Лекция Методика биоэнергетической оценки технологий в растениеводстве

Лекция Методика биоэнергетической оценки технологий в растениеводстве • 1. Сущность биоэнергетического анализа в • • • растениеводстве. 2. Совокупные энергозатраты в растениеводстве и их расчет. Термины и определения используемые при энергетическом анализе. 3. Понятие об энергетических эквивалентах, соотношении единиц энергии.

Полная энергоемкость • Полная энергоемкость с. х. продукции это суммарный расход всех видов первичных ресурсов на производство, включая биосинтез (Дж).

Показатели энергоемкости отдельных технологических операций, технологии производства. агрегата, системы машин • Энергоемкость прямых и овеществленных затрат(Эз), МДж отнесенных к единице объема работы, массы произведенной продукции (В) • Э = Эз /В

Показатель биоэнергетической эффективности • Показатель биоэнергетической эффективности( n) это отношение количества энергии содержащейся в продукции сельского хозяйства(V, МДж) к затратам энергии первичных ресурсов(А), потребленных на ее производство.

• Биоэнергетическую оценку проводят по следующим показателям: • Совокупной энергии производстве продукта • Удельным затратам совокупной энергии • Биоэнергетическому коэффициенту

• Биоэнергетическая оценка позволяет делать оценку энергетической эффективности различных технологий производства с. х. продукции.

Критерии энергетической эффективности • Критерии энергетической эффективности применяется для сравнительной оценки технологических процессов, технологий • Критерии энергетической эффективности (Кэ) это отношение энергоемкости нового (Эн) и базового (Эб) вариантов. • Кэ = Эн /Эб

Уровень интенсификации • Критерии энергетической эффективности(ИЭ)дополняется показателем уровня интенсификации • Иэ= (1 – Кэ)х100, (%)

Совокупные затраты • Совокупные затраты энергии – затраты, включающие все виды энергии, в т. ч. энергии живого труда, перенесенной в процессе производства на продукт труда. • Ез = Епр+ Екос+Еинв+Еж

Прямые затраты • Прямые затраты энергии – затраты электрической, тепловой энергии, энергии топлива, расходуемые в технологическом процессе (расход бензина, газа, нефти, дров)

Косвенные затраты энергии • Косвенные затраты( или овеществленные) - это оборотные средства, где энергоносители использованы на изготовление, хранение, доставку энергоносителей( газа, нефти), энергоемкости семян, удобрений, пестицидов и др. ресурсов, основных средств производства или энергоемкости средств механизации( металла) сушилок, складов, бытовых помещений, инвентаря и др.

• Для расчета косвенных затрат используют энергетические эквиваленты сырья, материалов, определяющих их энергосодержание в МДж на кг.

Инвестиционный показатель энергоемкости • Инвестиционный показатель энергоемкости включает сумму затрат энергии связанной с добычей, переработкой и поставкой энергоносителей, а также производства средств производства( оборудования, зданий, техники). • Расчет производится по энергетическим эквивалентам, определяющим годовую долю амортизационного срока в МДж в год.

Энергоемкость труда • Это затраты энергии человека в процессе получения продукции. • Энергия живого труда определяется в зависимости от его интенсивности и продолжительности, МДж в час. • Энергия живого труда анализируется отдельно и не суммируется с рбщими энергозатратами.

• С энергетической точки зрения выгодна та технология, которая на единицу вложенной совокупной энергии обеспечит наибольший выход энергии продукции.

Совокупные затраты в растениеводстве Элементы энергозатрат 1. Прямые в т. ч. Электроэнергия, Вт. час нефтепродукты, т 2. Косвенные Минеральные удобрения, т азотные фосфорные калийные Гербициды, кг 3. Инвестиционные вт. ч. амортизация зданий, сооружений 4. Трудовые ресурсы численность работников, чел Расход за год Энергетический эквивалент, МДж Энергозатраты, МДж /год

Расчет совокупной энергии оборотных фондов Ресурсы Семена Навоз Азотные удобрений Фосфорные удобрения Калийные удобрения Топливо жидкое Электроэнергия Итого Расход ресурсов Затраты совокупной энергии на 1 га Е 3 f, МДж /га

Энергетический эквивалент • Это затраты совокупной энергии на единицу основных средств производства, оборотных фондов и затрат труда. . • Т. е. энергетические эквиваленты подразделяются на: • энергетические эквиваленты производственных • • затрат, энергетические эквиваленты оборотных средств. энергетические эквиваленты живого труда.

Энергетические эквиваленты энергоносителей Энергоносители Электрическая энергия, к. Вт. ч Тепловая энергия, Мкал Автотракторное топливо: кг дизельное топливо бензин Энергосодержание, МДж 3, 6 Энергетический эквивалент, МДж 12, 0 4, 19 5, 9 42, 7 10, 0 43, 9 10, 5

Энергетические эквиваленты сырья и материалов, МДж/кг Наименование ресурсов Энергетический эквивалент, МДж/кг Наименова- Энергетический ние ресурсов эквивалент, МДж/кг зерно 9, 4 молоко 42 картофель 8, 0 комбикорм 14, 4 корнеплоды 10, 0 сено 6, 8 солома 5, 0 сенаж 5, 8

• Для определения энергетической • • эффективности необходимы сведения: Энергосодержания в 1 т продукции- ГДЖ: Зерно- 13, 827 Картофель- 37, 71 Сах. Свекла- 11, 732.

Расчет затрат совокупной энергии на основные средства(Е) • • Для расчета необходимы следующие показатели: Марка трактора ; Количество тракторов; Масса техники, кг; Общая масса (mz 1), кг Производительность машины га /ч; Продолжительность работы (Wz 1), ч/га.

• Различные с. х. культуры требуют неодинаковых энергетических затрат(кг у. т. ) на 1 га посева : • Зерновые – 180 -250 кг, • картофель 600 -770 кг, • кормовые корнеплоды – 500 -700 кг, мн. травы- 80 -130 кг, • Силосные культуры – 250 -280 кг.

Затраты совокупной энергии(Еf) МДж/га • Е 4 f- совокупная энергия конного и ручного инвентаря; • Е 5 f-совокупная энергия трудовых ресурсов • F-индекс конкретной культуры.

Затраты совокупной энергии на возделывание с. х. культуры определяются по формуле: • Еf= Е 1 f+Е 2 f+Еf 3+Е 4 f+Е 5 f(МДж /га) • Где, • Е 1 f-совокупная энергия переносимая основными средствами; • Е 2 f-совокупная энергия, переносимая авиацией; • Е 3 f- совокупная энергия, переносимая оборотными средствами;

Коэффициенты перевода натурального топлива в условное, кг Наименование топлива Коэффициент перевода Бензин автомобильный 11, 49 Топливо дизельное 1, 45 Керосин тракторный 1, 47 Мазут топочный 1, 37 Газ природный, куб. м. 1, 16

Соотношение между единицами МЕЖДУНАРОДНОЙ СИСТЕМЫ (СИ) и другими единицами физических величин и единицами энергии • 1 МДж=0, 278 к. Вт. ч=0, 034 кг у. т. • 1 к. Вт. ч=0, 123 кг у. т. =3, 6 МДж • 1 кг у. т. =29, 33 МДж • 1 л. с. ч=2, 65 МДж • 1 ккал=1, 163 Вт. ч. =4, 19 к. Дж(килоджоуля) • 1 кг дизельного топлива =1, 45 у. т. =42, 7 МДж • 1 кг автобензина=1, 52 у. т. =44, 58 МДж • 1 кг мазута=1, 37 кг у. т. =40. 18 МДж

• Е 1 f=az 1 х Wz 1 х mz 1 -совокупная энергия • • основных средств Е 2 f=az 2 х Wz 2 -совокупная энергия авиации Е 3 f=az 3 х Nz 3 - совокупная энергия оборотных средств Е 4 f= az 4 х Wz 4 х mz 4 - совокупная энергия конного и ручного инвентаря Е 5 f=az 5 х Nz 5 - совокупная энергия трудовых затрат

• Где z - индекс конкретного вида основных и • • оборотных средств, трудовых затрат; az 1 - энергетический эквивалент (МДж. /ч. ) на с. х. авиацию, az 2 - энергетический эквивалент на с. х. машины МДж/ ч; az 3 -энерг. эквив. на оборотные средства МДж /ч на 1 кг массы средств; Az 4 - энерг. эквив. на конный и ручной инвентарь МДж /ч на 1 кг массы Az 5 -энерг. эквив. на трудовые ресурсы МДж чел/ ч; W 1 , W 2, W 4 -продолжительность работы ч /га M 1, m 4 - масаа трактора, автомобиля, кг Nz 3 - затраты оборотных средств кг/ га Nz 5 -затраты труда чел. ч/ га

Критерии биоэнергетической оценки • К 1= Эf ц / Еf – это отношение энергии, полученной в хозяйственно – ценной части урожая (Эf ц) к израсходованной энергии( Еf ) на производство f-го вида продукции • К 2 = Эf/ Еf - коэффициент, выражающий, отношение энергии, полученной в хозяйственно – ценной части урожая(Эf ) и побочной продукции к израсходованной совокупной энергии(Еf )

• Если Эf больше Еf, то энергии в биомассе • • накапливается больше, чем расходуется на производство. Если Эf меньше Еf, то энергии в целевой продукции накапливается меньше, чем расходуется на производство. Технологический процесс является энергосберегающим если К 1 больше 1.