Новаторский вклад кафедры «Энергообеспечение производств и электротехнологий в АПК» Санкт-Петербургского государственного аграрного университета в отраслевое высшее образование направлен на кадровое обеспечение решения приоритетной проблемы существенного повышения эффективности использования энергии в АПК, то есть на подготовку отраслевых энергоменеджеров новой формации.
Сущность новаторских улучшений образовательного процесса в рамках новых государственных стандартов заключается в следующем:
• в системном изучении энергетики предприятий АПК, объединяющей технические элементы (оборудование), энерготехнологические процессы, энергетические линии, функционирующие на общую цель – выпуск продукции, с единым для энергетической системы показателем качества функционирования – энергоемкость продукции (рисунок);
Потребительская энергетическая система
• в системном формировании знаний студентов с переходом от фундаментальных понятий и знаний на младших курсах к новым понятиям энергетической эффективности в возрастающей значимости по элементам потребительской энергетической системы и по семестрам обучения;
• в представлении уникальности предприятий АПК не только как продовольственных производителей, но и как обеспеченных (наряду с плодородием почвы) уникальным набором энергетических ресурсов (централизованным, автономным, топливным, ресурсом энергии возобновляющихся источников, биоэнергетическим), которые в настоящее время даже не оцениваются в совокупном показателе эффективности из-за недостаточной подготовленности специалистов;
• в научном методе контроля и управления энергетической эффективностью предприятий АПК, разработанном и внедренном в образовательный процесс кафедрой «Энергообеспечение производств и электротехнологий в АПК», и обеспечивающем:
• возможность непрерывного повышения энергоэффективности предприятий АПК в реальном времени за счет оперативного использования научных и научно-технических достижений в отрасли и в мире;
• возможность дифференциации потребляемой предприятием энергии на доли эффективно и неэффективно использованной, создающей новые рычаги отраслевого управления энергоемкостью продукции;
• возможность повышения экономической эффективности предприятий АПК за счет энергосбережения, что объективно переводит энергетических специалистов, получивших новаторскую подготовку в вузе, в разряд менеджеров;
• неограниченность расширения масштабов использования метода управления энергоэффективностью – от отдельного предприятия до производственных и административно-территориальных объединений.
Кафедрой получен ряд ключевых патентов на изобретения, обеспечивающих повышение энергоэффективности производства продукции (снижение энергоемкости) и энергосбережения (Пат. РФ № № 2073527, 2212746, 2411453, 2438445, 2439500, 2449251 и решение РОСПАТЕНТ-а о выдаче патента на три изобретения и полезную модель).
Обоснование потребительской энергетической системы (ПЭС) в качестве объекта, формирующего показатель эффективности использования энергии предприятием, позволило вывести значимость разработанного на кафедре метода конечных отношений (МКО) на современный, признанный в мире, уровень проектирования систем как единого целого (Whole system design) с применением инжиниринга, обеспечивающего устойчивое развитие системы (Sustainable engineering) [1, 2].
С учетом специфических особенностей энергетики предприятий АПК, к которым, прежде всего, относятся производственное использование земли, наличие биологических объектов (растений, животных, птицы), осуществляющих естественный процесс производства продовольственной продукции, наличие энергосодержащих биологических отходов, значительная распределенность по территории маломощных приемников энергии, сельскую энергетику можно с уверенностью отнести к наиболее соответствующим отчетливо сформулированным принципам инжиниринга устойчивого развития технических систем:
Внутрихозяйственное получение энергии из энергосодержащих отходов и выбросов.
Значительное (по сравнению с другими отраслями) замещение традиционной потребляемой энергии на энергию возобновляющихся источников.
Снижение до показательного минимума экологического ущерба, что особенно важно для освоения новых территорий при отказе от урбанистической направленности развития общества.
Повышение экономической эффективности предприятия при энергосбережении за счет учета рыночных условий в инжиниринге как условий одной из внешних сред, отраженных на рисунке рынком предложений и потребительским рынком.
Возможность получения интегральной оценки эффективности использования конкретным предприятием топлива в механизированных силовых и транспортных процессах.
Применительно к АПК России, разработанные в СПбГАУ, теория и методы позволяют не только обеспечивать устойчивость ПЭС предприятий в указанном смысле, но создают возможность ее эволюционного развития (по показателю эффективности использования энергии) в течение жизненного цикла. Обоснованы новые по отношению к методу Whole system design понятия «обеспеченного ресурса энергоэффективности» для каждого предприятия и «дифференциация потребленной энергии по показателю эффективности использования». Обе инновации создают базу для ускоренного развития энергосбережения в отрасли. В качестве источника ускорения рассматривается научно-технический прогресс, в качестве метода реализации – поэтапная экспертиза ПЭС. Организация отраслевого энергосбережения предусматривает создание специальных фирм для аутсорсингового обслуживания потребителей энергии. Информационно-аналитические центры, управляющие фирмами, кроме обычных функций должны осуществлять отсутствующий сейчас мониторинг научных и технических инноваций в режиме «ожидания».