Инвестиции в альтернативную энергетику: как в Украине зарабатывают на биогазе

share

По данным Госэнергоэффективности, по состоянию на начало октября 2019 года в Украине установлено 45 биогазовых установок, общей мощностью 70 МВт. Прирост в энергомощностях за 2018-2019 гг превысил 50%, однако Украине еще далеко до лидера биогазовой индустрии, Германии, где количество биогазовых установок к концу 2019 года превысит 9500 установок, генерирующих более 5000 МВт электроэнергии. Почему строительство биогазовых установок переживает бум в последние десятилетия, и какой инвестиционный потенциал Украины на этом рынке – рассказываем в нашем материле.

Украина vs Германия

По данным Госэнергоэффективности (Рисунок 1), с начала 2012 года в биогазовые станции в Украине инвестировано около 112 миллиона евро. При этом по состоянию на октябрь 2019 года, 47 МВт электроэнергии генерируют биогазовые электростанции, которые работают на агроотходах, а 23 МВт – на мусоросвалках.

Рисунок 1. Рост количества биогазовых установок и объем вырабатываемого ими электричества в Украине

Если сравнивать с лидером европейского рынка биоэнергетики, Германией (Рисунок 1, Рисунок 2), Украина, с одной стороны, значительно отстает по развитию рынка биогаза. Но, с другой стороны, именно поэтому обладает огромным потенциалом, как за счет низкой насыщенности рынка (1,3% от объема генерации биоэнергии Германии), так и благодаря высоким темпам развития сельского хозяйства, которое продуцирует основную массу биоэнергетического сырья.

Рисунок 2. Рост количества биогазовых установок и объем вырабатываемого ими электричества в Германии

Сегодняшнюю ситацию на рынке производства биогаза в Украине можно сравнить с 2000-ми годами в Германии (Рисунок 2), как раз перед стартом 10-летнего бума строительства биогазовых установок и выработки биогазовой энергии в ФРГ.

Активный рост строительства биогазовых станций в европейских странах началася благодаря государственной политике по улучшению экологической ситуации и борьбе с выбросами парниковых газов в следствии слабой переработки бытовых и промышленных отходов. Отходы при разложении создают метан (основной компонент биогаза), который без переработки попадает в атмосферу, загрязняя окружающую среду. Поэтому те компании, которые в Европе занимаются переработкой бытовых и промышленных органических отходов, производством биогаза, с последующим получением электроэнергии, тепла и биоэтанола получили за это «зеленые» терифы, премии и невысокие процентные ставки по кредитам для таких проектов. После становления биоэнергетической индустрии, аграрии начали выращивать специальные энергетические культуры, которые полностью используются как сырье для производства биогаза. В той же Германии, под такие энергетические культуры культивируется более 1,2 миллиона гектаров земли.

Украинский биогазовый рынок находится в стадии становления, но обладет хорошими объективными возможностями для роста:

  1. Уровень переработки бытовых отходов в Украине в 2019 году не превышает 3-4%, что открывает перспективную нишу для повышения доли переработки мусора в биогаз.

  2. В Украине активно развиваться сельское хозяйство (основной источник сырья для производсвта биогаза). На 2020 год запланировано начало продажи земли сельхозназначения, что приведет к вероятной интенсификации вложения инвестиций в сельское хозяйство и, как следствие, увеличение доли переработки промышленных отходов сельхозпредприятий. По оценкам экспертов, сегодня используется не более 5% остатков на полях для переработки и производства энерги.

  3. Рынок земли позволит позволит провести инвентаризацию и выделить те территории, которые не пригодны для выращивания зерновых, но годятся для выращивания специальных энергетических культур для производства биогаза. Эксперты оценивают такую землю в 4 млн гектаров и потенциальный объем замещения природного газа в 20 млрд.куб за счет выращивания биоэнергетических культур на ней.

  4. С 2020 года вступают в силу законодательные изменения, согласно которым в Украине начинают работать «зеленые» аукционы для гарантированного выкупа госудраством электроэнерги объектов возобновляемых источников энергии (ВИЭ) на 20-летний период, включая биогазовые электростанции. При сроке окупаемости биогазовых проектов в 5-8 лет, такая государственная поддержка является существенной и позволяет окупить инвестиции. Также до 2030 года для электростанций на биомассе и биогазе сохраняется неизменным «зеленый» тариф, который с 2020 года становится выше, чем для ветровых и наземных солнечных электростанций – 12,39 евро центов за КВт*ч.

  5. В отличие от других видов ВИЭ, биогазазовые электростанции не зависят от солнечной погоды, пасмурных дней, ночей, порывов ветра и т.п., а являются бесперебойными альтернативными источниками энергии при наличии доступа к стабильным поставкам сырья. Этот факт важен не только для инвестора с точки зрения прогнозируемости денежных потоков и выработки биогаза, но и стабильности работы энергосистемы в целом при сетевом подключении биогазовой электростанции и для работы на рынке балансирующий мощностей.

  6. Биогаз может быть использован не только для производства электроэнергии. При его производстве также вырабатывается тепло. Из 1 м. куб. биогаза можно выработать около 2-2,5 кВт*ч электроэнергии и до 2,5-3 кВт*ч тепловой энергии за счет охлаждения двигателей после сжигания биогаза для производства электроэнергии. Кроме того, при очистке биогаза от СО2 (углекислого газа) он, фактически, превращается в природный газ (биометан), которым можно заправлять автомобили. А после выработки биогаза из биомассы, она становится, по сути, биоудобрением, которое по своему составу во многом не хуже химических удобрений и является экологически чистой.

Как работают биогазовые электростанции и электростанции на биомассе

При рассмотрении инвестиционных проектов в биоэнергетике выделяют биогазовые электростанции и электростанции на биомассе. Название – условное, поскольку и те и другие работают на биомассе, разница – в свойствах сырья, что влияет на технологический процесс производства электроэнергии и тепла. Название условное еще и потому, что современные технологии позволяют производить биогаз практически из любого органического сырья после его предварительной подготовки.

Для биогазовых электростанций в основом используется сырье, которое способно поддаваться ферментации (микробному разложению и брожения под влиянием бактерий) и выделять т.н. биогаз, который на 60-70% состоит из метана и на 30-40% из СО2 (углекислого газа). Например, наиболее эффективное для этого процесса сырье в виде отходов животноводческих и птицеферм, предприятий АПК (навоз, помет, жом, силос и т.д.), сточных вод, бытовых отходов на мусорных свалках и полигонах.

Преобразования сырья происходит в специальных реакторах, которые ускоряют процесс ферментации с помощью его подогрева, перемешивания и таким образом аккумулируют биогаз в своих резервуарах перед дальнейшим использованием биогаза для производства тепла, электроэнергии и, если необходимо, биометана после очистки биогаза от СО2 (Рисунок 3). На выходе процесса также остается отферментированное сырье (дигестат), которое можно использовать в качестве экологически чистых удобрений.

Рисунок 3. Схема функционирования биогазовой электростанции (рисунок предоставлен компанией ИКНЭТ)

Отметим, что выработка побочных продуктов в виде удобрений и биометана принципиально отличает биогазовую электростанцию от электростанцию на биомассе, где сырье для получения электричества и тепла подвергается полному сжиганию (Рисунок 4).

Рисунок 4. Схема функционирования электростанции на биомассе (рисунок предоставлен компанией ИКНЭТ)

Для электростанций на биомассе традиционно используется отходы зерновых культур (солома, стебли, чешуя семечек и т.п.), а также деревообработки (пеллеты, брикеты, ветки и т.д.). Однако, как отмечалось выше, даже это сырье можно использовать для биогазовых реакторов после предварительной подготовки.

Экономика установки биогазовых установок для различных сегментов агропромышленного производства

Ключевым фактором при принятии решения инвестором по биогазовым проектам является сырье, его вид, свойства, доступные объемы и логистика.

В Таблице 1 показаны выходы биогаза при использовании разного вида сырья. При проработке инвестиционного проекта и выборе поставщика оборудования важно учесть, что биогазовая установка может работать на нескольких видах сырья одновременно, а также использовать «мокрый» или «сухой» способ его переработки, в зависимости от его влажности. Для увеличения выхода биогаза и снижения стоимости установки также используются энзимы (специальные добавки к сырью).

Таблица 1. Выход биогаза из 1 тонны сырья

Субстрат

Выход м3

Жир

1300

Меласса

630

Зерно, мука, хлеб

540

Технический глицерин

500

Солома

425

Рыбные отходы

300

Жировая пульпа

250

Силос кукурузный

190

Свекольный жом

170 

Пивная дробина

140

Отходы бойни

100-300

Фруктовый и овощной жом

110

Корнеплодные овощи

100

Твердые бытовые отходы

100

Птичий помет клеточный

90-105

Мезга кукурузная

85

Молочная сыворотка

40

Барда

40-50

Мезга картофельная

30

Навоз свинной

25-60

Навоз КРС

20-45

Данные: Зорг-Биогаз

Исходя из наличия сырья, обозначим сегменты АПК, где целесообразно рассматривать реализацию проектов строительства биогазовых станций:

  • Выращивание зерновых (трава, силос, выращивание специальных энергетических растений, солома после подготовки)

  • Животноводство (навоз, помет, отходы забойных цехов)

  • Переработка твердых бытовых отходов

  • Производство биодизеля и рапса (глицерин)

  • Производство картофеля (очистки, гниль)

  • Производство крохмала и патоки (мезга, сироп)

  • Производство молокопродуктов (соленая и сладкая молочная сыроватка)

  • Производство пива и другого алкоголя (зерновая и меласная барда, пивная дробина). По оценкам экспертов, хорошие перспективы производства биогаза есть на украинских спиртовых заводах, у которых есть собственная анаэробная сырьевая база. Исходя из мощностей действующих украинских спиртзаводов, в среднем за счет биогаза спиртзавод может экономить до 165 млн. куб. природного газа в год. Более того, 3 декабря 2019 года в Украине был принят закон, который отменяет с 1 июля 2020 года государственную монополию на производство спирта. Законом предоставляется возможность субъектам хозяйствования независимо от формы собственности производить спирт при наличии соответствующей лицензии, а также предусматривает полную либерализацию экспорта спирта из Украины.

  • Производство сахара (свекольный жом)

  • Производство соков (фруктовый жом, ягодная и вощная выжимка)

Учитывая большое количество разновидностей сырья, уровня содержания в нем метана, технологии производства, свое это сырье или покупное, а также конечный продукт после получения биогаза (электричество, тепло, удобрение, автомобильное топливо, решение вопроса утилизации отходов) каждый инвестиционный проект биогазовой станции ялвяется сугубо индивидуальным.

Условную доходность проекта можно подсчитать, применив текущие тарифы на электроэнергию, тепло, стоимость литра природного газа (метана, 1 м.куб=1000 л), стоимость тонны удобрений. Как уже отмечалось выше, из 1 куб.метр биогаза можно вырабатывать 2-2,5 КВт электроэнергии и до 2,5-3 кВтч тепловой энергии.

Также приведем заявочную стоимость некоторых успешных биогазовых проектов в Украине (Таблица 2). Проектировщики отмечают: чем больше станция – тем меньше инвестиций на 1 КВт вырабатываемой электроэенергии, что связано с особенностями технологий.

Таблица 2. Заявочная стоимость некоторых промышленных биогазовых станций в Украине

Проект

Мощность

Инвестиции

Сырье

  1.  

Ладыжинская птицефабрика (МХП)

12 МВт

18 млн. евро

Куриный помет, отходы по переработке куриц-бройлеров

  1.  

Теофильский биогазовый комплекс

10,5 МВт

14 млн. евро

Кукурузный силос

  1.  

Биогазовая станция «Юзефо-Николаевского сахарного завода»

5,2 МВт

11 млн. евро

Свекольный жом, силос

  1.  

Рокитнянский биогазовый завод

2,25 МВт

8 млн. евро

Свекольный жом, кукурузный силос, сорго

  1.  

Мариупольская биогазовая станция

1,2 МВт

2 млн. евро

Твердые бытовые отходы на местном полигоне

  1.  

Биогазовая станция в поселке Окны Одесской области

1,2 МВт

3,5 млн. евро

Кукурузный силос

  1.  

Кропивницкая биогазовая станция

0,635 МВт

1,9 млн. евро

Твердые бытовые отходы на местном полигоне

При расчете проекта строительства биогазовой установки не из собственного сырья, важным фактором, влияющим на стоимость проекта, является логистика. По оценкам практиков, экономически целесообразным расстоянием для доставки сырья является дистанция до 20 км для жидкого сырья и до 50 км – для сухого.

При расчете инвестиционной модели биогазовой электростанции важно также отметить предполагаемые преимущества господдержки в виде 20-летней аукционной цены перед «зеленым» тарифом, срок действия которого заканчивается в 2030 году. Ниже (Таблица 3) представлен расчет биогазовой электростанции на 2 МВт, работающей на силосе кукурузы и свинном навозе (данные – Биоэнергетической ассоциации Украины).

Таблица 3. Сравнение инвестиционных показателей биогазовой электростанции мощностью 2 МВт, работающей по «зеленому» тарифу и аукционной цене.

Показатель проекта

Модель

«Зеленый» тариф

Аукционная цена

Тариф э/э, евро за КВт*ч

0,1239 (до 2030 г), после – 0,06

11,15* (на 20 лет)

CAPEX, млн. евро

5,74

5,74

NPV**, млн. евро

1,833

3,364

IRR***

14,2%

15,3%

Срок окупаемости, лет

5,5

6,5

 

* 11,15 – предполагаемый тариф на э/э после проведения ауциона (на 10% меньше «зеленого» тарифа)

** NPV – Чистая приведенная (дисконтируемая) стоимость проекта. Из Таблицы 3 видно, что проект с тарифом по ауционной цене является в 1,8 раз доходней, чем проект с «зеленым» тарифом, не смотря на то, что «зеленый» тариф выше.

*** IRR – Внутренная норма доходности проекта.

Учитывая привязку цены на вырабатываемую электроэнергию к евро, внутренняя норма доходности проекта является высокой и позволяет инвестору привлекать привлекать валютное кредитное финансирование.

20 ноября 2019 года Европейский банк реконструкции и развития (ЕБРР) заявил, что совместно с Глобальным энергетическим фондом запускает в Украине 4-летнюю финансовую программу на сумму свыше 50 миллионов евро для финансирования биоэнергетических проектов. Программа стартует уже в 4 квартале 2019 года. В банке отметили, что программа направлена на кредитование биоэнергетических частных проектов, где будут применяться технологии и системы по сбору, хранению и переработке агробиомассы.

"По оценкам наших специалистов, используется не более 5% остатков на полях для переработки и производства энергии. Программа направлена на ускорение производства возобновляемой энергии и предоставление финансового инструмента, который позволит мобилизировать инвестиции в данный сектор", – уточнили в ЕБРР.

Перспективные законодательные инициативы в отрасли биоэнергетики

Помимо объективных экономических предпосылок развития биоэнергетики в целом и биогазового рынка в частности, государственные структуры и лоббисты отрасли сегодня работают над законодательными инициативами для интенсификации развития биоиндустрии в Украине. В ближайшие 2-3 года, учитывая законодательные обязательства по интеграции украинского энергетического рынка в рынок Европейского Союза, принятую «Энергетическую стратегию Украины» до 2035 года, в Украине должны быть приняты следующие нормативно-правовые стимулы для развития биоэнергетики:

  1. Создание системы электронной торговли твердым биотопливом, что должно существенно расширить внутренний рынок. Согласно прогнозам, общий оборот системы электронной торговли биотопливом в 2035 году может составить около 30 млрд грн и более 1 млрд грн на старте работы системы.

  2. Доступ частных инвесторов к поставкам тепла в централизованную систему теплоснабжения. А также отмена налога на выбросы СО2 ТЭС, работающих на биомассе и биогазе.

  3. Доступ частных инвесторов к поставкам биометана в газотранспортную систему, а также стимулирование использования биометана на АЗС, общественном транспорте.

  4. Учитывая потенциал бесперебойной выработки электроэнергии биогазовыми электростанциями, в отличие от энергии ветра и солнца, рассматривается их законодательное стимулирования для работы на рынке балансирующий мощностей.

  5. Стимулирование аграриев выращивать специальные энергетические культуры для биоэнергетического сектора.

За этими инициативами важно следить всем заинтересованным инвесторам в сфере биоэнергетике, поскольку принятие таких законодательных стимулов увеличит инвестиционную привлекательность отрасли.