Комплексне вирішення енергетичних проблем сільськогосподарських підприємств

Размещено на http: //www. allbest. ru/

Харківський національний аграрний університет ім. В.В. Докучаєва

Комплексне вирішення енергетичних проблем сільськогосподарських підприємств

О.С. Синиця, аспірант

Постановка проблеми. Ринковий розвиток агровиробництва потребує нових підходів в економічних відносинах з сферою забезпечення його енергоресурсами. Значний негативний вплив на такі відносини здійснює сучасний кризовий стан в економіці України. Так, з року в рік скорочуються обсяги забезпечення сільського господарства енергоресурсами. Економічні взаємовідносини між аграрними товаровиробниками та постачальниками енергетичних ресурсів будуються переважно на монополізмі останніх. Такий механізм взаємовідносин вимагає перебудови вертикальних і горизонтальних зв'язків з виробництвом. Система економічних відносин із приводу забезпечення енергетичними ресурсами сільського господарства не відповідає сучасним вимогам ринкової економіки. Зокрема, не вирішено ряд методологічних питань, пов'язаних із застосуванням перспективних організаційних форм в енергозабезпеченні. Науково-теоретична та практична значимість вказаних проблем обумовлює актуальність наукового дослідження. енергозабезпечення сільський товаровиробник економічний

Аналіз останніх досліджень і публікацій. Питання розвитку економічних взаємовідносин в енергозабезпеченні сільського господарства завжди були в полі зору науковців, спеціалістів та практиків і одержали належне відображення у наукових працях багатьох вітчизняних та зарубіжних вчених-економістів: О.А. Бугуцького, П.І. Гайдуцького, Дж. Долана, Д. Ліндсея, В.В. Ковриги, В.І. Перебийноса, П.Т. Саблука, В.Й. Шияна, В.В. Юрчишина.

Формулювання цілей статті. Загострення економічних проблем внаслідок вичерпності запасів викопних енергетичних копалин актуалізує використання відновлюваних джерел енергії (ВДЕ). Найбільш ефективним та економічно виправданим є їх використання в комбінованих системах енергозабезпечення внаслідок взаємної компенсації сильних і слабких сторін. Однак, таке поєднання ВДЕ потребує розробки методичного підходу для узгодження структури системи енергозабезпечення з господарськими потребами і технічно та економічно доступним

Виклад основного матеріалу досліджень. Комплексне вирішення енергетичних проблем сучасних сільськогосподарських підприємств, згідно сформульованої нами концепції енергоресурсного самозабезпечення (КЕРС), передбачає створення повноцінної інфраструктури для задоволення максимальної кількості потреб підприємств-учасників шляхом взаємовигідного поєднання наявних ресурсів та компетенцій, взаємного збагачення переваг і компенсації недоліків технологій на етапі їх комерційного впровадження, а також симбіотичної взаємодії суміжних галузей [1]. Практична реалізація та побудова КЕРС передбачає розробку типового проекту, що поєднує технології, галузі, ресурси. Даний проект передбачає створення на основі біогазового виробництва енергетичного центру, що включає: безпосереднє виробництво біогазу (БГ);створення інфраструктури зрідження і постачання газового пального на основі БГ очищеного до рівня біометану (БМ);генерацію електричної та теплової енергії з надлишкового БГ за допомогою когенераційного обладнання;виробництво цінних органічних добрив;утилізацію органічних відходів;виробництво біодизельного палива (БД), з метою забезпечення максимальної енергетичної автономності підприємств-учасників.

Близько 90 % потреб в паливно-енергетичних ресурсах (ПЕР) досліджуваних підприємств складає дизельне пальне (ДП). Така залежність створює серйозні економічні проблеми. Виходом з даної ситуації, на нашу думку, є переведення існуючого парку автотракторної техніки господарств на газомоторне пальне. Дизельні двигуни потребують переобладнання шляхом створення двопаливної системи, що працює по газодизельному циклу. Суттєвою перевагою такої системи є відсутність кардинальної перебудови двигуна. До недоліків газодизелю можна віднести те, що виключити повністю використання рідкого нафтового палива не вдасться. В середньому ступінь заміщення складає 70 %. Традиційно газомоторним паливом виступає природний газ (ПГ) - метан. Його використання на транспорті можливе у стисненому вигляді - компримований ПГ (КПГ) або зрідженому вигляді - зріджений ПГ (ЗПГ). Стримує розвиток таких систем: необхідність значних капітальних інвестицій на розгортання інфраструктури, відсутність єдиного власника виробництва і споживача ЗПГ, а також стрімке підвищення цін на імпортований ПГ. У зв'язку з відсутністю в Україні значних інвестиційних ресурсів для створення централізованої інфраструктури ЗПГ, варто орієнтуватися на місцеву.

Саме така модель лежить в основі КЕРС. Доставку ЗПГ доцільно вести через стаціонарні та пересувні газозаправні станції з оптимальним радіусом дії в 50 км [2]. Досліджувані підприємства Оріхівського району Запорізької області було обрано із врахуванням даного параметру. Зважаючи на склад автотракторного парку, було відібрано техніку, придатну для експлуатації на газомоторному паливі.

Користуючись публічною інформацією про переобладнання, було розраховано потребу в капітальних інвестиціях на рівні 29 338 тис. грн [3].

Наявний автотракторний парк формує основну потребу в ПЕР, крім того, варто враховувати обсяг ПГ, що використовується підприємствами.

Загалом в рамках КЕРС споживається майже 7000 т. у. п.

План заміщення основних видів ПЕР за допомогою БМ та БД власного виробництва наведено в табл. 1. Сукупна потреба у БМ, як базовій одиниці енергоспоживання в КЕРС, складає 3 886 238 м3. Варто відмітити, що використання основних видів ПЕР в досліджуваних підприємствах відбувається нерівномірно.

Так, пік споживання ДП та бензинів припадає на липень, в той же час більшість ПГ спалюється у зимово-весняний період.

Така нерівномірність створює чималі організаційні проблеми.

Проте, якщо рідке пальне досить просто зберігати у нафтосховищах, а розвинена інфраструктура дозволяє забезпечити будь-які потреби, то організація КЕРС, заснована на виробництві БМ, потребує вирішення всіх проблем самостійно підприємствами.

Розрахунок потреби в альтернативних видах палива для досліджуваних підприємств в рамках КЕРС

Як видно піковим є період з липня по вересень. Максимальна потреба в липні місяці складає 793 387 м3 БМ, що становить більш ніж 1/5 від загального споживання. Враховуючи, що джерело БГ, а відповідно і БМ - біогазова установка (БГУ) має працювати у монотонному режимі без значних коливань дана ситуація створює економічну дилему типу: «виробляти більше чи зберігати». Складність даної проблеми полягає у накопиченні достатнього парку резервуарів для зберігання зрідженого БМ, висока вартість яких створює техніко-економічну проблему при проектуванні КЕРС. Іммобілізація капітальних інвестицій у ємності, що з економічної точки зору являються пасивною частиною основних засобів є негативним явищем, проте нарощування загальної потужності БГУ також призводить до значного зростання кошторису проекту. Враховуючи зазначені обставини, нами було вирішено застосувати методику лінійного програмування з метою оптимізації проекту та здійснення комплексних розрахунків в частині інвестиційного аналізу.

Размещено на http: //www. allbest. ru/

Річна динаміка потреби у біометані досліджуваних підприємств в рамках КЕРС

Джерело: розраховано та побудовано автором за даними ф 4-мтп.

Варто відмітити, що наявність розвиненого тваринництва створює додаткову сировинну базу для БГУ та дозволяє вирішити екологічні проблеми галузі. Загалом тваринницька галузь в рамках КЕРС за рік продукує 11825 т органічних відходів, що дозволяє отримати 820 097 м3БГ, що еквівалентно 497 135 м3БМ. Надходження даного коферменту є досить рівномірним, а середньодобовий вихід БМ досягає 1380,9 м3. Це важливий показник, який дає змогу скоротити потребу БГУ в рослинній сировині. Крім того, утилізація органічних відходів дозволяє господарствам зекономити на екологічних платежах 26 015 грн [4].

Біодизельне пальне - це вид біопалива, який одержують із жирів рослинного і тваринного походження та використовують для заміни нафтового ДП. Основною сировиною виробництва БД є ріпакова олія. Однією з проблем при виробництві БД є реалізація побічної продукції: ріпакової макухи та сирого гліцерину. Ринок даних продуктів ще не сформований, тому важливо знайти шляхи їх використання. Треба відмітити, що сирий гліцерин та ріпакова макуха є дуже цінними коферментами для біогазового виробництва. Так, вихід БМ з 1 т складає близько 400 та 300 м3/т. Проте їх надходження недостатньо,тому основним компонентом субстрату виступає зелена маса та силос енергетичних культур. Серед широкого розмаїття рослин уваги заслуговують найбільш поширені (жито, кукурудза, сорго цукрове) та перспективні (сильфій листий, козлятник східний). Останні є багаторічними та формують урожай лише на другий рік вегетації. В зв'язку з цим планування надходження сировини треба здійснювати окремо для першого та другого (і всіх наступних) років проекту. Характерно, що БГУ функціонує незалежно від сезону, а тому потребує рівномірного забезпечення протягом року. Рішенням даної проблеми є силосування зеленої маси. Поява додаткової операції призводить до нарощування витрат. В зв'язку з цим, враховуючи досвід кормовиробництва, пріоритетним є розширення періоду скошування зеленої маси та організації роботи, так званого, «зеленого конвеєру». Грамотний підбір культур за часом їх збирання дозволяє забезпечити БГУ сировиною, без її силосування, протягом 150-210 днів. Також варто враховувати технологічні показники культур, які визначають економічну ефективність роботи БГУ та проекту загалом. Вирішення вищенаведених проблем вимагає ретельного підбору культур та оптимізації зайнятих ними площ. Для цього нами було застосовано метод лінійного програмування та, відповідно, визначено набір обмежень (табл. 2) економіко-математичної моделі комплексу.

Обмеження економіко-математичної моделі з оптимізації роботи БГУ