"Народный энергоцентр", как драйвер развития сельского хозяйства

Введение. «Народный энергоцентр» как драйвер развития и создания потенциала для развития и укрепления агропромышленного сектора, развития сельских территорий. Энергетическая составляющая в себестоимости продукции сельского хозяйства составляет 30%. Президент Российской Федерации В. В. Путин поставил задачу для агрокомплекса об увеличении объёма продукции к 2030 году на 25%. Поставленная задача является основанием для поиска новых подходов и технологических решении. Требуются огромные инвестиции для подключения к централизованным источникам энергии и реконструкции существующих сетей. В настоящее время техническое присоединение к электрическим сетям на расстоянии 10 километров установленную мощность 100кВт составляет порядка 40 млн. рублей. Эти цифры малого и среднего бизнеса неподъёмные инвестиции, здесь можно рассчитывать только на поддержку государства. Насущной проблемой является внедрение практики по созданию систем тригенерации, современных систем утилизации, рекуперации и аккумулирования энергии, создания автономных энергоцентров малой мощности [1,2].

В рамках государственных программ Демография», «Государственная программа развития сельского хозяйства», программа «Комплексное развитие сельских территорий» одним из важных моментов является создание привлекательных условий проживания в сельской местности, создание комфортных условий ведения агробизнеса и быта. Обеспеченность энергоресурсами позволит решить многие из проблем- свет, тепло, механизация это то, что важно для сельского жителя.

“О                 Агротехника пэнергообеспечение. — 2024. — №4(45)

Согласно данным на 2023 год, в России 11000 крестьянско-фермерских хозяйств. Для справки: в дореволюционной России было 16 млн. крестьянских хозяйств.

Полагаясь на зги факты, допускаем, что часть этих хозяйств находилась в отдалённых районах и развитие этих территорий является большим государственным резервом развития малых хозяйств, которые будут демографическим драйвером. Так как люди, которые родились и выросли в деревне более физически и морально сильные, более мотивированные как в научном, так и творческом груде.

На основании данных ООН в мире к прилавку не доходит до 30 % произведённого продовольствия, а в России по данным 17...20%. Следует вывод, что огромные резервы в увеличении объёмов производства находятся в сфере развития энергетических технологий-сушильных, холодильных, перерабатывающих мощностей.

Малый и средний бизнес не могут самостоятельно развивать энергетические мощности.

Цель исследования - создание серийного ряда автономных энергетических установок на основе мультигенерации мощностью 20... 100кВт для использования в сфере сельского хозяйства, ЖКХ, МЧС, МО.

Исследования рынка когенерационных и григенерационных установок в течение более 14 лет дают нам право с уверенностью сделать заключение- в России малой когенерационной техники очень мало, а установки тригенерации практически отсутствуют. Это связано с невысокой общей стоимостью объектов и низкой доходностью в итоге стоимость установки составляет порядка 1000$ за 1 кВт европейского производства и порядка 500$ китайского производства. Сегодня востребованы на рынке энергоцентры малой мощности, которые бы обеспечивали малые хозяйства электрической мощностью 20... 100 кВт и обладали приемлемой стоимостью, универсальностью, простотой в эксплуатации.

Исходя из вышеизложенного предлагаем развернуть программу по разработке унифицированных транспортабельных энергоцентров -«Народный энергоцентр».

Неразвитость этого сектора энергетики связана с невысокой стоимостью таких энергоцентров, а энергомашиностроительный бизнес не готов вкладываться в НИОКР. Не мене важной стороной является отсутствие системы сервисных центров и создания универсального ПО для дистанционной диагностики и управления комплексом.

Создания комфортной и безопасной среды для людей, которые приняли смелое решение вести хозяйство вдали от цивилизации, необходима поддержка государства и снижение стоимости автономных установок за счет серийного производства с применением нашего отечественного оборудования, которое сегодня реально существует в разрозненных вариантах- двигатели ДВС, теплообменное оборудование, холодильное оборудование. Проблема существует в отсутствии нормативной базы, единых стандартов для проектирования, правил эксплуатации. Создавая удобные в эксплуатации и унифицированные энергоцентры позволит развить автономную сельскую инфраструктуру и наращивать объёмы производства сельскохозяйственной продукции и увеличить глубину переработки. В итоге мы получим следующие результаты:

• •    решение демографических проблем, за счёт улучшения условий груда и повышая привлекательность сельского труда;

• •    создание привлекательной среда для молодежи и людей, желающих или сомневающихся заниматься сельским хозяйством;

• •    сокращение потерь произведенной сельскохозяйственной продукции;

• •    более глубокая переработка продукции;

• •    производство экологически чистых продуктов.

Повышение обеспеченности энергоресурсами позволяет снизить риски в хозяйственной деятельности и, следовательно, обеспечить более надежный механизм инвестиров ания.

Важным этапом внедрения является выработка финансового механизма приобретения оборудования через систему Агро лизинг, аренды оборудования, передача в концессию. Но здесь должен работать механизм господдержки, так как этап внедрения будет длительным, пока не будет налажено серийное производство, накопится достаточное количество данных установок, будут созданы территориальная инфраструктура и операторы по производству, содержанию и обслуживанию данных устройств. Учитывая низкую динамику развития производства энергоцентров, считаем, что необходима государственная поддержка.

Сегодня на рынке оборудования много предложении в использовании энергии солнца, ветра, воды, биоэнергетики, высокотемпературной десгрукгуризации, пиролизной и водородной энергетики, СПГ, природного газа, дизеля, бензина, сетевой электроэнергии и малой генерации [1,2,3].

Но, увы, унифицированных энергоустановок с использованием различных видов топлива и энергии на базе мульгигенеррации на рынке России пока не предлагается.

Проведение анализа по использованию независимых островных энергоустановок, параллельных с сетью источников энергии позволит решить вопрос снижения нагрузки на сети, так как сети еще во многих местах старые, а нагрузки увеличились значительно, также моральный и физический износ оборудования.

Применения предлагаемых решений позволит значительно сократить инвестиционные расходы на реконструкцию и строительство новых сетей.

Важным фактором исследования в системном анализе является инвариантность оборудования под различные условия эксплуатации, регионы, топлива, потребности.

Результаты исследований, должны стать исходным материалом для разработки и внедрения унифицированного оборудования. Полученные данные станут основой для формирования правил проектирования, создания нормативно-технической базы, унификации узлов и деталей, типовых проектных решений. В этом деле ВУЗы, колледжи могут выступить инициаторами создания учебно-экспериментальных установок, проведения НИОКР [3,5].

Рассмотрим общую ситуацию в России по использованию комплексных мультигенерационных установок.

В последние 15 лет, после принятия закона «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности» ФЗ РФ 261 23.11.2009 г. в России начала складываться индустрия использования технологий сжигания, высокотемпературной переработки вторичных ресурсов и использования возобновляемых источников энергии.

Созданные установки и технические решения, носят единичный характер, и не имеют универсального подхода в создании моделей энергоцентров на основе тригенерации и мульгигенерации [5].

Актуальна также «Зеленая повестка», карбоновые проекты, которые связаны с утилизацией и переработкой вторичного сырья, снижения выбросов парниковых газов, повышения КПД энергооборудования [4]. Федеральный закон от 02.07.2021 N 296-ФЗ Об ограничении выбросов парниковых газов, Распоряжение Правительства РФ от 29.10.2021 N 3052-р “Об утверждении стратегии социально-экономического развития Российской Федерации с низким уровнем выбросов парниковых газов до 2050 года”, ещё более Г 22

актуализируют необходимость в создании новых технологических решений.

Сегодня уже есть реализованные проекты большой мощности. Белгородская область — лидер по внедрению современных технологических решений в области альтернативной энергетики. Созданы уникальный комплекс Агро-Белогорье, который стал лидером в создании энергоцентра на базе традиционных и альтернативных источников, построено 4 тепличных комплекса, использующие когенерационные установки. Белгородские энергомашиностроители создали котлы по сжиганию подстилочной биомассы, отходов птицеводства, сжиганию лузги подсолнечника, кородревесные отходов, пилеты. Инновационные технологии на базе котлов ОАО «Завод Котельного Оборудования». «Белэнергомаш», «СТМ» успешно работают в различных регионах России и за рубежом.

Одним из проблемных переделов мультигенерации является аккумулирование [6], рекуперация и утилизация энергии, что является основой создания энергоэффективных систем мультигенерации. Значительную часть технических решений, накопителей, можно решать за счёт устройств хранения биомассы; ледников, аккумуляторных батарей, аккумуляторов условного тепла на основе фазовых переходов [2,7], хранилища сжиженного газа, газгольдеры. И в этой разделе необходимо разработать технологические рекомендации, производить универсальное оборудование по единому стандарту.

Прототипами можно сказать является: гибридный автомобиль, самолёт, трактор-механика, тепло, электроэнергия, холод - кондиционирование. И сегодня есть много отечественного оборудования которые можно использовать для решения задач энергообепечения.

Посетив тематические выставки в Москве, можем с уверенностью сказать, что такое оборудование востребовано и требует поддержки науки и государства.

Вовлечение в работу научных организаций и ВУЗов поможет обобщить наработанный опыт, создать линейку качественно новых систем с учётом региональной специфики, создать на базе ВИМ законодательную координирующую структуру.

Выработанные решения и технологии будут использоваться для проектирования и разработки нормативно-методических документов, конструкторской документации, которые в последствии могут быть приняты заводами ВПК как конверсионная продукция.

Обсуждение. Для решения данной задачи считаем необходимым проведение комплекса работ по исследованию и внедрению:

• •    популяризация энергоцентров по выработке электроэнергии, тепла и холода, дающих КПД-90%;

• •    подготовка специалистов электро-теплотехник,

• •    проведение научных исследований в области аккумулирования и преобразования энергии;

• •    создание научного направления по развитию и внедрению средств аккумулирования энергоресурсов на принципе фазовых переходов;

• •    проведение НИОКРов по разработке типовых энергоцентров 20-100кВт;

• •    создание опытных моделей;

• •    создание нормативной базы;

• *    создание клуба «Народный энергоцентр».

Выводы. Для достижения поставленных целей, развития сельского хозяйства и создания комфортных условий проживания и ведения бизнеса, в отдалённых районах необходимо:

• •    принять Государственную программу по созданию мобильных, контейнерных энертоценров на базе мультигенерации 10—100кВт;

• *    создать фундаментально-теоретический базис для производства и внедрения средств малой энергетики на базе мультигенерации;

• *    создать финансовые инструменты стимулирования и развития малой энергетики:

• *    провести НИОКР:

• •    унифицировать узлы и механизмы на базе проведенных исследований и опытного производства;

• •    стандартизировать и унифицировать узлы;

• *    разработать Программное Обеспечение:

• *    разработать типовые решения по аккумуляции и преобразованию энергии;

• *    создать каталог проектных решении для производителей, инвесторов, заказчиков, проектировщиков.

Исполнение данного проекта даст возможность создать новый вид высокотехнологичной продукции, даст импульс развития машиностроительным предприятиям, усилит потенциал сельхоз производителей, сделает более привлекательным сельский труд.