Technologia biogazowni rolniczych. Potencjał rynku w Polsce z uwzględnieniem efektywności inwestycji Mariusz Kostrzewa Marek Jóźwiak ZENERIS S.A.
ZENERS S.A. Spółka z poznańskiej grupy kapitałowej BB Investment Firma inwestująca w innowacyjne rozwiązania technologiczne OZE na polskim rynku Technologia produkcji energii elektrycznej z biomasy drzewnej i rolniczej Technologia fermentacji metanowej z odpadów organicznych i roślin energetycznych Wieloletnie doświadczenie dało nam pozycję eksperta w zakresie oceny technologii i moŝliwości inwestycyjnych w OZE w warunkach polskich Inwestujemy w projekty OZE wytwarzające energię elektryczną / biomasa, biogaz, energia wody / ZENERIS S.A. - inwestujemy w energię przyszłości
Zastosowanie technologii biogazowej Biogaz = gaz pochodzący z procesu beztlenowej fermentacji metanowej, składający się głównie z metanu (50-65%) i CO 2 Technologię biogazową wykorzystuje się: na wysypiskach śmieci w instalacjach oczyszczania ścieków (komunalnych i przemysłowych) w biogazowniach (rolniczych, przemysłowych, scentralizowanych itp.)
Zastosowania biogazu Przetwarzanie na docelowe formy energii energia elektryczna głównie silniki gazowe, w przyszłości ogniwa paliwowe energia cieplna kogeneracja, kotły gazowe po standaryzacji biogazu - do sieci gazowniczej paliwo do pojazdów po oczyszczeniu i spręŝeniu Spalanie w pochodniach ograniczenie efektu cieplarnianego
Biogaz jako OZE - ramy prawne Protokół z Kioto (1997, 2005) Dyrektywa 2001/77/WE Ustawa prawo budowlane, + rozporządzenia Ustawa o planowaniu i zagospodarowaniu przestrzennym + rozporządzenia Ustawa Prawo energetyczne + rozporządzenia obowiązek przyłączenia, obowiązek zakupu energii elektrycznej, rynek PMSP, kogeneracja Rozporządzenie 1774/2002/WE Ustawa o odpadach + rozporządzenia MOŚ wstrzymuje wydanie rop. dot. procesu odzysku R10
Perspektywy rozwoju rynku biogazowego Liczba instalacji biogazowych w Niemczech Produkcja biogazu [toe/1000 mieszkańców] 9000 8000 7000 6000 5000 Erneuerbare Energien Gesetz (EEG) - 2000 Programm zur Förderung erneuerbarer Energien (KfW) Erneuerbaren-Energien- Gesetz (EEG) - uaktualnienie cen dla energii z biogazu 35 30 25 20 4000 15 3000 10 2000 5 1000 0 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 0 Wielka Brytania Niemcy Dania Luxemburg Szw ecja Średnia dla UE Polska... Po wprowadzeniu EEG średnia stopa wzrostu dla zainstalowanej mocy elektrycznej (MWe) w latach 2000-2006 w biogazowniach niemieckich wyniosła 70% w ciągu roku 2005 wybudowano instalacje o mocy 250 MWe W Austrii podobna ustawa weszła w 2002 roku produkcja energii elektrycznej z biogazu wzrosła z 20 GWh do ok. 220 GWh w 2005, w 2006 ma być juŝ 300 GWh
Wstępne czynności przygotowania projektu Dostępność i rodzaj surowca MoŜliwość uzyskania decyzji o warunkach zabudowy MoŜliwość uzyskania decyzji środowiskowej MoŜliwości włączenia instalacji biogazowej w sieć energetyczną MoŜliwości sprzedaŝy ciepła Wykorzystanie płynu pofermentacyjnego
Potencjał lokalizacyjny w Polsce Potencjał techniczny - Fermy o obsadzie powyŝej 500 sztuk trzody - Fermy o obsadzie powyŝej 100 sztuk bydła - Fermy o obsadzie powyŝej 5000 sztuk drobiu BranŜe surowcowe - Rolnictwo - Przetwórstwo rolno spoŝywcze - Organiczne odpady komunalne
Koszt technologii biogazowej Przy analizie kosztów budowy biogazowni naleŝy wziąć pod uwagę wiele czynników, m.in. Rodzaj procesu (technologia sucha/mokra, jedno- dwufazowy) RóŜne kombinacje substratów, ich dostępność i ceny Prosta biogazownia rolnicza, np. gnojowica + kiszonka Biogazownie scentralizowane lub utylizacyjne Biogazownie przemysłowe Cel budowy biogazowni Podstawowe reguły ceny instalacji u dostawców to 3-4 tys. EUR/1kWe instalacja to 80% +/-10% nakładów inwestycyjnych NaleŜy sporządzić studium wykonalności
Opłacalność technologii biogazowej W Niemczech opłaca się prawie zawsze Biogazownia typu NaWaRo uzyskuje 2 razy więcej za 1 kwh energii elektrycznej niŝ polskie biogazownie W Polsce moŝe się opłacać Jeśli mamy odpad, którego utylizacja duŝo kosztuje, lub utylizujemy go usługowo Jeśli sprzedajemy ciepło Potrzeby własne biogazowni nie przekraczają 30% produkcji Potencjalny przychód z czerwonych certyfikatów Jeśli mamy dostęp do taniego finansowania Kredyt zabezpieczenia i renomowany dostawca Dotacje programy pomocowe od 2007 roku Joint Implementation teoretycznie teŝ, ale lepsze warunki dla biogazu wysypiskowego (uniknięta emisja CH4)
Kalkulacje elementy technologii Biogazownia Biogazownia rolnicza rolniczoutylizacyjna Zainstalowana moc elektryczna układu CHP 511 511 kwe Objętość fermentorów 3 900 2 600 m3 Objętość laguny 11 800 8 000 m3 Czas przepracowany układu CHP 8 000 8 000 h ZałoŜony współczynnik sprawności fermentacji 85% 85% wskaźnik objętość fermentorów/moc elektryczna 7,6 5,1 m3/kwe Max. zawartość suchej masy 10,1% 11,1% kg TS/kg Max. VS loading rate 2,9 3,2 kg VS/m3*d Biogas yield 42 55 m3/m3 substratu VS conversion rate 60% 68% VS methane yield 0,26 0,35 m3/kg VS added Methane production rate (MPR) 0,62 0,94 m3 CH4/(m3*d) Max. C:N ratio 12 9 C:N Dzienne zuŝycie substratów 104 72 m 3 Dzienna produkcja biogazu 4 365 3 944 Nm 3 Dzienna produkcja metanu 2 401 2 449 Nm 3 Estymowana wartość inwestycji 6 600 000 6 000 000 PLN 3 300 3 000 EUR/1 kwe
Kalkulacje efekt ekonomiczny Biogazownia Efekt finansowy Biogazownia rolnicza rolniczoutylizacyjna Przychody operacyjne 1 494 894 1 944 008 PLN sprzedaŝ energii elektrycznej 1 231 803 1 243 627 PLN sprzedaŝ ciepła 263 091 275 381 PLN przychód z "gate fee" - 425 000 PLN Koszty operacyjne 1 705 003 1 354 137 PLN Koszt zakupu/produkcji substratów 420 000 240 000 PLN Koszt utylizacji odpadu/rozlania nawozu 315 038 214 201 PLN Utrzymanie i wymiana generatorów 160 134 161 672 PLN Pozostałe koszty operacyjne 281 830 274 265 PLN Amortyzacja 528 000 464 000 PLN Zysk operacyjny -210 108 589 871 PLN koszty finansowe (średnia z 10 lat) 152 460 133 980 PLN Zysk netto -362 568 369 272 PLN
Zalety technologii biogazowej Ograniczenie emisji CO2 i metanu do atmosfery W kaŝdej gminie moŝna znaleźć lokalizację pod biogazownię Wysokosprawne wytwarzanie zielonej energii w skojarzeniu (elektrycznej, ŋel~40% oraz cieplnej) Ochrona wód gruntowych i gleby Wszystkie zalety generacji rozproszonej Poprawa komfortu Ŝycia społeczności lokalnej poprzez zmniejszenie odorów z produkcji zwierzęcej Utylizacja miejscowych odpadów organicznych Wykorzystanie lokalnej produkcji roślin energetycznych Tworzenie stabilnych miejsc pracy Zwiększenie wpływów podatkowych gminy
Laboratorium biotechnologiczne Jedyne w Polsce laboratorium biotechnologiczne wyspecjalizowane w badaniu fermentacji metanowej Usługi w zakresie: Badań wstępnych przed podjęciem decyzji o budowie biogazowni Optymalizowania procesów biotechnologicznych pod kątem maksymalnej produkcji metanu z określonych substratów czy odpadów Podstawowe dane są ogólnodostępne, ale nie wystarczają do zoptymalizowania procesu gnojowica 20 Nm3 biogazu/tona kiszonka z kukurydzy 190 Nm3 biogazu/tona 1 Nm3 biogazu = 5,3-5,5 kwh energii 2,0-2,2 kwh energii elektrycznej
Wnioski Biogazownię o mocy ok.500 kwe Energia elektryczna sprzedawana do sieci, ciepło do odbiorcy przemysłowego, Wielkość instalacji nie stwarza uciąŝliwości dla społeczności lokalnej Instalacja będzie przygotowana do przetwarzania róŝnego rodzaju odpadów Laboratorium biotechnologiczne będzie zajmowało się optymalizacją procesu Optymalizacja lokalizacji: 4 źródła przychodów, dostępność gruntów rolniczych do stosowania nawozu
Wnioski Cd Efektywność inwestycji w biogazownie na poziomie IRR 14% W przypadku uzyskania dotacji moŝliwość lokalizowania prostych biogazowni rolniczych Potencjał rynku szacowany na 1000 instalacji Dynamika rozwoju rynku uzaleŝniona od kierunku zmian legislacyjnych na rynku OZE oraz spadku cen technologii
Opracowana technologia
Dziękujemy za uwagę Mariusz Kostrzewa m.kostrzewa@zeneris.com tel. 0 601 06 44 87 Marek Jóźwiak m.jozwiak@zeneris.com ZENERIS S.A.