П. А. Загрязнение воздуха в жилых и общественных зданиях. М.: Стройиздат. 1987, с. 158.
- Возмилов А.Г. Электроочистка и электрообеззараживание воздуха в промышленном животноводстве и птицеводстве. Дисс. докт. техн. наук. Челябинск, 1993.-400 с.
- Сажин В.Н. Формирование энергосберегающих технологий в птицеводстве // Вестн. ЧГАУ, Челябинск, 2005, т.44, с. 147−149.
- Эффективность применения солнечного коллектора для сушки сена // Техника в сельском хозяйстве, 1989, № 3, с.22−24.
- Даффи Дж., Бекман У. А. Тепловые процессы с использованием солнечной энергии. М.: МИР, 1977.
- Федоров Н.Е. Аналитические расчеты сушильных установок. — М.: Пищевая промышленность, 1967.
- Бекман У .А., Кдейн С., Даффи Дж. Расчет систем солнечного теплоснабжения. -М.: Энергоиздат, 1982.
- Кабаков В.И., Кохова И. И., Дробязгина О. С. Солнечная установка для подъема, нагрева и опреснения воды // Техника в сельском хозяйстве, 1989, с. 24.
- Баутин В.М., Лазовский В. В. Энергетика для села (Беседы с полевым консультантом ИКС). М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2002. с. 184.
- Тайсаева В.Т., Саранов А. А. Использование солнечной энергии Сибири в сельскохозяйственном производстве / Информ. лист ЦНТИ. Новосибирск, 1989. -№ 251, с. 4.
- Пивоварова З.И., Стадник В. В. Климатические характеристики солнечной радиации как источника энергии на территории СССР. Л.: Гидрометео-издат, 1988.-292 с.
- Даффи Д.А. Тепловые процессы с использованием солнечной энергии. М.: Мир, 1977.- 420 с.
- Мак-Вейг Д. Применение солнечной энергии. М.: Энергоиздат, 1981.с.216.
- Тарнижевский Б.В. Возможности применения солнечных установок в зависимости от характеристик радиационного режима. Дис.. канд. техн. наук. М., 1960.
- Тарнижевский Б.В. Определение показателей работы солнечных установок в зависимости от характеристик радиационного режима // Теплоэнергетика, 1960. Вып. 2, с. 18−25.
- Руководство гидрометеорологическими станциями по актинометри-ческим наблюдениям. Л.: Гидрометеоиздат, 1973, с. 223.
- Руководство по первичной обработке материалов метеорологических наблюдений. Л.: Гидрометеоиздат, 1957. -298 с.
- Шерьязов С.К. Горячее водоснабжение сельскохозяйственного производства в условиях Южного Урала с использованием солнечной энергии. Дис. канд. техн. наук. Челябинск, 1990. 229 с.
- Саплин JI.A. Энергоснабжение сельскохозяйственных потребителей с использованием возобновляемых источников. Дисс. .докт. техн. наук. Санкт-Петербург Пушкин, 1999, с. 313.
- Гриневич Г. А. Опыт разработки элементов малого ветроэнергетического кадастра Средней Азии и Казахстана. Ташкент: Изд. АН УзССР, 1952. — 151 с.
- Методы разработки ветроэнергетического кадастра. М.: Изд-во АН СССР, 1963.-96 с.
- Минин В.А. Основные элементы ветроэнергетического кадастра Севера // Проблемы энергетики Мурманской области и соседних районов. Изд. Кольского филиала АН СССР, 1980, с. 135−151.
- Орлов В.Л. Использование гелиоветроэнергетических установок для энергоснабжения сельскохозяйственных потребителей Челябинской области. Дис. канд. техн. наук. Челябинск, 1993, с.227/
- Есьман В.И., Ализаде А. С. Ветроэнергетические ресурсы Азербайджана. Баку: Азэнергия, 1966. 97 с.
- Митрапольский А.К. Техника статистических вычислений. М.: Наука, 1971.-576 с.
- Шефтер Я.И. Использование энергии ветра. М.: Энергоатомиздат, 1983.-201 с.
- Фатеев Е.М. Методика определения параметров ветроэнергетических расчетов ветросиловых установок. М.: Изд-во АН СССР, 1957. 88 с.
- Саплин Л.А., Шерьязов С. К. Оценка солнечной энергии как источника энергии в условиях Южного Урала // Повышение эксплуатационной надежности электрооборудования в сельском хозяйстве: Тр./ЧИМЭСХ. Челябинск, 1988, с. 80−87.
- Гойса Н.И. Методика расчетов месячных сумм рассеянной и суммарной радиации по срочным наблюдениям // Тр. ГТИ. Вып. 14, 1958.
- Кузьмин П.П. Исследования параметров формул снеготаяния // Труды ГГИ. Вып. 32/86,1951, с. 54−70.
- Берляд Т.Г. Распределение солнечной энергии на континентах. JI.: Гидрометеоиздат, 1961. 227 с.
- Подогородцкий Я. Пространственная и временная изменчивость суммарной радиации в Польше // Тр. международного симпозиума. JL: Гидрометеоиздат, 1979.
- Украинцев В.Н. Приближенное вычисление сумм прямой и рассеянной радиации // Метеорология и гидрология, 1979, № 6.
- Сажин В.Н. Оценка использования энергии солнца в условиях Курганской области // Сельский механизатор, 2004, № 10, с. 10−12.
- Сажин В.Н. Оценка использования энергии ветра в условиях Курганской области // Энергосбережение и водоподготовка, 2004, № 4, с. 16−18.
- Краусп В.Р., Расстригин В. Н., Коршунов Б. П. и др. Методика энергетического мониторинга сельскохозяйственных объектов, выявление резервов и потенциала экономии топливно-энергетических ресурсов (ТЭР).- М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2001.
- Кузьменко В.В. Организационно-экономический механизм энергосбережения в АПК региона. Ставрополь, 2000.
- Маркелова Е.К., Тихомиров А. В., Тузова Р. В. и др. Практическая методика определения энергозатрат и энергоемкости производства продукции, а также потребностей в энергоресурсах. М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2001.
- Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники. М.: Министерство сельского хозяйства Российской Федерации и П РФ, ВНИЭСХ, 1998.
- Методические рекомендации по рациональному использованию топлива, тепловой и электрической энергии в хозяйствах, на предприятиях и в организациях Госагропрома РСФСР. М.: Госагропром РФ, 1988.
- Методика определения эффективности капитальных вложений. -М.: Экономика, 1988.