Тема 2. Оценка энергоэффективности растениеводства

Энергетический анализ производства является элементом комплексного анализа производства наряду с экономическим и биологическим анализом. К достоинствам энергетического анализа относят его универсальность, то есть возможность сравнивать различные технологии, сельскохозяйственные культуры, время, страны по эффективности использования энергоресурсов. Энергетический анализ позволяет так же выявить пути энергосбережения при производстве различных видов продукции.

Основными показателями энергетического анализа сельскохозяйственного производства являются:

1. Коэффициент энергетической эффективности (Кээ) представляет собой отношение энергии, полученной с продукцией, к энергии, затраченной на производство этой продукции:

, где

Еоп – энергия основной продукции, МДж;

Епп – энергия побочной продукции, МДж;

Епз – энергия прямых затрат, МДж;

Екз – энергия косвенных затрат, МДж;

Етз – энергия трудовых затрат, МДж.

Коэффициент энергетической эффективности представляет собой безразмерную величину.

Если Кээ больше 1, говорят об эффективном использовании энергии, если он меньше 1, то на производство продукции затратили энергии больше, чем получили.

2. Энергоемкость производства (е) представляет собой отношение энергии, затраченной на производство продукции, к количеству полученной продукции:

МДж/кг, где

Епз – энергия прямых затрат, МДж;

Екз – энергия косвенных затрат, МДж;

Етз – энергия трудовых затрат, МДж;

Количество продукции может выражаться в килограммах, тоннах, центнерах, литрах, штуках и т. д. в зависимости от вида продукции.

Для расчета показателей энергоэффективности в растениеводстве используют технологические карты возделывания и уборки сельскохозяйственных культур и справочные материалы. Пример технологической карты приведен в приложении 3.

Для расчета энергии, полученной с основной и побочной продукцией по технологической карте находят величину полученного урожая и определяют массу основной (например, зерно) и побочной (солома) продукции. Энергия, полученная с продукцией (Еоп и Епп) равна произведению массы продукции, выраженной в килограммах, на энергосодержание единицы массы (МДж/кг), (приложение 13). Соотношение зерна и соломы у зерновых культур колеблется на уровне 0,8 – 1,1.

Энергия прямых затрат (Епз) представляет собой энергию, непосредственно расходованную на выполнение технологических операций. В растениеводстве к прямым затратам относят энергию, выделившуюся при сгорании топлива и электрическую энергию. Для расчетов сначала определяют количество расходованного топлива (отдельно по каждому виду, в кг) и электроэнергии на основании технологической карты. Результаты расчетов удобно записывать в таблице 1:

Таблица 1 – Расчет расхода топлива, электроэнергии и трудовых затрат.

№ операции	топливо, кг	электроэнергия, кВт	трудовые затраты, чел/часы
1
2
3
…
23
Итого

Для определения расхода электроэнергии (Рэ) объем работы (Vр) делят на производительность агрегата (Па) и умножают на мощность энергетического средства (Мэс).

, (кВт)

Общая энергия прямых затрат складывается из суммы произведений массы топлива на его энергосодержание (приложение 11). Электроэнергию также переводят в МДж используя приложение 11.

Энергия косвенных затрат (Екз) – это количество энергии, расходованное на изготовление и доставку средств труда. К энергии косвенных затрат в растениеводстве относят затраты на изготовление и доставку:

а) топлива и электроэнергии;

б) удобрений;

в) пестицидов;

г) техники;

д) семян;

е) мелкого инвентаря.

А) В общем случае для расчета энергии косвенных затрат необходимо умножить массу средства труда (кг) на энергетический эквивалент овеществленных затрат (приложение 11). Так рассчитывают энергию косвенных затрат по топливу и электроэнергии.

Б) Для расчета энергии косвенных затрат по удобрениям на основании технологической карты определяют массу каждого вида расходованных удобрений (кг) и умножают ее на «энергозатраты на 1 кг массы» (приложение 12).

В) Для расчета энергии косвенных затрат по пестицидам при помощи технологической карты и справочных материалов необходимо вычислить массу использованных химикатов и воды. Затем полученные значения умножают на энергетический эквивалент овеществленных затрат (для воды) и на «энергозатраты на 1 кг массы» (приложения 11, 12).

Г) Для расчета энергии косвенных затрат по технике используя технологическую карту составляют список всех занятых в данном производстве видов техники с указанием времени работы. Энергоемкость средств механизации (Етехн) находят по формуле:

, где

Е_техн – энергоемкость техники, МДж,

М_техн – масса техники (трактора или сельскохозяйственной машины), кг

А – норма амортизации техники, %

Р – норма ремонтов техники, %

В – время для выполнения работы, часов

Пр – производительность агрегата, га, т, т ^. км/час

Гз – годовая загрузка техники, час

Ээ – энергетические эквиваленты техники, МДж

Для расчетов используют материалы приложений 2, 4 – 9.

Д) Энергия, заключенная в семенах, зависит от способа их получения (можно использовать для посева семена, выращенные в собственном хозяйстве в прошлом году, можно покупать их в специализированных семеноводческих хозяйствах, можно применять семена гибридов F₁, произведенных по специальной технологии). Энергосодержание семян умножают на массу расходованного семенного материала, которую находят в технологической карте.

Е) Энергию косвенных затрат на мелкий инвентарь рассчитывают в том случае, если имеются сведения о количестве использованного инвентаря, аналогичным способом. Итоговую величину энергии косвенных затрат находят суммируя результаты, полученные в пунктах А-Е.

Энергию трудовых затрат (Е т. з.) находят по следующей формуле:

, МДж

Затраты труда определяют на основании технологической карты. Энергетический эквивалент затрат живого труда (приложение 10) учитывает затраты мус­кульной и интеллектуаль­ной энергии с учетом про­фессиональной подготовки, рода, характера и сложнос­ти выполняемых работ, а также затраты энергии на социально-бытовые нужды.

После нахождения всех промежуточных показателей находят коэффициент энергетической эффективности и энергоемкость производства. На основании полученных результатов делают выводы.

В таблице 2 приведены коэффициенты энергетической эффективности растениеводства в зависимости от уровня применяемых технологий. Попробуйте самостоятельно выяснить причину столь существенных различий в значении коэффициента энергетической эффективности.

Таблица 2 – Значение Кээ для различного уровня применяемых технологий.

Тип технологии, культура	Кээ
Примитивное земледелие	20 и более
Экстенсивное земледелие	5 – 20
Интенсивное земледелие (полевые культуры)	3 – 5
Производство зеленых кормов	1,5 – 3
Овощеводство защищенного грунта	0,5 – 0,05