Proč bývají některá očekávání investorů bioplynových stanic nenaplněna? Nedostatky energetických auditů a studií proveditelnosti při výstavbě bioplynových stanic.

„Kolik bude bioplynová stanice vydělávat? Kdy se mi vrátí investované prostředky? Jaké bude cashflow?“ To jsou základní otázky každého investora nebo podnikatele, který se rozhodne provozovat bioplynovou stanici. Klíčovou součástí přípravy výstavby bioplynky je energetický audit, studie proveditelnosti, či jiná forma energeticko-ekonomické analýzy.

V řadě případů se setkáváme se situací, kdy očekávání na základě analýz, auditů a studií předčí realitu. Kde jsou příčiny? Zaměřili jsme se na technické a ekonomické aspekty, na které se při přípravě bioplynových stanic zapomíná, nebo jejichž předpoklad je přinejmenším diskutabilní.

Základem jsou suroviny

Velká část produkce bioplynu v současnosti vzniká anaerobní fermentací cíleně pěstovaných plodin, zejména kukuřice. Než poručíme větru a dešti, je potřeba počítat u sklizní v jednotlivých letech s výkyvy. Základním parametrem, uvažovaným pro produkci bioplynu, bývá obsah sušiny, respektive organické sušiny v surovině. V případě kukuřičné siláže se jedná zpravidla o 30 – 35 % z hmotnosti suroviny. Vezmeme-li v úvahu nejen vlivy počasí, ale rovněž ztráty při silážování, je kvalita kukuřičné siláže vyjádřená obsahem sušiny na vstupu těžko dlouhodobě udržitelná. Kalkulace se siláží o sušině vyšší než 34 % v každém roce po dobu 20 let rozhodně nelze doporučit. Záleží však na lokálních podmínkách. Je důležité brát v potaz i složení sušiny (zejména cukry a tuky), ovšem již v základním parametru – celkové sušině v surovině, jsou některé studie až příliš optimistické. V reálném provozu je možné setkat se i s případy, kdy je kvůli výkyvům v kvalitě potřeba dávkování kukuřičné siláže navýšit i o třetinu! Při 1 MW instalovaného výkonu se tak zvyšují náklady na kukuřičnou siláž řádově o miliony korun ročně.

Se vstupními surovinami bezprostředně souvisí klíčový technologický parametr – specifická produkce bioplynu, tedy charakteristika, která postihuje vstupní suroviny, a dále se odvíjí od zvolené technologie, aktivity mikrobiálních kultur a dalších mnoha vlivů. Její hodnota je základním stavebním kamenem všech analýz, neboť udává množství bioplynu, které vznikne z daného množství vstupních surovin. Specifická produkce bioplynu je empirická hodnota. Nelze ji z principu předem vypočítat, neboť závisí na aktivitě mikrobiálních kultur, tedy na tom, jak bude bakteriím naservírovaný pokrm chutnat. Při určování specifické produkce bioplynu jsme tedy odkázáni především na zkušenosti z reálných provozů. Pro kukuřičnou siláž se specifická produkce bioplynu v různých studiích pohybuje nejčastěji v poměrně širokém rozpětí od 0,185 do 0,235 m³/kg. Polemika o reálných hodnotách by vydala na samostatnou publikaci, pozastavme se však nad jednou skutečností. Nejvíce relevantních dat k dané technologii mívá zpravidla její dodavatel. Pokud je současně zpracovatelem energeticko-ekonomické analýzy, je pak otázkou, zda v kalkulacích zvažuje hodnoty spíše konzervativní, či optimistické. Je proto vhodné nechat si analýzu zpracovat i další, pokud možno nezávislou stranou, neboť odchylka předpokládané specifické produkce bioplynu může být od reality snadno vzdálená o více než 10 %. To se pak patřičným způsobem projeví v nákladech na vstupní suroviny.

Kogenerační jednotka – srdce bioplynové stanice

K využití energie ve vznikajícím bioplynu je v tuzemských podmínkách využíváno výlučně kogeneračních jednotek. Jejich parametry jsou určující při energeticko-ekonomických analýzách. Kde mohou vznikat největší nejistoty?

První opomíjená skutečnost stojí dost často černá na bílém přímo v technické specifikaci kogenerační jednotky (někdy však malým písmem). Výrobci kogeneračních jednotek uvádí spotřebu bioplynu pro daný výkon podle norem DIN-ISO 3046, respektive DIN 6271, tedy s kladnou tolerancí +5 %. Skutečná spotřeba bioplynu tedy může být až o 5 % vyšší, než je dle technické specifikace kogenerační jednotky běžně uvažováno. To znamená o 5 % více potřebných vstupních surovin, tedy o 5 % vyšší náklady na vstupní suroviny. U megawattové elektrárny se bavíme o statisících korun ročně.

Tepelná účinnost nebývá obvykle vzhledem k malému využití tepla příliš relevantní, je však na místě upozornit, že tepelný výkon je udáván dle norem s tolerancí ±8 %. To je zejména potřeba zvažovat při dimenzování chladicích zařízení.

Druhým zásadním aspektem je chování kogenerační jednotky při různých podílech obsahu methanu v bioplynu. Technické specifikace kogeneračních jednotek se mnohdy udávají pro obsah methanu 60 %, nebo dokonce i více, typicky je však podíl methanu v bioplynu ze zemědělských bioplynových stanic nižší, v závislosti na vstupních surovinách. Potom je nutné zjišťovat, jak se kogenerační jednotka v takových případech chová. Některá technická řešení se s těmito situacemi vypořádají bez větších obtíží, jindy dochází k poklesu elektrické účinnosti kogenerační jednotky, a to až o několik procent. Je proto důležité v kalkulacích vycházet z objektivních informací vždy pro relevantní rozpětí obsahu methanu s ohledem na vstupní suroviny.

S ohledem na tyto nejistoty doporučujeme budoucím investorům požadovat po dodavatelích kogeneračních jednotek smluvní garance účinnosti.

Vrtkavá ekonomika

Zřejmě pozůstatkem obdobných auditů a analýz pro fotovoltaické elektrárny se ve většině studií setkáváme s předpokladem valorizace výkupní ceny elektrické energie, typicky o 2 %, případně ve výši inflace. Pokud se však podíváme na výkupní ceny za elektřinu produkovanou spalováním bioplynu z bioplynových stanic, výkupní ceny se v posledních třech letech nezvýšily ani o haléř. Ani pro rok 2012 nic nenasvědčuje jejich zvýšení, cenové rozhodnutí ERÚ stanovuje výkupní ceny opět ve stejné výši. Otázkou zůstává, jak se na výsledné ceně projeví připravované hodinové zelené bonusy. Přihlédneme-li k současným nejistotám v energetických koncepcích ČR i okolních zemí, vyvstává otázka, zda je předpoklad valorizace výkupní ceny oprávněný. Jak s tím vším naložit?

Energetické audity, studie proveditelnosti či energeticko-ekonomické analýzy jsou spojeny s řadou dalších nejistot. Pokud nejsou takové studie určeny pouze do šuplíku, ale mají mít určitou vypovídací hodnotu, jejich vypracování by v ideálním případě měl zajistit silný partner s dostatečnými zkušenostmi a know-how. Interdisciplinární zázemí renomovaných odborníků je zásadní, neboť porozumění technologiím, procesu fermentace, kogeneračním jednotkám, energetickým bilancím, či zemědělským aspektům je během hned na několik dlouhých tratí a vyžaduje znalosti a zkušenosti napříč několika obory.

Abychom učinili objektivitě zadost, je nutné podotknout, že v analýzách se často opomíjejí také skutečnosti, které mohou mít na výslednou bilanci bioplynové stanice pozitivní vliv, jako třeba přínosy hnojení produkovaným digestátem, zvýšení efektivity dodatečným jímáním bioplynu při skladování digestátu nebo optimalizací procesu fermentace, či možnosti využití příplatku za decentralizovanou výrobu elektřiny či zelených bonusů.

Uvedené nejistoty mají v každém individuálním případě jinou váhu, je však nutné mít je na paměti a dle konkrétních situací s nimi nakládat, například při uzavírání smluvních vztahů.

Veškeré analýzy modelují budoucí realitu. Při sestavování modelů si položme otázku: „Zvolíme raději konzervativní přístup, nebo zůstanou naše očekávání nenaplněna?“

Tweet

Regulace teploty plynových motorů

Bioplynová stanice s kogeneračními jednotkami TEDOM

Olej pro plynové motory – klíčová volba pro kogenerační jednotky

Kam směřuje české odpadové hospodářství z pohledu prevence jejich vzniku?

Jak získat udržitelnou biomasu