Чи прибуткове виробництво біогазу?

/ Економічний гектар / Середа, 17 листопада 2010 00:00

  

Енергія з відновлюваних ресурсів є наразі однією з найбільш обговорюваних тем у Європі і в усьому світі. У той час як виробництво біоетанолу та біодизелю викликає більше суперечок, а витрати на технології для їх виробництва є високими, зростання кількості заводів із виробництва біогазу в ЄС протягом останніх п'яти років приємно вражає.
Україна, маючи розвинену сільськогосподарську базу, має потужний потенціал щодо виробництва біогазу, який можна виробляти з широкого спектра органічних субстратів як тваринного, так і рослинного походження. У нашому аналізі ми приділяємо увагу біогазу, виробленому в Україні з гною ВРХ, свинячого гною, курячого посліду і силосної кукурудзи як найбільш доступних сільськогосподарських ресурсів.
Надзвичайно придатною сировиною для заводів з виробництва біогазу є гній ВРХ, свинячий гній та курячий послід, оскільки основна бактерія, що виробляє метан, вже міститься у шлунку тварин. Однак специфічне виробництво газу нижче, а вміст метану становить понад 60-65% через попереднє бродіння у шлунку.
Для того щоб забезпечити сировиною біогазовий завод зі встановленою електричною потужністю 0,5 МВтел, необхідно принаймні 2 тис. (дійних) корів або 25 тис. постійного поголів'я свиней, чи 250 тис. курей-несучок (або 500 тис. бройлерів). Загальний потенціал сухого гною, що може бути отриманий з відходів великої рогатої худоби, свиней і курей, в Україні становить 12,5 тис. т за добу. Потенціал сирого гною в цілому сягає 84,8 тис. т за добу. Вологість сирого гною і гною, що використовується на біогазових заводах, відрізняється. Тому наші розрахунки ґрунтуються на консервативній методології летючих речовин, де враховується суха частка субстрату. Таким чином, з існуючої кількості сухої маси гною в Україні може бути вироблено 2,5 млн м3 біогазу за добу.
Ґрунтуючись на кількості голів та віковій структурі тварин у 2008 році, український щорічний потенціал виробництва біогазу з гною великої рогатої худоби, свиней та курячого посліду становить 926 млн м3. Коли 1 м3 біогазу відповідає 1,5-3 кВт*год електроенергії, 926 млн м3 можна перевести приблизно у 1,39-2,78 млрд кВт*год електроенергії, а це майже 1% поточного виробництва електроенергії в Україні (у 2008 році Україна виробила 192,6 млрд. кВт електроенергії).
Також існує багато субстратів рослинного походження, які можуть бути ефективно використані для виробництва біогазу. Крім того, енергетичні культури мають більш високий вміст метану, ніж тваринні відходи. У порівнянні з іншими енергетичними культурами кукурудзяний силос має переваги завдяки нижчим витратам на вирощування і зберігання та наявності при цьому майже того самого вмісту метану (52%).
Потенціал виробництва біогазу, розрахований на основі кількості кукурудзи, що була експортована з України у 2008-2009 МР, може становити 4,19 млрд м3 за умови, що земля, яка зазвичай використовувалась для вирощування зернової кукурудзи, застосовуватиметься для вирощування силосної кукурудзи при середній урожайності 17,9 ц/га силосної кукурудзи замість 4,7 т/га кукурудзи на зерно. Беручи до уваги, що 1 м3 біогазу в середньому може бути трансформований у 1,5-3 кВтгод електроенергії, на основі оціненого потенціалу Україна здатна виробити 6,28-12,57 млрд кВтгод електроенергії на рік. Це -- 3-7% від поточного українського виробництва електроенергії.
Минулого року урядом було запроваджено нові законодавчі норми, спрямовані на підтримку виробництва енергії з альтернативних джерел -- «зелений тариф», і запропоновано виробникам енергії з альтернативних джерел ряд пільг -- податкові пільги і звільнення від сплати імпортного мита при ввезенні обладнання. Введення «зеленого тарифу» зробило можливим отримувати прибуток, виробляючи біогаз.
З метою оцінки прибутковості виробництва біогазу в Україні, враховуючи вплив «зеленого тарифу»*, ми порівняли витрати та доходи діяльності біогазових заводів з трьома різними потужностями виробництва електроенергії (0,5 МВтел, 1 МВтел та 3 МВтел), які працюють на трьох різних видах сировини (гній ВРХ та свиней, курячий послід та кукурудзяний силос).

* Помножуючи коефіцієнт на тариф для споживачів електричної енергії 2-го класу (який зазначено у Законі як базис для розрахунку «зеленого тарифу») та додаючи ПДВ, ми маємо 1,61 грн/кВт*год як розмір зеленого тарифу, який ми використовуємо у наших розрахунках.

Так, ми аналізуємо прибутковість дев’яти різних випадків виробництва біогазу. У нашій моделі користуємося «чистою» сировиною для спрощення розрахунків щодо виробництва біогазу, хоча залежно від комбінації видів сировини можуть бути різні результати і використовуватися різне обладнання (в основному це залежить від об’єму ферментеру). На практиці виробники частіше поєднують різні види сировини, однак зацікавлені інвестори можуть використовувати наші дані для порівняння можливостей та комбінацій різних видів сировини.
Основні групи витрат у наших розрахунках поділяються на виробничі, операційні та експлуатаційні. Виробничі витрати -- це витрати на купівлю обладнання для виробництва біогазу та електроенергії (завод сам по собі), а також витрати на купівлю земельної ділянки для розташування заводу, на персонал, споживання електроенергії, тепла і води. Операційні та експлуатаційні витрати включають змінні витрати на регулярну купівлю сировини для роботи заводу, а також на щорічне обслуговування та ремонт обладнання. Транспортні витрати включені у вартість сировини. Решта -- індивідуальні для кожного окремого випадку (адміністративні витрати можуть становити 2-10% суми загального доходу, інші транзакційні витрати тощо). Вони не враховуються у розрахунках.
Основний дохід від виробництва біогазу можна отримати від реалізації електроенергії (виробленої з біогазу та проданої за «зеленим тарифом»). Побічним продуктом є біодобрива, від продажу або власного використання яких також можна отримати додатковий прибуток. Однак ринок таких біодобрив ще не сформований в Україні, тому тут ми не наводимо додатковий прибуток, який вони можуть принести.
Розглядаючи приклад біогазового заводу, що працює на кукурудзяному силосі, можна зазначити, що залежно від ціни на сировину та електричної потужності заводу, NPV коливається у межах від 12,2 до 79,8 млн грн за умови, якщо відсоткова ставка становить 12% (ставка, що застосовується у схемах торговельного фінансування, яку пропонує ряд постачальників обладнання та банків ). Коли ж відсоткова ставка збільшується до ринкового рівня 28%, для біогазового заводу з найменшою потужністю у 0,5 МВтел NPV стає від’ємною. Зі зростанням потужності до 1 та 3 МВтел NPV збільшується до 3,5 і 26,4 млн грн відповідно. IRR варіюється від 25% до 40% залежно від випадку, що розглядається. Період окупності знаходиться у межах від 2,6 до 3,9 років (див. рис. 1).
 
Рисунок 1. Індикатори прибутковості для біогазових заводів з електричними потужностями 0,5 МВтел, 1 МВтел та 3 МВтел, що використовують кукурудзяний силос за сировину

Виробництво біогазу з гною свиней та ВРХ є більш прибутковим, ніж із кукурудзяного силосу. Період окупності коротший, значення NPV та IRR вищі. У цьому випадку період окупності становить 2,4-3,2 роки; значення NPV досягають 16,5, 40 та 129 млн грн відповідно для заводів зі встановленими потужностями виробництва електроенергії з біогазу 0,5 МВтел, 1 МВтел та 3 МВтел (за відсотковою ставкою кредиту у розмірі 12%). Якщо ставка за кредитами становить 28%, значення NPV дорівнюють 1,8 та 33,5 млн грн. IRR також перевищує поточні депозитні ставки в Україні. Результати всіх показників свідчать, що інвестувати у біогазові заводи, які працюють на гною, прибутково навіть за умови поточних ставок на ринку фінансового капіталу (див. рис. 2).

Рисунок 2. Індикатори прибутковості для біогазових заводів з електричними потужностями 0,5 МВтел, 1 МВтел та 3 МВтел, що використовують гній свиней та ВРХ як сировину.

Порівнюючи виробництво біогазу з курячого посліду і виробництво біогазу з гною свиней та ВРХ та з кукурудзяного силосу, ми бачимо, що перше є менш прибутковим, ніж виробництво біогазу з гною свиней та ВРХ, але більш прибутковим, ніж виробництво з кукурудзяного силосу. Коли курячий послід використовується як сировина для виробництва біогазу, період окупності становить від 86 до 111 місяців. IRR зростає зі збільшенням потужності і становить від 27% (для заводу 0,5 МВтел) до 35% (для заводу 3 МВтел), що в середньому перевищує поточні ринкові відсоткові ставки. Для заводів із потужностями 1 МВтел та 3 МВтел IRR перевищує відсоткову ставку у 28%, що використовується у наших розрахунках. Як очікувалось, NPV зростає від 15 млн грн до 122 млн грн (та від 1 до більш ніж 21 млн грн, якщо відсоткова ставка дорівнює 28%) зі нарощуванням потужності заводу (див. рис. 3).
 
Рисунок 3. Індикатори прибутковості для біогазових заводів з електричними потужностями 0,5 МВтел, 1 МВтел та 3 МВтел, що використовують курячий послід за сировину.

Наостанку зауважимо, що з урахуванням встановленого українським урядом розміру «зеленого тарифу» та припущенням, що виробники біогазу насправді повністю отримають ці кошти за поточних ринкових умов, виробництво біогазу з використанням будь-якого виду сировини на заводах потужністю від 1 МВтел та вище можуть вважатися прибутковими в Україні. Зі зростанням потужності заводу позитивно змінюється різниця між витратами та доходами, підвищуючи значення NPV та IRR, а також скорочується період окупності інвестицій. Біогазові заводи потужністю 0,5 МВтел, які працюють на кукурудзяному силосі або курячому посліді, з урахуванням поточної відсоткової ставки кредиту у розмірі 28% є неприбутковими (детальніше див. «Біогаз та «зелений тариф» в Україні -- вигідна інвестиція?» Анна Кузнецова та Катерина Куценко, консультативна робота AgPP26, січень 2010).

ДОВІДКА

Біогаз - газ, що отримується внаслідок метанового бродіння біомаси. Розкладання біомаси відбувається під впливом трьох видів бактерій. У ланцюжку живлення подальші бактерії харчуються продуктами життєдіяльності попередніх. Перший вид -- бактерії гідролізні, другий -- кислотоутворювальні, третій -- метанотворні. У виробництві біогазу беруть участь не лише бактерії класу метаногенів, а й всі три види.
Перелік органічних відходів, придатних для виробництва біогазу: гній, пташиний послід, зернова і мелясна післяспиртова барда, пивна дробина, буряковий жом, фекальні осідання, відходи рибного і забійного цеху (кров, жир, кишки, канига), трава, побутові відходи, відходи молокозаводів -- солона і солодка молочна сироватка, відходи з виробництва біодизелю -- технічний гліцерин, з виробництва біодизелю із ріпаку, відходи з виробництва соків -- жом фруктовий, ягідний, овочевий, водорості, відходи з виробництва крохмалю і патоки -- мезга і сироп, відходи з переробки картоплі, виробництва чіпсів -- очищення, шкірки, гнилі бульби, кавова пульпа.
Окрім відходів, біогаз можна виробляти зі спеціально вирощених енергетичних культур, наприклад, силосної кукурудзи, водоростей. Вихід газу може досягати до 300 м3 з 1 т.
Вихід біогазу залежить від вмісту сухої речовини і виду використовуваної сировини. З тонни гною великої рогатої худоби виходить 50-65 м3 біогазу з вмістом метану 60%, 150-500 м3 біогазу з різних видів рослин з вмістом метану до 70%. Максимальну кількість біогазу -- 1300 м3 із вмістом метану до 87% -- можна отримати з жиру.
Виробництво біогазу дає змогу запобігти викидам метану в атмосферу. Метан впливає на парниковий ефект у 21 разів сильніше, ніж СО2, і знаходиться в атмосфері 12 років. Захват метану -- кращий короткостроковий спосіб запобігання глобальному потеплінню.
Перероблений гній, барда й інші відходи застосовуються як добриво в сільському господарстві. Це дозволяє понизити використання хімічних добрив, скорочується навантаження на грунтові води.
Біогазові установки можуть встановлюватися як очисні споруди на фермах, птахофабриках, спиртних, цукрових заводах, м'ясокомбінатах. Вони здатні замінити ветеринарно-санітарний завод, тобто падаль може утилізуватися у біогаз замість виробництва м'ясо-кісткового борошна.
Серед промислово розвинених країн провідне місце у виробництві і використанні біогазу належить Данії -- він займає до 18% у її загальному енергобалансі. За абсолютними показниками по кількості середніх і великих установок належить Німеччині -- 8000 тис. шт. У Західній Європі не менше половини всіх птахофабрик опалюється біогазом.

Анна КУЗНЕЦОВА

 

 

 21 квітня 2024
У селищі Біляївка, що на Одещині, будують великий комплекс плівкових тунелів, призначений для вирощування ягід.
У селищі Біляївка, що на Одещині, будують великий комплекс плівкових тунелів, призначений для вирощування ягід.
21 квітня 2024
 20 квітня 2024
Команда шеф-кухаря та ідеолога проєкту Cult Food Євгена Клопотенка презентувала оновлений збірник рекомендованих рецептур для харчування дітей у закладах освіти, який розроблено на підтримку Стратегії реформи системи шкільного харчування, яка реалізується за ініціативи першої леді Олени Зеленської.
Команда шеф-кухаря та ідеолога проєкту Cult Food Євгена Клопотенка презентувала оновлений збірник рекомендованих рецептур для харчування дітей у закладах освіти, який розроблено на підтримку Стратегії реформи системи шкільного харчування, яка реалізується за ініціативи першої леді Олени Зеленської.
20 квітня 2024
 19 квітня 2024
Станом на 19 квітня ціни на какао встановили новий рекорд, сягнувши історичного максимуму в понад 11 тисяч доларів США за тонну.
Станом на 19 квітня ціни на какао встановили новий рекорд, сягнувши історичного максимуму в понад 11 тисяч доларів США за тонну.
19 квітня 2024
 19 квітня 2024
На поточному тижні на ринок України надійшли перші партії тепличного томату з місцевих комбінатів.
На поточному тижні на ринок України надійшли перші партії тепличного томату з місцевих комбінатів.
19 квітня 2024
 19 квітня 2024
Асоціація портів України «Укрпорт» звернулася до прем’єр-міністра Дениса Шмигаля щодо ситуації з перевезенням вантажів Дунаєм.
Асоціація портів України «Укрпорт» звернулася до прем’єр-міністра Дениса Шмигаля щодо ситуації з перевезенням вантажів Дунаєм.
19 квітня 2024
 19 квітня 2024
Станом на 19 квітня на контрольованій Україною території вже засіяно 2 млн 053,4 тис. га зернових та зернобобових культур.
Станом на 19 квітня на контрольованій Україною території вже засіяно 2 млн 053,4 тис. га зернових та зернобобових культур.
19 квітня 2024

Please publish modules in offcanvas position.