UZASADNIENIE FUNKCJONOWANIA MAŁYCH ELEKTROWNI BIOGAZOWYCH NA SKŁADOWISKACH ODPADÓW I ICH NIEWYKORZYSTANY POTENCJAŁ Stan rozwoju i przyszłość małych elektrowni biogazowych na składowiskach odpadów 11 czerwca 2013 Łubna dr inż. Piotr Manczarski Wydział Inżynierii Środowiska Politechnika Warszawska
FUNKCJA CELU MAŁYCH ELEKTROWNI BIOGAZOWYCH NA SKŁADOWISKACH Rozproszone źródła energii odnawialnej, istotne dla: Polskiej strategii udziału OZE w bilansie energetycznym Osiągnięcia założonego poziomu generacji energii z OZE Bezpieczeństwa energetycznego kraju Ochrona środowiska Pozytywny efekt środowiskowy Minimalizacja emisji ze składowisk odpadów Zgodność z przepisami krajowymi i WE Ekonomika projektów Zysk Offset dla systemów odgazowania
ROZWÓJ SEKTORA MEB NA SKŁADOWISKACH ODPADÓW http://www.ure.gov.pl/uremapoze/mapa.html rok moc zainstalowana [MW] ilosc MEB 2006 24,907 2007 29,422 2008 33,561 2009 39,988 2010 45,994 73 2011 2012 2013 59,641 97
MEB NA SKŁADOWISKACH ODPADÓW 2013 http://www.ure.gov.pl/uremapoze/mapa.html elektrownie biogazowe wytwarzające z biogazu składowiskowego Województwo Ilość instalacji Moc[MW] dolnośląskie 6 4.945 kujawsko-pomorskie 8 3.814 lubelskie 1 0.5 lubuskie 1 0.5 łódzkie 5 4.675 małopolskie 6 2.928 mazowieckie 22 12.184 opolskie 1 0.45 podkarpackie 3 1.651 podlaskie 1 0.7 pomorskie 4 3.557 śląskie 15 11.738 świętokrzyskie 1 0.36 warmińsko-mazurskie 3 1.514 wielkopolskie 9 5.872 zachodniopomorskie 11 4.253 RAZEM 97 59.641 Źródło URE, data aktualizacji danych: 31.03.2013 Ogółem: ok. 900 składowisk MEB: 97 10,7%
SKŁADOWISKA Z MEB - KORZYŚCI Wykorzystanie energii odnawialnej Zgodność z przepisami Minimalizacja emisji: Globalnych: Lokalnych: metan - efekt cieplarniany związki szkodliwe i złowonne System odgazowania składowiska zgodny z NDT Ekonomiczna motywacja do utrzymania w ruchu systemu odgazowania Etyka środowiskowa Zysk - efekt ekonomiczny Miejsca pracy bezpośrednie i pośrednie
SKŁADOWISKA Z MEB Anon Vireo Hedeselskabet ENER-G Polska ENER-G Polska Vireo
2013 PO ZDEMONTOWANIU MEB 2010 MEB PO URUCHOMIENIU
SKŁADOWISKA BEZ MEB - STRATY Negatywny efekt ekologiczny Niski lub zerowy standard ochrony środowiska Wysoki poziom szkodliwych emisji (lokalnie i globalnie) Zagrożenia środowiska (ulatnianie się i migracja gazu) Niewykorzystany potencjał energii odnawialnej Wzrost zużycia energii z paliw kopalnych System odgazowania Pasywny lub brak Brak motywacji utrzymania systemu odgazowania w ruchu Unikanie instalowania systemów odgazowania Brak offsetu kosztu systemu odgazowania (CAPEX i OPEX) Naruszanie przepisów - narażanie się na kary (krajowe i WE) Utracony potencjalny zysk ze sprzedaży energii odnawialnej Brak perspektyw tworzenia miejsc pracy
MEB na SKŁADOWISKACH: roczne efekty i straty w skali kraju Rok 2013 Składowiska z MEB (działające) Składowiska z potencjalną możliwością wykorzystania energii Ilość MEB 97 82 (z 873) Moc zainstalowana [MW e ] 60 8,15 Energia elektryczna wyeksportowana [MWh] Emisja CH4 [Mg eq CO 2 ] (efekt cieplarniany) 420 000 57 115 1 868 373 253 787 Ilość bezpośrednich miejsc pracy 194 164 Koszt wsparcia zielonymi certyfikatami [mln PLN] (przy cenie zielonego cert. 297 PLN) Wpływy do budżetu Państwa [mln PLN] Zaoszczędzone paliwo kopalne [Mg węgla] 125 17 103 14 242 000 57 050
SKŁADOWISKA BEZ MEB
TECHNICZNIE WYKONALNY POTENCJAŁ MEB NA SKŁADOWISKACH Kryteria Wiek odpadów Wykorzystana chłonność składowiska Ilość odpadów deponowanych rocznie Zastrzeżenia Uproszczone obliczenie potencjału biogazowego Nie brano pod uwagę ekonomiki projektu Każdy przypadek wymaga studium wykonalności ILOŚĆ POTENCJAŁ [MW e ] < 100 kwe 50 3,13 > 100 kwe 32 5,02 suma 82 8,15
TECHNICZNIE WYKONALNY POTENCJAŁ MEB NA SKŁADOWISKACH >100 kwe <100 kwe
PERSPEKTYWY ROZWOJU MEB NA SKŁADOWISKACH Ilość MEB na składowiskach będzie się zmniejszać Zanikająca produkcja gazu z istniejących instalacji RIPOKi Ograniczona ilość składowisk Niewielki potencjał gazu Ograniczenie składowania odpadów ulegających biodegradacji na składowiskach Zmniejszający się potencjał generacji gazu Problemy techniczne ujęcia rozproszonych i niewielkich ilości gazu ze składowisk Likwidacja i zamykanie istniejących składowisk Unikanie odgazowania - koszt Niewielki potencjał wykorzystania gazu z istniejących zamykanych składowisk, przy aktualnym poziomie wsparcia nieopłacalny Większość MEB o mocy poniżej 200 kw wykonana jest w sprzeczności z zasadami bezpieczeństwa i sztuki inżynierskiej aby zapewnić minimalny efekt ekonomiczny
SPECYFIKA ODGAZOWANIA SKŁADOWISK OGRANICZONY CZAS WYKORZYSTANIA BIOGAZU SKŁADOWISKOWEGO W WARUNKACH POLSKICH PRZEDŁUŻONA FAZA TLENOWA ZMNIEJSZONY POTENCJAŁ GENERACJI BIOGAZU WYMAGANA KONTROLA ODCIEKÓW WYMAGANE USZCZELNIENIE SKŁADOWISKO TO ŻYWY ORGANIZM: OSIADANIE, RUCHY ODPADÓW, ODORY, ODDZIAŁYWANIE CZYNNIKÓW ATMOSFERYCZNYCH
BIOGAZOWNIA VS MEB SKŁADOWISKOWA PARAMETR BIOGAZOWNIA SKŁADOWISKO PROCES PRZEMYSŁOWY, KONTROLOWANY NATURALNY, NIEKONTROLOWANY SKALA CZASOWA CZAS RETENCJI SUBSTRATU 4 tygodnie 10 20+ lat TREND PRODUKCJI BIOGAZU STAŁY OPADAJĄCY OBSŁUGA PROCES PRZEWIDYWALNY I KONTROLOWANY - ŁATWIEJSZA PROCES NIEPRZEWIDYWALNY TRUDNIEJSZA I BARDZIEJ KOSZTOWNA EMISJE KOSZT KONTROLI NIŻSZY WYŻSZY WPŁYW ZMIAN INFRASTRUKTURY NA PROCES WPŁYW CZYNNIKÓW ATMOSFERYCZNYCH MINIMALNY MINIMALNY ZNACZNY (OSIADANIE ODPADÓW, ŻYWOTNOŚĆ STUDNI ODGAZOWUJĄCYCH, POZIOM ODCIEKÓW) ZNACZNY MONITORING ŚRODOWISKA ŁATWIEJSZY TRUDNIEJSZY I BARDZIEJ KOSZTOWNY Kryteria obliczania współczynników korekcyjnych powinny uwzględniać w/w różnice
ANALIZA WRAŻLIWOŚCI PROJEKTÓW MARGINALNYCH MOC MEB [kw] WARTOŚĆ INWESTYCJI [zł] ROCZNA PRODUKCJA ENERGII ELEKTRYCZNEJ [kwh] WSPARCIE ZIELONYMI CERTYFI- KATAMI ROCZNY WYNIK FINANSOWY [zł] WSPARCIE ZIELONYMI CERTYFI- KATAMI ROCZNY WYNIK FINANSOWY [zł] 500 3.500.000 3.661.600 1 351.042 1 351.042 300 3.250.000 2.069.600 1-142.905 2 432.444 160 2.940.000 955.200 1-512.522 3 18.540
ILE KONSUMENT DOPŁACA DO ENERGII Z GAZU SKŁADOWISKOWEGO? Roczna produkcja energii elektrycznej z biogazu składowiskowego: 420 000 MWh Maksymalny jednostkowy koszt zielonego certyfikatu w 2013: 297,35 PLN / MWh Aktualna cena zielonego certyfikatu: 155,70 PLN / MWh Końcowe szacowane roczne zużycie energii el. przez odbiorców: 123 000 000 MWh Cena jednostkowa energii elektrycznej płacona przez konsumenta: ok. 280 PLN / MWh Koszt rachunku konsumenta za energię elektryczną z opłatami: ok. 700 PLN / MWh Koszt roczny zielonych certyfikatów w sektorze biogazu składowiskowego: Maksymalny: 420 000 MWh x 297,35 PLN = 125 mln PLN Przy aktualnych cenach certyfikatów: 420 000 MWh x 155,70 PLN = 65 mln PLN Koszt zielonych certyfikatów na jednostkę energii zużywaną przez odbiorcę końcowego: Maksymalny: 125 mln PLN / 123 mln MWh = 1,02 PLN / MWh (0,36% kosztu energii elektrycznej i 0,15% w rachunku) Przy aktualnych cenach certyfikatów: 65 mln MWh / 123 MWh = 0,53 PLN / MWh (0,19% kosztu energii elektrycznej i 0,08% w rachunku)
PODSUMOWANIE stan istniejący Skala krajowa (istniejące i potencjalne) Ilość instalacji MEB Moc zainstalowana 11% ogólnej liczby składowisk 60 MW Efekt środowiskowy 1,9 mln Mg eq CO 2 Koszt wsparcia 125 mln zł Potencjalne możliwości 8,15 MW Przy istniejącym systemie wsparcia: Granica opłacalności 500 kw (przy zachowaniu minimum standardu inżynieryjnego) Brak możliwości dalszego rozwoju MEB
PODSUMOWANIE perspektywy rozwoju Ograniczenie wytwarzania biogazu Problemy techniczne i ekonomiczne w realizacji zadań Podniesienie poziomu opłacalności inwestycji Konieczność motywująego wsparcia wynikająca ze względów ekonomicznych i środowiskowych Mikro- kogeneracja opcja technologiczna
DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ