Faza 1: Idea projektu

 Tematy, które należy uwzględnić na etapie „idei projektu” [na podstawie Castillo et al 2012]

Idea projektu biogazowni zaczyna się zazwyczaj od postawienia pytania o to, czy biogazownia będzie pasowała do działalności gospodarstwa i czy jej realizacja będzie pomocna w jego rozwoju oraz jakie informacje są potrzebne do uzyskania odpowiedzi na te pytania oraz opracowania precyzyjnego planu.

Pierwszy etap projektu obejmuje wszystkie podstawowe pytania, które rolnik powinien zadać w czasie jego wstępnych refleksji poprzedzających decyzję o przygotowaniu projektu biogazowni. Odpowiedź na te pytania powinna umożliwić decyzję o rozpoczęciu planowania projektu biogazowego. Mając na uwadze, że jest to pierwszy krok, polegający głównie na zbieraniu danych, pewne oceny jakościowe i przybliżone obliczenia ilościowe mogą być wykonane przez samego rolnika.

Rozważając projekt biogazowni ważne jest, aby patrzeć na niego całościowo, czyli zwrócić uwagę na dostępność substratów, rzeczywiste parametry biogazowni i możliwości dostawy energii do nabywców. Te trzy elementy przedstawione na rysunku 2 muszą być od samego początku rozpatrywane na tym samym stopniu szczegółowości, gdyż celem analizy na tym etapie jest przeprowadzenie wyczerpującej wstępnej oceny koncepcji projektu.

Rolnik musi zwrócić szczególną uwagę na zagadnienia takie jak dostępność substratów niezbędnych w produkcji biogazu, możliwości transportu i magazynowania, pierwsze ustawienia parametrów dla danego rodzaju instalacji, określenie mocy produkcyjnych w kontekście wykorzystania energii jak też na kwestie dotyczące lokalizacji i realizacji inwestycji w istniejącym gospodarstwie.

Kalkulator mikrobiogazowni rolniczych może pomóc w opracowaniu koncepcji projektu.

Dostępność surowca
Rolnik musi określić i wstępnie oszacować dostępne w gospodarstwie substraty, które mogą być wykorzystane w biogazowni. Należy tu wziąć pod uwagę różnego rodzaju surowce dostępne w gospodarstwie, a także kwestię sezonowości zaopatrzenia w nie w ciągu roku jak i kwestię długości okresu (lata) w jakim możliwe będzie ich pozyskiwanie. Należy mieć na uwadze, że niektóre rodzaje biomasy np. o dużej zawartości celulozy lub zagęszczające substraty jak np. odchody końskie ze słomą, mogą wymagać obróbki wstępnej przed ich właściwym zastosowaniem. Biomasa pochodzenia drzewnego nie nadają się do beztlenowej fermentacji, stanowiącej podstawę produkcji biogazu rolniczego. Dodatkowo, należy rozważyć możliwość pozyskania substratów od okolicznych rolników lub zakładów przemysłowych.

Zasadnicze znaczenie w odniesieniu do kwestii surowca mają następujące pytania:

  • Jaki rodzaj wyprodukowanych substratów w gospodarstwie (np. obornik, gnojowica, trawa, koniczyna, rośliny energetyczne i / lub pozostałości z produkcji rolnej, jak obierki ziemniaczane) będzie dostępny w długiej perspektywie czasu?
  • Czy muszę mieć opracowane średniookresowe / długoterminowe plany, aby zmienić swoje gospodarstwo ?
  • Czy produkowane w gospodarstwie substraty wystarczą w dłuższej perspektywie do funkcjonowania biogazowni ?
  • Czy w sąsiedztwie są rolnicy, którzy będą mogli regularnie dostarczać substraty w długim okresie i jakie będą tego koszty?
  • Czy korzystanie z tych substratów jest opłacalne w świetle wymogów ustawowych (kwestia odpowiednich proporcji surowców, kwestia stosowania odpadów ryzykownych z punktu widzenia higieny)?
  • Czy substraty są odpowiednie dla fermentacji beztlenowej?
  • Czy musi być przeprowadzana wstępna obróbka biomasy?
  • Jakie ilości substratów będą dostępne w ciągu roku i jaki będzie ich rozkład sezonowy?
  • Jakimi parametrami będzie się charakteryzowała biomasa (wydajność biogazu z tony)?
  • Jak wygląda kwestia infrastruktury w otoczeniu gospodarstwa – czy rolnik i / lub dostawca będzie w stanie łatwo i tanio transportować substraty do biogazowni?

Wielkość i moce produkcyjne

Potencjał pozyskiwania substratu z gospodarstwa i potencjał produkcji biogazu mają decydujące znaczenie dla ustalenia parametrów biogazowni i określenia ilości produkowanej energii. Na podstawie oszacowanych danych dotyczących typu instalacji, można wstępnie określić wielkość i moc biogazowni.

Technologia pozyskiwania biogazu obejmuje bardzo szeroki zakres możliwości. Nie ma praktycznie żadnych ograniczeń w zakresie kombinacji komponentów i urządzeń. Należy zauważyć jednak, że zawsze niezbędna jest ekspercka analiza dotycząca przydatności i możliwości adaptacji poszczególnych rozwiązań dla indywidualnego przypadku. Na rynku Istnieje kilka wariantów procesu wytwarzania biogazu i wiele różnych koncepcji szczegółowych odpowiednich dla małych biogazowni działających na zasadzie procesu fermentacji beztlenowej [KTBL 2013].

Podstawowe pytanie dotyczy tego, która metoda lub koncepcja może być odpowiednia dla mieszaniny substratów, jakie są pozyskane z gospodarstwa. Klasyfikacja procesów wytwarzania biogazu może być przedstawiona według kryteriów [EDER 2012, KTBL 2013], takich jak:

  • Zawartość suchej masy w substracie (fermentacja mokra lub fermentacja sucha)
  • Sposób zasilania substratem (w trybie ciągłym, quasi-ciągłym lub okresowym) Koncepcja techniczna (biogazownia z pełnym wymieszaniem, biogazownia kompaktowa, biogazownia wieżowa)
  • Temperatura procesu ( fermentacja mezofilna lub termofilna).

Zakładana wielkość biogazowi wynika w znacznym stopniu z rodzaju dostępnych w gospodarstwie substratów oraz ich przydatności do wytwarzania biogazu (metanu). Na tej podstawie możliwe jest przybliżone określenie ilości wytwarzanego biogazu (i metanu) w skali gospodarstwa. Stanowi to podstawę do określenia rozmiarów biogazowni oraz oszacowania ilości możliwej do wytworzenia energii. Może to być wykorzystane do oszacowania parametrów instalacji biogazu i określenia ilości uzyskiwanej energii. Moce produkcyjne biogazowni mogą być wyrażone ilością produkowanej energii elektrycznej (kWhel), ilością produkowanej energii cieplnej (kWhth) lub ilością wytwarzanego biogazu lub biometanu (m³ / h).

Za pomocą kalkulatora dostępnego online można dokonać wstępnej oceny rozmiarów biogazowi i ilości możliwej do wyprodukowania energii.

Informacje dotyczące wielkości biogazowni pomogą w rozważanych dotyczących odpowiedniej lokalizacji i działania biogazowni.

 

Produkcja energii i zagospodarowanie odpadów
Biorąc pod uwagę potencjał wytwarzania gazu określony na podstawie rocznych dostaw substratu do biogazowni możliwe jest oszacowanie ilości wytwarzanej energii. Rolnik powinien na tym etapie przemyśleć kwestię sposobu zagospodarowania produkowanej energii. W zależności od sposobu wykorzystania biogazu (układ kogeneracyjny CHP, produkcja energii cieplnej w kotłach lub wykorzystanie jako paliwo gazowe) proces produkcyjny będzie miał różne punkty końcowe.

Najczęściej biogaz powstający w biogazowni rolniczej przetwarzany jest na energię elektryczną i cielną w układzie kogeneracyjnym (CHP). Energia elektryczna może być wprowadzana do sieci energetycznej lub wykorzystywana w gospodarstwie, co pozwala ograniczyć jej zakupy od dostawców zewnętrznych. Wytwarzana energia cieplna jest w głównej mierze wykorzystywana do utrzymania właściwej temperatury procesów zachodzących w biogazowni. W zależności od wielkości biogazowni, rodzaju mieszanych substratów (np. duży udział obornika generuje duże zapotrzebowanie na energię cieplną) oraz warunków pogodowych, powstające nadwyżki ciepła mogą być wykorzystywane do ogrzewania budynków gospodarstwa i ciepłej wody. Możliwe jest również dostarczanie nadwyżek powstającego ciepła klientom zewnętrznym (np. do ogrzewania szklarni, ferm trzody, a także sąsiednich gospodarstw czy też przedsiębiorstw).

Biogaz może być również przetwarzany jedynie w energię cieplną w wyniku spalania w specjalnych kotłach, jak też może być wpompowywany do sieci gazowniczej.

Ponadto, w wyniku fermentacji jako produkt uboczny powstaje poferment, który może być stosowany jako nawóz organiczny, co umożliwia częściowe ograniczenia ilości stosowanych w gospodarstwie nawozów mineralnych.

Właściwości resztek pofermentacyjnych (pofermentu) i zawartość w nich składników pokarmowych zasadniczo zależą od materiałów wykorzystanych do beztlenowej fermentacji w komorze fermentacyjnej. Pozytywny wpływ przetwarzania substancji organicznych w procesie fermentacji przejawia się w:

  • zmniejszeniu nieprzyjemnego zapachu przez usunięcie lotnych związków organicznych
  • znaczącym rozkładzie krótkołańcuchowych kwasów organicznych, a tym samym minimalizacji ryzyka poparzenia liści
  • poprawie właściwości fizykochemicznych – uzyskany product jest płynny, jednolity i łatwy w aplikacji
  • poprawie efektywności nawożenia azotem przez zwiększenie udziału szybko działających jego form
  • zniszczenie lub dezaktywacja nasion chwastów i patogenów.

Biorąc pod uwagę, że w wyniku fermentacji substratów rozkładowi ulegają jedynie organiczne związki węglowe, zawartość podstawowych składników odżywczych pozostaje na niezmienionym poziomie. Składniki pokarmowe w resztkach pofermentacyjnych charakteryzują się jednak większą rozpuszczalnością, a tym samym lepszą przyswajalnością dla roślin [KTBL 1999].

Ponadto, resztki pofermentacyjne mają pewną wartość ekonomiczną, którą można obliczyć na podstawie aktualnych cen nawozów. Wartość 1 m³ przefermentowanego obornika/gnojowicy wynosi (w zależności od kraju), około 10 € za tonę. Podobne wartości odnoszą się także do transportu. W odległości większej niż ok. 18 km koszty transportu pofermentu przekraczają cenę nawozów mineralnych [Eder 2012] i staje się on już nieopłacalny pod względem ekonomicznym.

Istotne są w tym momencie następujące pytania:

  • Który rodzaj energii chcę wytwarzać (energia elektryczna i cieplna razem, tylko ciepło czy tylko gaz)?
  • Czy produkcja energii będzie wyłącznie na potrzeby gospodarstwa (własne)?
  • Kto kupi energię?
  • Czy istnieją potencjalni nabywcy energii cieplnej blisko mojego gospodarstwa?
  • Czy muszę inwestować w słabo rozwinięta sieć lokalną?
  • Jak dużo ciepła musi być dostarczane co miesiąc?
  • Czy produkcja energii cieplnej będzie wystarczająca, aby zapewnić stałe dostawy ciepła do odbiorców zewnętrznych?
  • Jak dużo pofermentu będzie powstawać w biogazowni?
  • Jakie istnieją możliwości w zakresie zagospodarowania pofermentu?
  • Czy gospodarka odpadami pofermentacyjnymi będzie źródłem dodatkowych kosztów lub przychodów?

 

Oczekiwane wydatki inwestycyjne i możliwe korzyści
Na podstawie przybliżonych szacunków rocznej produkcji biogazu z dostępnej biomasy i założeniu określonej wielkości biogazowni można sporządzić pierwszą ocenę koniecznych nakładów inwestycyjnych. Ponadto, w tym momencie powinny być sporządzone pierwsze prognozy dotyczące potencjalnych korzyści i przychodów.

Dostępny on-line kalkulator biogazowy umożliwia rolnikowi uzyskanie ogólnego przeglądu sytuacji w zakresie oczekiwanej wielkości biogazowi i jej wpływu na gospodarstwo. Zastosowanie tego kalkulatora pozwala także na ogólną ocenę możliwych kosztów i korzyści wynikających z realizacji projektu biogazowego.

 

Forma organizacyjno-prawna prowadzenia biogazowni
Kwestia formy prawnej w jakiej ma powstać i być eksploatowana biogazownia musi być wyjaśniona na początku projektu. Wybór formy prawnej nie jest tylko kwestią różnic w obciążeniach podatkowych. Często istnieją istotne powiązania między prawem o działalności gospodarczej, a prawem podatkowym. Prawo podatkowe ma zazwyczaj różne konsekwencje w zależności od formy prawnej.

W wielu krajach, powszechną formą aktywności w rolnictwie jest własna działalność gospodarcza. Przez utworzenie przedsiębiorstwa osoby fizycznej, włączając w to działalności rolniczą, jego właściciel zobowiązany jest do płacenia podatków od uzyskiwanego dochodu. Zalety rożnych form prawnych związanych z zakładaniem spółki lub przejmowaniem biogazowni zależą od jej rozmiarów. Wybór formy prawnej związanej z utworzeniem lub przejęciem biogazowni zależy często od jej wielkości i możliwości pozyskania kapitału. Biogazownie o małej skali mogą w niektórych krajach funkcjonować jako cześć gospodarstwa rolnego i nie wymagają odrębnej formy prawnej. Tym samym, forma prawna działalności gospodarstwa jest również kluczowa dla przedsięwzięcia biogazowego. Forma prawna może mieć charakter przedsiębiorstwa osoby fizycznej lub spółki, w tym spółki działającej na podstawie kodeksu cywilnego [FNR 2013, FNR 2013 B].

Biogazownie, które będą prowadzone jako niezależne przedsiębiorstwa obok dotychczasowej działalności rolniczej, mogą mieć udziały lub ewentualnie funkcjonować w formie spółki z ograniczoną odpowiedzialnością. Różnice między poszczególnymi formami prawnymi sprowadzają się między innymi do kwestii odpowiedzialności, podziału zysków, wymagań w zakresie upubliczniania wyników, pozyskania kapitału i administrowania przedsiębiorstwem [FNR 2013, FNR 2013 B].

Rolnik powinien pomyśleć jednocześnie o strukturze, jaką chciałby nadać swojemu przedsiębiorstwu. Przegląd najważniejszych form prawnych spółek, w ramach których mogą funkcjonować biogazownie wraz z ich opisem można znaleźć w Aneksie 2 tego podręcznika (rozdział 1.1).

Oprócz parametrów technicznych dotyczących biogazowni na uwadze należy także mieć aspekty fiskalne. Dotyczy to na przykład podatku dochodowego, podatku od działalności gospodarczej i podatku od sprzedaży. Prawo podatkowe i związane z nim kwestie nie stanowią szczegółowego zakresu rozważań prowadzonych w tym podręczniku, ale w każdym przypadku powinny zostać przedyskutowane z doradcą podatkowym lub przedstawicielem organów administracji podatkowej.

Obserwacja istniejących biogazowni (raporty terenowe)
Dla pomyślnego rozwoju projektu biogazowego korzystne jest zawsze odwiedzenie kilku istniejących już biogazowni, co pozwoli to na zdobycie doświadczenia i niezbędnych informacji. Bardzo pomocne w przygotowaniu projektu może okazać się utrzymywanie kontaktów z innymi rolnikami prowadzącymi biogazownie, konstruktorami i wykonawcami instalacji w celu pozyskiwania wiedzy dotyczącej takich kwestii jak np.:

  • Doświadczenia funkcjonujących biogazowni z fermentacją poszczególnych substratów, bądź ich mieszanek
  • określenie rozwiązań konstrukcyjnych dostępnych na rynku zdobycie praktycznych informacji na temat realizacji projektu, w tym informacji o „wąskich gardłach”
  • identyfikacja problemów strukturalnych i procesowych oraz możliwości ich rozwiązywania
  • wdrożone rozwiązania techniczne
  • doświadczenie w planowaniu i zatwierdzeniu działalności biogazowni
  • długość okresu jaki mija od momentu rozpoczęcia projektu do uruchomienia produkcji

Zmiany w projekcie mogą okazać się kosztowne!

Już na samym początku projektu (możliwie jak najszybciej) konieczne jest zazwyczaj wprowadzanie zmian do pierwotnie przyjętych założeń. Daje to możliwość większego wpływu na dalszy rozwój sytuacji, niż w przypadku gdyby zmiany miały być wprowadzane na bardziej zaawansowanych etapach realizacji projektu (patrz rysunek obok). Kolejną zaletą dokonywania korekt na wczesnych etapach projektu jest to, że koszty i czas na to poświęcany będą mniejsze, niż dokonywanie zmian w zaawansowanym stadium projektu. Z punktu widzenia powodzenia projektu oznacza to, że im wcześniej zaczniesz działać, aby wyeliminować błędne decyzje, tym większy będzie wpływ na realizację projektu, a koszty będą mniejsze. Z tych właśnie powodów bardzo ważne jest, aby wstępnej oceny projektu dokonać jeszcze zanim zostanie sporządzone studium trwałości.

 

Level of detail, opportunities for changes and demanded cost for changes within the process of biogas project implementation

Rysunek: Poziom szczegółowości, możliwości zmian i ich oczekiwane koszty w zależności od etapu realizacji projektu biogazowego

Pobierz przewodnik

Przewodnik do przygotowania projektu uruchomienia biogazowni

Informuj mnie na bieżąco

Sign up

Do fazy 2

Ocena wykonalności

Share This