Analiza porównawcza opłacalności ekonomicznej biogazowni rolniczej i utylizacyjnej. Osiem spośród jedenastu dotychczas zrealizowanych na polskim rynku biogazowni rolniczych to duże instalacje, których moce zainstalowane mieszczą się w przedziale 0,6-2,1 MWel. Według Bazy danych inwestycji biogazowych Biogaz 2011, opracowanej przez Instytut Energetyki Odnawialnej, przygotowywanych jest obecnie na etapie planowania lub realizacji ok. 240 kolejnych projektów, których średnia moc wynosi ok. 1,6 MWel1. Z analiz preferencji wyboru substratów przez inwestorów i deweloperów tych biogazowni, wynika że największym zainteresowaniem cieszą się różnego rodzaju odpady, w tym odchody zwierzęce, odpady z przemysłu rolno-spożywczego, odpady poubojowe oraz rośliny energetyczne, reprezentowane najczęściej przez kiszonkę kukurydzianą. Właściwy dobór substratów wsadowych biogazowni ma kluczowe znaczenie dla rentowności przedsięwzięcia. Rysunek 1. Udział poszczególnych rodzajów substratów rozważanych przez deweloperów i inwestorów planowanych biogazowni do wsadu planowanych biogazowni, dane z 2010 roku1. Powyższe przesłanki wzięto pod uwagę w doborze kryteriów do przeprowadzenia przykładowej, porównawczej analizy ekonomicznej alternatywnych biogazowni rolniczych. W tym celu, na podstawie danych na temat aktualnie przygotowywanych inwestycji, opracowano dwa modelowe projekty inwestycje, o mocy powyżej 500 kwel, które przy istniejących uwarunkowaniach prawnych i finansowych mają uzasadnienie z ekonomicznego punktu widzenia. Rentowność mniejszych biogazowni, w tym mikrobiogazowni, jest nadal niska, co przy jednoczesnym braku większej liczby obiektów referencyjnych, oraz praktycznych doświadczeń inwestorów i danych kosztowych, uniemożliwia określenie wiarygodnych kryteriów do oceny tego typu instalacji. Wybrane przykłady a zarazem warianty technologiczne biogazowni różnią się pod względem mocy zainstalowanych oraz zastosowanych we wsadzie substratów. Porównaniem zostały objęte: biogazownia oparta na wsadzie z kiszonki kukurydzy i gnojowicy o mocy 0,86 MWel, zwana dalej biogazownią rolniczą oraz biogazownia utylizacyjna o mocy 1,81 MWel, wykorzystująca odpady z przemysłu rolno-spożywczego i przetwórstwa mięsnego. Dzięki temu analiza ekonomiczna pozwala ocenić wpływ nowego instrumentu wsparcia, jakim jest możliwość łączenia przychodów ze sprzedaży
zielonych świadectw pochodzenia i świadectw kogeneracyjnych, których cena rynkowa kształtuje się w zależności od mocy układu kogeneracyjnego. Do oceny ekonomicznej wymienionych przykładów, opartych na praktycznych doświadczeniach inwestorskich, wykorzystano program do analiz opłacalności biogazowni rolniczych, Biogaz Inwest, opracowany przez Instytut Energetyki Odnawialnej przy współpracy z Uniwersytetem Ekonomicznym we Wrocławiu, który został zastosowany m.in. do przeprowadzenia symulacji opłacalności ekonomicznej biogazowni na potrzeby Przewodnika dla inwestorów biogazowni rolniczych, dla Ministerstwa Gospodarki. Założenia W obydwu opisywanych przypadkach przyjęto, że planowana biogazownia będzie pracować w najbardziej obecnie rozpowszechnionej technologii - fermentacji mokrej w warunkach mezofilowych a czas pracy biogazowni będzie wynosił 8000 h w ciągu roku. Zakładane jest również, że inwestor posiada teren własny pod budowę biogazowni. Przygotowując analizę ekonomiczną projektu biogazowni należy uwzględnić w nakładach inwestycyjnych wartość gruntu, nawet w przypadku, gdy jest to teren należący do inwestora. Według danych praktycznych, które wykorzystano w analizie, powierzchnia terenu pod inwestycję powinna wynosić co najmniej 1,5 ha, natomiast jeżeli do zagospodarowania masy pofermentacyjnej inwestor planuje wykorzystanie lagun, należy w tym celu zapewnić odpowiednią dodatkową powierzchnię terenu. W przypadku biogazowni rolniczej inwestor dysponował gruntem o powierzchni 4 ha, natomiast pod budowę biogazowni utylizacyjnej wybrana została działka o powierzchni 3 ha. Wsad O opłacalności ekonomicznej biogazowni oraz o wielu zastosowanych w nich rozwiązaniach technologicznych decyduje w dużym stopniu rodzaj i właściwości wsadu stosowanego w komorze fermentacyjnej. Dla biogazowni rolniczej założono, że instalacja będzie wykorzystywać 30.000 t/r gnojowicy świńskiej, pozyskiwanej bezpłatnie jako odpad z gospodarstw rolnych oraz 15.000 t/r kiszonki kukurydzy, nabywanej po cenie rynkowej 100 zł/t. Do przechowywania przefermentowanej biomasy wybrano laguny, co jest rozwiązaniem znacznie tańszym niż budowa zbiornika żelbetowego. W biogazowni utylizacyjnej natomiast zastosowano natomiast odpady, pochodzące głównie z przetwórstwa mięsnego, przyjmowane w biogazowni do utylizacji za opłatą w wysokości 70 zł/t, takie jak: krew - 2.000 t/r, tłuszcz z odtłuszczaczy - 3.000 t/r, wnętrzności i części mięsne - 500 t/r, skratki - 2.000 t/r. Do wsadu zastosowano także inne odpady nabywane po cenie rynkowej 50 zł/t:, odpady kuchenne - 9.000 t/r, wywar pogorzelniany zbożowy - 20.000 t/r oraz odchody drobiowe podsuszone - 10.000 t/r pozyskiwane za darmo. W związku z zastosowaniem substratów poubojowych w biogazowni utylizacyjnej konieczne było zapewnienie higienizacji wsadu w zależności od kategorii odpadów - dla kategorii II w temperaturze 133 C a dla odpadów kategorii III przy 70 C. Parametry technologiczne Zestawienie najważniejszych parametrów przedstawiono w formie tabelarycznej. technologicznych porównywanych biogazowni
Obie inwestycje sfinansowano pokrywając 20% kosztów inwestycyjnych ze środków własnych, natomiast 80% pozyskano za pomocą kredytu bankowego z oprocentowaniem 8,5% w skali roku i 12 - letnim okresem kredytowania. Sumaryczne nakłady inwestycyjne w biogazowni rolniczej wyniosły 15,5 mln zł, co w przeliczeniu na 1 MWel mocy zainstalowanej daje 18,0 mln zł/mwel. Największy udział procentowy w strukturze nakładów na tą instalację posiadają układ kogeneracyjny (17%) oraz komora fermentacyjna (16%). W biogazowni utylizacyjnej całkowite nakłady wyniosły 42,3 mln zł, co daje wskaźnik 23,3 mln zł na 1 MWel mocy zainstalowanej. Największy udział procentowy powyżej 50% w strukturze nakładów ma zbiornik żelbetowy na przechowywanie pulpy pofermentacyjnej. Rysunek 2. Porównanie wysokości nakładów inwestycyjnych dla biogazowni rolniczej 0,86 MWel i biogazowni utylizacyjnej 1,81 MWel. Koszty operacyjne
W strukturze kosztów operacyjnych biogazowni rolniczej, które bez amortyzacji wynoszą 3,9 mln zł, największy udział ma koszt zakupu i przechowywania substratów. Gnojowica jest pozyskiwana bezpłatnie, natomiast kiszonka kukurydzy kupowana jest po cenie 100 zł/t. Kiszonka jest przechowywana w rękawie, co powoduje wzrost o 20% jej całkowitego kosztu. Kolejną znaczącą pozycją kosztów jest rozwożenie przefermentowanej pulpy na łąki. Koszty operacyjne Rysunek 3. Porównanie struktury rocznych kosztów operacyjnych dla biogazowni rolniczej 0,86 MWel i biogazowni utylizacyjnej 1,81 MWel. Bez uwzględnienia amortyzacji koszty operacyjne biogazowni utylizacyjnej wynoszą 9,1 mln zł. W ich strukturze największy udział ma zakup i przechowywanie substratów. Przyjęto, że biogazownia kupuje 29 tyś. t/r substratów po cenie 50 zł/t a także przyjmuje odpady poubojowe do utylizacji w ilości 7,5 tyś. t/r, pobierając z tego tytułu opłatę w wysokości 70 zł/t. Jeżeli inwestor uzyska zgodę na wylewanie pulpy pofermentacyjnej na łąki pastewne, szacowana powierzchnia, która powinna być dostępna do takiego nawożenia, to ponad 2,5 tyś. ha. Należy również uwzględnić koszt rozwożenia nawozu, który może sięgać kilkuset zł/ha. Przychody Całkowite przychody dla biogazowni rolniczej w pierwszym roku funkcjonowania wyniosą 5,1 mln zł a wyniki analizy przepływów finansowych są następujące2: NPV: 3,3 mln zł IRR: 15% SPBT (prosty okres zwrotu): 7 lat Ogólna ocena inwestycji: opłacalna.
Rysunek 4. Porównanie struktury rocznych przychodów dla biogazowni rolniczej 0,86 MWel i dla biogazowni utylizacyjnej 1,81 MWel. Natomiast dla biogazowni utylizacyjnej całkowite przychody w pierwszym roku funkcjonowania wyniosą 9,0 mln zł a inwestycja według wyników analizy przepływów finansowych będzie charakteryzować się następującymi wskaźnikami2: NPV: 8,3 mln zł IRR: 16% SPBT (prosty okres zwrotu): 7 lat Ogólna ocena inwestycji: opłacalna. Analiza wrażliwości na zmienność parametrów Największą wrażliwość na zmianę parametrów pracy w przypadku biogazowni rolniczej wykazały: konieczność zakupu gnojowicy, w sytuacji gdy w danej lokalizacji nie byłaby dostępna bezpłatnie, przekazywanie przefermentowanej pulpy za darmo okolicznym rolnikom oraz brak wystarczającej ilości terenu pod inwestycję. Gnojowica w zależności od pochodzenia charakteryzuje się produktywnością biogazu z 1 tony substratu do 50% niższą od kiszonki kukurydzy, natomiast rynkowa cena zakupu 1 tony gnojowicy wynosi ok. 25-50 zł/t i jest obecnie średnio kilkakrotnie niższa niż cena kiszonki kukurydzy1. Przy konieczności zakupu gnojowicy, która często stanowi duży udział we wsadzie, jej koszt może okazać się relatywnie wysoki dla ekonomiki całego projektu. Dlatego też, jeżeli substraty trzeba kupować, należy rozważyć zakup materiału o jak najwyższej produktywności biogazu. Analizowana biogazownia wykorzystuje pulpę pofermentacyjną na polach własnych, natomiast analiza wrażliwości dla przypadku bezpłatnego przekazywania pulpy okolicznym rolnikom, wykazała brak rentowności instalacji. Brak wystarczającej ilości terenu pod inwestycję powoduje natomiast konieczność budowy zbiornika żelbetowego zamiast lagun do przechowania takiej samej ilości pulpy pofermentacyjnej przez 6 miesięcy w roku, co jest rozwiązaniem o wielokrotnie wyższych jednostkowych nakładach inwestycyjnych. W przypadku biogazowni utylizacyjnej największą wrażliwość na zmianę parametrów pracy wykazało zagospodarowanie pulpy pofermentacyjnej poprzez wylewanie na łąki. W celu uzyskania pozwolenia na takie działanie należy spełnić określone wymagania prawne i logistyczne. Przy braku takiej możliwości, pulpę należy odwodnić poprzez dekantację a następnie ewaporację. Po rozdziale frakcji suchą masę należy przekazać do spalenia w zakładzie utylizacyjnym, natomiast odciek zawrócić do zbiornika, co zmniejsza zapotrzebowanie na wodę do rozcieńczania, z kolei nadmiar odcieku jest kierowany do oczyszczalni ścieków. Wysoki koszt spalenia frakcji stałej w zakładzie utylizacyjnym,
który dochodzi do kilkuset złotych za tonę, w praktyce eliminuje możliwość stosowania takiego rozwiązania ze względów ekonomicznych. Podsumowanie Na opłacalność biogazowni rolniczej ma wpływ szereg parametrów technologicznych i rynkowych, powiązanych z poszczególnymi składnikami kosztów i przychodów instalacji, które na etapie opracowywania koncepcji powinny być tak dobrane, aby zapewnić optymalizację rentowności przedsięwzięcia, co wymaga przeprowadzenia przez inwestora dokładnej analizy popytu i podaży. Może być w tym pomocne skorzystanie z gotowych narzędzi kalkulacyjnych i przeprowadzenie analiz podobnych do wyżej zaprezentowanych, wykonanych w programie Biogaz Inwest. Analizy ekonomiczne wskazują, że najkorzystniejszy wariant realizacji biogazowni w warunkach polskich polega na zintegrowaniu jej w ramach gospodarstwa rolnego-hodowlanego lub zakładu przetwórstwa rolno-spożywczego i oparcie przedsięwzięcia na redukcji kosztów pozyskania energii, zakupu nawozów oraz utylizacji odpadów. Istotne jest także wykorzystanie dostępnych instrumentów wsparcia inwestycyjnego i eksploatacyjnego, właściwych dla projektowanej biogazowni. Nie w każdym przypadku możliwe jest jednak zapewnienie optymalnych przepływów surowców, paliw i energii, oraz produktów ubocznych procesu, jakie starano się dobrać w powyższych przykładowych analizach ekonomicznych, Wiele czynników, których zmiany w największym stopniu wpływają na rentowność biogazowni, może być jednak ustalone bezpośrednio przez inwestora na etapie planowania inwestycji. W kwestii zapewnienia surowców należą do nich: wieloletnia gwarancja dostaw, zakup substratów po możliwie najniższej cenie, wykorzystanie jako wsadu surowców o wysokiej produktywności biogazu, będących odpadem z innej działalności produkcyjnej, oraz minimalizacja odległości transportu materiału wsadowego do biogazowni. Do kluczowych parametrów ekonomicznych powodzenia projektu należy też możliwość zagospodarowania pulpy pofermentacyjnej na polach własnych lub gwarancja odbioru przez inne podmioty, ograniczenie do minimum odległości transportowej pulpy pofermentacyjnej, dokładna analiza możliwości wykorzystania produktu końcowego w przypadku zastosowania odpadów kategorii II i III. Nie mniej istotna jest także możliwość uzyskania wsparcia z tytułu zastosowania wysokosprawnej kogeneracji poprzez dobór agregatu kogeneracyjnego w taki sposób, aby spełniony był warunek wysokosprawnej kogeneracji. Przy konfiguracji biogazowni należy zwrócić także szczególną uwagę na dostępność w wybranej lokalizacji odpowiedniej infrastruktury z jak najmniejszymi odległościami do GPZ, odbiorców ciepła czy sieci wodno-kanalizacyjnej. Konieczność rozbudowy infrastruktury przyłączeniowej o kilka kilometrów, w szczególności dla małych biogazowni, może spowodować brak rentowności inwestycji. Korzystne dla zapewnienia opłacalności projektu jest także ograniczenie wielkości różnych zbiorników np. komór fermentacyjnych poprzez stosowanie fermentacji suchej, zastosowanie lagun do przechowywania pulpy pofermentacyjnej, a także udzielenie wieloletniej gwarancji poziomu produkcji przez dostawcę technologii. Wyżej wymienione czynniki stanowią elementy ryzyka inwestycyjnego, przekładającego się również na warunki udzielania kredytów przez banki, dlatego istotne jest poświęcenie przez inwestora uwagi tym zagadnieniom już na wstępnym etapie planowania inwestycji. Literatura. 1 Wiśniewski G. (red.), Curkowski A., Mroczkowski P., Oniszk-Popławska A., Zowsik M. 2010. Przewodnik dla inwestorów zainteresowanych budową biogazowni rolniczych". Warszawa, in Press 2 Przykłady obliczeniowe Biogaz Inwest, Instytut Energetyki Odnawialnej, Warszawa 2011, http://www.ieo.pl/dokumenty/biogazinwest/przyklady_ obliczeniowe Biogaz Inwest gnojowica _kiszonka.pdf, http://www.ieo.pl/dokumenty/biogazinwest/przyklady_ obliczeniowe Biogaz Inwest _utylizacyjna.pdf autor: Andrzej Curkowski, Anna Oniszk-Popławska, Instytut Energetyki Odnawialnej
źródło: www.ieo.pl KONTAKT Instytut Energetyki Odnawialnej (EC BREC IEO) Tel: +48 22 825 46 52 Fax: +48 22 875 86 78 Adres: Fletniowa 47B 03-160 Warszawa