Энергоемкость сельскохозяйственной продукции в России в три раза выше, энерговооруженность труда в три раза ниже чем в европейских странах и на одного сельского жителя потребляется в год в 3-4 раза меньше энергии, чем на городского. Биоотходы используются неэффективно как вторичные энергоресурсы и представляют угрозу для экологии. Не оценивается и не используется энергетический ресурс возобновляемых источников энергии (ВИЭ) на сельских территориях, где расположены сельскохозяйственные предприятия [1,2].
Как известно, наиболее серьезным недостатком централизованной энергетики являются значительные потери энергии при доставке ее от производителей к сельскохозяйственным потребителям. С определенной периодичностью происходят различные природные катаклизмы (ветер, снегопад, наводнения, паводки и селевые оползни), которые выводят из строя отдельные элементы традиционных систем энергоснабжения (высоковольтные линии электропередачи, трансформаторные подстанции и пр.), что приводит к нарушению их устойчивой работы [3, 4].
Перечисленные недостатки систем централизованного энергоснабжения (они практически одинаковы во всех странах мира) предопределили необходимость развития и строительства объектов распределенной энергетики.
Суть распределенной энергетики в том, что производители энергии (тепло, холод и электроэнергия) максимально приближены к потребителям и сбалансированы с ними по нагрузке. Генерирующее оборудование ВИЭ (например, энергия ветра, солнца, биотопливо, геотермальная энергия, микро-ГЭС и др.) располагаются непосредственно в месте потребления энергии. Сегодня этот процесс интенсивно развивается в большинстве стран мира.
В ВИЭ входят следующие источники: солнечная энергия, геотермальная энергия, энергия света, энергия ветра, энергия приливов и отливов, энергия волн и термального градиента моря, энергия преобразования биомассы, энергия, получаемая в результате сжигания топливной древесины, древесного угля, торфа, горючих сланцев, битуминозных песчаников, энергия использования тяглового скота и гидроэнергия.
Важность энергии как фактора устойчивого развития сельских территорий очевидна и не нуждается в специальных подтверждениях. Более того, специфика сельскохозяйственных предприятий обязывает рассматривать его энергообеспечение с учетом структуры основных фондов, видов производства, отходов, экологических требований, локальной рыночной конъюнктуры и других аспектов. В частности, занимаемые территории не только определяют потенциал ВИЭ, но и могут содержать существенный ресурс воспроизводимой биоэнергии.
До недавнего времени по целому ряду причин, вопросам развития использования ВИЭ в энергетической политике уделялось сравнительно мало внимания. В последние годы ситуация стала заметно меняться. Необходимость борьбы за лучшую экологию, новые возможности повышения качества жизни людей, участие в мировом развитии прогрессивных технологий, стремление повысить энергоэффективность экономического развития, логика международного сотрудничества – эти и другие соображения способствуют активизации национальных усилий по созданию более зеленой энергетики, движению к низко-углеродной экономике.
При освоении новых сельских территорий и ранее заселенных территорий необходима энергетическая оценка потенциала и наличия видов источника энергии ВИЭ. В связи с тем, что освоение сельских территорий предполагает организацию таких производственных процессов, которые требуют непрерывного энергопотребления, становится актуальной проблема производства энергии при помощи ВИЭ на основе комплексного использования потенциала различных видов источника (ветродизельные энергетические установки, ко-, три- и квадрогенерация и др.) [5].
ВИЭ необходимо рассматривать как дополнение к традиционным источникам энергообеспечения производственных и жилых комплексов сельских территорий. Энергия, производимая при помощи ВИЭ более дорогая по сравнению с традиционными, и она может использоваться только в потребительских системах, которые приведены в состоянии наивысшей энергетической эффективности. Для этого необходимо проведение энергоаудит в потребительской энергетической системе, с целью повышения энергоэффективности энерготехнологического процесса.
Для определения потенциала ВИЭ необходима продолжительная регистрация их энергетических параметров, т.е. должна применяться информационно-измерительная система (ИИС), совмещающая в себе технический и технологический учеты энергии и некоторые функции обработки данных в соответствии с основными положениями теории энергосбережения.
На кафедре «Энергообеспечения предприятий и электротехнологии» СПбГАУ разработаны методики энергоаудита и снижения энергоемкости выпускаемой продукции, и для реализации этих методик разработаны различные варианты ИИС для проведения энергоаудита, которая признана изобретением [1, 6, 7].
Для энергообеспечения индивидуальных потребителей дехканских (фермерских) хозяйств и средств малой механизации, например, для обработки садов и виноградников (опрыскиватели, секаторы, электрокультиваторы и др.), а также пасеки и чабанские стойбища (стригальные машины, подъем и опреснение воды и др.) могут быть использованы как стационарные так и мобильные энергоустановки. Для этих целей разработана передвижная ВЭУ комбинированного типа [8].
Опыт внедрения распределенной энергетики с использованием ВИЭ в мировой практике показал экологические преимущества и постоянно развивающиеся технологии повышения экологической безопасности и энергетической безопасности сельских территорий.