Przetwarzanie odpadów i produktów roślinnych w biogazowniach - aspekty ekonomiczne

Transkrypt

1 Przetwarzanie odpadów i produktów roślinnych w biogazowniach - aspekty ekonomiczne Sympozjum Metanizacja gospodarki na rzecz proinnowacyjnego rozwoju Dolnego Śląska Dolnośląskie Centrum Zaawansowanych Technologii, Politechnika Wrocławska 21 grudnia 2005 dr Maciej Sygit SYGMA Sp. z o.o. Wrocław

2 Determinanty rozwoju energetyki odnawialnej - wzrost poziomu wykorzystania energii odnawialnej w szczególności związanych z biomasą - wyczerpywanie się tradycyjnych nośników energii z jednoczesnym wzrostem ich cen - wdrażanie postanowień protokołu z Kioto, regulacje UE, obowiązująca w Polsce Strategią rozwoju energetyki odnawialnej zgodnie z krajową polityką energetyczną udział tzw. zielonej energii w zużyciu energii elektrycznej ogółem ma wynieść: w roku bieżącym 3,1%, w roku ,6%, w roku ,5%, w roku %.

3 Biomasa oznacza podatne na rozkład biologiczny frakcje produktów, odpady i pozostałości przemysłu rolnego (łącznie z substancjami roślinnymi i zwierzęcymi), leśnictwa i związanych z nim gałęzi gospodarki, jak również podatne na rozkład biologiczny frakcje odpadów przemysłowych i miejskich. Dyrektywa 2001/77/WE Biomasa to stałe lub ciekłe substancje pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego, które ulegają biodegradacji, pochodzące z produktów, odpadów i pozostałości z produkcji rolnej oraz leśnej, a także przemysłu przetwarzającego ich produkty, a także części pozostałych odpadów, które ulegają biodegradacji. Rozporządzenie Ministra Gospodarki i Pracy z dnia 9 grudnia 2004 Dz. U. nr267 poz Źródło:

4 Wartość energetyczna dostępnej biomasy w Polsce: 800 PJ* - szacowana wartość dodtępnych zasobów ogółem Wartość energetyczna słomy: 16 GJ/t Cena rynkowa słomy: 80 zł/t Oszacowana wartość tych nośników energii:ok. 4 5 mld zł Szacunkowe wykorzystanie tej energii:10-20% Sposoby wykorzystywania biomasy na cele energetyczne 1. Spalanie bezpośrednie biomasy bez obróbki chemicznej (słoma, zrębki z drewna, pellety, brykiety). 2. Poddanie biomasy obróbce chemicznej, a następnie spalanie produktów tej obróbki. *Źródło: Ocena rynku biomasy. Projekt Fobiom Etap I. Program SAVE. Listopad 2004

5 Koszty surowca (Cent / kwh) dla typowych roślin uprawa energetyczna Plon (q / ha) Produkcja rolna Cena jednostkowa (Euro / q) Cena łączna (Euro / ha) Zysk dla uprawiającego (+dopłaty bezpośrednie za powierzchnię uprawy) Rzepak ozimy Zboże Buraki cukrowe 600 3, Kukurydza energetyczna Produkcja energii Zapotrzebowanie na surowiec 2,9 kg / l oleju 2,8 kg / l etanolu 10 kg / l etanolu 5,3 kg / m 3 biogazu Produkcja / ha l oleju l etanolu 6000 l etanolu m 3 biogazu Kwh / ha Koszty surowca 7,4 eurocentów / kwh 4,7 eurocentów / kwh 5,8 eurocentów / kwh 0,95 eurocentów / kwh Źródło:Ernst Keten, Biomasie als Energielieferant ein Zukunftsmarkt, 2003

6 Podstawowe dane dotycząc biogazu skład biogazu: - CH 4 55% - 70% - CO 2 30% - 45% - H 2 S 0,1%- 5% - inne 1 m 3 biogazu odpowiednik ok. 0,6 l diesla wartość energetyczna 1 m 3 ok. 6,5 kwh tj. 24 MJ Metan :ma 21 razy bardziej negatywny wpływ na efekt cieplarniany niż CO 2

7 Model rolniczej biogazowi Źródło: BIOGAS Energy from Biomass, Agricultural biogas production from Manure and Energy Crops, NEWSLETTER 2/2003

8 Uzyski biogazu dla różnych odmian surowców w porównaniu z odchodami zwierzęcymi Substrat Zmiksowane kolby kukurydzy Słoma pocięta Kiszonka z kukurydzy Trawa z łąki Obornik Uzysk biogazu(m 3 /t substratu) Źródło: Hans. J. Hillebrand Report on research and teaching activities At Kyoto Universitety

9 Funkcjonowanie biogazowi w Austrii Obecna liczba rolniczych biogazowi: 150 Znaczny spadek jednostkowych nakładów inwestycyjnych przy wzroście liczby biogazowi od 1990 roku Podstawowy surowiec wykorzystywany w biogazowniach: - odchody zwierząt (w biogazowniach zlokalizowanych przy fermach zwierząt), - odpady roślinne oraz komunalne. Prąd elektryczny wytwarzany w biogazowniach: CHP (combined heat & power) wytwarzany przez generatory CHP o średniej mocy 77 kw Odbiorcy energii cieplnej : ok. 20% biogazowi sprzedaje ciepło odbiorcom zewnętrznym Zużycie własne energii elektrycznej i ciepła przez biogazownie: 11% wytworzonej energii elektrycznej 27% ciepła

10 Funkcjonowanie biogazowi w Austrii c.d. Zapotrzebowanie na siłę roboczą: 1,1 godz./dzień (w biogazowniach wykorzystujących odchody zwierzęce) 5 godz./dzień (w biogazowniach wykorzystujących odpady roślinne) Zwrot nakładów inwestycyjnych: 7 8 lat (przy gwarantowanej cenie sprzedaży energii elektrycznej 0,165 /1kWh oraz 0,145 /1kWh)

11 Funkcjonowanie biogazowi w Danii Produkcja biogazu: ok. 69 mln m 3 /rok Planowany wzrost do 2020 r mln m 3 Duńskie plany do 2020 r. przewidują włączenie dużych biogazowni do działającej sieci przesyłowej gazu ziemnego. Funkcjonowanie biogazowi w Niemczech Liczba bogazowni: ok Planowane inwestycje: ok. 20 mld w rozwój produkcji 8,7 mld m 3 biogazu rocznie Efekty inwestycji: zabezpieczenie 11% zużywanego metanu w gospodarce niemieckiej. powstanie ok nowych miejsc pracy

12 Nakłady inwestycyjne Szacunkowa zależność pomiędzy nakładami inwestycyjnymi na budowę biogazowni a mocą zainstalowanego generatora energii elektrycznej CHP na podstawie danych duńskich I = 3500 /kwh x kw el gdzie kw el oznacza zainstalowaną moc generatora prądu

13 Analiza ekonomiczna Charakterystyka Zakład A Zakład B Zakład C Moc generatora prądu (kw) Nakłady inwestycyjne (1000 ) Dotacje inwestycyjna (%) Oprocentowania pożyczki (%) Cena sprzedawanej energii (cent/kwh) Przychody ze sprzedaży energii (1000 ) Roczne koszty operacyjne (1000 ) Okres zwrotu nakładów inwestycyjnych ,5 10 1, , ,1 7, , ,5 406,5 222,4 9 Źródło: The Development of Biogas Technology in Denmark: Achievements & Obstacles

14 Ekonomiczny model typowej biogazowni na biomasę Nr Parametr Dania Polska 1. Objętość reaktora (m3) Podstawowy substrat kukurydza 3. Dodatkowy substrat obornik 4. Nakłady inwestycyjne 250, ,000 zł 5. Dotacje 50,000? 6. Wytworzona energia elektryczna (kwh/rok) 750, , Cena za energię elektryczną ,32 8. Koszty eksploatacji 58,200 74,000 zl - osobowe 9,000 12,000 - ruchu 750 2,000 - uprawy, zakupu surowców 48,450 60, Przychody ze sprzedaży ogółem 81, , Przychody ze sprzedaży energii el. 78, , Przychody ze sprzedaży energii cieplnej 3,000 15, Wynik brutto na działalności 23, ,000 Dane dotyczące biogazowni dla polskich warunków mają charakter przybliżony. Źródło: Rudolf Braun, Arthur Wellinger Potential of Co-digestion IEA Bioenergy, Task 37 Energy from Biogas and Landfill gas

15 Makroekonomiczne efekty rozwoju biogazowni - produkcja biogazu zmienia warunki higieniczne i sanitarne, w szczególności na terenach wiejskich, - biogaz eliminując konwencjonalne nośniki energii - wpływa ochronnie na środowisko naturalne, - biogaz staje się produktem uczestniczącym w grze rynkowej z potentatami energetycznymi, - wzrost bezpieczeństwa energetycznego gospodarki poprzez koncentrację oraz niezależność, - zmniejszenie niekontrolowanej emisji biometanu do atmosfery

16 Powstanie nowego przemysłu metanowego spowoduje: - rozwój nauk rolniczych, - rozwój biotechnologii - rozwój technologii oczyszczania, przechowywania, transportowania i przetwarzania biogazu, - rozwój specjalistycznych firm budowlanych, - rozwój technik wytwarzania CHP

17 Podsumowanie 1 ha gruntów rolnych m 3 biogazu m 3 metanu 30 ha gospodarstwo m 3 biogazu m 3 metanu Wytwórnia biogazu Nakłady inwetycyjne zł - amortyzacja 10% zł - koszt upraw 30 ha x 1300 zł/ha = zł - inne koszty (ciepło, e. el. ) zł Razem koszty zł Koszt 1m 3 metanu 0,50 zł Biogazownia z układem CHP (wytwarzanie energii elektrycznej i ciepła) Nakłady inwestycyjne zł - amortyzacja 10% zł - koszt upraw 30 ha x 1300 zł/ha = zł - inne koszty (ciepło, e. el. ) zł Razem koszty zł Sprzedaż e. el zł Zysk brutto zł

18 DZIĘKUJĘ PAŃSTWU ZA UWAGĘ Wrocław ul. Ruska 61 tel , fax