Энергия, зерно и АМАК-система

 

Энергия – это «скалярная физическая величина, являющаяся единой мерой различных форм движения и взаимодействия материи, мерой перехода движения материи из одних форм в другие». Такое определение понятию «энергия» вы найдёте в Википедии. Давайте скажем проще. Энергия – это то, что надо затратить при выполнении определённой работы, например, для производства одной тонны зерна. Энергию принято измерять в джоулях. Или в киловатт-часах, что для обычных читателей, не связанных с наукой, более привычно и понятно. Ведь в киловатт-часах в наших квартирах электросчётчики подсчитывают энергию, которую мы потребляем для варки, парки и стирки. И за которую расплачиваемся ежемесячно по счетам-квитанциям. И чтобы уж совсем представить энергию более «весомо и зримо», приведём примеры. Если вы поднимите 102 грамма зерна на один метр, вы затратите один джоуль энергии (записывается «1 Дж»). Если вы поднимите 367,3 тонны зерна на один метр вы затратите энергии один киловатт-час (записывают «1 кВт*ч», звёздочка – вместо знака умножения). Далее в статье энергию будем измерять в киловатт-часах. Кто захочет измерять в джоулях, может самостоятельно перевести киловатт-часы в джоули, воспользовавшись известным равенством: 1 кВт*ч = 3,6 МДж (3,6 миллионов джоулей). Теперь кратко поясним: что такое АМАК-система.

 

АМАК-система – это принципиально новое предприятие, предназначенное для многолетнего массового производства продукции растениеводства, например, зерна. Она не содержит тракторов, комбайнов, автомобилей, прицепных агрегатов, дождевальных машин и складов. Проще говоря, АМАК-система – это завод, но завод не стационарный городского типа, а завод динамический, самоходный с теми же основными составными частями, что и завод городской. Конструктивно АМАК-система существенно отличается от городского стационарного завода. АМАК-система включает: АМАК – автоматизированный мостовой агротехнический комплекс, канал-хранилище, навесные агрегаты и контактную линию электропередачи. Исходной предпосылкой появления проекта АМАК-системы явилось предположение: если земля, как объект труда и средство производства, не может прийти на городской механизированный, электрифицированный и автоматизированный завод, то завод сам должен прийти к земле. АМАК-система – российское изобретение (получено 13 патентов на изобретения). В отличие от тракторной системы земледелия, АМАК-система имеет ряд важных особенностей и свойств, благодаря которым со временем должна заменить тракторную систему земледелия на больших окультуренных угодьях равнинного типа. Подробнее об АМАК-системе можно узнать в Интернете на сайте amak-sistema.ru.

 

В данной статье рассмотрим только одну особенность АМАК-системы – её энергообеспечение и затраты энергии при производстве зерна пшеницы.

 

АМАК-система является полностью электрифицированной производственной системой. Она не потребляет ни капли моторного топлива. Электрообеспечение осуществляется с помощью контактной линии электропередачи от близлежащей электростанции или от солнечных полупроводниковых батарей, установленных на АМАК и на крыше канала-хранилища. Электроэнергия может поступать на АМАК одновременно и от электростанции, и от солнечных полупроводниковых батарей. Для накопления электроэнергии используются аккумуляторы, установленные вдоль канала-хранилища. АМАК-система может работать в автономном режиме, используя только солнечную энергию. Потребляемая мощность зависит от длины АМАК, которая на несколько десятков метров больше ширины обслуживаемого активного угодья. Мощность АМАК определяется из расчёта 5 кВт на один погонный метр длины АМАК. Например, при длине АМАК 1060 метров мощность электродвигателей и электрооборудования составляет 5300 кВт. Одна АМАК-система может обслуживать активное угодье любых размеров, начиная от единиц и кончая десятками тысяч гектаров.

 

При интенсивном земледелии, используя нулевую технологию и обеспечивая урожайность зерна пшеницы в 10 т/га, в АМАК-системе в расчёте на производство одной тонны зерна затрачивается 17 кВт*ч электроэнергии. Эта энергия затрачивается на все виды работ: уничтожение сорняков, транспортировку и внесение удобрений, транспортировку семян, сев, орошение, уничтожение вредителей растений, уборку урожая и транспортировку зерна в канал-хранилище.

 

При интенсивном земледелии, используя нулевую технологию и обеспечивая урожайность зерна пшеницы в 2,23 т/га (средняя урожайность зерна пшеницы в России в 2013 году), в тракторной системе земледелия в расчёте на производство одной тонны зерна затрачивается 117 кВт*ч энергии, полученной на основе сжигания моторного топлива в двигателях тракторов, комбайнов и автомобилей. Эта энергия учитывает все виды работ: транспортировку ядохимикатов и уничтожение сорняков, транспортировку и внесение удобрений, транспортировку семян, сев, уничтожение вредителей растений, уборку урожая и транспортировку его в склады.

 

Как видно, для производства одного и того же продукта (зерна пшеницы) в АМАК-системе энергии требуется в 6,9 раза меньше, чем в тракторной. Это обусловлено следующими факторами. Фактор первый. Если для выполнения всех видов работ на одном гектаре затрачивается одинаковая энергия для двух различных систем земледелия, то энергоёмкость единицы продукции будет меньше в той системе, в которой урожайность выше. В АМАК-системе урожайность в 4,5 раз выше, чем в тракторной, поэтому для производства одной тонны пшеницы в ней затрачивается в 4,5 раз меньше энергии. Высокая урожайность в АМАК-системе обусловлена тем, что: почва активного угодья не переуплотняется ходовыми частями транспортных средств; осуществляется дозированное орошение; применяются лазерные, электромагнитные и ультразвуковые методы и устройства борьбы с вредителями растений; ведётся уборка урожая в затяжную дождливую погоду (для спасения урожая). Всё это в тракторной системе выполнить невозможно. Второй фактор. Среднее расстояние транспортировки людей, семян, удобрений, воды и зерна в тракторной системе в полтора раза протяженнее, чем в АМАК-системе. На эту транспортировку в тракторной системе затрачивается в полтора раза больше энергии, чем в АМАК-системе (при прочих равных условиях). Третий фактор. В тракторной системе все транспортные средства (тракторы, комбайны, автомобили и дождевальные машины) имеют коэффициент сопротивления качению равный 0,10 (при передвижении по стерне). В АМАК-системе транспортёры имеют коэффициент сопротивления качению 0,04 (ролики транспортёров катятся по стальным направляющим), АМАК передвигается по укатанным постоянным грунтовым колеям. Поскольку коэффициент сопротивления качению в тракторной системе в 2,5 раза больше, чем в АМАК-системе, то для транспортировки одинаковых грузов в тракторной системе затрачивается в 2,5 раза больше энергии, чем в АМАК-системе. Совокупность указанных трёх факторов и обусловливает почти семикратное превышение энергоёмкости единицы продукции в тракторной системе относительно энергоёмкости единицы продукции в АМАК-системе.

 

В 2013 году в России произведено 52,07 миллионов тонн зерна пшеницы, выращенной на 23,35 миллионах гектаров при урожайности 2,23 т/га (по данным Минсельхоза РФ). Учитывая эти данные, можно предположить, что на производство одной тонны зерна пшеницы было затрачено 117 кВт*ч энергии, полученной от сжигания моторного топлива в двигателях тракторов, комбайнов и автомобилей. Подсчитано, что для получения 1 кВт*ч энергии надо сжечь 0,29 кг моторного топлива, а для получения энергии в 117 кВт*ч потребуется сжечь в двигателях тракторов, комбайнов и автомобилей 33,93 кг моторного топлива, округлённо – 34 кг. Теперь можно получить очень важную цифру, а именно  1 770 380 тонн. Столько тонн моторного топлива в 2013 году было сожжено в двигателях тракторов, комбайнов и автомобилей при производстве всей пшеницы в России. Чтобы читатель представил этот объём моторного топлива «весомо и зримо» – это поезд длиной 327 км с 27 237 вагонами, в каждой цистерне которого находится по 65 тонн моторного топлива.

 

Если бы в 2013 году всё зерно пшеницы в России было бы произведено с помощью АМАК-систем, то не потребовалось бы ни капли моторного топлива. Потребовалось бы в 6,9 раз меньше энергии, а именно – 885 190 МВт*ч. электрической энергии от близлежащих электростанций.

 

Использование в России АМАК-систем вместо тракторных только для производства пшеницы могло бы дать ощутимый экономический и социальный эффекты. Во-первых, будет экономиться по 1 770 380 тонн моторного топлива ежегодно. Во-вторых, будет в 6,9 раз снижена энергоёмкость продукции. В-третьих, в составе себестоимости продукции стоимость энергии будет снижена в 38 раз (с 1190 руб./т до 31 руб./т). В-четвёртых, в 4,5 раза будет уменьшена площадь под пшеницу. В-пятых, будет повышена надёжность сбора зерна пшеницы (имеется возможность вести уборочную работу при затяжной дождливой погоде). Социальный эффект выразится в том, что земледельческий труд превратится в разновидность городского –  полностью механизированного, электрифицированного и автоматизированного труда, обеспечивающего высокую его комфортность и престижность. Это кардинально изменит отношение к земледельческому труду у молодёжи, создаст новые профессии и повысит привлекательность сельскохозяйственных учебных заведений. АМАК-система – это тот же городской завод, но только в поле.

 

У читателя наверняка возник вопрос: если АМАК-система такая совершенная, то почему же она до сих пор нигде не внедрена? Почему мы не видим её на наших полях? Причин несколько. Во-первых, АМАК-система может быть внедрена, если этого захочет руководитель страны –  России, США, Канады или другой технически развитой и зернопроизводящей. Или руководитель крупной частной корпорации, например, Дюпон. Или миллиардер, раздумывающий: где бы применить свой капитал. К сожалению, эти люди либо ничего не знают про АМАК-систему, либо знают, но не решаются её внедрять – выжидают, кто решится на это первым. Ни простому фермеру, ни автору проекта построить даже одну опытную АМАК-систему не под силу. Это же завод, а не трактор. Во-вторых, на сегодняшний день тракторная система всех устраивает: и земледельцев, и учёных, и инженеров, и чиновников, и даже военных (сегодня трактор, а завтра, если потребуется, – танк). Пока есть нефть, это положение не изменится. Зачем строить какие-то АМАК-системы, когда и так всё хорошо. Петух не клюнул. Гром не грянул. В-третьих, принципиально новая техника никогда не внедрялась, не внедряется и не будет внедряться быстро, радостно и единогласно. Паровоз был признан «исчадием ада» и долго игнорировался народом. Самолёт не сразу полетел, долгим и трудным был его путь в небо. Да и трактор не в одночасье был признан и внедрён, долго ему пришлось конкурировать с лошадью. Человек так устроен – трудно ему отказаться от знакомого, удобного и привычного. Как от любимого домашнего кресла у телевизора.

 

Начался новый сельскохозяйственный год. На полях России мы снова видим тысячи шумящих и дымящих тракторов, комбайнов и автомобилей. Выращивая пшеницу, снова в двигателях полевой самоходной техники сожжем 1 770 380 тонн моторного топлива. Снова получим урожайность пшеницы в 2,23 т/га (или около этого). Снова на производство каждой тонны зерна пшеницы будем расходовать по 34 кг дорогого моторного топлива. Тысячи трактористов, комбайнёров и шоферов не в комфортных условиях вибраций, тряски и пыли станут самоотверженными героями «битвы за урожай». Снова мы увидим остановленную технику у раскисших от дождей полей, и механизаторов, разговаривающих с Богом, используя ненормативную лексику. Не увидим мы только АМАК-систем ни вблизи, ни на горизонте. Когда появятся АМАК-системы на зерновых полях, автор не знает, но верит – появятся обязательно. Жизнь заставит. Школьный учитель Константин Эдуардович Циолковский, когда на чердаке своего дома под скептические ухмылки и шуточки язвительных соседей и недоверчивых коллег мастерил деревянный макет своей ракеты, наверняка верил, что она когда-нибудь полетит. Верил один, остальные не верили. Теперь верят все. То же будет и с АМАК-системами. Будет!

                                                                                                                                                Ю. Жуков