Картографирование энергопотенциала отходов зерновых культур в рязанской области

За последние полвека наблюдается неуклонный рост доли электроэнергии, вырабатываемой с помощью ВИЭ. Для регионов Российской Федерации, в экономике которых значительную роль играет сельское хозяйство, актуально использование отходов растениеводства с целью их дальнейшей переработки и использования в качестве источника для производства электроэнергии. В ряде статей анализ ресурсов на региональном уровне осуществляется лишь на основе статистических данных, обобщенных по единицам административного деления. В данной работе рассматривается методика, основанная на использовании данных дистанционного зондирования земли, которая позволяет локализовать источник энергоресурсов (поля зерновых культур). Методика реализована для Рязанской области. Выделение контуров сельскохозяйственных полей происходит на основе разновременных космических снимков Landsat-8 и Sentinel-2, на которых запечатлены сельскохозяйственные поля на различных стадиях вегетации. Так как для большинства видов зерновых культур характерен свойственный лишь им ход вегетационного развития, который сопровождается изменением спектральных характеристик, то можно отделить зерновые от прочих видов сельскохозяйственных культур. На основе известных формул был произведен расчет энергетического потенциала отдельных полей. В качестве мест, где возможна концентрация и переработка отходов зерновых культур были выбраны имеющиеся в регионе сельскохозяйственные предприятия животноводческой направленности. На основе дорожного графа Рязанской области была решена задача «размещение - распределение» (Location-Allocation). В результате чего на основе кратчайшего расстояния по дорожной сети была определена принадлежность каждого поля к определенному пункту переработки. Данная задача была решена для 3 случаев: 100, 50 и 10 обрабатывающих предприятий. Полученные результаты показали, насколько сильно отличается энергетический потенциал, рассчитанный на основе административной статистики, и энергопотенциал, вычисленный на основе использования данных дистанционного зондирования и сетевого анализа.

1. Андреенко Т.И. К оценке энергетического потенциала отходов растениеводства: зерновое хозяйство / Т.И. Андреенко, С.В. Киселева, В.П. Шакун // Альтернативная энергетика. - 2014 - № 12 - С. 84-95.

2. Андреенко Т. И., Киселева С. В., Рафикова Ю. Ю. Энергетический потенциал отходов сельскохозяйственного производства южных регионов России (Волгоградская область, Республика Крым) // Вестник аграрной науки Дона. — 2017 — № 3 — С. 6372.

3. Андреенко Т. И., Киселёва С. В., Рафикова Ю. Ю. Оценка энергетического потенциала отходов растениеводства Крымского Федерального округа //Инновации в сельском хозяйстве. — 2016 — № 5(20). — С. 449-455.

4. Голубев И.Г., Шванская И.А., Коноваленко Л.Ю., Лопатников М.В. Р 45 Рециклинг отходов в АПК: справочник. — М.: ФГБНУ «Ростнформагротех», 2011 - 296 с.

5. Клюс С.В., Забарный Г.Н. Оценка и прогноз потенциала твердого биотоплива Украины // Компрессорное и энергетическое машинострое-ние. -2011 - №2(24). - С. 8-13.

6. Кринов Е.Л. Спектральная отражательная способность природных образований / Pед. К.В. Чибисов // Академия наук СССР, Лаборатория аэрометодов. 1947 271 с.

7. Попель О.С., Фортов В.Е. Возобновляемая энергетика в современном мире. Учебное пособие. — М.: МЭИ, 2015 — 450 с.: ил. — ISBN 978-5-38300959-8.

8. Braun R. Anaerobic digestion: a multi-faceted process for energy, environmental management and rural development. In: Improvement of crop plants for industrial end uses. Netherlands: Springer; 2007

9. Sliz-Szkliniarz, B. A GIS-based approach for evaluating the potential of biogas production from livestock manure and crops at a regional scale: A case study for the Kujawsko-Pomorskie Voivodeship [Текст] / B. Sliz-Szkliniarz, , J. Vogtb // Renewable and Sustainable Energy Reviews. - 2012 - 16 - P. 752- 763

10. Wen Wang, Yuanda Liu, Li Zhang, 2012 The spatial distribution of cereal bioenergy potential in China. GCB Bioenergy (2013) 5, 525-535, doi: 10.1111/gcbb.12024.

11. Weiland P. Biogas production: current state and perspectives. Microbiol Biotechnology 2010; 85:849-60, doi:10.1007/s00253-009-2246-7.

12. Data and Statistics - IRENA. [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://www.irena.org/Statistics/View-Data-by-Topic/Capacity-and-Generation/Technologies—Technologies — (Дата обращения: 10.10.2020 ).

13. Data and Statistics - IRENA. [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://www.irena.org/Statistic/View-Data-by-Topic/Renewable-Energy-Balances/Country-Profiles—CountryProfiles — (Дата обращения: 10.10.2020).

14. Data and Statistics - IRENA. [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://www.irena.org/Statistics/View-Data-byTop-ic/Capacity-and-Generation/Statistics-Time-Series—StatisticsTime Series — (Дата обращения: 10.10.2020).

15. World Bank Open Data. [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://data.worldbank.org/indicator/AG.PRD.CREL.MT?most_recent_value_desc=true&view=chart—CerealProduction (metric tons) — (Дата обращения: 10.10.2020).

16. Министерство сельского хозяйства и продовольствия Рязанской области. [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://www.ryazagro.ru/APKrayon/—АПКрайонов — (Дата обращения: 10.10.2020).

17. База данных показателей муниципальных образований. [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.gks.ru/dbscripts/munst/munst61/DBInet.cgi — Посевные площади сельскохозяйственных культур в хозяйствах всех категорий — (Дата обращения: 10.10.2020).

18. ЕМИСС Государственная статистика [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://fedstat.ru/indicator/31328 — Посевные площади сельскохозяйственных культур — (Дата обращения: 10.10.2020).

19. Правительство Рязанской области [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://www.rvazangov.ru/upload/iblock/0a2/info06122019.pdf — Реализация национальных проектов в Рязанской области — (Дата обращения: 10.10.2020)