эксклюзив
Сегодня сельское хозяйство немыслимо без тракторов, но резкий рост цен на ископаемое топливо в последние месяцы поставил под сомнение нынешнюю модель сельскохозяйственной техники и подчеркнул важность инноваций
О тенденциях на мировом рынке тракторов в рамках вебинара, организованного Генеральным советом официальных ассоциаций инженеров-технологов сельского хозяйства Испании, рассказал Маркос Васкес, президент Колледжа сельскохозяйственных технических инженеров Луго и куратор Интегрированного живого агромузея, расположенного в семейном фермерском доме в Ланкаре.
Выдержки из доклада эксперта опубликовал портал www.campogalego.es.
Поиск новых источников энергии и достижений в области автоматизации определят будущее сельскохозяйственной техники в ближайшие годы. Умные сельскохозяйственные тракторы набирают силу, а автономные машины станут реальностью во многих секторах, включая производство продуктов питания.
Водородный двигатель
Различные производители пытаются найти альтернативы нынешней силовой установке сельскохозяйственного трактора, монополизированной двигателем внутреннего сгорания с дизельным циклом, но в будущем «наиболее вероятно, что несколько типов будут сосуществовать», — говорит Маркос Васкес. — Водородный двигатель может стать отличным решением, хотя несколько комплектов моторизации должны будут сосуществовать, адаптированные к каждому региону планеты, поскольку «существует несколько способов получения водорода: путем гидролиза воды, который потребляет электроэнергию; преобразование пара из природного газа; и анаэробная трансформация биомассы, что очень привлекательно, поскольку биомассу можно производить на самих фермах».
«Производство водорода посредством анаэробной ферментации биомассы — весьма заманчивая технология, потому что можно разработать технологию, позволяющую из отходов, образующихся на самих фермах, производить азот, необходимый для движения машин, находящихся в хозяйстве.
Это не научная фантастика. Уже есть система New Holland, которая использует это топливо, хотя она и не проста и требует значительного размера поголовья скота, чтобы иметь возможность самостоятельно снабжать машины, то есть невозможно получить для этого достаточное количество азота от 50 коров из навозной ямы», поясняет эксперт.
«Недостаток водорода заключается в том, что не существует логистики распределения или передовых систем хранения, которые позволили бы использовать его так, как мы это делаем сегодня с дизельным топливом», уточнил он.
Электродвигатель
Другой альтернативой может быть электродвигатель, и фактически некоторые модели электрических тракторов сегодня представлены на рынке. Например, немецкий производитель ZF, специализирующийся на коробках передач, разработал и продвигает электродвигатель, уже поставлено немало единиц. Другие бренды, такие как Fendt, в своей модели E100 Vario, также привержены электрическим технологиям, в данном случае в 100-сильном электрическом тракторе.
«Проблема в том, что батареи строятся из ограниченных природных элементов, таких как литий, и если подумать о больших тракторах мощностью более 200 лошадиных сил, потребуются 800-вольтовые батареи, которые были бы дорогими и большими», — объясняет Васкес.
«Кроме того, для достижения необходимой мощности многие ячейки пришлось бы соединить последовательно, с трудностями, которые это влечет за собой, когда дело доходит до работы, потому что в случае выхода из строя одной части вся система оказалась бы без обслуживания», указывает он.
Положительной стороной электротракторов является, что аккумуляторы впоследствии можно было бы подзаряжать на самих фермах, за счет установки систем возобновляемой энергии (фотоэлектрических панелей или мини-ветрогенераторов).
Гибридная моторизация
Гибридный трактор Antonio Carraro HRX, представленный в Болонье в 2021 году и готовящийся к продаже, способен рекуперировать энергию, вырабатываемую некоторыми орудиями, с помощью рекуператоров как в осях колес, так и в коробке отбора мощности для последующего хранения этой энергии в батареях для питания некоторых электрических элементов, таких как вентилятор охлаждения двигателя или система климат-контроля в кабине.
«Компания John Deere в то время, несколько лет назад, также применила гибридную моторизацию в своих тракторах серии Sesam 7000 E, хотя в настоящее время она не использует эту систему. В настоящее время в эксплуатации есть такие тракторы с определенным уровнем гибридизации, хотя сейчас компания не делает ставку на гибридные двигатели и вкладывает гораздо больше средств в автоматизацию», — объясняет Васкес.
«Самый большой недостаток гибридной моторизации заключается в том, что в самой машине есть два мира: мир внутреннего сгорания и мир электричества, что означает более высокие затраты на техническое обслуживание и ремонт», считает он.
Переделанный эндотермический двигатель
Речь пойдет о создании синтетического топлива, устойчивого к окружающей среде, чтобы продолжать использовать нынешние двигатели, как цикл Отто, так и цикл Дизеля.
«Эта технология находится в стадии разработки, и кажется, что у Porsche Motors уже есть интересные результаты, потому что компания хочет, чтобы ее клиенты, которые годами владеют машинами этой марки, могли продолжать использовать их с будущим топливом, — рассказывает эксперт. — Другой возможностью было бы перевести нынешний эндотермический двигатель на другие виды топлива, такие как биоэтанол или водород, по примеру Эдуардо Баррейроса в свое время, переведя бензиновые двигатели на дизельные.
Тот, кто показал себя наиболее смелым и вышел на рынок с тракторами, работающими на альтернативном топливе, — это New Holland. Тракторы в их линейке Methane Power работают на метане (спереди у них есть дополнительный метановый бак для большей автономности), а в Болонье у них есть экспериментальная ферма, которая демонстрирует, что с отходами, образующимися на самой ферме, можно заправлять технику», отметил Васкес.
Реконструкция списанных тракторов
«С точки зрения устойчивости и потребления ресурсов возмутительно, сколько энергии стоит построить тяжелую машину, — говорит Маркос. — Согласно данным исследования, подготовленного Испанским обществом аграрной истории, нынешний современный трактор мощностью от 100 до 120 лошадиных сил и весом около 4 тонн требует 660 000 мегаджоулей энергии для его создания и должен работать 400 часов в день в течение 8 лет, чтобы израсходовать эквивалентное количество энергии в виде топлива.
Поэтому, утверждает Маркос, «весьма вероятно, что многие из списанных тракторов не израсходовали энергию, которой стоила их конструкция», для чего он выступает за продление срока полезного использования тракторов с проведением необходимых реформ для обновления оборудования.
«Тракторы, адаптированные к текущим мерам безопасности и защиты от загрязнения, представляют собой надежные машины, которые могут служить долгие годы», сказал он.
Васкес напомнил, что «самые гламурные марки современных автомобилей, такие как Porsche, Lamborghini, Aston Martin или Alfa Romeo, родились благодаря производству тракторов и деньгам, которые фермеры вкладывали в покупку этой сельхозтехники. Porsche был создан для производства тракторов, и фактически между 1950 и 1964 годами было произведено 125 000 тягачей и всего 77 000 автомобилей. Lamborghini до сих пор продолжает производить как автомобили, так и тракторы».
Автономные тракторы
«Автономный трактор — вполне осязаемая реальность, поэтому, если мы говорим о тракторах настоящего и будущего, мы должны говорить об автоматизации», подчеркивает Васкес.
Уже существуют различные усовершенствованные модели автономных тракторов, такие как концепция трактора-орудия John Deere, представленная на выставке Agritechnica 2019, где орудие напрямую крепится к трактору без кабины, и все это работает автономно.
Еще одной идеей на этом пути может быть концепция ведомого трактора Massey Ferguson, в которой один водитель управляет несколькими тягачами через систему камер и датчиков на командном пункте основного блока.
Технологии приносят прибыль разработчикам: выручка John Deere достигла 44 000 миллионов долларов в 2021 году, больше, чем когда-либо в истории компании, благодаря автоматизации и роботизации, которые она предлагает для этой области, и той же стратегии придерживаются остальные ведущие мировые производители.
«Автономные машины разрабатываются людьми, но в некоторых аспектах, таких как создание рабочих мест, это работает против нас, и найти точку равновесия сложно. Всякий раз, когда происходила автоматизация, в любом секторе экономики происходило улучшение производительности, но в то же время сокращались рабочие места. Другими словами, чем больше автоматизации, тем лучше экономика, но меньше рабочих мест, — говорит Васкес. — Согласно исследованиям Бюро статистики труда США, из каждых 10 текущих рабочих мест 6 можно было бы автоматизировать. Согласно этому отчету, например, в Германии сокращение занятости в сельскохозяйственном секторе в результате автоматизации составит 6%.
Но развитие сельскохозяйственной механизации происходит неодинаково во всем мире, и технологический разрыв является очевидной реальностью и в сельскохозяйственном секторе.
В мире еще много животной тяги. 52% сельскохозяйственной тяги в развивающихся странах (479 млн га сельскохозяйственных угодий) по-прежнему приходится на животноводческую тягу, по сравнению с лишь 7% в развитых странах (644 млн га сельскохозяйственных угодий).
Уместно напомнить, что означала механизация в истории сельского хозяйства и производства продуктов питания. Когда полтора века назад преобладал труд людей и животных, фермер кормил от 5 до 10 человек из своего окружения в зависимости от своих способностей и того, где он находился на планете; рождение современного трактора позволило фермеру кормить 50 человек, а сегодня — 155», заключил эксперт.
(Источник: www.campogalego.es. Фото из открытых источников).
