Энергетический вклад антропогенной и природно-антропогенной составляющей в ландшафтно-энергетический потенциал Орловской области

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

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

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

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

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