Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Энергетическая оценка и повышение эффективности использования энергоресурсов при производстве продукции защищенного грунта Черномурова Елена Юрьевна

Энергетическая оценка и повышение эффективности использования энергоресурсов при производстве продукции защищенного грунта
<
Энергетическая оценка и повышение эффективности использования энергоресурсов при производстве продукции защищенного грунта Энергетическая оценка и повышение эффективности использования энергоресурсов при производстве продукции защищенного грунта Энергетическая оценка и повышение эффективности использования энергоресурсов при производстве продукции защищенного грунта Энергетическая оценка и повышение эффективности использования энергоресурсов при производстве продукции защищенного грунта Энергетическая оценка и повышение эффективности использования энергоресурсов при производстве продукции защищенного грунта Энергетическая оценка и повышение эффективности использования энергоресурсов при производстве продукции защищенного грунта Энергетическая оценка и повышение эффективности использования энергоресурсов при производстве продукции защищенного грунта Энергетическая оценка и повышение эффективности использования энергоресурсов при производстве продукции защищенного грунта Энергетическая оценка и повышение эффективности использования энергоресурсов при производстве продукции защищенного грунта Энергетическая оценка и повышение эффективности использования энергоресурсов при производстве продукции защищенного грунта Энергетическая оценка и повышение эффективности использования энергоресурсов при производстве продукции защищенного грунта Энергетическая оценка и повышение эффективности использования энергоресурсов при производстве продукции защищенного грунта
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Черномурова Елена Юрьевна. Энергетическая оценка и повышение эффективности использования энергоресурсов при производстве продукции защищенного грунта : Дис. ... канд. техн. наук : 05.20.02 : Москва, 2004 192 c. РГБ ОД, 61:04-5/4222

Содержание к диссертации

Введение

Глава I. Исследование состояния систем энергетического обеспечения предприятий защищенного грунта

1.1. Состояние и особенности энергетики и экономики тепличных хозяйств

1.2. Анализ методов оценки энергоэффективности производства сельхозпродукции, продукции защищенного грунта

1.3. Состояние энергетического обеспечения тепличных хозяйств и оценка направлений снижения затрат энергии

1.4. Цель и задачи исследования 3 6

Глава II. Исследование составляющих энергозатрат и разработка методики определения энергоемкости производства продукции защищенного грунта

2.1. Общие положения по определению энергозатрат при производстве продукции защищенного грунта

2.2. Разработка методики определения энергоемкости производства продукции защищенного грунта

2.3. Алгоритм и программа для ПЭВМ по расчету энергоемкости производства продукции защищенного грунта

Глава III. Обоснование и расчет норм потребления тепловой и электрической энергии, нормативов энергоемкости овощной продукции, определение фактических показателей энергозатрат и их сравнение с нормативами

3.1. Методические положения (особенности) и порядок расчета норм потребления тепловой и электрической энергии

3.2. Усредненные нормы потребления тепловой и электрической энергии для различных типов теплиц и зон

3.3. Методические положения по обоснованию и расчет нормативов энергоемкости при выращивании овощей в закрытом грунте для разного типа теплиц и климатических зон

3.4. Определение фактических показателей энергозатрат и энергоемкости при выращивании овощей в теплицах Московской области

3.5. Сравнение фактических показателей энергозатрат при производстве овощей с обоснованными нормативами энергоемкости и нормами расхода тепловой и электрической энергии У О

Глава IV. Разработка и обоснование предложений по снижению энергозатрат и повышению эффективности использования энергоресурсов в защищенном грунте

4.1. Обоснование эффективности мероприятий по снижению энергозатрат и энергоемкости производства овощей />3

4.2. Исследование влияния изменения составляющих энергозатрат на величину полной энергоемкости с использованием структурных весовых коэффициентов ..

4.3. Предложения по снижению энергоемкости производства тепличной продукции

4.4. Энергетическая и экономическая оценка выращивания овощей в защищенном грунте для разных зон

Выводы

Литература

Приложения

Введение к работе

Улучшение снабжения населения в зимне-весенний период свежими овощами связано с развитием овощеводства защищенного грунта, уровень развития которого остается низким.

В настоящее время овощеводство защищенного грунта является наиболее энергоемкой отраслью сельскохозяйственного производства. Энергоемкость основной продукции зимних теплиц (огурцы, томаты) превышает уровень энергоемкости основной продукции животноводства (мяса, молока, яиц и др.). В себестоимости продукции защищенного грунта почти 50% составляют энергозатраты. Одной из причин этого - несовершенство систем энергообеспечения самих теплиц, что сопровождается большими теплопотерями в системах энергоснабжения культивационных сооружений. Например, на обогрев 1 га зимних теплиц расходуется около 3000 т условного топлива в год, а на получение 1 т тепличной продукции расход тепловой энергии составляет 160...200 ГДж и 1,2...2,3 МВт-ч электрической энергии [112]. Ежегодный рост цен на энергоресурсы и снижение платежеспособности хозяйств не позволяют последним приобретать энергоресурсы в требуемом объеме. Поэтому проблема рационального использования энергоресурсов приобретает особую остроту.

На современном этапе экономического развития в сельском хозяйстве все заметнее становится взаимосвязь между развитием экономики отрасли и суммарным потреблением первичных топливно-энергетических ресурсов (ТЭР). Энергетическая база является основой развития производительных сил в сельском хозяйстве. По энерговооруженности и техническому оснащению новые комплексы не уступают промышленным предприятиям.

Однако, проводимое экономическое обоснование, как правило, определяет ситуацию сегодняшнего дня, но не всегда позволяет оценить перспективу

отрасли и эффективность использования ТЭР при производстве овощей защищенного грунта. Экономические показатели имеют существенные колебания во времени, определяемые политикой ценообразования, и не всегда позволяют установить оптимальный уровень затрат энергии на производство сельскохозяйственной продукции. [92]. Поэтому в условиях рыночной экономики при значительном колебании цен не всегда удается объективно оценить эффективность применяемых технологий и систем энергообеспечения при производстве овощей. Эту оценку можно получить при использовании наряду с экономическими показателями менее подверженных конъюнктуре рынка и рыночной экономики натуральных энергетических показателей, т.е. с помощью энергетической оценки.

Энергетическая оценка в значительной степени позволяет определить затратность производства овощей, оценить конкурентоспособность различных способов их выращивания и систем энергообеспечения, обосновать перспективные и эффективные энергоэкономные направления совершенствования технологий овощеводства защищенного грунта.

Анализ работы ряда тепличных комбинатов показывает, что в большинстве случаев не обеспечиваются и не соблюдаются предусмотренные агротехническими требованиями режимы в культивационных помещениях. Имеет место большая разница в расходах энергии на единицу продукции в однотипных тепличных комбинатах расположенных в одной климатической зоне. Потребление электрической и тепловой энергии на единицу площади во многих тепличных комбинатах превышает расчетные показатели на 20...70%. Это зависит от многих факторов и в первую очередь от принятой системы обогрева, оборудования, систем энергообеспечения, степени автоматизации технологических процессов в теплицах.

В связи с этим задача рационального использования энергии на тепличных комбинатах становится первостепенной. На современном этапе, когда

постоянно происходит рост цен на энергоносители, актуальность снижения энергозатрат, на тепличных комбинатах, приобретает все большую значимость. В то же время, нельзя ассоциировать экономию энергии с ограничением в потреблении топливно-энергетических ресурсов. Под экономией следует понимать эффективное и рациональное их использование, что положительно сказывается на конечных результатах производства и себестоимости продукции. Актуальность проблемы рационального и эффективного использования топливно-энергетических ресурсов и недостаточная проработка вопросов энергетической оценки овощеводства защищенного грунта обусловили необходимость проведения исследований по этому направлению.

%

Анализ методов оценки энергоэффективности производства сельхозпродукции, продукции защищенного грунта

При расчете и анализе энергозатрат, как правило, используют следующие методы оценки энерго-эффективности (общих и удельных энергозатрат, энергоемкости) при производстве сельскохозяйственной продукции: экспериментальный, статистический и расчетный.

При использовании экспериментального метода выбираются характерные объекты и на них проводятся экспериментальные исследования с замером расходов энергии по всей технологической цепочке.

Анализ результатов совместно с технологическими параметрами позволяет выявить резервы экономии, источники нерационального использования и потерь, обосновать эффективные нормативы энергозатрат при рациональном уровне организации и технологии производства, а также прогнозные показатели энергозатрат при планируемом развитии производства.

Недостатком этого метода является его трудоемкость. Существует также проблема по распространению полученных результатов на всю совокупность объектов и связанный с этим вопрос о выборе объектов для экспериментального изучения.

Статистический метод анализа энергоэффективности может базироваться на данных отчетности предприятий. Достоинством этого метода является возможность относительно простого получения фиксируемых показателей потребления ТЭР большего массива предприятий.

Недостатком является невысокая достоверность некоторых отчетных данных, ограниченность номенклатуры показателей, которые можно определить по отчетным данным. Наиболее просто определяется этим методом энергоемкость валовой продукции или единицы натуральной, если предприятие производит один вид продукции. Для многоотраслевого объекта дифференцировать энергозатраты по отдельным видам продукции значительно сложнее. Здесь требуется проводить анализ деятельности по каждому виду продукции на ряде предприятий.

При анализе энергоэффективности предлагается взять в качестве основного - расчетный метод (метод расчета пооперационных затрат). Он позволяет с минимальными трудозатратами рассчитывать показатели расхода энергии и топлива для производств с различной технологией, и в первую очередь передовой. Его достоинство в том, что можно достигнуть высокой степени детализации при имеющихся данных удельных расходов энергоресурсов и количественных показателей развития хозяйства (поголовье скота, площади закрытого, грунта, объемы орошаемых площадей и т.д.), а также объемов производства сельскохозяйственной продукции, урожайности и других показателей.

Исходной информацией при использовании расчетного метода являются нормы технологического проектирования, типовые проекты, технологические карты, паспортные данные оборудования и т.д. То есть берутся технические параметры современной технологии производства и по ним рассчитываются показатели энергозатрат, которые потом относятся на единицу производимой продукции.

Энергетическая оценка позволяет определить энергозатратность производства овощей, а совместно с экономической оценкой оценить конкурентоспособность различных способов и систем выращивания и энергообеспечения, обосновать концептуальные энергосберегающие направления развития овощеводства защищенного грунта. Кроме того, она предполагает определение всех видов затрат энергии, которые идут на выращивание продукции защищенного грунта, т.е. суммарный расход первичных энергоресурсов всех видов [13, 16, 17, 30, 80], а также определение энергоемкости продукции.

Энергоемкость сельскохозяйственной продукции - это удельная величина расхода всех видов энергии и топлива на производство единицы продукции в соответствии с действующими технологиями в отраслях агропромышленного комплекса, рассчитанная в энергетических единицах. Иными словами -полная энергоемкость - это суммарный расход всех видов первичных энергоресурсов на производство единицы продукции. Она состоит из прямых, косвенных, инвестиционных составляющих энергозатрат. Прямые и косвенные энергозатраты можно объединить в группу эксплуатационных, т.к. эта энергия потребляется (расходуется) в пределах рассматриваемой инфраструктуры анализируемой системы за один год или цикл производства продукции.

К прямым затратам энергии относят энергоресурсы: горюче-смазочные материалы (ГСМ), электроэнергию, твердые энергоносители (уголь, торф, дрова), газ, пар, которые в качестве энергоносителей непосредственно используются (т.е. расходуются, утилизируются) в сельскохозяйственном производстве. Кроме этого, к прямым энергозатратам следует отнести затраты труда при производстве тепличной продукции.

Косвенные затраты - затраты энергии на произведенные раннее и используемые в процессе производства овощей материалы, семена, удобрения, средства защиты и т.д., полностью расходуемые в процессе одного цикла производства.

Инвестиционные затраты энергии состоят из расходов топлива и энергии на строительство производственных и вспомогательных объектов, производство машин и оборудования, применяемых в данной технологии, отнесенные к одному году или циклу их использования.

При расчете прямых затрат энергии определяется как полезный так и полный ее расход в переводе на потребляемые первичные энергоресурсы [18]: - полезный расход - это энергия, необходимая для функционирования отрасли производства продукции, т.е. потребляемая непосредственно на предприятии. Полезной энергией следует считать энергию (тепловую, электрическую, лучистую, энергию используемого топлива и др.), полученную при преобразовании и изменении первичных энергоносителей, которая непосредственно использована в производственном (основном или вспомогательном) технологическом процессе; - полный расход энергии определяется количеством потребленных первичных энергоносителей с учетом КПД ее преобразования, потерь топлива и энергии при хранении, перевозке и транспортировке. Важность всестороннего учета полных энергозатрат повышается в условиях роста энергетической составляющей в себестоимости продукции, дефицита в стране энергетических ресурсов, необходимости их экономии и рационального использования.

Разработка методики определения энергоемкости производства продукции защищенного грунта

Методика определения энергоемкости производства овощной продукции должна включать алгоритм определения полной энергоемкости производства тепличной продукции, а также аналитические зависимости поэлементного расчета составляющих энергоемкости. Определение энергоемкости производства овощей защищенного грунта целесообразно осуществлять в следующем порядке: расчет прямых затрат энергии - тепловой и электрической энергии, моторного топлива, затрат труда: расчет косвенных затрат - энергозатраты на производство семян, ядохимикатов, удобрений, почвы, и расчет инвестиционных затрат - энергозатраты в строительную часть теплиц и на создание инженерно-технического оборудования. Алгоритм расчета полной энергоемкости приведен на рис.2.6. Исходными данными для разработки общих положений методики, а также аналитических выражений по расчету элементов затрат и показателей энергоемкости являются: нормы технологического проектирования, типовые проекты, технологические карты, паспортные данные оборудования, а также общие формулы расчета потребляемой энергии в процессах преобразования, то есть технические, производственные и экономические параметры современной технологии производства овощей, фактические показатели по хозяйству, общие расчетные зависимости. При определении количества требуемого энергоресурса в расчетах должны учитываться среднегодовые эксплуатационные значения КПД энергетических установок.

Все таблицы вынесены в Приложении энергосодержанию энергоносителей (теплотворной способности) - полезные прямые энергозатраты, так и в переводе на первичные энергоресурсы с помощью энергетических эквивалентов - полные прямые энергозатраты. В первом случае учитывается только та энергия, которая непосредственно расходуется в теплицах на производство продукции. Во втором же случае определяется расход энергии с учетом потерь, транспортирования, преобразования первичных энергоресурсов, в т.ч. и за пределами отраслей АПК, т.е. в переводе израсходованной энергии на затраты первичных энергоресурсов.

Укрупненный показатель обогрева теплиц включает в себя: потери теплоты через ограждения, затраты теплоты на обогрев воздуха, потери теплоты на инфильтрацию воздуха, потери теплоты через грунт, потери теплоты на испарение осадков, затраты теплоты на обогрев почвы. То есть его значение является усредненным и он может использоваться для проведения предварительных расчетов с невысокой точностью. При энергетическом анализе работы тепличных хозяйств необходимо знать, сколько расходуется теплоты в каждом из вышеперечисленных процессов. Это необходимо для того, чтобы выявить наиболее энергоемкие процессы с целью выработки рекомендаций по усовершенствованию технологии и снижению затрат тепловой энергии.

В различных исследованиях и литературе приводятся разные способы определения потребности тепличного комбината в тепловой энергии [20, 24, 25, 29, 32, 33, 36]. Однако нет единой методики, по которой можно определять потребление как суммарной тепловой энергии, так и по каждому процессу в отдельности. Поэтому важной задачей при энергетической оценки производства овощей в теплицах и разработке методических рекомендаций является составление единой методики определения потребности тепличного комбината в тепловой энергии.

Обеспечение теплом тепличного комбината, как правило, осуществляется от котельной, которая может быть расположена как непосредственно на территории комбината, так и находиться от тепличного комбината на некотором расстоянии. В первом случае котельная (энергетический узел) является неотъемлемой частью тепличного комбината. Для выработки тепловой энергии, требующейся для отопления, нагрева воды и т.п. комбинату понадобится натуральное топливо в виде угля, мазута, природного или сжиженного газа и др. видов. Получение тепловой энергии с помощью электронагрева в настоящее время предопределяет повышенные первичные энергозатраты, поэтому для тепличных комбинатов с большими площадями - этот способ практически не применяется. В том случае, когда тепличный комбинат не имеет своего энергетического узла, тепловую энергию ему приходится брать от ближайшей котельной и по теплотрассе доставлять до тепличного комбината. Такой способ получения теплоты сопровождается значительными потерями тепла в тепловых сетях (подающем трубопроводе).

Усредненные нормы потребления тепловой и электрической энергии для различных типов теплиц и зон

Нормы расхода тепловой и электрической энергии характеризуют необходимую величину тепло- и электропотребления при производстве той или иной продукции в сельскохозяйственном производстве. Нормы определены в соответствии с разработанными нами «Методическими рекомендациями по определению энергоемкости производства продукции защищенного грунта» (М.: ВИЭСХ, 2003. - 76 с). Нормы разработаны для наиболее распространенных и прогрессивных технологий основных видов производства продукции защищенного грунта в Центральной зоне. В существующих нормах [33] не отображен пооперационный расчет норм тепловой энергии в блочных теплицах, кроме этого нет норм на потребление тепловой энергии бытовыми и вспомогательными помещениями. В нормах электрической энергии [34] не приведены составляющие каждого технологического процесса (т.е. какое оборудование используется в технологическом процессе и сколько оно потребляет электрической энергии). Нормы расхода тепловой энергии для теплиц в Центральной зоне приведены в табл.3.1., а бытовых и вспомогательных помещений в табл.3.2. В табл.3.3 и табл.3.4 приведены суммарные нормы тепловой энергии и на теплицы и на бытовые и вспомогательные помещения.

Поддержание микроклимата шатра включает в себя следующие затраты и факторы: потери теплоты через ограждения; затраты теплоты на обогрев воздуха; потери теплоты на инфильтрацию воздуха; потери теплоты через грунт; потери теплоты на испарение осадков, выпадающих на покрытие; количество теплоты, поступающей от солнечного излучения; количество теплоты, выделяемой облучательными установками. В табл.3.5, 3.6 приведены нормы расхода электрической энергии для блочных и ангарных теплиц по электрифицированным процессам, а также по производству в целом: - электропривод агрегатов насосной станции - скважный насос, сетевые циркуляционные насосы системы отопления шатра, обогрева почвы, системы теплоснабжения бытовых и вспомогательных помещений, а также подпиточные насосы; - освещение и облучение - расход электроэнергии на облучение рассады на площади 0,1% от общей, на облучение взрослых растений, внутреннее и уличное освещение; - вентиляция - расход электроэнергии на электропривод системы вентиляции и поддержания относительной влажности воздуха. - электрифицированные агрегаты станции полива - система подогрева воды для полива, охлаждающее дождевание, насос-дозатор подачи поливной воды; - прочие электрифицированные процессы - стерилизация почвы, подача углекислого газа, электрообогрев почвы, другие вспомогательные процессы, потери энергии. - электрифицированные машины - электромотыга, транспортер-просеиватель, фреза самоходная, аэрозольный опрыскиватель; - общепроизводственные нормы.

Для разработки нормативов энергоемкости использована вышеприведенная методика расчета энергозатрат и Программа для ПЭВМ при экспериментальной проверке полученных данных (см.Главу I).

Исходными данными для разработки элементов затрат и показателей энергоемкости являются: нормы технологического проектирования, типовые проекты, технологические карты, паспортные данные оборудования и т.д., то есть технические, производственные и экономические параметры современной технологии производства овощей, а также фактические показатели по хозяйству. Нормативы разработаны с использованием подготовленных нами «Методических рекомендаций» и Программы для ПЭВМ.

Энергосбережение является одним из важнейших факторов повышения эффективности тепличного производства при реализации предложений по рациональному использованию ТЭР на основе внедрения достижений научно-технического прогресса и усиления режима экономии. В тепличном производстве основную долю в полной энергоемкости составляют затраты тепловой энергии (91 - 96 %), которая, как правило, вырабатывается и подается от огневой котельной. Поэтому необходимо оценить энергоэффективность системы теплоснабжения при использовании различных видов топлива в котельной с учетом коэффициента использования топлива (КПИ) и других технических характеристик системы. В табл.3.9 представлены показатели энергозатрат на энергоснабжение теплицы при использовании различных видов топлив и электроэнергии.

Затраты труда в энергетических единицах определяются затратами труда обслуживающего персонала, которые рассчитываются на основе данных по занятости работающих разных профессий на комбинатах с учетом энергетических эквивалентов труда. Весь персонал на тепличном комбинате подразделяется на административно-хозяйственный (ИТР, кладовщик склада материалов, весовщик-учетчик-экспедитор), производственный (овощеводы; бригадиры теплиц; бригадиры по защите растений, строительной бригады, заготовки земли; пчеловод; стекольщик), технический (электрики, сантехники, штат котельной, мастер по зарядке аккумуляторов, мастер по холодильному и весовому хозяйству), механизаторы (водители, шоферы, трактористы) и вспомогательные рабочие (рабочие на складе минеральных удобрений и ядохимикатов, рабочие механической мастерской, рабочие по заготовке земли, разнорабочие, грузчики, сторожа, уборщики и др.).

Исследование влияния изменения составляющих энергозатрат на величину полной энергоемкости с использованием структурных весовых коэффициентов

Если подставить в уравнение (1) соответствующие усредненные структурные коэффициенты энергозатрат, численные значения которых рассчитаны для Московского региона и представлены в Приложении 4, то получим уравнение, с помощью которого можно анализировать влияние каждой составляющей на суммарный показатель энергоемкости в относительных единицах. При таком анализе следует учитывать также возможное изменение урожайности.

В качестве примера дана оценка влияния такого энергосберегающего мероприятия, как использование двойного остекления с применением дополнительного облучения растений на суммарную энергоемкость. Проведенные расчеты с использованием разработанной компьютерной программы дали следующие результаты: - увеличение инвестиционных энергозатрат на 10 %; - увеличение потребления эл.энергии в 2,5 раза; - снижение потребления тепловой энергии на 20 %; - косвенные энергозатраты остались на прежнем уровне; - выпуск валовой продукции принят без изменений.

Новое значение энергоемкости составляет 0,8913 от первоначального значения. Относительное изменение энергоемкости составит 0,1087. Следовательно, полная энергоемкость при реализации данного энергосберегающего мероприятия снизится на 11 %.

Таким образом, анализ каждой из составляющих уравнения (2) позволяет оценить энергетическую эффективность реализации предлагаемых энергосберегающих мероприятий. Компьютерная программа позволяет проводить оценку эффективности вложения средств в конкретные мероприятия (определение себестоимости, прибыли (или убытка) рентабельности, энергоемкости).

Откуда можно, задаваясь требуемыми параметрами - величинами составляющих прямых, косвенных и инвестиционных энергозатрат (Л энергосберегающие мероприятия), определять во сколько раз данное мероприятие (параметр) приводит к повышению или снижению суммарной энергоемкости и себестоимости продукции в целом. Изменение суммарной энергоемкости будет выражаться следующим уравнением: Де = М(. (9) А относительная искомая суммарная энергоемкость будет определяться следующим выражением: е0=е0-Ае. (10) Используя данную систему матриц, становится возможным оценить влияние каждого фактора на суммарную энергоемкость. Это значит, что, изменяя одну из составляющих энергоемкости, можно проанализировать как она будет влиять на суммарную энергоемкость и себестоимость производимой тепличной продукции.

Проведенный анализ фактических и нормативных энергозатрат и их перерасхода позволил разработать предложения по повышению эффективности используемых энергоресурсов, снижению показателей энергоемкости тепличной продукции при внедрении ряда энергосберегающих мероприятий. На примере типового Хозяйства 1 площадью 6 га Московского региона проведены расчеты энергетических и экономических показателей при реализации ряда энергосберегающих мероприятий и сведены в таблицу 4.2.

Применение дополнительного облучения взрослых растений сопровождается увеличением энергозатрат, но из-за роста продуктивности снижается полная энергоемкость выращивания овощей. Затраты, которые необходимо вложить в требуемое оборудование, окупятся за 4 года, поэтому осветительное оборудование должно служить не менее 4-ех лет. Дополнительная прибыль от данного мероприятия составит 31,7 руб./м .

Если применить двойное остекление теплиц в виде двойных стеклопакетов, то полная энергоемкость снизится на 17 %, но значительные вкладываемые средства могут не окупиться из-за отсутствия прибыли. Следовательно, данное мероприятие при существующих ценах неэффективно. Применение еще одного стекла (тройное остекление), также является невыгодным с экономической точки зрения. Поэтому практичнее использовать просто двойное остекление, что дает экономию энергозатрат, окупаемость вложений и дополнительный чистый доход 18,6 руб./м . Однако срок окупаемости капвложений в этом варианте достаточно большой (более 5 лет) и на практике такой вариант пока редко применяется. Наиболее приемлемым мероприятием в настоящее время является герметизация теплиц. Оно приводит к снижению энергоемкости до 10 % и себестоимости продукции, т.к. дополнительные инвестиции не велики. Вложенные средства в мероприятия по герметизации теплиц окупятся в течение 1 года. Дополнительный чистый доход составит 25,8 руб./м .

Наиболее эффективными мероприятиями по снижению энергоемкости являются комбинации мероприятий по снижению затрат тепловой энергии и повышению урожайности выращиваемой продукции, например, применение двойных и тройных стеклопакетов с дополнительным облучением взрослых растений. Такие мероприятия позволят снизить энергоемкость выращиваемой продукции и получить дополнительный чистый доход в размере до 50 руб./м . Такие мероприятия являются эффективными в первую очередь потому, что они обеспечивают как экономию энергоресурсов, так и повышение урожайности продукции. Поэтому, несмотря на достаточно высокие капитальные вложения, срок окупаемости у таких мероприятий составляет 2-3 года.

Кроме того, повышение светопроницаемости стекла (частое мытье ограждающих конструкций теплиц) приводит к некоторому снижению энергозатрат и себестоимости тепличной продукции на 1 % без каких-либо заметных капитальных вложений. Дополнительный чистый доход составит 12,2 руб./м2. Такое мероприятие является наиболее доступным на небольших тепличных комбинатах.

Важной задачей эффективного использования защищенного грунта является определение зон (регионов), где наиболее целесообразно выращивать овощи. Возможны различные варианты выращивания тепличных овощей: в местах их потребления или в регионе с более теплым климатом и доставкой их в более северные (холодные) регионы. Используя разработанную методику, проведены расчеты энергозатрат при выращивании овощей в регионах, находящихся в различных климатических зонах. Полученные результаты приведены на рис.4.14.

В северных регионах (1-ая световая зона) себестоимость выращивания тепличных овощей из-за больших энергозатрат, стоимости строительства и эксплуатационных расходов на теплицы чрезмерно велика (рис.4.14). Поэтому имеется альтернатива выращивания овощей в более теплых регионах, где энергозатраты и себестоимость значительно ниже, с дальнейшей их перевозкой в северные регионы (рис.4.15). На рис.4.16 представлена схема возможных перевозок и стоимость перевозки тепличных овощей железнодорожным транспортом из южных зон в северные.

Похожие диссертации на Энергетическая оценка и повышение эффективности использования энергоресурсов при производстве продукции защищенного грунта