analisi della redditività degli impianti per la produzione ... · costo minimo di...

Dipartimento di Scienze Agrarie (Dip.S.A.) Università di Bologna

Alessandro Ragazzoni

Analisi della redditività degli impianti per la produzione di biogas

alla luce delle nuove tariffe incentivanti

Giovedì 14 Marzo 2013Sala Convegni Azienda Sperimentale Marani

Ravenna

Quadro di riferimento dell’analisi

(A) BIOMASSACosto colturalePrezzo di acquistoContratti di affitto terreniPremium price

(B) IMPIANTOCosto di realizzazioneCosto di gestione e di esercizioCosto finanziario

OBIETTIVIVARIABILI

PROGETTUALI

a) COERENZA TRA POTENZA INSTALLATA E DISPONIBILITA’ DI BIOMASSA

b) REDDITO COMPLEMENTARE PER L’IMPRESA AGRO-ZOOTECNICA

c) SOSTENIBILITA’ ECONOMICA PER L’IMPRESA DOPO IL PERIODO DI INCENTIVAZIONE

QUADRO NORMATIVO PER L’ANALISI ECONOMICA

D.Lgs. 28 3 marzo 2011DM 6 luglio 2012

ITER PROCEDURALE

CRITERI PER LE AUTORIZZAZIONI

DEFINIZIONE DEI SOTTOPRODOTTI

INCENTIVI FINANZIARI

FISCALITA’ D’IMPRESA

Parte 1

(1) Autorizzazione(A) Semplice comunicazione

(B) Procedura abilitativa semplificata (PAS)

(C) Autorizzazione unica REDDITO AGRARIODeterminato in base alle rendite

catastali dei terreni (Art. 32 T.U.I.R)

La cessione di energia elettrica ottenuta da fonte agricola con matrice proveniente

prevalentemente dal fondo, effettuata da imprenditori agricoli rientra tra le attività

connesse..

(2) Fiscalità

«…possono essere sottoprodotti (…): materiali fecali, vegetali provenienti da sfalci e potature di manutenzione del verde pubblico e privato, oppure da attività agricole,

anche al di fuori del luogo di produzione,e ceduti a terzi, o utilizzati in impianti per produrre energia o calore, o biogas...».

(3) Sottoprodotti

Quadro normativoD.m. 205 (3 dicembre 2010)

D.lgs. 28 (3 marzo 2011)D.m. 6 luglio 2012

(4) Incentivi

Quadro normativo: vincoli e criteri per un impianto agricolo

POTENZA

0 – 200 KwSe non si alterano gli immobili

POTENZA

0 – 250 kWIn ogni caso0 -999 kW

In assetto cogenerativo

Nel caso in cui non siano rispettati i vincoli precedenti

Dal 2013 gli impianti con potenza > 100 kW dovranno essere registrati in una albo nazionale; la sommatoria della potenza installata non deve

superare l’obiettivo annuale

Tariffa unica 0,28 euro/kWh

dal 1° gennaio 2013

fino al 31 dicembre 2012

Incentivi differenziati per potenza e dieta

DM 3 dicembre 2010 n. 205Dlgs 3 marzo 2011 n. 28

Tariffa omnicomprensiva:0,28 euro/kWh fino al 31/12/2012 (< 1 MWe)

Valorizzazione energia elettrica

Dal 2013?

Tariffe incentivanti distinte per potenza installata e dieta di alimentazione

DIETA: tipologiaa) Prodotti di origine biologica

b) Sottoprodotti di origine biologica

c) Rifiuti organici (FORSU)

POTENZA (kW): scaglioni1< P ≤ 300

300 < P ≤ 600

600 < P ≤ 1.000

1.000 < P ≤ 5.000

P > 5.000

Durata di erogazione delle tariffe: 20 anni

Decreto Ministero dello Sviluppo economico 6 luglio 2012"Attuazione dell'art. 24 del decreto legislativo 3 marzo 2011, n. 28, recante incentivazione della produzione

di energia elettrica da impianti a fonti rinnovabili diversi dai fotovoltaici"

Gli incentivi a partire dal 2013

FONTE RINNOVABILE TIPOLOGIA

BIOGAS

a)Prodotti di origine biologica

(esempio:COLTURE

DEDICATE)

b) Sottoprodotti di origine biologica

(esempio:EFFLUENTI

ZOOTECNICI)

c) Rifiuti organici (ambito extra-agricolo)

Tariffe per il settore del biogas e vita utile dal 1 gennaio 2013

(*) CHP (Combined Heat and Power): si intende la produzione combinata di energia elettrica e termica: a tal proposito è proposto un incentivo per il recupero e l’impiego reale dell’energia termica.

POTENZA INCENTIVO BASE INCREMENTO PER CHP (*)

(kW) (euro/MWh) (euro/MWh)

1< P ≤ 300 180 40300 < P ≤ 600 160 40600 < P ≤ 1.000 140 401.000 < P ≤ 5.000 104 40P > 5.000 91 401< P ≤ 300 236 10300 < P ≤ 600 206 10600 < P ≤ 1.000 178 101.000 < P ≤ 5.000 125 10P > 5.000 101 101 < P ≤ 1.000 216 101.000 < P ≤ 5.000 109 10P > 5.000 66 10

VALUTAZIONE ECONOMICA E FINANZIARIA DI UN IMPIANTO PER

LA PRODUZIONE DI BIOGAS

Parte 2

DIGESTATODIGESTATOBIOMASSABIOMASSA ENERGIAENERGIABIOGASBIOGAS

1. Valutazione della biomassa

A

Costo colturaleA

0,030 0,0

36 0,042 0,0

48 0,055 0,0

61 0,067 0,0

73 0,079 0,0

85 0,091

500,0

600,0

700,0

800,0

900,0

1.000

,0

1.100

,0

1.200

,0

1.300

,0

1.400

,0

1.500

,0

Costo affitto (euro/ettaro)

0,020

0,030

0,040

0,050

0,060

0,070

0,080

0,090

0,100

Costo

unita

rio pe

r ene

rgia

elettr

ica (e

uro/k

Wh)

Costo affitto: 0,04-0,07 euro/kWh

Costo di affitto dei terreni extra aziendaliB

Costo unitario per energia elettrica (euro/kWh)1.500 / (320 • 55) = 0,085

Stima del costo di approvvigionamento della biomassaMAIS SORGO

Capitoli di spesa Alta Intensità

MediaIntensità

Bassa Intensità

Alta Intensità

Media Intensità

Bassa Intensità

(euro/ha) (euro/ha) (euro/ha) (euro/ha) (euro/ha) (euro/ha)Preparazione terreno 484,00 484,00 384,00 519,00 477,00 377,00Operazioni meccan. 605,5 575,5 575,5 432,5 372,5 347,5Materie prime 909,05 614,9 502,7 539 412,5 295,5TOTALE 1.998,55 1.674,40 1.462,20 1.490,50 1.262,00 1.020,00

Fonti: ns. elaborazione da indagini dirette

Costo minimo di approvvigionamento della

biomassa

0,097

0,113

0,129

0,145

0,161

0,177

0,194 0,2

10

150,0 175,0 200,0 225,0 250,0 275,0 300,0 325,0Prezzo di mercato granella (euro/ton)

0,080

0,100

0,120

0,140

0,160

0,180

0,200

0,220

Costo

unita

rio pe

r ene

rgia

elettr

ica (e

uro/k

Wh)

Prezzo della biomassa in base al mercato dei cereali

Scenari Minimo(euro/kWh)

Medio(euro/kWh)

Massimo(euro/kWh)

Produzione biomassa su terreni in proprietà 0,085 0,095 0,110Produzione biomassa su terreni in affitto 0,120 0,150 0,180Acquisto della biomassa in base al mercato dei cereali 0,130 0,155 0,180

Costo acquisto: 0,13-0,18 euro/kWh

CQuota integrativa fabbisogno biomassa: reperimento esterno


2. Costi di realizzazione e di gestione dell’impianto

B

1) Costi di realizzazione dell’impianto

100 200 300 400 500 600 700 800 999

Potenza (kW)

0

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000

Cost

o un

itario

(eur

o/kW

)

C = (P/Po)2/3 • Co

Campione di indagine (30 impianti)

∼4.000 euro/kW

Partendo da un costo industriale, di 4,0 Mio euro per una potenza di 1.000 kW, l’intervallo di valori indicato dalle rilevazioni, appare in linea con il metodo della pratica

impiantistica di scalare con un fattore di 2/3.

∼8.000 euro/kWStima della relazione tra potenza e costo

Costo(euro/kW) 5,00% 5,50% 6,00% 6,50% 7,00% 7,50% 8,00%

4.000,0 0,048 0,050 0,051 0,053 0,055 0,057 0,058

B) Costi finanziari

(rqn)---------(qn – 1)

Coefficiente per la determinazione della rata del

mutuo annuale

dove:n = numero di annir = saggio di interesseq = (1 + r)

per cui la rata annuale risulta:x = costo impianto • coefficiente

Ipotesi di costo della rata

annuale del mutuo (15 anni)

Capitoli di spesaPotenza elevata (÷

1MW)Minimo (euro/kWh)

Potenza ridotta (< 200 kW)

Massimo (euro/kWh)- Gestione e manutenzione ordinaria impianto 0,015 0,020- Full service cogeneratore 0,020 0,040

TOTALE: 0,035 0,060

A) Costi ordinari

2) Costi di esercizio dell’impianto

3) Dinamica del costo totale di esercizio di un impianto a potenza crescente

Fonti: nostra elaborazione da indagini aziendali e riferimenti bibliografici

100 190 280 370 460 550 639 729 819 909 999 Potenza (kW)

0,000

0,025

0,050

0,075

0,100

0,125

0,150

0,175

0,200

Costo

(eur

o/kW

h)

Finanziamento esterno Ammortamento capitale proprio Esercizio e gestione

∼0,145 euro/kWh

∼0,075 euro/kWh

∼0,145 euro/kWh

∼0,075 euro/kWh


3. Analisi dei ricavi dalla cessione dell’energia elettrica

C

Dinamica dei ricavi in base al tempo di funzionamento del cogeneratore

RicaviPrezzo energia ●

Tempo di erogazione

Tariffa incentivante0,28 euro/kWh

• Produzione annuale(7.800 kWh/anno)

= 2.184 euro/kW

Prima del 31/12/2012

Dopo il 01/01/2013

RicaviPrezzo energia ●

Tempo di erogazionePOTENZA INCENTIVO

BASEINCREMENTO

PER CHP

(kW) (euro/MWh) (euro/MWh)

1< P ≤ 300 180 40

300 < P ≤ 600 160 40

600 < P ≤ 1.000 140 40

1< P ≤ 300 236 10

300 < P ≤ 600 206 10

600 < P ≤ 1.000 178 10

PRODOTTI BIOLOGICI

SOTTOPRODOTTI BIOLOGICI

• produzione (kWh) –(quota % autoconsumo)


4. Costi di gestione del digestatoD

Obiettivo:

1) Contenere i costi di trasporto finaledel digestato: per l’azienda agricola è un capitolo di spesa aggiuntivo;

2) Valorizzare il potere fertilizzante ed ammendante del digestato

3) Produrre attraverso la separazione due fasi distinte: una solida palabile ed una liquida chiarificata.

Costo di trasporto

Costo trasporto (euro/t) = [quota fissa + (quota variabile ● distanza)]/carico vettore

Ad esempio per una distanza di 15 chilometri:

60 euro quota fissa + (1 euro/km quota variabile ● 15)--------------------------------------------------------------------------------------------------------- = 3,75 euro/ton

20 t (carico vettore)

TRAS

PORT

O

0,000

0,009

0,018

0,027

0,036

0,046

0,055

0,064

0,073

0,082

0,091

0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0

Costo unitario di trasporto (euro/ton)

0,000

0,010

0,020

0,030

0,040

0,050

0,060

0,070

0,080

0,090

0,100

Costo

unita

rio di

tras

porto

(eur

o/kW

h)

Digestato Biomassa

La stima è impostata considerando il trasporto dell’insilato di mais all’impianto (26 ton/kW) ed il costo per la gestione del digestato eventualmente al di fuori dei terreni aziendali (40 ton/kW).

Costo trasporto: da 0,04 a 0,06 euro/kWh

In un processo cosiddetto “umido”, la fermentazione è eseguita

in presenza di una matrice con circa il 10%

di solidi totali FASE SOLIDA:

20%

FASE LIQUIDA:80%

~ 15-20 ton/kW

TERRENI EXTRA AZIENDALI

FERTIRRIGAZIONE

Foto WAMGROUP

Trattamento del digestato: separazione solido-liquida delle fasi

SCENARI DOPO IL 2012

Parte 3

Parte A

Quali scenari per il futuro in base alla dieta di alimentazione ed alla potenza installabile

Durata di erogazione delle tariffe: 20 anni

SCENARIPROGETTUALI

SCENARIO 1 SCENARIO 2 SCENARIO 3 SCENARIO 4Potenza crescente (100 > 999 kW)Dieta: insilato di mais prodotto in

azienda ed extra-aziendale

Potenza crescente (100 > 999 kW)Dieta: insilato di mais prodotto in

azienda

Potenza crescente (100 > 999 kW)Dieta: refluo zootecnico

Potenza crescente (100 > 999 kW)Dieta: refluo zootecnico e insilato

di mais prodotto in azienda

Schema di riferimento delle tariffe incentivanti

Variabili 1< P ≤ 300 300 < P ≤ 600 600 < P ≤ 1.000

Prodotti biologici XaYa XbYa XcYa

Sottoprodotti biologici XaYb XbYb XcYb

Ipotesi progettuali considerate nel modello di valutazione economica

Potenza (X)

Diet

a (Y)

Scenario 1: dieta composta da insilati aziendali ed extra-aziendali

0,008 0,0

22 0,027

0,009

0,010

0,009

(0,012)

(0,014)

(0,016)

(0,018)

(0,020)

100 190 280 370 460 550 639 729 819 909 999Potenza installata (kW)

(0,050)

0,000

0,050

0,100

0,150

0,200

0,250Va

lori u

nitar

i (eur

o/kW

h)Costo TOTALE Ricavi energia elettrica Ricavi energia termica Reddito ante imposte

Utile nettoca. 28.500 euro


Scenario 2: dieta composta da insilati di cereali aziendali

(0,005)

0,013 0,0

23

0,009 0,0

14 0,017

0,000 0,003 0,005 0,007 0,008


(0,050)

0,000

0,050

0,100

0,150

0,200

0,250Va

lori u

nitar

i (eur

o/kW




Scenario 3: dieta composta da solo reflui zootecnici

0,078

0,096 0,1

06

0,085 0,0

90 0,092

0,070


0,000

0,050

0,100

0,150

0,200

0,250

0,300Va

lori u

nitar

i (eur

o/kW




Scenario 4: dieta composta da reflui zootecnici e insilati (quota < 30%)

0,068 0,0

81 0,090

0,070 0,0

74 0,078

0,056


0,000

0,050

0,100

0,150

0,200

0,250

0,300Va

lori u

nitar

i (eur

o/kW




Parte B

Quali margini operativi per l’approvvigionamento della biomassa

Confronto tra costo di gestione di impianti per il biogas e tariffe incentivanti: margine operativo per l’approvvigionamento della biomassa

0,078

0,107 0,1

21

0,110 0,1

17 0,122

0,106 0,1

09 0,112 0,1

14

100 200 300 400 500 600 700 800 900 999Potenza (kW)

0,000

0,050

0,100

0,150

0,200

0,250

Valor

e (eu

ro/kW

h)

Costo totale di gestione impianto Tariffa per energia elettrica Tariffa per energia termica Margine operativo

Scenario (A): Impianti alimentati a colture dedicate

Confronto tra costo di gestione di impianti per il biogas e tariffe incentivanti: margine operativo per l’approvvigionamento della biomassa

Scenario (B): Impianti alimentati a sottoprodotti biologici

0,104

0,133 0,1

47

0,126 0,1

33 0,138

0,114 0,1

17 0,120 0,122

100 200 300 400 500 600 700 800 900 999Potenza (kW)

0,000

0,050

0,100

0,150

0,200

0,250

0,300

Valor

e (eu

ro/kW

h)

Costo totale di gestione impianto Tariffa per energia elettrica Tariffa per energia termica Margine operativo

Parte C

Analisi delle filiere zootecnicheOpportunità e limiti nella realizzazione di impianti per la

produzione di biogas e trattamenti di riduzione dell’azoto nel digestato

Produzione di carne bovina

AdeguamentoDirettivaNitrati

DM 7 aprile 2006

Produzioneenergiaelettrica

e termica

Processi di

riduzionedell’azoto

Utilizzo del digestato

Fasi della filiera integrata zootecnica distinta per comparti produttivi

Fase 1 Fase 2 Fase 3 Fase 4

Fase di stalla Fasi del processo di valorizzazione della biomassa agro-zootecnica

Produzione di carne suina

Produzione di latte

Efflu

enti

zoot

ecni

ci

Caratteristiche dell’impianto per biogas ed energia:Alimentazione: effluenti zootecnici e scarti di cerealiPotenza : 99 kW

Utilizzo del digestato:- Separazione meccanica• Fase liquida: fertirrigazione• Fase solida: ammendante organico dei terreni

Schema e processi della filiera suinicola

Consistenza allevamento:Allevamento di 1.700 scrofe destinate alla produzione di suinetti

Adeguamento Direttiva NitratiL’imprenditore è nelle

condizioni di rispetto dei vincoli introdotti per le ZNVN

(zone non vulnerabili ai nitrati)

Scar

ti co

ltura

li

Superficie:Disponibilità di circa 200 ettari in proprietà utilizzati per la produzione di prodotti per l’alimentazione animale (mais, sorgo, cereali)

Conto economico totale della filiera integrata

Fase di stalla Fase 1Fase

tradizionale Fase 2 Fase 3 Totale

Capitoli di bilancio AllevamentoRispetto Direttiva Totale parziale Biogas

Uilizzo digestato

Processo integrato

(euro) (euro) (euro) (euro) (euro) (euro)

COSTI 1.487.500,00 40.800,00 1.528.300,00 124.344,00 1.140,70 1.653.784,70

RICAVI 1.530.000,00 1.530.000,00 173.400,48 1.252,90 1.704.653,38

UTILE 42.500,00 -40.800,00 1.700,00 49.056,48 112,20 50.868,68




Uilizzo digestato

Processo integrato

(euro/capo) (euro/capo) (euro/capo) (euro/capo) (euro/capo) (euro/capo)

COSTI 875,00 24,00 899,00 73,14 0,67 972,81

RICAVI 900,00 900,00 102,00 0,74 1.002,74

UTILE 25,00 -24,00 1,00 28,86 0,07 29,92




Uilizzo digestato

Processo integrato

(euro/m3 refluo) (euro/m3 refluo) (euro/m3 refluo) (euro/m3 refluo) (euro/m3 refluo) (euro/m3 refluo)

COSTI 74,38 1,70 76,08 6,22 0,06 82,35

RICAVI 76,50 76,50 8,67 0,07 85,24

UTILE 2,13 -1,70 0,43 2,45 0,01 2,88

ALCUNE RIFLESSIONI FINALI

Parte 4

1. Strategie per il territorio rurale

Ammoniaca Protossido di N

MetanoPM 10

secondario

(A) Il contributo dell’attività agro-zootecnica per le emissioni in atmosfera

USO AGRONOMICO DEGLI EFFLUENTI DI ALLEVAMENTO

NH3

(B) Annualmente si producono circa 180 milioni di ton/a di liquami animali da una consistenza di circa 15/18 milioni di capi bovini e suini

Emissioni di ammoniaca nella pianura padana

(C) Il costo dei fertilizzanti di sintesi è in linea con l’andamento del prezzo del petrolio

PETROLIO

UREA

POTENZA IMPIANTO BIOMASSA

Strategia A Strategia BCOSTANTEL’imprenditore fissa una costante nel progetto:a) la potenza da installare;ovvero,b) la disponibilità reale di biomassa in azienda.

BASSOALTO

Reddito di impresa Reddito di impresa

POTENZA IMPIANTOBIOMASSA

2. Strategie di impresa

LIVELLO DI RISCHIO

VARIABILEIn relazione della costante fissata (potenza o biomassa) l’imprenditore deve impostare la filiera con gradi di rischio differenti:a) reperimento della biomassa necessaria per il funzionamento della potenza installata;ovvero,b) realizzare un impianto di potenza congrua alla disponibilità reale di biomassa in azienda.

Risultati scientifici e non solo approcci di scelta emotivi

3. Strategie del cittadino

Grazie per la pazienza!!!!

analisi della redditività degli impianti per la produzione ... · costo minimo di...

Documents