Библиографическое описание:

Суетин М. И. Энергетический вклад антропогенной и природно-антропогенной составляющей в ландшафтно-энергетический потенциал Орловской области // Молодой ученый. — 2011. — №2. Т.1. — С. 81-83.

Антропогенную составляющую энергетической характеристики агроландшафта можно разделить на следующие категории:
  • антропогенная энергия;
  • электроэнергия;
  • энергия топливных ресурсов;
  • энергетические расходы на содержание оборудования и помещений;
  • энергия кормовых ресурсов.

Общая антропогенная энергия, затрачиваемая на производство продукции определяется по формуле 1:

Ew = EI + Eph [1]

где EI – интеллектуальные трудовые ресурсы (управляющие, бухгалтера, технологи, ветеринары, зоотехники, и другие);

Eph – физические трудовые ресурсы (скотники, доярки, механизаторы и другие).

Процессы обмена веществ в организме сопровождаются освобождением энергии. Большая часть её превращается в тепло. Поэтому оценка расхода энергии при разных состояниях организма производится по тому, сколько тепла отдаёт наше тело в окружающую среду. Исследования показали, что чем тяжелее выполняемая работа, тем интенсивнее обмен веществ. Например, при лёгкой работе и работе средней тяжести человек тратит от 9211 до 13816 кДж в сутки. Увеличение расхода энергии объясняется: интенсивным сокращением мускулатуры; усилением сердечной деятельности; учащением дыхательных движений; эмоциональным состоянием, климатом, временем года. Затраты энергии у людей разных профессий колеблются в пределах от 12600 до 21000 кДж. По энергетическим затратам представители разных профессий разделяются на несколько групп (таблица 1) [1]

Таблица 1

Энергетические затраты людей разных профессий

Группы профессий

Средние затраты энергии в сутки (в кДж)

Работники интеллектуального труда (учёные, педагоги и др.)

до 12600

Работники, выполняющие работу средней интенсивности (водители, токари, фрезеровщики и др.)

от 12600 до 14700

Работники тяжёлого механизированного труда (шахтёры, кузнецы, сельскохозяйственные рабочие)

от 14700 до 16800

Работники тяжёлого физического труда (грузчики, землекопы, лесорубы)

от 18900 и выше

При расчетах энергозатрат учитываются особенности трудовой деятельности каждой категории работников, степень механизации труда, продолжительность рабочей смены (как правило – 8 часов), количество рабочих дней в году. Также рекомендуется принимать эмоционально-психологическую составляющую работников предприятия. В целом по таблице видно, что энергетические затраты человека тем меньше, чем более автоматизирован рабочий процесс, и увеличивается интеллектуальная составляющая трудового процесса работника. Данный вид расчета целесообразно проводить при детальном энергетическом анализе использования агроландшафта конкретным производственным предприятием, так как при рассмотрении всей Орловской области в целом данная энергетическая составляющая подвержена многим погрешностям и допущениям, что нивелирует ее исследовательскую ценность.

Электроэнергия. В настоящее время подавляющее большинство процессов производства сельскохозяйственной продукции в той или иной степени электрофицированы. Основные электроэнергоемкие процессы: агрохозяйства молочного направления: доение; первичная обработка молока; кормоприготовление; освещение и вентиляция помещений; водоснабжение; подогрев воды на технологические нужды; агрофермах мясного направления: кормоприготовление; водоснабжение; кормораздача; обогрев и облучение молодняка.

Основным, и фактически, единственным поставщиком электроэнергии на территории Орловской области является ОАО "Орелэнерго".

Несмотря на неоднозначное состояние развития сельского хозяйства, потребление электроэнергии агропромышленными предприятиями растет из года в год (таблица 2)

Таблица 2

Динамика изменения потребления электроэнергии в сельском хозяйстве Орловской области

Подразделения хозяйства

2007

2008

2009

кВт*ч/год

10 6Дж/год

кВт*ч/год

106Дж/год

кВт*ч/год

106Дж/год

кВт*ч/год

Свиноводство

647 тыс.

2370 тыс.

865 тыс.

3096 тыс.

1150 тыс.

4252 тыс.

Молочное пр-во

240 тыс.

870 тыс.

432 тыс.

1536 тыс.

732 тыс.

2700 тыс.

Перерабатывающее пр-во

1462 тыс.

8360 тыс.

1600 тыс.

8050 тыс.

1936 тыс.

9810 тыс.

Итого

2349 тыс.

11600 тыс.

2897 тыс.

12682 тыс.

3818 тыс.

16762 тыс.

Стоимость ед. энергии, руб

0,58

0,16

0,67

0,19

0,89

0,25

При рассмотрении энергетической эффективности использования электроэнергии принимаем 1 кВт*час = 3,6*10 6 Дж. Итого получаем за последний год: Э= 3,8*10 12 Дж/год. Согласно принятым оценкам межотраслевого баланса затраты на производство 1 кВт*ч электроэнергии расходуется 371,9 гр. условного топлива, или 10,8*106 Дж; 1 кВт*ч способен выделить тепловой энергии – 3,6*106 Дж, что в 3 раза меньше, чем энергетических ресурсов на производство электроэнергии. То есть реально в виде электроэнергии агрохозяйства Орловской области потребляют 11,4*10 12 Дж/год. В Орловской области имеется достаточное количество агрохозяйств, нуждающихся в искусственном увлажнении почв. На хозяйственные и питьевые нужды используют подземные воды и водозаборы из естественных водоёмов, которые с помощью насосных станций подаются потребителям в основном централизовано. На водопой животным агрохозяйств в год требуется более 175 тыс. м3/год. На общехозяйственные нужды потребляется не менее 250 тыс. м3/год. Потребности в электроэнергии для подачи воды потребителям – агрохозяйствам оценивается (1,5 кВт*час/1 м3) - 637 тыс. кВт*ч/год. Суммарно на подачу воды тратится около 1,2*109 Дж/год.

Энергия топливных ресурсов (Er). Основным источником энергии для функционирования сельскохозяйственной техники являются нефтепродукты (солярка, бензин, ГСМ). Определить, в общем, сколько именно затрачивается топлива и его энергетического эквивалента на 1га, либо на производство конкретного вида продукции и ее энергетической составляющей крайне сложно, так как на это влияет огромное количество факторов, которые существенно колеблются как в отдельных хозяйствах, так и во временных промежутках (по годам), так и по типу производимой продукции (затрачиваемый механизированный труд не всегда эквивалентен произведенной энергетической составляющей продукции): изношенность и насыщенность техникой разных агрохозяйств; методика и принципы использования техники; естественное колебание урожайности; различие типов топлива и ГСМ, используемые техникой; разноудаленность объектов агрохозяйств; различные подходы в определении расходов топлива, потраченного на производство сельхозпродукции.

Основные виду работ, на которые приходится большая часть расхода топлива и ГСМ: посевные работы; уборочные работы; заготовка кормовых ресурсов; транспортировка кормов и добавок к рациону в животноводческие блоки; доставка дополнительных материалов; вывоз отходов жизнедеятельности животных на специальные полигоны, либо к биогазоустановкам; развозе продукции поставщикам.

Однако на практике, для удобства расчетов принят расход топлива на 1 условный эталонный гектар, с учетом его расхода на техническое обслуживание, 14,8 кг условного топлива (651,2*106 Дж). Согласно накопленных статистических данных, непосредственно на обработку 1 га пашни расходуется 11,7 кг условного топлива (486,18*106 Дж). Таким образом, на техническое обслуживание и сопутствующие расходы (потери топлива, нерациональное использование) тратится 3,1 кг условного топлива (165,02*106 Дж). Можно подсчитать общее количество энергии топливных ресурсов, затрачиваемых на производство продукции на агроландшафтах Орловской области:

(Er) = 2085,7тыс.га * 651,2*106 Дж = 1,36 *1012 Дж

Однако следует помнить, что подобный расчет крайне приблизительный и может не отражать реально существующей картины.

Кормовые ресурсы (Ek). При производстве кормовых ресурсов задействуется сложное сочетание как природных энергетических ресурсов (лучистая энергия солнца, плодородие почвы, количество выпадающих осадков), так и антропогенные энергетические затраты (трудовые ресурсы, топливо, удобрения, другое). При энергетическом анализе кормовых ресурсов рассчитывается энергия, содержащаяся непосредственно в готовых кормах, основными носителями которой являются органические вещества корма. На практике для расчетов принимают, что большинство кормов содержит одинаковый энергетический потенциал - 2*107 Дж/кг. [2]

Данная величина определяется лабораторно по формуле 1:

ВЭ = 0,238 П + 0,0397 Ж + 0,0188 К + 0,0175 БЭВ, (1)

где, П – сырой протеин;

Ж – сырой жир;

К – сырая клетчатка;

БЭВ – безазотистые экстрактивные вещества.

Энергетическая ценность кормов, наиболее популярных в Орловской области представлена в таблице 3.

Таблица 3

Энергетическая ценность кормов

Корма

Сырой протеин

Сырой жир

Сырая клетчатка

БЭВ

Калорийность, 106 Дж/кг

Сено

84

26

234

411

14,6

Зернофураж

149

15

28

642

15,9

Барда

433

82

62

294

19,9

Отруби

151

41

88

526

16,1

Солома

37

13

364

368

14,7

Дробина

217

60

160

406

17,7

Дрожжи

455

15

2

351

17,6

Рыбные отходы, рыба

158

48,4

0

20

6,0

Обрат

37

1

0

45

1,7

Мясокостная мука

401

112

0

46

14,8

Картофель

18

1

8

36

1,2

Сыворотка

10

1

0

43

1,0

Трава

41

17

139

209

7,9

Молоко

35

38

0

50

3,2


В качестве продукции животноводства племенных хозяйств считается привес (прирост живой массы за вычетом массы павших животных). Молоко, надоенное от мясных коров, считается побочной продукцией и учитывается его годовое количество, в литрах. Энергетические затраты на производство мясомолочной продукции представлены в таблице 4 [2].

Таблица 4

Энергетические затраты кормовых ресурсов на производство мясомолочной продукции

Наименование продукции

Получено продукции в год

Калорийность, 106 Дж/кг

Полученная энергия, 109 Дж/год

Молоко

338 тыс.тонн

3,2

1,08

Привес

58,5 тыс.тонн

12

0,7

ИТОГО



Исходя из полученных данных, можно заключить, что производство 1 Дж энергии в мясомолочном производстве, требует 20Дж энергии при производстве кормов.

В целом по антропогенному энергетическому вкладу можно сделать вывод, что хоть эта часть энергетического баланса агроландшафтов является достаточно важной и весомой, но в то же время, является достаточно сложной для контроля и расчета. Ситуация усугубляется так же тем, что до сих пор не существует едино общепринятой методики расчетов антропогенного энергетического вклада в производство сельскохозяйственной продукции. Нельзя так же не упомянуть большое разнообразие агрохозяйств Орловской области, как по размерам, так и по организационной форме, методам, способам и технологиям ведения хозяйств, изношенностью фондов, наличии людских ресурсов, в конце концов, административного фактора.

Таким образом, в настоящее время следует признать нецелесообразность расчетов антропогенной энергетической составляющей функционирования агроландшафтов в масштабах всей Орловской области. В настоящее время, более рациональным следует признать экономический (денежный) расчет антропогенной составляющей, как более удобный, и объективный. Однако, на микроуровне, на уровне отдельных хозяйств, либо комплекса однотипных, взаимосвязанных хозяйств, энергетический расчет антропогенного вклада может быть объективным и иметь практическое значение.

В будущем, при упорядочивании аграрной деятельности и типизации хозяйств, энергетический расчет антропогенного вклада будет объективным и необходимым исследованием для сохранения и развития агроландшафтов Орловской области.
Литература:
1. Реймерс Н.Ф., Природопользование. М.:Мысль, 2008 – 148с.
2. Федеральная служба государственной статистики // www.gks.ru

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle