В блогах

Разведение кур
Ответов: 0
Автор wss

Электричество и земледелие

Электричество и земледелие

 

Электричество, а точнее – электроэнергия, в земледелии не применяется. Использование аккумуляторов для запуска двигателей и питания лампочек фар тракторов, комбайнов и автомобилей – не в счёт. Речь идёт о том, что в технологических процессах земледелия электроэнергия не используется совсем. И это притом, что она давно, надёжно и эффективно используется повсеместно. Перечислять не буду – всё это вокруг нас. Уже самолёты электрифицируют и они пролетают тысячи километров, используя полупроводниковые преобразователи солнечной энергии в электрическую. И только  в земледелии, в отрасли, наиболее нужной для людей, в отрасли, которой мы обязаны самой жизнью, электричества нет. А ведь почти сто лет тому назад студенты на своих вечеринках пели, всматриваясь в будущее: «Нам электричество пахать и сеять будет, / Нам электричество ночную мглу разбудит, / Нам электричество заменит тяжкий труд, / Нажал на кнопку – чик-чирик! – и всё уж тут как тут!» За сто лет в земледелии не появились эти кнопки. Не их нажимают сегодня трактористы, комбайнёры и шофера, а орудуют рычагами, педалями да штурвалами. Напрашивается простой и естественный вопрос: почему до сих пор не электрифицировано земледелие? Может это не выгодно? Попробуем разобраться.

 

В 2013 году в России произведено 91,3 млн. тонн зерна (данные Минсельхоза РФ). Для производства каждой тонны этого зерна потрачено в среднем по 38 кг моторного топлива. Для производства всего зерна израсходовано 3 469 400 тонн моторного топлива (можете пересчитать сами), стоимостью 104 082 миллионов рублей (30 000 руб./т). Всё это моторное топливо сожжено в двигателях тракторов, комбайнов и автомобилей. КПД (коэффициент полезного действия) этих двигателей равен примерно 30%. Это значит, что химическая энергия моторного топлива, преобразованная в двигателях тракторов, комбайнов и автомобилей, превратилась в механическую энергию (30%) и тепловую (70%). Полезной энергией (в рассматриваемом случае) является механическая энергия, с помощью которой осуществлены все полевые работы: предпосевная обработка почвы, внесение удобрений, сев, уборка урожая и транспортировка его к местам хранения. Тепловая энергия (в рассматриваемом случае) является бесполезной и рассеивается в пространстве, вместе с выхлопными газами, дышать которыми Минздрав настоятельно не рекомендует.

 

На основании цифр, приведённых выше, используя известные в физике соотношения, получим интересную информацию. Полезной механической энергии для производства всего зерна в России в 2013 году затрачено 47 878 миллионов мегаджоулей или, что более понятно для обычного читателя, –  13 299 миллионов киловатт-часов. А бесполезной энергии в виде рассеянного над зерновыми полями тепловой энергии (тепла) затрачено (выброшено «на ветер») – 111 715 миллионов мегаджоулей (31 032 миллионов киловатт-часов). Зимой этой тепловой энергии хватило бы для обогревания 10 миллионов квартир в течение четырёх с половиной месяцев. Следует заметить, что за полезную механическую энергию было заплачено 31,2 миллиарда рублей, а за бесполезную тепловую – 72,8 миллиарда рублей.

Как сказал бы современный студент – «не слабо».

 

Если бы всё зерно, собранное в России в 2013 году, было бы произведено с помощью электроэнергии, например, с помощью замены дизельных и бензиновых двигателей электродвигателями, то картина была бы несколько иной. Механической энергии было бы получено и затрачено столько же (13 299 миллионов киловатт-часов), а вот тепловой энергии, рассеянной над зерновыми полями, было бы значительно меньше, а именно – 700 миллионов киловатт-часов. Это обусловлено тем, что КПД электродвигателей составляет 95%, а не 30%, как у бензиновых и дизельных двигателей. Таким образом, электрифицировав земледелие, только на производстве зерна в России в 2013 году можно было бы сэкономить 30 332 миллиона киловатт-часов электроэнергии стоимостью 55,2 миллиарда рублей. Этой сэкономленной энергии хватило бы для обогрева зимой 10 миллионов квартир в течение четырёх месяцев. Напрашивается вопрос: так в чём же дело? Почему не сделать так и не снять с повестки дня проблему электрификации земледелия? А ответ простой: до сих пор не придумано, как подводить электроэнергию к тракторам, комбайнам и автомобилям с электродвигателями. Пробовали использовать кабели, контактные линии электропередачи (как в троллейбусах), аккумуляторы, но все эксперименты заканчивались несколькими опытными экземплярами и неутешительными выводами. Путь электрификации земледелия с помощью электротракторов, электрокомбайнов и электроавтомобилей оказался тупиковым. Что делать? Есть ли другие идеи? Другие идеи были и есть.

 

В 1919 году В. Л. Леви изобретает «Устройство электрической тяги для сельскохозяйственных машин-орудий для обработки поля». В 1930 году М. А. Правоторов предлагает «Мостовой электростан для земледельческих работ». В 1951 году Б. Свецкий изобретает «Машинный комплекс для обработки и орошения больших плоских сельскохозяйственных площадей для выполнения уборочных работ». В 1977 году Ю. Н. Жуков изобретает «АМАК-систему». К сожалению, указанные изобретения остались невостребованными и невнедрёнными в земледелие. Причины разные. И политические, и экономические, и технические, и чисто человеческие. Изобретатели и первооткрыватели, как правило, имеют непростые и неуживчивые характеры, что иногда и предопределяет судьбы их детищ – изобретений. М. А. Правоторов, например, проявив большую активность в желании внедрить свой «Мостовой стан» в жизнь, угодил на многие годы в места «не столь отдалённые».

 

Наиболее полно, комплексно и системно конструкторские проблемы электрификации земледелия решены в проекте «АМАК-система» (см. Интернет, сайт amak-sistema.ru). В этой системе осуществлена комплексная механизация, электрификация и автоматизация всех полевых работ в земледелии. В ней нет тракторов, комбайнов и автомобилей и она не потребляет ни капли моторного топлива. Она работает исключительно на электрической энергии, которая поступает по контактной линии электропередачи от близлежащей электростанции. Почти вся поступающая в АМАК-систему электроэнергия (95%) преобразуется в полезные виды энергии (механическую, электромагнитную и тепловую), используемые для технологических процессов в земледелии. И только 5% поступившей в АМАК-систему электроэнергии превращается в бесполезную тепловую энергию (тепло), рассеиваемую в пространство над полями.

 

Внимательный и «подкованный» в энергетике читатель может привести контраргумент в защиту существующей тракторной системы земледелия, использующей моторное топливо. Да, тракторы, комбайны и автомобили, сжигая в своих двигателях моторное топливо, 70% этого топлива превращают в бесполезное тепло, но и тепловые электростанции, электроэнергией которых будут пользоваться АМАК-системы, примерно 70% сжигаемого угля тоже превращают в бесполезное тепло. Так что «хрен редьки не слаще». И тракторная система земледелия, и АМАК-система («заводское» земледелие) одинаково загрязняют окружающую среду бесполезным теплом и вредными газами продуктов сгорания моторного топлива и угля. Только в тракторной системе это делается над зерновыми полями, а в АМАК-системе – в районе расположения электростанции. Вся и разница. С предъявленным контраргументом можно согласиться, но с одним уточнением: кроме «грязных» тепловых электростанций, есть и другие электростанции: гидроэлектростанции, солнечные электростанции, ветровые, атомные. Они могут быть чище тепловых электростанций, хотя и тут могут быть «тонкие нюансы» (полупроводниковые преобразователи солнечной энергии в электрическую в чистом виде в природе не встречаются, их тоже где-то производят, используя энергию так же загрязняющую окружающую среду). Производство электроэнергии, вероятно, всегда будет сопровождаться тем или иным загрязнением окружающей среды: в одном случае большим загрязнением, в другом – меньшим.

 

В начале статьи мы ставили вопрос: почему до сих пор не электрифицировано земледелие? Сейчас можно ответить. Во-первых, земледелие в России не является приоритетным производством. Электрифицировать его будут, вероятно, в последнюю очередь. Во-вторых, электрификация – это предвестник автоматизации любого производства, а автоматизировать земледелие Правительство России пока не собирается. Поэтому такое безразличное и даже враждебное отношение к проекту «АМАК-система», где земледелие не только электрифицируется, но и автоматизируется. В-третьих, экономия только на зерновом производстве 30 332 миллионов киловатт-часов электроэнергии стоимостью 55,2 миллиардов рублей ежегодно – аргумент очевидно недостаточный, чтобы Правительство России дало «стартовый выстрел» для электрификации земледелия. «Массового забега» конструкторов сельскохозяйственной техники в направлении электрификации земледелия до 2020 года не предвидится (см. «Стратегию машинно-технологической модернизации сельского хозяйства России на период до 2020 года», утверждённую Правительством России).

 

«Нам электричество пахать и сеять будет, / Нам электричество ночную тьму разбудит…» как и прежде, поют эту песню сегодняшние и вчерашние студенты на своих вечеринках и вечерах-встречах. Почти сто лет поют, а в песне – все слова в будущем времени: «будет», «разбудит»… А пора бы перейти к настоящему времени и скорректировать слова этой песни: «Нам электричество сеет зерновые, / На полях работают лазеры крутые, / Нынче в земледелии – электронный рай, / Нажал на кнопку: чик-чирик – и собран урожай!» Шутка. Но не электрифицированное земледелие (в наше-то время!) – уже не шутка.

                                                                                                                                                Ю. Жуков

 

 

 

просмотров: 365
При копировании материала ссылка на страницу «Электричество и земледелие» обязательна.

Электричество и земледелие

Поделиться ссылкой на Email
Отправить другу
CAPTCHA
Этот вопрос задается для того, чтобы выяснить, являетесь ли Вы человеком или представляете из себя автоматическую спам-рассылку.
HTML
BB-code
Ссылка

Оставить комментарий

Plain text

  • HTML-теги не обрабатываются и показываются как обычный текст
  • Строки и параграфы переносятся автоматически.
  • Поисковые системы будут индексировать и переходить по ссылкам на разрешённые домены.

Изображение
Максимальный размер файла: 100 КБ.
Разрешённые типы файлов: png gif jpg jpeg.
Изображение должно быть меньше 350x350 пикселей.
CAPTCHA
Этот вопрос задается для того, чтобы выяснить, являетесь ли Вы человеком или представляете из себя автоматическую спам-рассылку.