Глава 14 – Проведение энергоаудита в сельском хозяйстве

14.1- Структура информации о потоках энергии сельскохозяйственного предприятия

Технологические процессы производства сельскохозяйственной продук-ции характеризуются большим числом переменных состояния и управления, сложной корреляцией технологических переменных, воздействием на объект многочисленных возмущений, связанных как с оперативными плановыми управляющими воздействиями на режимы технологических процессов, обору-дование, аппараты, мобильные транспортные, пахотные, посевные, уборочные и другие агрегаты, присутствием неконтролируемых возмущений, таких как изменение климатических параметров, урожайности, качества кормов и т.д.

Получение информации об энергопотреблении предприятия начинается при первом с ним знакомстве- предаудите. В беседе с первым руководителем аудитор получает сведения о предприятии, согласно таблице 14.1.

Таблица 14.1- Информация, получаемая в процессе беседы с первыми руководителями предприятия

Nп/п	Наименование показателя	Информация	Величина
	ФИО руководителя предприятия	Тел._____________________ Факс.____________________ E-mail.___________________
	ФИО кто принимает решение	Тел._____________________ Факс.____________________ E-mail.___________________
	Первоначальные сведения о предприятии	1. Площадь, га
2. Кол-во животных, шт
3. Ассортимент выпускаемой продукции, физ.ед
3.1. Молоко
3.2. Зерно
3.3. Плоды
3.4. Мясо
4.Потребляемые энергоресурсы по годам, физ.ед.
4.1. Электроэнергия
4.2. Жидкое углеводородное топливо
4.3. Газ
4.4. Тепловая энергия
4.5. Вода
4.6. Возобновляемые источники энергии
4.7. Другие виды энергии
5.1. Численность работников, ед
5.2. Состав основного машинно-тракторного парка, ед
5.3. Здания и сооружения, ед
5.4. Уровень совершенства технологических процессов, балл (из 100)
5.5. Режим работы (сменный, суточный, другой)
5.6. Структура управления
	Цели энергосберегающих мероприятий, да\нет	Снижение энергозатрат на производство продукции;
Снижение финансовых затрат на производство продукции;
Снижение общих энергетических и финансовых затрат на предприятии
другое
	Лицо, ответственное за проведение энергоаудита	ФИО________________________________________________ Тел. __________________ Факс. ___________________ E-mail. ____________________

Сельскохозяйственное предприятие как объект энергоаудита можно представить в виде структурной схемы, изображенной на рисунке 14.1

В основе любого сельскохозяйственного предприятия лежит производство определенных видов продуктов растениеводства и (или) животноводства, а

также продуктов их первичной переработки (блок «Объекты энергопотребле-ния»), рисунок 14.1.

К продуктам растениеводства относятся продукты, выращенные на полях, садах, теплицах, водоемах и другие продукты, в основе производства которых лежит почва и вода. К ним относятся зерно разного вида (пшеница, рожь, ячмень и т.д.), плоды, овощи, корнеплоды и др. Количество видов выращивае-мых продуктов растениеводства может достигать десятков, а с учетов сортового разнообразия- нескольких десятков на каждом предприятии.

К продуктам животноводства относятся мясо, молоко, яйца, рыба, пушни-на и другие, в основе которых находятся продукты, получаемые от животных или они сами (мясо, шкуры) являются продуктом. Производство продуктов животноводства осуществляется на фермах, водоемах, летних пастбищах. Количество продуктов животноводства может иметь несколько наименований.

Рисунок 14.1- Структура сельскохозяйственного предприятия как объекта

энергоаудита

Продукты, получаемые в процессе первичной переработки исходных продуктов (питьевое молоко, сметана, творог, крупа, мука, мясные изделия и т.д.) производятся в процессе получения основных продуктов и зависимы от них. Как продукты растениеводства, так и продукты животноводства для своего получения требуют использования продуктов вспомогательных производств, не относящихся к выпуску основных продуктов, но без которых последние невоз-можно выпустить, например, тару, упаковку, орудия производства, производ-ство семян, саженцев, холода для хранения и многого другого, без чего не обходится современное сельскохозяйственное производство.

Все производства содержат инфраструктуру, в которую входят здания, сооружения, теплицы, котельные, хранилища, водоемы и другие объекты, образующие вместе с остальными объектами (блоки растениеводства, животноводства, вспомогательные производства) объекты энергопотребления.

Для осуществления производства необходимы ресурсы:

- технического обеспечения;

- энергетические;

- материальные;

- информационные;

- кадровые.

Ресурсы технического обеспечения производства сельскохозяйственных продуктов (блок «Ресурсы технического обеспечения») традиционно подраз-деляются на энергетические технические средства (оборудование, машины, тракторы и др.), обеспечивающие производственные процессы, как правило, механической энергией, и транспортные средства, обеспечивающие транспортировку сырья и продуктов (автомобили, тракторы, авиация и др.).

Энергетические ресурсы (жидководородное топливо, газ, электричество, дрова и другие) (блок «Энергетические ресурсы») обеспечивают объекты (производства) и технические ресурсы определенными видами энергии: тепловой, механической, электрической и химической.

Материальные ресурсы (блок «Материальные ресурсы»)- почва, влага, удобрения, корма, семена и многое другое обеспечивают технологическую цепь производства того или иного продукта. Например, производство плодов предусматривает обязательное наличие почвы, влаги, плодовых деревьев, для посадки которых необходимы саженцы, удобрения и многое другое.

Информационные ресурсы являются базовыми ресурсами системы управ-ления производством и использования ресурсов, они включают в себя информа-ционные потоки, складывающиеся из технологических карт и регламентов, бухгалтерской финансовой отчетности, отчетности по товародвижению, информации договоров на поставку, данных по составу почв, метеоданных, режимы технологических процессов, электронные карты полей и дорог, модели процессов и других (блок «Информационные ресурсы»). Информационные ресурсы являются тем скелетом, который делает производство единым целым, подчиненным определенной цели (выпуск конкретного продукта), определяет ритмы отдельных процессов и объекта.

Кадровые ресурсы, обеспечивающие функционирование производства, организацию его технического, материального, энергетического и информационного обеспечения, эксплуатацию, планирование и развитие. Это - специалисты, инженеры, агрономы, технологи, мастера, операторы машин, слесари, наладчики, обеспечивающие работу машин, оборудования, машинно-тракторных агрегатов, управления ими и всего производства.

Соединение технического обеспечения объектов и всех ресурсов: энергетических, материальных, информационных и кадровых собственно и дает то понятие, которое обозначает производство продукта.

Для полномасштабного функционирования производства необходимы сети материальных и информационных потоков (блоки «Сети материальные», «Сети информационные»), назначение которых - довести по определенной иерархической схеме материалы и информацию до конкретного объекта в нужном объеме и в нужное время.

Сети материальных потоков, к которым можно отнести, например, дороги, водопровод, газовые сети, электрические сети и канализационные сети, доставляют материалы, топливо, электроэнергию или уводят от объекта отработанные материалы и отходы производства. Каждый вид сетей имеет свои особенности и характеризуется такими параметрами как пропускная способность (единица измерения- масса, объем, мощность в единицу времени), конструкцией (автотранспортная, трубопроводная, электропроводная), спосо-бом исполнения (воздушная, наземная, подземная), длиной, допустимыми кли-матическими условиями эксплуатации и т.п. По-существу сети материальных потоков - это сосуды, питающие производственные объекты материалами, энергией, энергоносителями.

Сети информационных потоков - это сети различного назначения, исполь-зующие различные физические носители информации – документооборот предприятия (бумажный носитель), телефон, радио, инет, интернет, спутнико-вая навигация. Под инетом в общем случае понимается любая внутренняя сеть предприятия, организованная с помощью цифровых (компьютерных) сетей, а интернет- сеть с выходом в глобальные компьютерные сети, в том числе и корпоративные, например сети автоматизированного учета электроэнергии. В отличие от конкретных объектов сети являются распределенными и соединяют последние в единое целое.

Сети материальные и информационные, являясь проводниками последних к объектам производства, играют еще одну важную роль: они дают возмож-ность контроля и измерения однотипных потоков. Эта возможность осуществ-ляется с помощью средств и приборов учета и контроля, которые, располагаясь в разных участках сети, осуществляют контроль и измерение качественных и количественных параметров материальных и информационных потоков (блок «Средства и приборы учета и контроля»).

Блоки «Сети информационные», «Средства и приборы учета и контроля» и «Информационные ресурсы» используют не только внутреннюю, но и внешнюю информацию (блок «Внешняя информация»).

Информация сетей, приборов и других средств учета и контроля, в част-ности получаемая путем визуального считывания и ручного нанесения на бумажный и электронные носители, сосредоточивается в блоке «Сервер», где она хранится и считывается по мере необходимости службой главного энер-гетика (блок «Служба главного энергетика») для использования руководством производств, цехов, служб, специалистами и технологами. После соответству-ющего анализа информация поступает в дирекцию для анализа и принятия решений. Решения поступают в соответствующие службы и на объекты в обратном порядке.

Приведенная структура информации может иметь несколько иной вид, в зависимости от отрасли производства и способа управления предприяием. При проведении энергаудита предприятия его стуктура должна быть уточнена и конкретизирована с целью создания технического задания и программы на энергоаудит.

14.2- Полная энергоемкость производства продукции на сельскохозяйственном предприятии

Определение энергоемкости продукции, выпускаемой на сельскохозяйственном предприятии

Энергоемкость продукта, выпущенного на отдельном производстве (цех, линия, сельскохозяйственное предприятие), если этот продукт является един-ственным производимым продуктом, определяется по результатам первичного учета, осуществляемом на этом производстве. Все энергетические затраты, полученные на данном производстве правомерно относятся на производство данного продукта.

Сложнее, если производство выпускает несколько продуктов или оно выпускает не конечный продукт, а полуфабрикат. В этом случае возникают вопросы методического характера - а какая доля энергии приходится на тот или иной продукт, т.к. отдельных приборов учета энергии для каждого продукта, как правило, не используют. Энергию, идущую на производство продукта приближенно можно учесть следующим образом:

, (14.1)

где E_cl – энергопотребление c -ым подразделением, отнесенное к выпуску l -ой продукции, кВт*ч, МДж, т.у.т.; E_c – энергопотребление с -ым подразделе-нием, кВт.ч, МДж, т.у.т.; β_cl – коэффициент, учитывающий потребление энергии c -ого предприятия для выпуска l -ой продукции, о.е.

Для определения коэффициента β_cl для каждого продукта и производства предлагают использовать показатели трудозатрат [43]:

, (14.2)

где T_cl – трудозатраты c -ым подразделением, отнесенное к выпуску l -ой продукции, чел*ч; T_c – трудозатраты с -ым подразделением, чел*ч.

Трудозатраты фиксируются в бухгалтерских документах и поэтому легко могут быть использованы. Расчет доли β_cl по показателям трудозатрат может быть осуществлен только для однотипных производств с низким уровнем механизации и автоматизации производственных процессов. Если уровни механизации и автоматизации процессов сильно отличаются и высоки, то полученная величина β_cl не будет отражать реального энергопотребления.

Другим способом определения энергоемкости продукта, коэффициента β_cl может быть оценка экспертами или при помощи фотографии рабочего времени производства каждого продукта, когда фиксируется время (дни, часы) работы оборудования. Этот способ достаточно прост, но не может учитывать работу вспомогательных подразделений и административные затраты.

Одним из направлений оценки энергоемкости продукта по каждому под-разделению может быть ее моделирование для системы отдельных подразде-лений предприятия как системы основных, вспомогательных, административ-ных и т.п. производств в течении определенного цикла производства, напри-мер, года. При этом используются бухгалтерские документы ежемесячного энергопотребления и выпуску продукции по каждому подразделению предприятия.

Частные материальные балансы по отдельным энергоресурсам:

, (14.3)

или частный энергетический баланс отдельного энергоносителя:

, (14.4)

Энергетический баланс реального потребления по всему предприятию:

, (14.5)

где: E - реально потребленная энергия на производство продуктов, МДж; E_i - реально потребленная энергия i -го энергоносителя на производство продуктов, МДж; B{} - энергоноситель, израсходованный на соответствующее производство, кг, м³, кВт*ч.; B_i - реально потребленный i -ый энергоноситель на производство продуктов, кг, м³, кВт*ч.; α{} - энергетический эквивалент соответствующего энергоносителя МДж/ед.; t = 1, 2, …, T – время учета; i = 1, 2, …, I – вид энергоносителя; j = 1, 2, …, J – структура управления; k = 1, 2, …, K – вспомогательное производство; с = 1, 2, …, С – территория, цех, отделение, бригада; n = 1, 2, …, N – производство, линия, поле, ферма; l = 1, 2, …, L – продукт.

Левые части уравнений (14.3…14.5) известны из отчетной бухгалтерской документации предприятия, они отражают интегрированные по всем подразделениям, цехам, продуктам затраты энергии. Правые части- отдельные составляющие, отражающие, отдельные направления использование энергии. При этом учет энергии по этим составляющим как правило не ведется или ведется в ограниченных масштабах.

Между различными производствами предприятия имеются многочислен-ные сильные и слабые связи. Сильные связи однозначно, функционально, определяют влияние одного подразделения на энергопотребление на другого, одного продукта- на другой. Слабые связи обозначают это влияние в меньшей степени, но их много и они также влияют на энергопотребление каждого элемента - подразделения предприятия при выпуске каждого продукта через работу вспомогательных производств (отопление, ремонт и т.п), а также через качество управления процессом производства продукта и энергопотребления- своевременную поставку материалов, кадровое обеспечение, качество энергии и.т.п., рисунок 14.2.

Рисунок 14.2- Преобразование энергии в продукты через взаимосвязи между элементами предприятия

Для определения энергоемкости выпуска на конкретном предприятии определенного вида продукции может быть использована система линейных неоднородных уравнений, в основу которых положена информация об объемах выпуска продукции и затраченной энергии в целом по предприятию.

Предположим линейную модель между потреблением на предприятии определенного вида энергии и объемом выпускаемой продукции в соответствии с (14.1…14.5). Пусть предприятие за определенное время t = 1, 2, …, T выпускает l = 1, 2, …, L – продуктов, каждый из которых имеет объем (массу) Q_tl, и потребляет при этом в общей сложности количество энергии

, (14.6)

E_t1 – энергия жидкого топлива; E_t2 - энергия газа; E_t3 - энергия каменного угля; E_t4 - электрическая энергия; E_t5- энергия живого труда; E_t6- энергия удобрений, средств защиты, лекарств и т.п., E_t7- овеществленная в технических средствах, зданиях и сооружениях энергия (амортизация, текущий и капиталь-ный ремонт), E_t8- другие виды энергии.

Система уравнений для определения энергоемкостей e_1l каждого продукта по жидкому топливу имеет следующий вид:

, (14.7)

где Q_1l – производство l -ного (l =1, 2, …, L) продукта в t -периоде (t = 1, 2, …, T - месяц), т, м³; E_t1 - полные энергозатраты жидкого топлива (i =1) на произ-водство l -ного продукта в t -периоде (месяце), МДж; e_il – удельные затраты энергии на производство l -ного продукта за период T (год) по жидкому топливу (i =1), Мдж/т (м³).

Аналогично составляются системы уравнений для определения удельных затрат энергии e_2l, …, e_il, …, e_Il каждого продукта по газу, каменному углю, электрической энергии и т.д.:

.(14.8)

Таким образом в системе линейных неоднородных уравнений (14.8) известны помесячное энергопотребление каждого вида энергии E_ti и произве-денный за этот месяц продукт Q_tl. Требуется в результате решения этой систе-мы найти неизвестные коэффициенты e_il, которые во временном годовом цикле будем считать постоянными и неотрицательными. Найденные коэффициенты будут оценивать удельные затраты энергии для каждого продукта по газу, каменному углю, электрической энергии и т.д. Матрица (левая часть системы не обязательно может быть квадратичной, когда число уравнений (временных интервалов t) совпадает с числом неизвестных – количеством видов топлив и энергий. Поэтому ее решение может быть найдено методом Гаусса.

Решению подвергаются все I матрицы (14.8) – по количеству видов топлив и энергий. В результате получается матрица коэффициентов e_il – удельных энергозатрат размером I*L:

.(14.9)

Дата добавления: 2015-11-26