Ферма XXI века

Сельское хозяйство в России является традиционно дотационной отраслью, и почти 25 лет постсоветского периода ничего здесь не изменили. Так, в 2013 году Минсельхоз РФ признал непригодными для использования ¾ территории сельскохозяйственных угодий страны[1]. В 2014 году правительство объявило о намерении направить на поддержку аграрного сектора 100 млрд. рублей[2]. В этих условиях энергосбережение становится одним из ключевых факторов развития всей российской сельскохозяйственной отрасли. Даже небольшие фермерские хозяйства могут использовать энергию, получаемую из возобновляемых источников, и тем самым повысить свою рентабельность.

Энергосбережение – в буквальном смысле двигатель современного сельского хозяйства, где оно направлено в первую очередь на повышение экономической отдачи от затрачиваемых ресурсов[3]. Иными словами, цель в данном случае заключается не в минимизации затрат тепловой или электрической энергии за счет сокращения производства, а в уменьшении объема ресурсов, необходимых для выпуска единицы сельскохозяйственной продукции.

Нужно отметить, что ресурсосбережение определяется также законодательными нормами и инициативами государства. Так, внедрение новых технологий в сельскохозяйственной отрасли форсируется национальным проектом «Развитие аграрно-производственного комплекса», принятым еще в 2006 году[4]. А с 2010 года движение в этом направлении определяется государственной программой «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности», распространяющейся на все отрасли экономики.

Что касается рыночных мотивов, то постоянный рост цен на энергетические ресурсы приводит к повышению себестоимости сельскохозяйственной продукции. И после вступления России в ВТО это делает отечественного производителя менее конкурентоспособным на фоне зарубежных поставщиков[5]. Причем стечение обстоятельств на рынке не всегда подразумевает равноценную замену отечественной продукции завозимыми аналогами. Как ситуация может обернуться, сейчас хорошо видно на примере производства молока. За последние годы проблемы в российской молочной отрасли привели к росту импорта пальмового масла, используемого в качестве заменителя молочного жира в продуктах питания[6]. По мнению депутата Самарской губернской Думы Николая Сомова, если в ближайшее время не повлиять на ситуацию, импорт дешевого заменителя окончательно уронит спрос на отечественное молоко, соответственно, многие производства вынуждены будут закрыться. А проиграет в первую очередь потребитель, который не сможет найти в магазинах молочной продукции без растительных жиров. Особую тревогу вызывает растущий объем продукции, при производстве которой используется пальмовое масло, мягко говоря, не полезное для здоровья потребителя.

Если говорить о небольших (семейных) фермах, то основой сберегающих мероприятий является экономия тепла, в частности, топлива для котельных, и электроэнергии. Безусловно, значимую долю расходов подобного предприятия также составляют горюче-смазочные материалы, но их экономия, в конечном счете, упирается либо в особенности используемых технологий, либо в необходимость замены парка эксплуатируемой техники. Промежуточные меры здесь сводятся к надлежащему обслуживанию агрегатов, о котором среднестатистический фермер и так имеет хотя бы общие представления. Электро- и теплоснабжение позволяют существенно оптимизировать затраты без остановки производства и полного перевооружения фермы, что особенно актуально в таких сферах, как животноводство и растениеводство в закрытом грунте (тепличные комплексы).

Животноводческие фермы, особенно в холодное время года, испытывают повышенную потребность в горячей воде, как для кормления животных, так и для проведения необходимых санитарно-гигиенических процедур. Также необходимо поддержание определенного климата в ряде специализированных помещений, к примеру, в местах содержания молодняка. Некоторые требования предъявляются и к месту размещения основного стада, особенно зимой. Хотя потребность в тепле здесь существенно ниже, она есть.

Тепличные комплексы нуждаются в формировании постоянных климатических условий, вне зависимости от времени года, а также в подготовке воды определенной температуры для полива. Зимой это означает постоянный расход энергии на отопление и подогрев, а летом – на кондиционирование и охлаждение.

Подобные сельскохозяйственные производства часто расположены довольно далеко от основных коммуникаций. Это значит, что они испытывают сложности с подключением к магистральным линиям теплоснабжения или газа. Иными словами, для нужд отопления и подготовки горячей воды им приходится строить собственные котельные, в качестве первичного теплоносителя использующие дрова, дизельное топливо и другие довольно дорогостоящие виды горючего, что отражается на себестоимости производимой продукции. Наиболее доступным средством повышения энергоэффективности подобных предприятий является частичный переход на использование таких возобновляемых источников энергии, как солнце и почва[7].

Низкопотенциальное тепло

Извлечь «бесплатное тепло» окружающей среды позволяют тепловые насосы. «Для оснащения аграрно-животноводческих объектов подойдут агрегаты любой конструкции: воздушные или рассольно-водяные. К примеру, если на некоторых фермах имеются подвалы-хранилища для овощей, то воздушный тепловой насос, охлаждая хранилище, способен одновременно нагревать теплоноситель для отопления или воду для горячего водоснабжения объектов. Аналогично можно использовать отработанный теплый воздух жилых и административных помещений или теплую воду, сбрасываемую предприятием (речь идет о технологической воде, применяемой для охлаждения в рамках используемых производственных процессов)», – говорит Андрей Осипов, руководитель направления «Тепловые насосы» компании «Данфосс», ведущего мирового производителя энергосберегающего оборудования.

Особенно эффективно применение тепловых насосов в животноводческих хозяйствах, где уже организована переработка навоза, к примеру, с помощью бактерий, поскольку в этом случае резервуар с сырьем может быть использован как своеобразный аккумулятор тепла[8].

Расчеты окупаемости решения для частных домов показывают, что установка теплового насоса выгодна, если речь идет о длительной эксплуатации (сроки до 50 лет) в тех районах, где невозможно обеспечить отопление за счет магистрального газа или подключение к магистрали стоит дороже 500 тысяч рублей. Там, где сравнительно недорого можно заготовить на зиму дрова, отопление за счет твердого топлива зачастую оказывается выгоднее в денежном выражении, но менее практично с точки зрения эксплуатации: в дровяные или угольные котлы необходимо постоянно подбрасывать топливо. Это справедливо и для небольших ферм. Только здесь «удобство» вполне можно оценить финансово: человеко-часы, высвобожденные за счет автоматизации отопления (отсутствия необходимости постоянно присутствовать в котельной), фермер направит на нужды основного производства. Кроме того, в сельском хозяйстве допустимо использовать даже те источники геотермальной энергии, которые не обладают достаточным потенциалом для отопления дома (как было отмечено выше, для некоторых помещений не нужна высокая температура даже зимой)[9]. Это, наряду с возможностью внедрения более дешевых решений, способствует быстрой окупаемости теплового насоса.

«Обычно сельскохозяйственные, в частности, животноводческие, предприятия занимают довольно большие площади, позволяющие свободно разместить горизонтальные контуры теплового насоса. Такие решения, по сравнению с другими схемами, не требуют значительных первоначальных затрат и могут показать себя очень эффективно, тем более что часть объектов на ферме не нуждается в поддержании той же температуры, что индивидуальные или многоквартирные дома. К примеру, в помещении для содержания скота или птицы можно установить тепловой насос сравнительно небольшой мощности, совместив его с теплыми гидравлическими полами. Такой вариант обогрева оптимален для разведения молодняка», – поясняет Андрей Осипов.

Важно также отметить, что тепловые насосы могут удовлетворить потребности фермы не только в отоплении и подготовке горячей воды, но и в кондиционировании в летний период. Это необходимо, к примеру, для повышения среднегодовой урожайности в теплицах.

Энергия солнца

Преобразование солнечного света в электричество на текущий момент – одна из самых активно развивающихся отраслей альтернативной энергетики в мире. По оценкам Ольги Шеповаловой, к.т.н., заведующей лабораторией энергообеспечения сельских зданий, крестьянских и фермерских хозяйств ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии, к 2030 году объем производства солнечной энергии в мире должен вырасти в 60 раз (относительно уровня 2004 года), а выработка тепла на солнечных тепловых установках – в 10 раз. «Аграрный сектор обладает наибольшим потенциалом для раскрытия преимуществ возобновляемых источников энергии при одновременном решении наиболее острых проблем сельского энергоснабжения», – отмечает специалист[10].

Использование энергии солнца позволяет застраховаться от типичных для российского села перебоев в электроснабжении, которые вполне могут привести к невосстановимым убыткам (поломке оборудования и т.п.). Особенно такие источники актуальны в труднодоступных регионах (районах Крайнего Севера, Дальнего Востока и Сибири), где из-за сложностей с доставкой топлива стоимость электроэнергии многократно превышает тарифы в Центральном федеральном округе[11]. Кроме того, солнечная электростанция позволяет сгладить пиковые нагрузки на энергосистему, отдавая мощность именно в тот момент, когда это необходимо.

«В европейских странах отрасль сельского хозяйства широко применяет солнечные батареи, в том числе – фермерские предприятия устанавливают панели на крыши своих построек. Дополнительным мотивом является возможность использовать большие площади крыш сельскохозяйственных построек под солнечные -электростанции. Вырабатываемая ими электроэнергия продается электросбытовым компаниям, что позволяет получать существенный дополнительный заработок. К сожалению, в России на сегодняшний день подобного механизма нет, поэтому экономически это не столь выгодно, как в Европе. Но решение будет окупаться в том случае, если подключение к электрическим сетям в месте расположения фермы очень дорогое (или просто отсутствует) или снабжающая организация технически не может предоставить требуемую мощность. Иными словами, у нас солнечная энергетика решает проблему автономного электроснабжения», – комментирует Павел Федотов, менеджер по работе с ключевыми клиентами отдела силовой электроники компании «Данфосс».

Что будет дальше?

Сельское хозяйство – отрасль довольно консервативная. Большинство предпринимателей предпочитают не экспериментировать с новыми технологиями, пока их не опробуют соседи. Тем более что продление сроков эксплуатации старой техники и невысокие денежные запросы на селе позволяют еще пока удержать уровень цен на продукцию на конкурентоспособном уровне, даже несмотря на вступление России в ВТО и прогнозируемые изменения на рынке. Так нужно ли спешить с энергоэффективностью?

Пока наша страна только догоняет мировые нормы по затратам энергии невозобновляемых источников на производство продуктов питания, фермерское хозяйство развитых стран идет дальше, стараясь полностью освободиться от власти тарифов на ископаемые ресурсы, а значит, решить свои проблемы с ценами и объемами производства.

Как было отмечено в докладе Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (FAO): «Существует обоснованный повод для беспокойства, что текущая зависимость продовольственного сектора от органического топлива может ограничить способность сектора удовлетворить мировой спрос на продовольствие. Основная задача состоит в разделении цен на продовольствие от волатильных и растущих цен на органическое топливо. Использование местных возобновляемых энергетических ресурсов по всей производственной цепи поможет улучшить доступ к энергии, диверсифицировать доходы фермеров и перерабатывающей индустрии, минимизировать продовольственные отходы, снизить зависимость от органического топлива и выбросы парниковых газов и помочь достигнуть целей устойчивого развития. Там, где есть хорошие солнечные, ветряные, водные и геотермальные ресурсы и энергия биомассы, они могут быть использованы в качестве альтернативы органическому топливу в фермерском хозяйстве и аквакультуре. Они также применимы в хранении и обработке»[12]. Для российских аграриев главное – не оказаться в один прекрасный момент в аутсайдерах мировой индустрии.

Возобновляемые источники энергии открывают перед сельским хозяйством возможность оптимизировать свои операционные расходы, снизив в себестоимости продукции долю энергоресурсов. В эпоху экономической нестабильности и постоянно растущих цен на энергоресурсы это может стать хорошим конкурентным преимуществом.