latvijas biogāzes staciju saražotās elektrības izmaksas
DESCRIPTION
Šis ir pārskats par 2016. gada aprīlī Civitta Latvijas veiktu pētījumu, kura mērķis bija noskaidrot galvenos biogāzes saražotās elektrības pašizmaksu veidojošos posteņus, to sadalījumu un apjoma ietekmi uz pašizmaksu LatvijāTRANSCRIPT
2
Saturs
Vispārīga informācija par pētījumu
Biogāzes stacijas ar jaudu 1 MW saražotās elektrības pašizmaksu aprēķins
Galvenie secinājumi
1
3
2
Pielikumi4
3
17
10
18
4
Pētījuma mērķis
1 Informācijas avots: Direktīva par atjaunojamo energoresursu izmantošanas veicināšanu, http://www.europarl.europa.eu/ftu/pdf/lv/FTU_5.7.4.pdf
Atjaunojamie enerģijas avoti ir fosilā kurināmā alternatīvas, kas palīdz samazināt
siltumnīcefekta gāzu emisijas, dažādot energoapgādi un samazināt atkarību no
nedrošajiem un nepastāvīgajiem fosilā kurināmā, jo īpaši naftas un gāzes, tirgiem1
Pētījuma mērķis ir noskaidrot galvenos biogāzes saražotās elektrības pašizmaksu
veidojošos posteņus, to sadalījuma un apjoma ietekmi uz saražotās elektrības pašizmaksu
Latvijā
Izpētē tika iekļautas šādas mainīgās izmaksas veidojošas pozīcijas, kuras ietekmē biogāzes
saražotās elektrības pašizmaksu:
• Izejvielu struktūra un izdevumi par tām;
• Elektrību ražojošo motoru efektivitāte, to apkalpošanas un amortizācijas izdevumi;
• Biogāzes staciju darbinieku atalgojums;
• Biogāzes staciju remonta un atjaunošanas izdevumi.
Pētījumā nav iekļautas un apskatītas biogāzes stacijas būvniecībai nepieciešamās
investīcijas, izmaksas un to amortizācija
5
Pētījuma uzdevumi
Lai sasniegtu mērķi, tika izvirzīti šādi pētījuma uzdevumi:
• Noskaidrot kopējo izejvielu patēriņu (tonnās), lai saražotu visu stacijas biogāzes
apjomu;
• Noskaidrot Latvijas biogāzes stacijās elektrības ražošanā izmantotos izejvielu veidus,
kā arī to sastāvu un proporcionālo sadalījumu;
• Noskaidrot vidējo tirgus cenu katram biogāzes stacijās izmantotajam izejvielu
veidam;
• Noskaidrot pilna un nepilna laika darbinieku skaitu biogāzes stacijās, viņu noslodzi;
• Noskaidrot biogāzes stacijās izmantoto motoru elektroenerģijas ražošanas
lietderības koeficientu, motoru apkopes un biogāzes stacijas remonta izdevumus;
• Noskaidrot digestāta izvešanas izmaksas;
• Noteikt vidējo izejvielu pašizmaksu, ņemot vērā saražoto elektroenerģiju, vidējās
izejvielas izmaksas, iegūstamo biogāzes apjomu un motoru efektivitāti;
• Noteikt pārējās (atalgojuma, motora apkopes un stacijas remonta) izmaksas uz
biogāzes stacijas saražotās elektroenerģijas vidējo jaudu (1 MW), izmantojot
aprēķiniem un to pamatojumam biogāzes staciju aptaujas datus, ekspertu viedokli
un vērtējumu un publiski pieejamos datu avotus ar augstu ticamības pakāpi.
6
Pētījuma organizēšanas posmi
Pētījuma 1. posmā tika veikta pamata izejas informācijas iegūšana no šādām mērķa
grupām:
• Latvijas biogāzu staciju īpašnieki un vadītāji (izlases un ģenerālā kopuma
raksturojumu skatīt 7. slaidā);
• Nozares uzņēmumu sadarbības partneri – motoru ražotāji, izejvielu piegādātāji,
digestātu loģistikas uzņēmumi, tehnoloģisko iekārtu servisi.
Informācijas iegūšanai tika veiktas telefonintervijas, izmantojot daļēji strukturētās aptaujas
metodi
Izpētes 2. posmā tika veikta 1. posmā iegūtās informācijas verifikācija un izdarīti secinājumi
par kopējo situāciju nozarē, izmantojot padziļināto interviju metodi ar nozares ekspertiem
Tika intervēti šādi nozares eksperti:
• Nataļja Geisari, Mg.sc.ing., Biogāzes eksperte, Zen Consulting;
• Vladimirs Koteļenecs, Mg.sc.ing., Ķīmiķis;
• Gatis Pizičs, Mg.sc.ing., Enerģētiķis;
• Andis Kārkliņš, Mg.sc.ing., Latvijas biogāzes asociācijas vadītājs;
• Jānis Kalniņš, Vecākais klientu vadītājs, Nordea banka.
Pētījuma veikšanas laiks: 2016. gada 18. – 24. aprīlis
7
Aptaujā iekļautās un iegūtās biogāzes staciju izlases raksturojums
RādītājsKopējā izlase (ģenerālkopa)
Aptaujā iegūtā izlase
Biogāzes staciju skaits Latvijā
61 32
Vidējā jauda, MW 1.03 1.02
Jaudas intervāls, MW 0.04 – 6.28 0.22 – 2.00
Jaudas intervāls (bez ekstrēmiem), MW
0.16 – 2.20 0.22 – 2.00
Latvijas biogāzes staciju izlases iegūšanai tika izmantoti subsidētās elektroenerģijas nodokļa
(SEN) maksātāju reģistra dati. Tajā kopumā reģistrēts 61 komersants, kas elektroenerģijas
ražošanā izmanto biogāzi
Sasniegtā aptaujas izlase pēc vidējās jaudas izlases pazīmes ir atbilstoša ģenerālkopai. Kopā
telefonaptaujā tika sasniegts 51% biogāzes staciju
Saskaņā ar Gay & Diehl (1992)1 teoriju, ja ģenerālkopa ir maza (no 50 līdz 60), tad
aprakstošajai statistikai minimālais nepieciešamais izlases lielums ir 20% no tās
Telefonaptaujā iegūtā Latvijas biogāzes staciju izlase vairāk nekā 2 reizes pārsniedz
aprakstošās analīzes veikšanai minimālo nepieciešamo apjomu
1 Gay, L.R. & Diehl, P.L. (1992). Research Methods for Business and Management.
8
Pārskatā izmantotie termini un apzīmējumi
Aptaujā iegūtā izlase – lielākas kopas (ģenerālkopas) apakškopa, kas atbilst noteiktām
ģenerālkopas pazīmēm
Ģenerālkopa – visu pētāmo objektu kopums
Aprakstošā statistika – datu kvantitatīvs vākšanas un summēšanas process tālākai analīzei.
Nereti tiek rēķināts aritmētiskais vidējais, mediāna, moda, standartnovirze un citi lielumi.
Informācija tiek pasniegta tabulā, grafikā vai diagrammā
Atjaunojamie energoresursi – nefosilas izcelsmes energoresursi: vējš, saule, ūdens,
biomasa, biogāze, zemes siltums
Biogāze – anaerobās (bez skābekļa klātbūtnes) dalīšanās rezultātā izveidojies gāzu
maisījums, kurā ir 40 – 70% metāna, 30 – 50% oglekļa dioksīda, slāpeklis, skābeklis u.c.
gāzes
Biogāzes stacijas jauda un saražotais elektroenerģijas apjoms – turpmāk aprēķinos un to
pamatojumā pieņemts, ka biogāzes stacija ar jaudu 1 MW gadā saražo 8 000 MWh
elektroenerģijas
9
Aprēķiniem un pamatojumiem izmantotie avoti
Izejvielu konvertācija uz metāna m3. Biogasausbeuten verschiedener Substrate Iegūts no:
http://www.lfl.bayern.de/iba/energie/049711/ [sk. 22.04.02016]
Dati par Jenbacher motoru dzinējiem. Iegūts no: http://www.energo-
motors.com/sites/default/files/ge_jenbacher_j320.pdf [sk. 22.04.02016]
Dati par Liebherr motoru dzinējiem. Iegūts no: http://www.tuxhorn-
blockheizkraftwerke.de/fileadmin/files/download/plaene/produktbeschreibung_e250s.pdf
[sk. 22.04.02016]
Dati par MWM motoru dzinējiem. Iegūts no: http://www.mwm.net/mwm-kwk-
bhkw/gasmotoren-stromaggregate/gasmotor-tcg-2020/ [sk. 22.04.02016]
Dati par MAN motoru dzinējiem. Iegūts no:
http://www.truck.man.eu/man/media/content_medien/doc/global_engines/power/Power
_Gas_DE_150927_web.pdf?_ga=1.260934605.1944338774.1461445239 [sk. 22.04.02016]
Substrātu sausnas procents. Iegūts no: http://www.archea-biogas.de/_mediafiles/10-
substrate.pdf [sk. 22.04.02016]
Biogāzes rokasgrāmata. Guide to Biogas. From production to use. The English version of the
"Leitfaden Biogas", Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR), Germany, 2012
(atsevišķi rādītāji var būt novecojuši) Iegūts no:
https://mediathek.fnr.de/media/downloadable/files/samples/g/u/guide_biogas_engl_2012
.pdf [sk. 22.04.02016]
11
Esošajā tirgus konjunktūrā 1 t izejvielu biogāzes stacijām izmaksā no 26.33 EUR līdz 34.30 EUR
Biogāzes staciju vadītāju sniegtie dati pārrēķināti vidēji uz biogāzes stacijas jaudu 1 MW
Izejvielu veidsIzejvieluintervāls,
t tkst.
Vidējais izejvielu
daudzums, t tkst.
Izejvielusadalījums, %
Cenas intervāls,
EUR/t
Vidējā cena, EUR
Kūtsmēsli 1 – 80 19.1 36% 1 - 40 8.91
Kukurūzas skābbarība
1.17 – 84 18.4 34% 28 - 55 40.54
Zāles skābbarība
0.12 – 28 7.9 12% 14 - 42.5 26.90
Graudaugu skābbarība
0.25 – 6 2.8 2% 30 - 130 47.60
Cita izejviela 0.11 – 32 10.15 15% 4.5 - 140 47.82
Eksperti
Izejvielusadalījums, %
15%
30%
12.5%
12.5%
30%
Izejvielu piegādātāji
Cenas intervāls, EUR/t
2 – 5
35 – 50
20 – 35
30 – 42
–
Intervijās ar biogāzes staciju vadītājiem tika iegūts augstāks vidējās cenas novērtējums kūtsmēsliem un graudaugu
skābbarībai. Iegūtie dati verificēti un turpmākajiem aprēķiniem izmantots izejvielu piegādātāju sniegtais vērtējums
Citu izejvielu vidū visbiežāk tika minētas melase, cukurbiešu sīrups un piena, siera sūkalas. Biogāzes staciju vadītāju
sniegtais cenas novērtējums par piena, siera sūkalām saskan ar ekspertu viedokli un ir aptuveni no 5 līdz 15 EUR.
Pārējām no citām izejvielām vidējā cena ir aptuveni no 60 līdz 150 EUR
Vidējo izejvielu izmaksu aprēķins tika veikts vadoties gan pēc biogāzes staciju vadītāju, gan pēc ekspertu sniegtā
vērtējuma par izejvielu sadalījumu
Vidējā izejvielu cena, EUR/t 1 26.33
Vidējā izejvielu cena, EUR/t 2 34.30
1 Izejvielu izmaksu aprēķins 1 MW stacijas jaudai, balstoties uz biogāzes staciju sniegtajiem datiem2 Izejvielu izmaksu aprēķins 1 MW stacijas jaudai, balstoties uz ekspertu sniegto novērtējumu par izejvielu sadalījumu biogāzes stacijās
12
Izejvielu īpatsvara vidējais sadalījums biogāzes stacijās atkarībā no stacijas jaudas
Izejvielu veids Līdz 0.5 MW 0.5 – 1 MW vairāk nekā 1 MW
Kūtsmēsli 43% 47% 33%
Kukurūzas skābbarība 31% 29% 37%
Zāles skābbarība 5% 8% 13%
Graudaugu skābbarība
3% 1% 2%
Cita izejviela 18% 15% 15%
Kūtsmēslu izejvielu īpatsvars ir lielāks biogāzes stacijās ar jaudu līdz 1 MW
Biogāzes staciju eksperts norādīja, ka mazajās stacijās ar jaudu līdz 0.5 MW kūtsmēslus izmanto vairāk, nekā citus
substrātus (atsevišķās biogāzes stacijās līdz pat 80%)
Biogāzes stacijām ar jaudu no 0.5 MW līdz 1 MW, kurās pašiem vai blakus ir kūtis, kūtsmēslu īpatsvars ir augstāks
nekā lielajās stacijās un var būt 30% līdz 50% no kopējās masas
Lielajām biogāzes stacijām ar jaudu vairāk par 1 MW ir grūtāk nodrošināt jaudu tikai ar kūtsmēsliem, tāpēc pieaug
cita veida izejvielu īpatsvars
13
Atkarībā no tā, kādu izejvielu sadalījumu pieņem, no 1 t izejvielu iegūst 60.76 m3 līdz 69.31 m3 metāna
Izejvielu konvertācija uz metāna m3 1
Izejvielu veids Biogāzes apjoms, m3 Metāna apjoms, m3 % no metāna
Kūtsmēsli 34 18.70 6.71
Kukurūzas skābbarība 185.3 96.73 33.26
Zāles skābbarība 123.7 68.04 8.27
Graudaugu skābbarība 106.3 55.59 1.19
Cita izejviela – 73.45 11.32
1 Izejvielu konvertācija uz metāna m3, "Biogasausbeuten verschiedener Substrate" http://www.lfl.bayern.de/iba/energie/049711/2 Aprēķins 1 MW stacijas jaudai, balstoties uz biogāzes staciju sniegtajiem datiem3 Aprēķins 1 MW stacijas jaudai, balstoties uz ekspertu sniegto novērtējumu par izejvielu sadalījumu biogāzes stacijās
Vidējais no izejvielām iegūtā metāna apjoms, m3 2 60.76
Vidējais no izejvielām iegūtā metāna apjoms, m3 3 69.31
14
Biogāzes stacijās izmantotie motori no 1 t izejvielu ļauj iegūt 0.24 līdz 0.28 MWh
Biogāzes staciju sniegtie rādītāji
Motora zīmolsMotora zīmolu
izplatības sadalījums, %
Jenbacher 34%
Liebherr 6%
MAN 6%
MWM 13%
Perkins 16%
Cits 25%
Motoru ražotāju pārstāvju sniegtie rādītāji
Motorazīmols
Efektivitāte elektrības
ražošanā, %
Apkalpošanas izmaksas (bez
kapitālāremonta), EUR/MWh
Apkalpošanas izmaksas (ar
kapitāloremontu), EUR/MWh
Dzīvescikls, gadi
Jenbacher 41% 12.5 – 8
Liebherr 39% 12.0 19.0 9
MWM 40% 12.0 19.0 10
Eksperti norādīja, ka vidējais dzīves ilgums motoram ir 8 gadi, kas tika izmantots kā pieņēmums amortizācijas
izmaksu aprēķināšanai
Jauna augstas klases motora iegāde izmaksā vidēji 750 000 EUR
Turpmākajos aprēķinos izmantots vidējais motoru lietderības koeficients 40% apmērā
15
Pārējās izmaksas uz 1 MWh veido 59.92 EUR
Pārējās izmaksas uz biogāzes stacijas jaudu 1 MW
Izmaksu pozīcija EUR/MWh
Algu izmaksas 1 12.67
Motoru apkalpošanas izmaksas 2 11.85
Motoru remonta izmaksas 2 13.65
Motoru amortizācija 2 11.72
Stacijas remonta izmaksas 2 10.03
1 Izmantota 20.slaidā pieejamā informācija par darba spēka izmaksām2 Izmantota 21.slaidā pieejamā informācija par motora apkopes izmaksām
Motoru apkalpošanas, remonta un staciju remonta izmaksas noteiktas, balstoties uz biogāzes staciju
vadītāju sniegto informāciju.
16
1 MWh pašizmaksa ir no 188.29 EUR līdz 201.91 EUR
Aprēķins 1 Aprēķins 2
Izmaksu pozīcija EUR/MWh EUR/MWh
Izejvielu izmaksas 108.66 124.08
Digestāta izvešanas izmaksas 4 19.71 17.91
Pārējās izmaksas 3 59.92 59.92
Kopā 188.29 201.91
Izejvielas izmaksu aprēķins uz 1 MWhAprēķins 1 Aprēķins 2
Izmaksu pozīcija
Vidējās izejvielas cena, EUR/t 26.33 34.30
Vidējais metāna apjoms, m3 60.76 69.31
Konvertācijas efektivitāte (motoru lietderības koeficients), %
40% 40%
No 1 m3 iegūstamo MWh apjoms 0.24 0.28
Izejvielu izmaksas, EUR/MWh 108.66 156.26
1 Aprēķins 1 MW stacijas jaudai, balstoties uz biogāzes staciju sniegtajiem datiem2 Aprēķins 1 MW stacijas jaudai, balstoties uz ekspertu sniegto novērtējumu par izejvielu sadalījumu biogāzes stacijās3 Izmantota 15.slaidā pieejamā informācija par pārējām izmaksām4 Izmantota 18. un 19. slaidā pieejamā informācija par digestāta izvešanas izmaksām
17
Galvenie secinājumi
Veiktie pašizmaksas aprēķini liecina, ka biogāzes ražotnes sekmīgas pastāvēšanas
pamats ir stabila un lēta izejvielu bāze, stabils un ekonomiski izdevīgs saražotās
enerģijas patēriņš un digestāta utilizācijas iespējas
Lauksaimniecības un biogāzes ražošanas nozares attīstības politikai jāparedz, ka
biogāzes staciju darbības nodrošināšanā maksimāli tiek izmantoti staciju tuvumā
esošie kūtsmēsli, sadzīves atkritumi, notekūdeņi, dzīvnieku izcelsmes
blakusprodukti un pārtikas rūpniecības atkritumi, lai samazinātu izejvielu
piegādes (transportēšanas, degvielas u.c.) izmaksas
Šī brīža pašizmaksas aprēķina modeļa salīdzinājums ar faktiskajām biogāzes
saražotās elektroenerģijas iepirkuma cenām liecina, ka faktiski nozares
uzņēmējdarbības uzturēšanas pamats ir bartera darījumi arvien pieaugošo
izejvielu, transportēšanas, degvielu izmaksu samazināšanai
19
Izvedamā digestāta daudzuma un izmaksu aprēķins
Biogāzes staciju vadītāju sniegtie dati pārrēķināti vidēji uz biogāzes stacijas jaudu 1MW
Digestāta izmaksasIzmaksu intervāls,
EUR/tVidējā cena,
EUR/t
Izvešanas izmaksas 0 – 7 2.45
Pakalpojumasniedzēji
Cenas intervāls, EUR/ t
1 – 3.5
Izvedamais digestāta daudzuma aprēķins 3 Aprēķins 1 Aprēķins 2
Kopējais atšķaidītais substrāta daudzums dienā, t 195.2 177.4
Aizplūstošais šķidrums (kondensāts), % 10% 10%
Izvedamais digestāta daudzums dienā, t 175.7 159.7
Izvedamais digestāta daudzums, t/MWh 8.0 7.3
Izvedamā digestāta izmaksas, EUR/MWh 19.71 17.91
1 Aprēķins 1 MW stacijas jaudai, balstoties uz biogāzes staciju sniegtajiem datiem2 Aprēķins 1 MW stacijas jaudai, balstoties uz ekspertu sniegto novērtējumu par izejvielu sadalījumu biogāzes stacijās3 Izmantota 19.slaidā pieejamā informācija par subtrāta dienas daudzuma m3 aprēķināšanu
20
Substrāta dienas daudzuma aprēķins
1 Aprēķins 1 MW stacijas jaudai, balstoties uz biogāzes staciju sniegtajiem datiem2 Aprēķins 1 MW stacijas jaudai, balstoties uz ekspertu sniegto novērtējumu par izejvielu sadalījumu biogāzes stacijās3 Substrātu sausnas procents - vidējais cietajiem un šķidrajiem kūtsmēsliem, http://www.archea-biogas.de/_mediafiles/10-substrate.pdf4 Substrātu sausnas procents, http://www.archea-biogas.de/_mediafiles/10-substrate.pdf5 Substrātu sausnas procents - vidējais no visām izejvielām, http://www.archea-biogas.de/_mediafiles/10-substrate.pdf
Aprēķins, balstoties uz biogāzes staciju datiem 1
Izejvielas veidsSubstrāta
dienas deva, t
Sausna, %Sausna, t/dienā
Kūtsmēsli 32.47 14% 3 4.5
Kukurūzas skābbarība
31.10 30% 4 9.3
Zāles skābbarība 11.00 25% 4 2.7
Graudaugu skābbarība
1.94 40% 4 0.8
Cita izejviela 13.94 30% 5 4.2
Kopā 90.45 – 21.6
Aprēķins, balstoties uz ekspertu novērtējumu 2
Izejvielas veidsSubstrāta
dienas deva, t
Sausna, %Sausna, t/dienā
Kūtsmēsli 11.9 14% 3 1.7
Kukurūzas skābbarība
23.8 30% 4 7.1
Zāles skābbarība 9.9 25% 4 2.5
Graudaugu skābbarība
9.9 40% 4 4.0
Cita izejviela 23.8 30% 5 7.1
Kopā 79.28 – 22.5
Kopējais substrāta daudzums, t 195.2 Kopējais substrāta daudzums, t 177.4
Aprēķiniem pieņemts, ka sākotnējā substrāta dienas devas 1 t atbilst 1 m3. Ja 1 t izejvielas nodrošina 0.24
MWh vai 0.28 MWh elektroenerģijas, tad substrāta dienas deva ir 90.45 vai 79.28 t, ko izmanto tālāk ar ūdeni
atšķaidītā substrāta un izvedamā digestāta daudzuma aprēķiniem
Lai substrāts būtu sūknējams un maisāms, tā sausna nedrīkst būt lielāka par 12% (biogāzes staciju sūkņi
tehniski nav piemēroti substrāta sūknēšanai ar augstāku sausnas īpatsvaru)
Veikts aprēķina piemērs ar ūdens pievienošanu. Kopējā atšķaidītā substrāta daudzuma aprēķinam pieņemts,
ka tas ir jāatšķaida līdz 10%. Pieņemts, ka ar biogāzes kondensātu tiek zaudēti 10% digestāta daudzuma
Kopējā sausna, t 19.5 Kopējā sausna, t 17.7
21
Darba spēka izmaksu aprēķins
1 Informācijas avots: CSP, Darbaspēka izmaksas uz vienu darbinieku mēnesī pa darbības veidiem https: ://data.csb.gov.lv/pxweb/lv/Sociala/Sociala__ikgad__dsp_izmaksas/DI0012_euro.px
Biogāzes staciju vadītāju sniegtie dati pārrēķināti vidēji uz biogāzes stacijas jaudu 1MW
Kopā Vidējais skaits
Darbinieku skaits biogāzes stacijā
1 – 12 5.68
CSP dati 1 Aprēķins
Vidējā alga nozarē mēnesī (kopējās izmaksas), EUR
Darba algas vidēji stacijā (mēnesī), EUR
1 462 8 304.16
Darba spēka izmaksās iekļauts apkalpojošais personāls.
22
Motoru apkopes izmaksu aprēķins
Biogāzes staciju vadītāju sniegtie dati pārrēķināti vidēji uz biogāzes stacijas jaudu 1MW
Izmaksu pozīcijaIzmaksu intervāls,
EURVidējās izmaksas,
EUR
Motora apkopes izmaksas mēnesī (apkalpošana)
10 – 27 500 7 763.70
Biogāzes stacijas motora remonta izdevumi gadā
25 000 – 360 000 11 4272.11
Citi biogāzes stacijas remonta vai apkopes izdevumi (bez motora)
700 – 380 000 6 574.58
Eksperts
Izmaksu pozīcijaVidējās izmaksas,
EUR
Biogāzes stacijas motora remonta izdevumi gadā
10 000
Citi biogāzes stacijas remonta vai apkopes izdevumi (bez motora)
120 000
Biogāzes stacijas motora remonta izdevumi gadā
–
Estonia - Latvia - Lithuania - Belarus – Russia – Ukraine – Moldova
www.civitta.com