Энерго- и ресурсосбережение в агропромышленном комплексе. Взгляд архитектора

В. А. Новиков, доктор архитектуры, профессор, заведующий кафедрой «Архитектура сельских населенных мест» Московского архитектурного института (Государственная академия), заслуженный архитектор России

Сегодня в сельском хозяйстве можно выделить разные формы собственности и хозяйствования. Во-первых, это индивидуальная форма: индивидуальный дом с участком, подсобное хозяйство, какое-либо индивидуальное производство, рассчитанное практически исключительно на собственное потребление. Второй тип – это семейное производство, фермерское хозяйство: семья производит сельскохозяйственную продукцию не только для собственного потребления, но и на продажу. И третья форма – это коллективное предприятие. Раньше это были колхозы, совхозы, а сейчас акционерные общества или даже объединения этих предприятий: группы компаний, агрохолдинги. В основном агрохолдинги располагаются в местах массового производства сельскохозяйственной продукции – это Ставропольский край, Краснодарский край и т. п.

Исходя из этих трех форм хозяйствования с точки зрения энерго- и ресурсосбережения следует рассматривать три типа сельскохозяйственных объектов:

• индивидуальная усадьба с участком примерно от 6 до 20 и более соток;

• фермерское хозяйство, где используемая территория гораздо больше: в среднем около 10–12 гектаров;

• крупные акционерные предприятия агропрома. Здесь очень большие используемые площади земли, сами предприятия очень энергоемкие и, конечно, потенциал энерго- и ресурсосбережения огромен. Поэтому вопрос экономии приобретает государственный масштаб.

Индивидуальная усадьба

Чем обычно занимается собственник усадьбы с подсобным хозяйством? Прежде всего, старается сделать так, чтобы в хозяйстве присутствовали разные отрасли и типы производства продуктов. Основным направлением деятельности обычно является растениеводство, то есть какие-либо посадки (в зависимости от климатических условий, типа почвы и т. д.). Животноводство или птицеводство присутствуют как сопутствующие растениеводству направления. То есть выращивается некая сельскохозяйственная продукция, например свекла или картофель, и часть этой продукции идет на корм скоту.

Отходы растениеводства можно эффективно перерабатывать в биогаз. Есть специальные устройства для анаэробного брожения органических отходов – метантенки. В них загружается зеленая масса, и там при температуре 35 °C она начинает гореть. В результате получаются два полезных продукта: биогаз, являющийся энергоресурсом, и остатки продуктов гниения, которые идут на удобрения.

Конечно, экономить энергию возможно и при грамотном выборе архитектуры дома, утепления стен, энергосберегающих стеклопакетов и т. п. – все эти решения индивидуальных жилых домов хорошо известны и неоднократно апробированы на практике.

Актуален и сбор воды для полива прилегающей территории.

Что касается возобновляемых источников энергии, то сейчас к этим устройствам очень большой интерес и архитекторы в своих проектах их стараются их использовать. При этом солнечные коллекторы и фотоэлектрические панели очень сильно влияют на архитектуру здания. Самое доступное – это просто навесить панели на крыши или на стены. Но это не очень подходящий способ. А вот сделать так, чтобы элементы солнечных установок органично вписывались в структуру здания, снабжая его энергией, – это сложная творческая задача.

Фермерские хозяйства

Основные направления деятельности фермерских хозяйств – растениеводство, животноводство (включая птицеводство). Хорошо, когда реализуется рыборазведение – это третий элемент многопрофильного индивидуального хозяйства. Рыба нуждается в подкормке, а илистые отложения, образующиеся в прудах, собираются и вывозятся на поля в качестве ценного удобрения. Можно утверждать, что создание такого многоотраслевого хозяйства в принципе способствует экономии энергии: выстраивание нескольких видов деятельности в одну производственную цепочку с взаимозаменяемыми и взаимодополняющими друг друга расходами энергии и воды.

Агропромышленные комплексы

Конечно, когда речь идет о проектировании крупных сельскохозяйственных объектов, таких как птицефабрика или тепличный комплекс, вопросы энерго- и ресурсосбережения являются определяющими. Например, при выборе ориентации теплицы или оранжереи можно реализовать защиту северной стороны сооружения от холода и ветра. Северная стенка может быть как стеклянной, так и нестеклянной, с повышенной теплозащитой (за рубежом много таких примеров). Находит свое применение и такая известная конструкция, как стена Тромба – Мишеля.

Для эффективного использования доступных площадей делаются многоярусные, многозвенные голландские теплицы. Выращивать рассаду для этих теплиц можно отдельно в высотных теплицах. При использовании высотных теплиц экономия территории получается очень большая. Высотные теплицы представляют собой стеклянный столб, в верхней и нижней части которого установлены зубчатые колеса. Они приводят в движение кольцевую цепь, к которой подвешены поддоны с рассадой. В нижней части располагается резервуар с водой с удобрениями. Поддоны при вращении колеса поочередно окунаются в питательный раствор, таким образом осуществляется увлажнение почвы.

Наибольший эффект энерго- и ресурсосбережения может быть достигнут в агропромышленных предприятиях полного цикла, где сырье сначала выращивается, а затем перерабатывается в конечный продукт. Эту концепцию мы называем энергобиологическим комплексом – ЭБК. Схема ЭБК включает растениеводство, животноводство и птицеводство. Есть еще рыборазведение и комплекс, который занимается переработкой отходов. В этой схеме растение-водство дает продукт на продажу и корма для животноводства. Животноводство также дает продукт на продажу, но отходы животноводства (навоз) возвращаются в сектор растениеводства в качестве удобрения. Органические отходы растениеводства и животноводства, которые невозможно или нецелесообразно напрямую использовать в качестве удобрения, сбраживаются в метантенках; в результате получается биогаз и органические остатки, которые уже можно использовать для удобрения.

Если есть какие-то открытые пространства, их можно использовать с большим успехом. Был реализован проекты для Курской АЭС. Рядом с АЭС располагаются огромные пруды охлаждения. Вода охлаждает атомные реакторы, а потом сбрасывается в пруды-охладители при температуре около 50 °C. В пруду вода остывает и потом снова идет на атомную станцию. Было построено тепличное хозяйство, которое использует эту теплую воду и для полива растений, и для обогрева теплиц (как по греющим трубам, так и за счет обтекания стеклянных стенок теплиц). На этом примере хорошо видно, как вторичное тепло атомных станций, тепловых электростанций, химических заводов и т.  д. можно использовать для выращивания сельхозпродукции.

На Курской АЭС эту теплую воду используют для выращивания рыбы. Построены цеха с огромными круглыми емкостями для выращивания мальков карпа, толстолобика. Есть, конечно, определенные психологические опасения – «рыба с атомной станции». Однако в данном случае этот продукт абсолютно безопасен и экологически чист. При этом сроки выращивания рыбы в теплой воде сокращаются примерно в два раза.