Acest proiect (Contract Nr. IEE/09/848 SI2.558364) este sprijinit de:

Proiect IEE ‘BiogasIN’

Consolidare de capacităţi pentru instituţiile finanţatoare, în ceea ce priveşte finanţarea

proiectelor de biogaz agricol în România

D.3.6.6., WP3

Trinergi Grup

Institutul Fraunhofer pentru Energie Eoliană şi Tehnologie pentru Sisteme Energetice (IWES), Henning Hahn

Material informativ pentru instituţiile finanţatoare

din România

2

Cuprins

1. Introducere ............................................................................................................. 3

2. Noţiuni de bază despre biogaz ............................................................................. 3 2.1. Stadiul actual în ceea ce priveşte biogazul........................................................................ 3 2.2. Tehnologia de obţinere a biogazului ................................................................................. 4

2.2.1. Materia primă ................................................................................................................................ 4 2.2.2. Diferite concepte privind producerea biogazului ........................................................................... 7

2.3. Energie din biogaz şi căile sale de utilizare ..................................................................... 14 2.4. Beneficiile biogazului ...................................................................................................... 17

3. Investigaţia făcută de către bănci..................................................................... 22

4. Calculul economic................................................................................................ 25

5. Lista de control al finanţării ............................................................................... 27

3

1. Introducere

Proiectul BiogasIN "Dezvoltarea durabilă a pieţelor de biogaz din Europa Centrală şi de Est" (Contract Nr. IEE/09/848 SI2.558364) este sprijinit de Comisia Europeană prin Programul "Energie Inteligentă pentru Europa". Obiectivul BiogasIN este de a îmbunătăţi în mod eficient condiţiile-cadru pentru dezvoltarea de noi instalaţii de biogaz în 7 ţări est-europene: Bulgaria, Croaţia, Republica Cehă, Grecia, Letonia, România şi Slovenia. La BiogasIN participă 10 organizaţii partenere europene. Proiectul este coordonat de Institutul de Energie croat "Hrvoje Pozar". Există multe motive pentru implementarea unei instalaţii de biogaz, de la protecţia mediului şi de reducerea deseurilor, la producerea de energie regenerabilă. Aceasta poate include, de asemenea, stimulente financiare şi non-financiare. Cu toate acestea, investitorii de proiecte de biogaz trebuie să fie bine informaţi cu privire la diferite cerinţe legale şi la posibilităţile de finanţare. Cerinţele pentru implementarea unui proiect de biogaz sunt, pe lângă disponibilitatea materiei prime, posibilitatea de a vinde sau de a folosi energia electrică produsă sau biometan produs, a căldurii şi digestatului. În plus, este necesar să se verifice dacă proiectul poate fi realizat în condiţiile locale. În cazul în care studiul de fezabilitate a fost de succes, ar trebui să fie implicată o companie de consultanta cu experienta în biogaz pentru planificarea preliminară a proiectului şi trebuie să fie contactat ă o societate de investiţii, sau bancă.

2. Noţiuni de bază despre biogaz

2.1. Stadiul actual în ceea ce priveşte biogazul

Nu există nicio bază legală pentru proiectele de biogaz, în particular. Legislaţia a fost emisă pentru toate proiectele de construcţii. Proiectele de energie trebuie să respecte toate cerinţele generale pentru proiecte de construcţii, dar, de asemenea, cele ale agenţiei naţionale de energie (Autoritatea Nationala de Reglementare în domeniul Energiei - ANRE). În acelaşi timp, nu există legi speciale pentru biogaz, astfel, de exemplu, nu există reguli pentru introducerea biogazului în reţeaua naţională de gaze naturale. Noua lege a energiei regenerabile nu influenţează procedura de autorizare în mod direct, dar va ajuta la promovarea noilor instalaţii de biogaz. O serie de legi sunt importante în procedura de autorizare, de certificare şi de acordare de licenţe. În ceea ce priveşte tehnologia, deşi România este printre ţările care a avut în trecut preocupări serioase pentru obţinerea biogazului, în prezent se preferă importul de

4

tehnologie şi echipamente, date fiind expertiza şi rezultatele obţinute de către ţări în care această tehnologie este consolidată şi dovedit viabilă economic.

2.2. Tehnologia de obţinere a biogazului

Producerea biogazului prin AD (Digestie Anaerobă) este utilizată pe scară largă de către societatea modernă, pentru tratamentul gunoiului de grajd şi altor reziduuri. Scopul este de a produce energie regenerabilă şi de a îmbunătăţi calităţile acestor materiale ca îngrăşăminte. În ţările cu producţie agricolă importantă, consolidarea legislaţiei de mediu şi a regulamentărilor cu privire la gunoiul de grajd şi la reciclarea deşeurilor vegetale au crescut interesul pentru AD, ca o soluţie ieftină şi „prietenoasă” cu mediul. Cele mai recente evoluţii în Europa, Statele Unite ale Americii şi alte părţi ale lumii au arătat interesul în creştere în rândul agricultorilor pentru cultivarea de culturi energetice, utilizate ca materie primă pentru producerea de biogaz. AD reprezintă astăzi o tehnologie standard pentru stabilizarea nămolurilor de epurare primare şi secundare, de tratare a deşeurilor industriale organice din industriile de prelucrare a alimentelor şi de produse fermentate, precum şi pentru tratarea fracţiunii organice a deşeurilor municipale solide. O aplicaţie specială este recuperarea biogazului de la gropile de gunoi existente.

2.2.1. Materia primă

O gamă largă de tipuri de biomasă pot fi utilizate ca substraturi (materii prime) pentru producerea de biogaz de la AD. Categoriile cele mai frecvente de biomasă utilizate în producţia europeană de biogaz sunt enumerate alăturat. Utilizarea gunoiului de grajd şi a nămolurilor ca materii prime pentru AD are unele avantaje datorită proprietăţilor acestora:

Agricultură Industrie şi

Municipalitate

Creşterea animalelor

Gunoi de grajd, excremente şi

nămoluri

Industria alimentară Deşeuri de producţie, pierderi

tehnologice, retururi, ape

reziduale

Pieţe Deşeuri din

pieţe, ambalaje

Culturi vegetale

Culturi regenerabile

precum porumb pentru boabe, pentru siloz,

iarba de Sudan, sfecla de zahăr, mei, miscanthus,

trifoi

Servicii de catering,

restaurante

Management deşeuri urbane

Containere pentru bio-

deşeuri, deşeuri de la curăţat arbuşti, cosit

iarbă, amenajarea peisajului,

nămoluri de canalizare

Industrii speciale Industrie

farmaceutică şi agro-industrii

Resturi vegetale

Paie, produse secundare

5

• conţinutul natural de bacterii anaerobe; • continut ridicat de apa (4-8% materie uscată în reziduuri), acţionând ca solvent pentru alte co-substraturi şi asigurând o amestecare adecvată a biomasei şi fluiditate; • preţuri mici; • accesibilitate ridicată, fiind colectate ca reziduuri de la crescatoriile de animale; • AD a gunoiului de grajd şi a nămolurilor îmbunătăţieşte valoarea lor ca îngrăşământ (conţinutul de nutrienţi). Deşeurile care pot fi tratate de către AD acoperă un spectru larg. Utilizările mai vechi cuprindeau tehnologii aplicate pentru tratarea nămolurilor de epurare şi a gunoiului de grajd. Instalaţiile actuale pot utiliza şi deşeuri municipale solide (MSW), deseuri industriale solide şi apele uzate industriale. Nămolurile de epurare Digestia nămolurilor de epurare asigură beneficii semnificative atunci când acestea sunt reciclate prin depozitarea pe teren. Procesul de digestie asigură igienizarea şi reduce, de asemenea, potenţialul miros al nămolului. De obicei între 30 şi 70% din nămolurile de epurare sunt tratate prin AD, în funcţie de legislaţia şi priorităţile naţionale. Energia generată alimentează staţia de epurare a apelor uzate, iar la instalaţiile mai mari rezultă un exces de biogaz care poate fi exportat ca atare, sau ca energie. Tehnologia pentru digestia nămolurilor de epurare este bine stabilită. Cele mai multe companii municipale, care asigură epurarea apelor, au capacitatea de a furniza sisteme de AD. Deşeurile agricole Instalaţiile agricole pentru tratarea deşeurilor prin digestie, în principal de provenienţă animală, sunt utilizate pe scară largă în întreaga lume, în ţările în curs de dezvoltare şi cele dezvoltate din de punct de vedere tehnologic. În comunităţile rurale sunt tipice unităţile de dimensiuni mici, Nepal având în jur de 47000 asemenea digestoare iar China, 6 milioane digestoare mici. Aceste instalaţii sunt utilizate în general pentru furnizarea de gaz pentru gătit şi pentru iluminat, pentru o singură gospodărie. În ţările mai dezvoltate, instalaţiile AD agricole la scară de fermă, sunt în general mai mari, iar gazul este utilizat pentru a genera căldură şi energie electrică, pentru funcţionarea instalaţiilor agricole şi pentru export. Aceste instalaţii de digestie la nivel de fermă sunt simple, de tip tanc cu agitare, care utilizează timpi lungi de retenţie ca să asigure tratamentul necesar. Evoluţiile moderne ale digestiei deşeurilor agricole au dezvoltat conceptul de digestie anaerobă centralizată (CAD), caz în care, mai multe ferme cooperează pentru a alimenta o singură instalaţie de digestie mai mare. Deşeurile furnizate de către acestea vor fi în principal deşeuri agricole şi reziduuri de producţie dar, în unele cazuri, vor fi, de asemenea, tratate şi mici cantităţi de deşeuri industriale şi municipale. Există beneficii semnificative de la folosirea acestor acorduri de cooperare, în ceea ce priveşte managementul nutrienţilor şi beneficii economice, dar acest lucru necesită depăşirea obstacolelor iminente şi încredere în controlul calităţii şi în igienizarea asigurate de proces.

6

Deşeurile municipale solide Deşeurile organice din gospodării şi de la autorităţile municipale furnizează materie primă potenţială. pentru digestia anaerobă. Opţiuni există pentru tratarea separată a fracţiunilor curate, atât ca sursă pentru reciclare, cât şi pentru conţinutul de energie şi de materie organică. Alternativ, deşeurile nesortate pot fi tratate pentru a obtine biogaz, precum şi pentru a fi stabilizate pentru a preveni alte probleme la gropile de gunoi. Deşeurile industriale Deşeurile organice solide de la industrie sunt din ce în ce mai mult luate în vizor de către legislaţia de mediu. Tratamentul acestor deşeuri prin AD asigură câştigarea unei valori suplimentare prin produsele furnizate şi prin reducerea costurilor evacuării lor. În plus, tratamentul corespunzător al deşeurilor poate fi făcut pentru a înbunătăţi imaginea ecologică a industriei considerate. AD a apelor uzate industriale tinde să devină o tehnologie standard. În timp AD este doar o etapă iniţială în tratamentul apei ca aceasta să ajungă la calitate mare, se poate reduce semnificativ costul şi dimensiunea staţiei, comparativ cu tratamentul în întregime de aerob. Cu toate acestea, proiectarea digestorului trebuie să fie optimizată pentru materia primă respectivă. Nu există niciun sistem de digestie cre poată trata toate tipurile de deşeuri la fel de bine. Potenţialul de a funcţiona la temperaturi de peste 50 °C face ca procesul de AD să fie adecvat pentru igienizare. Digestoarele pot fi proiectate să funcţioneze în întregime la această temperatură, sau ca o etapă post-tratament, la o temperatură mai joasă. În plus faţă de acţiunea temperaturii, mediu chimic anaerob sporeşte efectul de igienizare. Limite ale AD Ca şi în cazul tuturor proceselor biotehnologice există şi câteva limite ale procesului de AD. Cea mai importantă limită este incapacitatea procesului de a degrada lignina, o componentă majoră din lemn. În ciuda acestei incapacităţi, mai multe programe de cercetare au folosit cu succes plantele acvatice şi marine, ierburi ca iarba Napier, şi biomasă lemnoasă, ca materie primă pentru procesul AD. În termeni evolutivi, bacteriile anaerobe sunt foarte vechi, cu siguranţă, mult mai în vechi decât cele similare aerobe. Bacteriile anaerobe probabil au apărut pentru prima dată înainte ca oxigenul să reprezinte un constituent important al atmosferei. Aceasta explică incapacitatea lor de a procesa lignina, atâta timp cât plantele lemnoase nu apăruseră încă. Materiile prime care conţin lignină, celuloză şi hemiceluloză pot fi supuse AD, în co-digestie cu alte materii prime printre care şi culturi energetice, însă după un pre-tratament de delignificare, pentru a putea spori randamentul digestiei lor. O altă limitare este reprezentată de contaminarea chimică şi biologică a materiei prime, care poate afecta procesul de AD. Mai mult, controlul calităţii tuturor tipurilor de materii prime este esenţial pentru a asigura o reciclare în condiţii de siguranţă a digestatului ca îngrăşământ. Deşeurile de origine animală necesită o atenţie deosebită dacă sunt utilizate ca substrat pentru AD. Regulamentul nr. 1774/2002 al Parlamentului European, prevede

7

norme de sănătate în ceea ce priveşte manipularea şi utilizarea subproduselor de origine animală care nu sunt destinate consumului uman.

2.2.2. Diferite concepte privind producerea biogazului

Proiectarea si tehnologia pentru instalaţiile de biogaz diferă de la o ţară la alta, în funcţie de condiţiile climatice şi de cadrele naţionale (legislaţia şi politicile energetice), disponibilitatea şi accesibilitatea energiei. În funcţie de dimensiunea relativă a acestora, şi de localizarea lor, instalaţiile agricole AD pot fi clasificate astfel: • instalaţiile de biogaz de nivel familial (la scară foarte mică); • instalaţiile de biogaz la nivel de fermă (mici, mijlocii, sau la scară mare); • instalaţii centralizate / unificate de co-digestie (medii, sau la scară mare). Instalaţii de biogas agricol Există mai multe tipuri şi conceptele pentru instalaţiile de biogaz agricol din întreaga lume. În Europa, ţări precum Germania, Austria şi Danemarca sunt printre pionierii producţiei de biogaz agricol. Interesul agricultorilor europeni în aplicaţiile AD este în creştere în zilele noastre, nu numai pentru că producţia de biogaz agricol transformă deşeurile în produse valoroase şi produce îngrăşământ de înaltă calitate, dar, de asemenea, deoarece creează noi oportunităţi de afaceri pentru fermieri şi le dă un nou statut, ca furnizori de energie regenerabilă. Instalaţiile agricole de biogaz sunt considerate acele instalaţii de prelucrare a materiei prime de origine agricolă. Cele mai frecvente tipuri de materii prime pentru acest tip de instalaţii sunt gunoiul de grajd şi alte reziduuri animale, reziduuri vegetale, culturi energetice dedicate (DEC), dar, de asemenea, reziduurile de la diverse industrii alimentare, de pescuit etc. Gunoiul de grajd şi reziduurile animaliere, de la crescătoriile de bovine şi porcine, sunt materia primă de bază pentru cele mai multe instalaţii agricole de biogaz din Europa. Avantajul co-digestiei ce utilizează culturi energetice este faptul că conţinutul de energie al acestor culturi energetice este mult mai mare decât cele mai multe deşeuri organice. Limitările majore ale acestor tipuri de instalaţii de biogaz sunt legate de costurile de operare, de utilizarea şi disponibilitatea terenurilor. Până de curând, cel mai multe instalaţii de biogaz agricol au fost realizate de către agricultor ca proprietar al clădirii şi un inginer specialist în biogaz ca proiectant, în cooperare cu constructori şi economişti agricoli locali. Au fost combinate, cu mici modificări, componente fabricate industrial cum ar fi pompele pentru namol şi pentru gunoiul de grajd, tancuri din oţel obişnuit sau rezervoare de stocare din beton, într-o instalaţie de biogaz. Experienţa din ultimii 20 de ani a demonstrat că cel mai bun mod de a realiza o instalaţie de biogaz, ce foloseşte gunoi ca substrat major, produse alimentare şi suplimentar culturi energetice, a fost coordonarea la nivel local a activităţilor de construire în comun, de către mai mulţi agricultori care au contribuit împreună, sub îndrumarea unui proiectant în biogaz, sau unei firme specializate, la realizarea instalaţiei. Fiecare dintre aceste instalaţii trebuie să fie compusă din componente standard, calculate în conformitate cu activitatea fermei şi montate individual. Pentru a reduce costurile, în medie cu până la

8

30%, lucrările pot fi efectuată de către proprietarul clădirii însuşi. Recent, s-a realizat o standardizare suplimentară per fermă, pentru instalaţiile de biogaz, prin care agricultorii cu abilităţi tehnice reduse pot produce, de asemenea, biogaz, în instalaţii low cost „la cheie”. Toate aceste instalaţii au un principiu comun: gunoiul este colectat intr-un rezervor de pre-depozitare, în apropiere de digestor şi pompat în digestor, care este un rezervor etanş de gaz, din otel sau beton, izolat pentru a menţine o temperatură de proces constantă. Timpul mediu de retenţie (HRT) este de obicei între 20 şi 40 de zile, în funcţie de tipul de substrat şi de temperatura de digestie. Digestatul este utilizat ca îngrăşământ pe exploataţie, iar surplusul este vândut la fermele din zona din apropierea instalaţiei. Biogazul produs este utilizat într-un motor cu gaz, pentru producerea de electricitate şi

căldură. 10 până la 20% din căldura şi energia electrică produse este utilizată pentru funcţionarea instalaţiei de biogaz şi pentru nevoile interne ale agricultorului, iar surplusul este vândut la companiile de electricitate şi, respectiv, la consumatorii de căldură vecini. Reprezentare schematică a unei instalaţii de biogaz de nivel fermier, dotată cu un digestor orizontal din oţel

Poză a unei instalaţii de nivel fermier

9

Toate digestoarele standard europene sunt constituite dintr-un recipient de beton deasupra solului, prevăzut cu un capac de cauciuc. Fie au o membrană cu o singură foaie din EPDM (cauciuc de clasa M, propilen-etilen-dienic), fie o membrană dublu-strat. Membrana interioara flexibilă, este cea care ţine etanş gazul, ca şi capacul cu o singură foaie, iar membrana exterioara este pentru protecţie împotriva intemperiilor. Acesta din urmă este în formă de minge în formă de datorită unei insuflări de aer mentine o uşoară suprapresiune. Dimensiunile standard sunt cuprinse între 500 şi 1500 m³, cu o înălţime tipică de 5 sau 6 m şi diametre între 10 şi 20m. Sistemele de amestecare sunt aceleaşi ca şi pentru cele de tip îngropat. Digestoarele de dimensiuni mai mari au de obicei două sau chiar trei mixere atunci când sunt încărcate co-substraturi solide.

Schema unui digestor agricol obişnuit Digestoarele agricole de dimensiuni mari sunt deseori exploatate de către mai mulţi de fermieri organizaţi ca persoană juridică. Dimensiunile acestora sunt între 800 şi 3000m3. Unele dintre digestoare sunt construite din beton însă cele mai multe dintre ele sunt realizate din oţel acoperit cu email sau de sticlă (cum sunt Harvestor, Permastor sau altele la fel). Înălţimea standard este de 10 - 15 metri şi diametre între 10 şi 18m, cu un raport diametru - înălţime de 2:1 - 3:01. Toate aceste digestoare mari prezintă un agitator central şi eventual un agitator suplimentar pentru a preveni formarea de spumă sau sedimente. Ele sunt integral proiectate şi concepute să funcţioneze fără întrerupere. Prezintă echipamente pentru eliminarea nisipului şi sisteme automate de alimentare ce funcţionează non-stop. Forma în partea de jos este de multe ori (în special în ţările nordice) de con, pentru a elimina uşor nisipul. Instalaţii centralizate (unificate) cu co-digestie Co-digestia centralizată este un concept bazat pe fermentarea gunoiului de grajd şi a reziduurilor, colectate de la mai multe ferme, într-o instalaţie de biogaz central, în zona de colectare a gunoiului de grajd. Locaţia centrală a instalaţiei de biogaz are scopul de a reduce costurile, timpul şi forţa de muncă pentru transportul de biomasă la şi de la instalaţia de biogaz. Instalaţia centralizată de AD co-digeră gunoiul de grajd, cu o varietate de alte co-substraturi corespunzătoare (de exemplu, reziduuri digerabile din agricultură, de al industria alimentară şi piscicolă, deşeuri organice menajere colectate separat, nămol de epurare). Instalaţiile centralizate cu co-digestie (numite şi instalaţii unificate cu co-

10

digestie) au fost dezvoltate şi sunt în mare măsură utilizate în Danemarca, dar şi în alte regiuni ale lumii, cu crerştere intensivă a animalelor. Suedia urmează, cel puţin parţial, exemplul danez. Datorită noilor tarife fixe (feed-in) pentru energia electrică, cel mai mare număr de noi instalaţii centralizate mari sunt construite în Germania şi Austria. În zonele cu o concentraţie mare de instalaţii de biogaz, reziduurile cu valoare energetică mare, cum ar fi grăsimile animale de la abatoare şi deşeurile alimentare, devin o marfă rară şi trebuie să fie transportate de departe. De exemplu, în Danemarca, sunt utilizate în instalaţii centralizate de biogaz 95% din co-substraturile digerabile şi doar 7% din gunoiul de grajd lichid disponibil. Din cauza canităţilor limitate de deşeuri industriale disponibile, corporaţiile de agricultori au trecut pe digestia de culturi energetice pure. Digestatul pompat din digestor, este transferat prin conducte la rezervoarele de stocare temporară. În multe cazuri, aceste rezervoare sunt acoperite cu o membrana impermeabilă pentru gaz, pentru colectarea producerii suplimentare de biogaz (până la 15% din total), care are loc la temperaturi mai scăzute. Înainte de a părăsi instalaţia de biogaz, digestatul este analizat şi stabilită concentraţia de nutrienţi (DM – materia uscată, VS – substanţe volatile, N, P, K, şi pH-ul). Furnizorii de gunoi de grajd pot lua înapoi numai cantitatea de digestat, care li se permite prin lege să fie împrăştiată pe terenurile lor. Excesul este vândut ca îngrăşământ agricultorilor pentru culturile din zone apropiate. În toate cazurile, digestatul este integrat în planul de fertilizare a fermei, în locul îngrăşămintelor minerale, pentru închiderea ciclului carbonului şi reciclarea nutrienţilor. Din ce în ce mai multe instalaţii de biogaz sunt, de asemenea, echipate cu instalaţii de separare a digestatului în fracţiuni lichide şi solide.

Imagine a unei instalaţii centralizate cu co-digestie Conform legislaţiei europene, trebuie să fie efectuat un proces controlat de salubrizare a anumitor tipuri de substrat de origine animală, înainte de introducerea în digestor, care prevede reducerea efectivă a agenţilor patogeni şi a seminţelor de buruieni şi asigură reciclarea în condiţii de siguranţă a digestatului.

11

Conceptul integrat al unei instalaţii de co-digestie centralizate Staţii pentru tratarea apelor uzate Procesul AD este în mod frecvent utilizat pentru tratarea nămolului primar şi secundar rezultat în urma tratamentului aerob al apelor reziduale orăşeneşti. Sistemul este aplicat în multe ţări dezvoltate, în combinaţie cu sisteme avansate de tratare a apelor uzate. Procesul AD este folosit pentru stabilizarea şi reducerea cantităţii finale de nămol. Cele mai multe companii de inginerie care furnizează proiecte pentru tratamentul nămolurilor au şi capacitatea de a furniza sisteme de AD. În mod obişnuit, în ţările europene, între 30-70% din cantitatea de nămoluri provenite din sistemul de canalizare este tratată cu ajutorul tehnologiei AD, în funcţie de legislaţie şi de priorităţile naţionale. Sunt încă ţări în care efluentul este deversat în gropile de gunoi. Această practică are consecinţe negative asupra mediului, din cauza infiltrării nutrienţilor în apele freatice şi a emisiilor de GES în atmosferă, fiind interzisă în cele mai multe ţări europene. Instalaţii pentru tratarea deşeurilor municipale solide (MSW) În multe ţări, deşeurile solide orăşeneşti sunt colectate, amestecate şi incinerate în uzine energetice mari sau depozitate în rampe de gunoi. În realitate, această practică risipeşte energie şi nutrienţi, atât timp cât fracţia organică ar putea fi separată de restul deşeurilor şi folosită ca materie primă pentru procesul AD. Chiar şi deşeurile colectate în vrac pot fi ulterior procesate şi utilizate pentru producerea de biogaz.

12

În ultimii ani, atât separarea la sursă cât şi reciclarea deşeurilor s-au bucurat de o atenţie crescută. Ca rezultat, fracţii separate din deşeurile solide orăşeneşti devin acum disponibile pentru un tratament de reciclare mai avansat, în locul dispersiei. Cunoaşterea originii deşeurilor organice este importantă pentru determinarea celei mai potrivite metode de tratament. Deşeurile menajere sunt, în general, prea umede şi lipsite de structuri pretabile compostării aerobe, însă reprezintă o materie primă excelentă pentru AD. Pe de altă parte, deşeurile lemnoase conţin proporţii mari de substanţe lignocelulozice care, dacă nu sunt pre-tratate, sunt mai potrivite pentru compostare. Utilizarea fracţiei organice separată la sursă din deşeuri menajere în scopul producerii biogazului prezintă un potenţial foarte ridicat. Scopul este acela al reducerii fluxului de deşeuri organice către alte sisteme de tratare, cum ar fi rampele de gunoi sau facilităţile de incinerare, şi de a le redirecţiona către sistemele de reciclare a nutrienţilor din sectorul agricol. Instalaţii de biogaz industrial Procesele anaerobe sunt folosite pentru tratarea deşeurilor industriale şi a apelor reziduale de mai mult de un secol. Procesul AD aplicat deşeurilor industriale şi apelor reziduale reprezintă astăzi o tehnologie standard pentru tratarea acestor tipuri de reziduuri, provenite dintr-o serie de industrii, de la cea de procesare a alimentelor, agro-industrii, până la industria farmaceutică. De asemenea, această tehnologie poate fi utilizată şi pentru pre-tratarea apelor reziduale industriale încărcate cu substanţe organice, înainte de evacuarea finală. Datorită îmbunătăţirilor recente ale tehnologiilor de tratare, pot fi supuse digestiei anaerobe inclusiv apele industriale reziduale diluate. Europa se află pe o poziţie de lider în lume în privinţa acestei aplicaţii a AD. În ultimii ani, consideraţiile energetice şi preocupările de mediu au crescut şi mai mult interesul pentru tratamentul anaerob direct al deşeurilor industriale organice, din ce în ce mai serios luate în considerare de către legislaţia de mediu. Industriile care utilizează procesul AD pentru tratarea apelor uzate aparţin următoarelor categorii: • Industriile de procesare a alimentelor: industria de conservare a legumelor, a fabricării

lactatelor şi a brânzeturilor, abatoare, industria procesării cartofilor etc. • Industria băuturilor: fabrici de bere, de băuturi nealcoolice, distilerii, industria cafelei,

industria sucurilor de fructe etc. • Produse industriale: industria hârtiei şi cartonului, a cauciucului, industria chimică, cea

a fabricării amidonului, industria farmaceutică etc. Instalaţiile de biogaz industrial oferă un număr de beneficii la nivelul societăţii, dar şi al industriilor respective, astfel: • Valoare adăugată prin reciclarea nutrienţilor şi reducerea costurilor de eliminare a

deşeurilor. • Biogazul este utilizat pentru generarea energiei de procesare. • Tratamentul deşeurilor îmbunătăţeşte imaginea de mediu a industriilor respective.

Se aşteaptă ca, pe de o parte, beneficiile de mediu şi sociale ale utilizării procesului AD pentru tratarea reziduurilor industriale, iar, pe de alta, costurile mari ale altor metode de

13

eliminare a deşeurilor să crească în viitor numărul de solicitări pentru biogazul de provenienţă industrială.

Instalaţii pentru recuperarea gazului de la gropile de gunoi

Gropile de gunoi pot fi considerate nişte instalaţii anaerobe mari, cu diferenţa că procesul de descompunere este mai puţin continuu şi depinde de vârsta acestora. Recuperarea gazului de la gropile de gunoi este esenţială pentru protecţia mediului, în principal pentru că reduce emisiile de metan şi alte gaze nocive în atmosferă. Gazul de la gropile de gunoi reprezintă o sursă de energie ieftină, cu o compoziţie similară cu cea a biogazului produs în instalaţiile de biogaz. Gazul de la gropile de gunoi poate conţine şi gaze toxice, rezultate prin descompunerea substanţelor din deşeurile depozitate.

Recuperarea gazului de la gropile de gunoi poate fi optimizată printr-un management corespunzător al acestora, precum: tăierea deşeurilor, recircularea fracţiei organice şi tratarea gropii de gunoi ca pe un bioreactor. Un bioreactor - groapă de gunoi reprezintă o groapă de gunoi controlată, proiectată pentru a accelera conversia deşeurilor solide in metan. Un bioreactor - groapă de gunoi este, în mod obişnuit, împărţit în mai multe celule şi este prevăzut cu un sistem de colectare a reziduurilor lichide de la baza acestora. Reziduurile lichide sunt colectate şi pompate la suprafaţă, fiind apoi distribuite peste toate celulele componente ale bioreactorului. Acest lucru transformă groapa de gunoi într-un digestor de dimensiuni foarte mari pentru deşeuri solide.

Emisiile de gaze şi scurgerile în apele freatice, provenite de la gropile de gunoi, constituie ameninţări serioase pentru mediu

14

2.3. Energie din biogaz şi căile sale de utilizare

Componentele principale ale biogazului:

• 50 – 75 % metan (determină conţinutul energetic!) • 20 – 45 % CO2 • Urme de alte gaze, hidrogen şi vapori de apă

Conţinutul de energie al biogazului:

• 1 m³ biogaz = 5,0 – 7,5 kWh = 1,5 – 3.0 kWhel • 1 m³ biogaz este echivalent cu cca. 0,6 litri de combustibil greu • 1 m³ biometan = 9 - 11 kWh • Instalaţiile de co-generare (CHP) produc electricitate până la 7 500 – 8 000 ore pe

an

Căile de utilizare a biogazului:

1) combustia directă pentru producerea de căldură;

2) generarea combinată de căldură şi electricitate (CHP);

3) purificarea şi injectarea în reţeaua naţională de gaze naturale şi utilizarea pentru: combustibil auto, generarea de căldură şi electricitate, generarea de căldură.

15

Combustia directă şi utilizarea căldurii

• Biogazul poate fi ars direct în boilere sau arzătoare

• Cale de utilizare foarte răspândită de la digestoare familiale, ex. in China

• Biogazul nu necesită nicio îmbunătăţire

• Biogazul poate fi ars loco sau transportat prin conducte la consumatorul final

Generarea combinată de căldură şi electricitate (CHP)

• ... reprezintă utilizarea standard a biogazului în multe ţări (care au tarife feed-in)

• Uscarea şi drenarea biogazului înainte de conversia CHP

• Instalaţiile energetice CHP bazate pe motoare pot avea o eficienţă de 90 %

• (35 % electricitate şi 65 % căldură)

• Motoarele sunt în mod obişnuit motoare cu injecţie de gaz: Otto-gaz, Diesel-gaz sau Pilot-gaz

• Alternative: turbine Micro-gaz, motoare Stirling şi pile de combustie

• Utilizarea căldurii reziduale produse este importantă pentru eficienţa energetică şi economică!

Procesul CHP

Electricitate Căldură

16

o

o

Biogazul îmbunătăţit la biometan

Recuperarea energiei conţinute în biogaz este în general minimă atâta timp cât căldura reziduală rezultată din producerea de electricitate nu este de obicei folosită. Asta înseamnă ca până la două treimi din totalul de energie conţinut de biogas se pierde. Altfel spus, generarea de electricitate din biogas este adesea, în termeni energetici, un process foarte inefficient. O altă utilizare a biogazului, mai eficientă energetic, este alimentarea reţelei locale de gaze naturale. Biogazul este transportat prin reţeaua de gaze naturale la consummator, unde este utilizat pentru producerea de electricitate, căldură, ori combustibil auto. Principalul avantaj al alimentării reţelei de gaze naturale cu biogaz constă în integrarea acestuia în conceptul de system energetic orientat către viitor ce constă în separarea locului de producere de cel de utilizare. Aceasta permite o utilizare locală flexibilă a biogazului, cu un grad mare de eficienţă şi în acelaşi timp înlocuieşte combustibilii fosili. Pentru a diferenţia variatele niveluri calitative ale biogazului, înainte şi după condiţionare, o diferenţă este făcută între biogazul brut, ca nivel calitativ imediat după producere şi biogazul curăţit şi condiţionat, sau biometanul, după îmbunătăţirea în metan.

Pentru condiţionarea biogazului la calitatea gazelor naturale, este disponibilă o varietate de procese tehnologice. Ordinea etapelor procesului şi tehnologiile depind de calitatea existentă a biogazului. În principiu, pot fi utilizate aceleaşi procese pentru condiţionarea biogazului ca cele pentru condiţionarea altor gaze tehnologice.

• Pentru îmbunătăţirea biogazului brut rezultat prin digestie anaerobă sunt necesare 3 operaţii principale:

o Desulfurarea

o Uscarea

o Îndepărtarea CO2

• Îndepărtarea CO2 este principala sarcină pentru îmbunătăţirea biogazului cu scopul de a atinge indicele Wobbe cerut pentru gaz.

• Biometanul poate fi injectat în reţeaua de gaze naturale ca înlocuitor al gazului natural sau să fie direct comprimat şi utilizat ca bio-comnustibil auto.

• Proprietăţile biometanului

o Conţinut de metan 80 – 99 %

o Conţinut de energie 9 - 11 kWh/m³

17

Procesul de îmbunătăţire şi injectare

Producerea altor biocombustibili (lichizi) se bazează doar pe culturi, iar eficienţa acestora raportată la suprafaţă este semnificativ mai mică decât în cazul biogazului (vezi figura de mai jos). Eficienţa terenului destinat producerii de bioetanol, ca o medie între culturi de cereale şi trestie de zahăr, ar fi de 2.400 litri equivalent petrol per hectar. În aceleaşi condiţii producţia de biogaz atinge 4.500 litri equivalent petrol, care este aproape dublu. Dacă aplicăm această eficienţă de 53% a terenului pentru bioetanol comparativ cu cea pentru biogaz, amândouă obţinute din culturi, potenţialul total estimat pentru biogaz de 1.500 TWh (5,4EJ=130Mtep), s-ar reduce la circa 800 TWh (2,9EJ= 70Mtep) în cazul etanolului.

Eficienţa terenului pentru diferiţi biocombustibili

2.4. Beneficiile biogazului

Sursă regenerabilă de energie

În prezent, producerea la nivel global a energiei este în mare măsură dependentă de sursele de energie fosilă (petrol brut, lignit, antracit, gaze naturale). Aceste surse sunt

18

rezultatul fosilizării resturilor plantelor şi animalelor moarte, care au fost expuse la presiune şi temperatură în scoarţa terestră timp de sute de milioane de ani. Din această cauză, combustibilii fosili reprezintă surse neregenerabile de combustibili, ale căror rezerve sunt consumate mult mai repede decât sunt formate cele noi.

După diferiţi cercetători, producţia de vârf a petrolului a fost deja atinsă, sau urmează să fie atinsă în următoarea perioadă. Faţă de combustibilii fosili, biogazul rezultat prin AD este regenerabil în mod permanent, pe măsură ce este produs din biomasă, care nu reprezintă altceva decât stocarea actuală a energiei solare prin procesul de fotosinteză. Biogazul produs prin procesul AD nu numai că va îmbunătăţi bilanţul energetic al unei ţări, ci va aduce şi o contribuţie importantă la conservarea resurselor naturale şi la îmbunătăţirea condiţiilor de mediu.

Reduce dependenţa de importuri de combustibili fosili

Combustibilii fosili reprezintă resurse limitate, concentrate în puţine zone geografice de pe planeta noastră. Acest lucru creează, pentru ţările situate în afara acestor areale, o stare permanentă şi nesigură de dependenţă de importul de resurse energetice. Cele mai multe ţări europene sunt foarte puternic dependente de importurile de energie fosilă din regiuni bogate în surse de combustibili fosili, precum Rusia şi Orientul Mijlociu. Dezvoltarea şi implementarea sistemelor de energie regenerabilă, cum este biogazul de provenienţă AD, bazate pe resurse naţionale şi regionale, vor creşte sustenabilitatea şi siguranţa rezervelor naţionale de energie şi vor reduce dependenţa de importul de energie.

Contribuţie la ţintele UE pentru energie şi mediu

Lupta împotriva încălzirii globale reprezintă una dintre principalele priorităţi ale politicilor europene pentru energie şi mediu. Directivele europene referitoare la producţia de energie regenerabilă, la reducerea emisiilor de GES şi la managementul sustenabil al deşeurilor se bazează pe angajamentul statelor membre de a implementa măsuri potrivite în scopul îndeplinirii acestora. Producerea şi utilizarea biogazului din AD are potenţialul de a satisface toate cele trei directive, simultan.

Reducerea deşeurilor

Unul dintre principalele avantaje ale producerii biogazului este capacitatea de a transforma deşeurile în resurse valoroase, prin utilizarea acestora ca materii prime pentru procesul AD. Multe ţări europene se confruntă cu probleme uriaşe, asociate unei supraproducţii a deşeurilor organice rezultate din industrie, agricultură, precum şi din activităţile casnice. Producerea biogazului reprezintă o cale foarte bună de satisfacere a reglementărilor naţionale şi europene din ce în ce mai restrictive din acest domeniu şi de utilizare a deşeurilor organice pentru producerea de energie, urmată de reciclarea acestora ca îngrăşăminte. Tehnologiile de producere a biogazului contribuie la reducerea volumului de deşeuri, precum şi a costurilor determinate de înlăturarea acestora.

Crearea de locuri de muncă

Dezvoltarea unui sector naţional în domeniul biogazului stimulează constituirea unor noi întreprinderi cu potenţial economic semnificativ, care vor creşte veniturile din zonele rurale

19

şi vor crea noi locuri de muncă. Comparativ cu utilizarea combustibililor fosili importaţi, producerea de biogaz prin tehnologia AD necesită o forţă de muncă mult mai numeroasă pentru procesul de producţie, pentru colectarea şi transportul materiilor prime necesare, fabricarea echipamentului tehnic, execuţia lucrărilor de construcţii şi exploatarea instalaţiilor de biogaz.

Utilizare flexibilă şi eficientă a biogazului

Biogazul este o sursă flexibilă de energie, potrivită multor aplicaţii. În ţările dezvoltate, una dintre cele mai simple aplicaţii ale acestuia o reprezintă gătitul şi iluminatul. În multe dintre ţările europene, biogazul este folosit pentru co-generarea energiei termice şi electrice (CHP). De asemenea, biogazul este îmbunătăţit şi folosit pentru alimentarea reţelei de gaze naturale, utilizat drept combustibil pentru autovehicule sau în tehnologiile pilelor electrice.

Inputuri mici de apă

Prin comparaţie cu alţi biocombustibili, biogazul necesită cele mai scăzute aporturi de apă tehnologică. Acest lucru este important, din punct de vedere al eficienţei energetice a biogazului, din cauza preconizatei crize a apei, prevăzută în multe regiuni ale lumii.

Venituri adiţionale pentru fermierii implicaţi

Producerea materiilor prime, combinată cu activitatea fabricilor de biogaz, fac tehnologiile biogazului atractive din punct de vedere economic şi contribuie la creşterea veniturilor fermierilor. În plus faţă de veniturile suplimentare, aceştia obţin noi şi importante funcţii sociale, precum cele de furnizori de energie şi de operatori pentru tratarea deşeurilor.

Digestatul este un îngrăşământ excelent

O instalaţie de biogaz nu constituie numai un furnizor de energie. Biomasa animalieră rezultată în urma procesului AD, numită digestat, reprezintă un îngrăşământ valoros al solului, bogat în azot, fosfor, potasiu şi micronutrienţi, care poate fi aplicat pe teren cu echipamentele obişnuite, folosite şi în cazul gunoiului de grajd lichid. Comparativ cu gunoiul animal brut, digestatul prezintă o eficienţă îmbunătăţită ca fertilizator, datorită omogenităţii sale ridicate şi a disponibilităţii mai mari a nutrienţilor, un raport mai bun C/N şi lipsa aproape totală a mirosurilor neplăcute.

Circuit închis al nutrienţilor

Circuitul nutrienţilor, prin procesul producerii biogazului – de la producţia de materii prime la aplicarea digestatului ca îngrăşământ – este unul închis. Compuşii cu carbon (C) sunt reduşi, prin procesul de digestie anaerobă, metanul (CH4) fiind folosit pentru producerea de energie, în timp ce dioxidul de carbon (CO2) este eliberat în atmosferă, de unde este preluat de către plante, în cursul fotosintezei. Unii compuşi ai carbonului rămân în digestat, îmbunătăţind conţinutul în carbon al solurilor, atunci când digestatul este utilizat ca îngrăşământ. Producţia de biogaz poate fi perfect integrată în activitatea fermelor convenţionale sau a fermelor organice, unde digestatul înlocuieşte îngrăşămintele anorganice obişnuite, produse cu consumul unei mari cantităţi de energie fosilă.

20

Reprezentare schematică a circuitului închis al unei instalaţii de biogaz centralizate

Flexibilitate pentru utilizarea de diferite substraturi

Pentru producerea biogazului pot fi folosite numeroase tipuri de materii prime: gunoi animal, resturi vegetale, deşeuri organice provenite din fermele de producere a lactatelor, din industria alimentară şi agro-industrii, nămoluri de canalizare, fracţia organică din deşeurile orăşeneşti, deşeuri organice menajere, din serviciile de catering şi culturi de plante energetice. Biogazul poate fi, de asemenea, colectat şi direct de la rampele de gunoi. Unul dintre principalele avantaje ale producerii biogazului constă în abilitatea de utilizare a aşa-numitei biomase umede, drept materie primă. Exemple de biomasă umedă sunt: nămolurile de canalizare, nămolurile provenite din fermele pentru lactate şi din cele de creştere a porcilor, nămolul de flotaţie rezultat din procesarea alimentelor, toate caracterizate de un conţinut de umiditate de mai mult de 60-70%. În ultimii ani, a fost utilizată şi biomasa provenită dintr-o serie întreagă de plante energetice de cultură (cereale, porumb, seminţe de rapiţă etc.) drept materie primă pentru producerea biogazului, aşa cum s-a întâmplat, de exemplu, în Austria. La acestea se mai adaugă diverse reziduuri agricole, produse agricole vegetale depreciate, improprii pentru consum sau rezultate în urma condiţiilor de creştere şi climatice nefavorabile, care pot fi utilizate pentru producţia de biogaz şi de îngrăşăminte. De asemenea, un număr de produse secundare animaliere, improprii consumului uman, pot fi procesate în fabricile de biogaz.

Echilibrarea gazelor cu efect de seră

Utilizarea combustibililor fosili, precum lignitul, antracitul, petrolul brut şi gazele naturale, converteşte carbonul stocat timp de milioane de ani în scoarţa terestră şi îl eliberează sub formă de dioxid de carbon (CO2) în atmosferă. Creşterea concentraţiei CO2 atmosferic în prezent are drept consecinţă încălzirea globală, deoarece dioxidul de carbon este un gaz cu efect de seră (GHG). Arderea biogazului, de asemenea, eliberează CO2. Totuşi, principala diferenţă, prin comparaţie cu combustibilii fosili, este aceea a originii carbonului din biogaz, care este recent preluat din atmosferă, prin activitatea fotosintetică a plantelor actuale. Prin urmare, ciclul carbonului din biogaz este închis într-o perioadă foarte scurtă

21

de timp (între unul şi câţiva ani). Producţia de biogaz prin procesul AD reduce, de asemenea, şi emisiile de metan (CH4) şi de oxid azotos (N2O), rezultate în urma depozitării şi utilizării gunoiului animal ca îngrăşământ. Potenţialul efectului de seră al metanului este de 21 de ori mai mare, iar cel al oxidului azotos de 296 de ori mai ridicat, în comparaţie cu acela al dioxidului de carbon. Prin urmare, utilizarea biogazului în locul combustibililor fosili pentru producerea şi transportul energiei reduce emisiile de CO2, CH4 şi N2O, contribuind, în acest fel, la reducerea încălzirii globale.

Producerea de biogaz, în afară de conţinutul de energie poate fi un mod eficient de management al deşeurilor, oferind un îngrăşământ natural de înaltă calitate pentru culturi şi totodată de protecţie a mediului (reduce emisiile de particule şi de oxizi de azot şi contribuie la atenuarea GES). Cu toate acestea, impactul asupra mediului al producerii şi utilizării biogazului necesită o analiză atentă pentru a fi utilizate într-un mod durabil. De exemplu, deşi, în general, utilizarea biogazului contribuie la un management al deşeurilor mai durabil, în unele cazuri producţia şi folosirea materiei prime (de exemplu, producţia de culturi energetice, extinderea monoculturilor) pot fi mai puţin „prietenoase” cu mediul, cu excepţia cazului în care sunt luate anumite măsuri. Cu scopul de a promova beneficiile producerii biogazului la nivel local, naţional, european, internaţional, trebuie să fie luate în considerare legislaţia de mediu şi cea agricolă: de exemplu, Directiva Habitate, Directiva privind păsările, Natura 2000, de eco-condiţionalitate, Convenţia internaţională privind biodiversitatea biologică şi Convenţia cadru a Naţiunilor Unite privind schimbările climatice.

Din cele 30 milioane de tone de emisii de metan pe an la nivel mondial, generate de diferite sisteme de management al deşeurilor animale, cum ar fi stocarea materiilor solide, iazuri anaerobe pentru dejecţii, depozite lichide / nămoluri, şi direct la nivelul păşunilor, jumătate din emisii ar putea fi reduse prin AD controlată şi producere de biogaz. Asia şi Orientul Îndepărtat emit 6.2 milioane de tone de metan pe an. În timp ce în Europa de Est emisiile sunt cauzate de sistemele management necorespunzător al deşeurilor animale, în Extremul Orient acestea sunt cauzate de numărul mare de animale.

Scurgerile de metan din digestoare, instalaţiile de depozitare a digestatului, precum şi de la conducte, trebuie să fie evitate. În plus, emisiile provenite de la depozitarea materiei prime trebuie să fie evitate, mai ales în cazul în care sunt tratate deşeuri menajere sau industriale. În cazul în care sunt utilizate culturi energetice dedicate pentru producerea de biogaz ar trebui să se considere că utilizarea în exces de îngrăşăminte cu azot fosil poate provoca emisii de protoxid de azot care contribuie, de asemenea, la schimbările climatice. Acest lucru poate fi evitat prin fertilizarea culturilor energetice cu digestatul de la AD. Alte emisii în atmosferă, care sunt legate de producţia de biogaz sunt:

• Hidrogenul sulfurat (H2S) este, probabil, substanţa din biogaz cu pericolul potenţial cel mai mare. Mai multe metode pot fi utilizate cu scopul de a reduce H2S din biogaz (de exemplu, aportul de aer sau purificarea biogazului);

• Azotul (N2) şi oxigenul (O2) pot fi prezente în cantităţi mici, dar aceste gaze nu sunt percepute ca pericol pentru mediu;

• Monoxidul de carbon (CO) poate fi de asemenea prezent în cantităţi minime, dar emisiile de CO sunt produse numai atunci când tot carbonul conţinut în deşeuri nu este oxidat la dioxid de carbon;

22

• Amoniacul (NH3) poate fi de asemenea prezent în cantităţi minime, dar cantitatea de amoniac este neglijabilă în comparaţie cu potenţialul de reducere a azotului în mediul rezultat din utilizarea de îngrăşământ bio îmbunătăţit, comparativ cu namolurile netratate.

În termeni de mediu, echilibrul energetic al unei instalaţii de biogaz este o reflectare a impactului asupra mediului. Cu cât este mai mic imputul de energie pentru producţia de materie primă şi pentru funcţionarea instalaţiei de biogaz, cu atât este mai mic impactul asupra mediului. Dimpotrivă, cu cât producţia de energie este mai mare, cu atât este mai bună protecţia mediului ca urmare a înlocuirii combustibililor fosili şi a poluării lor implicite.

3. Investigaţia făcută de către bănci

Punctul de plecare al unei investigaţii de finanţare de către bănci este întotdeauna o descriere globală a proiectului. Băncile oferă formulare pentru cererea de împrumut, cu scopul de a ajuta solicitantul să colecteze toate informaţiile necesare pentru ancheta internă de finanţare a băncii.

Băncile analizează documentele şi vor solicita informaţii suplimentare, dacă este necesar. Pe baza evaluării tuturor documentelor, băncile sunt în măsură să evalueze factorii de risc şi solvabilitatea proiectelor de biogaz. În cazul în care creditul este acordat solicitantul este obligat prin contract la un acord de credit al băncii. Plăţile vor fi efectuate în funcţie de progresele înregistrate în construcţia instalaţiei de biogaz.

Lista de mai jos oferă o privire de ansamblu asupra documentelor necesare de obicei pentru investigaţia de finanţare de către bănci:

• Descrierea în întregime a proiectului

• Propunere din partea furnizorului instalaţiei de biogaz sau a proiectantului

• Planul de afaceri

• Avizele necesare pentru implementarea instalaţiei de biogaz

• Contractele de achiziţie a materiei prime

• Contractele de injecţie în reţea pentru energia electrică produsă sau pentru biogazul îmbunătăţit (biometan)

• Contractele pentru utilizarea căldurii reziduale

Majoritatea băncilor evaluează proiectele de biogaz în conformitate cu criteriile de evaluare ale standardelor de finanţare a proiectelor (pe baza unei analize a fluxului de numerar). Băncile fac distincţie între instalaţiile agricole de biogaz finanţate de către agricultori şi instalaţiile de biogaz finanţate de către investitori. Investitorii se aşteaptă în mod normal, la o rentabilitate mai mare a investiţiilor (mai mult de 10%) decât agricultorii. Agricultorii, în general, de asemenea, finanţează proiecte de biogaz cu rentabilităţii financiare mai mici,

23

datorită altor avantaje ale proiectelor de biogaz pentru fermele lor (managementul nutrienţilor, utilizarea gunoiului de grajd...).

Identificarea / Calcularea cerinţelor de finanţare

Costurile investiţiei sunt determinate exhaustiv pentru evaluarea cerinţelor financiare. Cea mai mare parte a investiţiei include costurile pentru digestor şi tehnologia pentru gaz cu CHP (cogenerare). Costurile suplimentare trebuie să fie alocate pentru sistemele de alimentare, silozuri de depozitare, conexiune la reţeaua de energie electrică şi de gaze naturale, infrastructura şi alte echipamente tehnice, costurile pentru realizarea proiectului, de planificare şi inginerie, consultanţă juridică şi fiscală, notar şi taxele de cadastru, taxele bancare, precum şi o posibilă disagio. Aceste costuri suplimentare reprezintă o sumă considerabilă din investiţia iniţială totală.

În plus, este necesar să se planifice echipamentele operaţionale, exact. O lipsa de venituri în timpul pornirii instalaţiei de biogaz este luate în calcul în mod normal. Astfel, rambursarea creditului începe, în general, după primul an de funcţionare sau al doilea. O privire de ansamblu asupra lichidităţii financiare pe durata proiectului este dată în figura următoare.

Privire de ansamblu asupra lichidităţii financiare pe durata proiectului

Ponderea de capital propriu necesară (inclusiv pentru activităţi interne) pentru instalaţiile de biogaz finanţate prin finanţare de proiect ar trebui să fie de cel puţin 20%,

24

iar în medie între 20 şi 30% din investiţia totală. Capitalul propriu necesar se calculează individual pentru fiecare proiect.

Creditele pentru proiecte de biogaz au în mod normal, o perioadă de finanţare maximă de 15 ani, cu o perioada de graţie de la 1 la 2 ani.

Condiţiile de finanţare (de exemplu, ratele dobânzilor) sunt definite în funcţie de riscul financiar al proiectului. Structura de finanţare a unui proiect de biogaz în Germania este, în general, optimizată prin implicarea de credite cu dobânzi avantajoase de la KfW-Bankengruppe, Banca Europeană de Investiţii, Consiliul Băncii Europene de Dezvoltare, sau de la Landwirtschaftliche Rentenbank.

O bună imagine de ansamblu despre o structură de investiţie comună şi de cost de finanţare a unei instalaţii de biogaz de 200 kWe este dat de următoarele două diagrame.

Exemplu de structura de cost al investiţiei pentru o instalaţie de biogaz agricol tipic în Germania (200 kWe)

Exemplu de structura de cost al finanţării pentru o instalaţie de biogaz agricol tipic în Germania (200 kWe)

25

4. Calculul economic

Cu scopul de a propune o opţiune de finanţare adecvată, adaptată la nevoile specifice ale proiectului, bancile solicită toate documentele cu privire la conceptul tehnic al instalaţiei de biogaz planificate şi calculul său economic. Acest calcul cuprinde un calcul al costurilor, precum şi un calcul al beneficiilor. Calculul costului include toate costurile de investiţii, cheltuielile anuale, costurile de operare şi costurile de întreţinere, precum şi costurile de finanţare.

În general, băncile fac un calcul dur folosind ipoteze comune pentru poziţii de cost specifice pentru a identifica cerinţele financiare ale unui proiect. Tabelul următor furnizează ipotezele generale utilizate în mod obişnuit pentru a identifica cerinţele de finanţare a proiectelor de biogaz.

Valori estimative pentru calculul economic a instalaţiilor de biogaz în Germania1

Investiţia iniţială Costurile investiţiei iniţiale pentru o instalaţie de biogas agricol de 150 - 500 kWe sunt cuprinse între 3 000 şi 4 000 €/kWe. Instalaţiile de biogaz, cu o capacitate mai mare de 500 kWe necesită, în general, investiţii specifice mai mici.

Costurile de operare Costurile pentru personalul de exploatare al instalaţiei de biogaz pot fi estimate între 0,5 şi 1,5 €cenţi/kWe. sau: de la 9,6 ore de lucru per kWe şi an (75kWe) la 4 ore de lucru per kWe şi an (1 000 kWe)

Costurile de întreţinere

Costurile de întreţinere includ o rezervă pentru investiţii de înlocuire (de exemplu, CHP necesită o revizie generală după 6 ani) şi poate fi estimat la 2,5 €cenţi/kWh.

Costurile de asigurare Costurile de asigurare sunt în mod normal de la 0,5 la 1% din costul total al investiţiei (pentru un an).

Consumul propriu de electricitate

Poate fi estimat la 7% din energia electrică produsă utilizată pentru consumul electric propriu.

Costurile pentru energia electrică, nu cea generată de

1 Valorile estimative pot varia de la ţară la ţară.

26

instalaţia proprie, sunt de 15 €Cent/kWh.

Costul de leasing pentru terenul agricol

În funcţie de regiune. Necesar să se ia în considerare dacă sunt cultivate culturi energetice de către proprietarul instalaţiei de biogaz şi nu pe terenul său propriu.

Alte costuri De exemplu pentru managementul afacerii.

Ore de funcţionare la capacitate maximă a CHP

Media de ore de funcţionare la capacitate maximă este de la 7 500 la 8 000 ore/an.

Costurile cu materia primă

Costurile cu materia primă în Germania se calculează în mod normal în funcţie de randamentul echivalent de gaze din siloz de porumb, la:

35 €/t (FM = materie proaspătă) siloz de porumb

Figura următoare oferă o privire de ansamblu asupra economiei efectului scării asupra investiţiei iniţiale în funcţie de mărimea instalaţiei de biogaz. Graficul a fost elaborat cu valori generale calculate pe baza investiţiei medii pentru instalaţii de biogaz germane.

Investiţia iniţială funcţie de capacitatea instalaţiei de biogaz [€/kWe]

27

5. Lista de control al finanţării

Lista de control al finanţării

1. Capital propriu

Ponderea capitalului propriu:

Tipul capitalului propriu:

O Capital propriu de la operatorul instalaţiei / de la compania proiectului

O Subvenţii de la: Suma finanţată:

O Capital de la fonduri de investiţii, total:

O Decizia de aprobare a subvenţiei este aprobată.

2. Costuri

Sunt luate în considerare următoarele costuri, structurate în conformitate cu etapele proiectului:

Faza de proiectare:

O Costuri pentru proiectare

O Costuri pentru autorizare

O Costuri pentru studiile de impact de mediu (dacă este necesar)

O Costuri pentru conectarea la reţea

O Taxe pentru dezvoltare

Faza de construcţie:

O Costuri de investiţie digestor

O Costuri de investiţie CHP

O Costuri de investiţie alte componente tehnologice

28

Faza de punere în funcţiune:

O Extra-costuri pentru electricitate şi căldură în timpul punerii în funcţiune

O Calculul celor mai mici venituri din vânzarea de energie electrică

O Costuri pentru inoculare (dacă este necesară)

Faza de exploatare:

Costuri pentru transportul materiei prime O Costuri de administrare O

Costuri pentru cultivarea de culturi energetice (daca sunt necesare) O Costuri pentru contabilitate O

Pentru electricitate şi căldură de proces O Taxe pentru contoarele electrice O

Costuri pentru transportul digestatului O Taxe pentru avocaţi O

Costuri de întreţinere O

Costuri de leasing pentru terenul agricol O

Asigurare O

Costuri pentru muncă O Alte costuri O

3. Venituri

Sunt considerate în calculaţie următoarele venituri:

O Economii prin consumul de energie electric proprie

O Economii prin consumul de căldură proprie

O Venituri din vânzarea de electricitate

O Venituri din vânzarea de căldură

O Venituri din vânzarea de digestat

O Venituri de la managementul deşeurilor

29

Anexa: Examplu de formular pentru o cerere de credit2

1. Applicant Full name Street, postal code, city Telephone

Fax

Cell phone

eMail - Address

Profession o Farmer o Employee o Self-employee o Other: _________________________ The operation and technical controlling of the plant is supervised by the following person:

Name Relation to plant operator (e. g. son,

long-time employee etc.) Expertise in the field of biogas (e. g. by training, internship etc.)

Please name your motivation for constructing of a biogas plant: Which changes in your business do you expect?

2 Source: D. Rutz, et al (2010): Criteria to assess biogas investments: Guidelines for financing institutes and investors

30

2. Planned biogas plant Type of installation: Plant for dedicated energy crops in conformity of EEG: o yes o no Utilisation of heat: o no o yes Technical details: o Purchase of a turn-key facility provided by the manufacturer: _______________________________________ o Purchase of a facility composed of equipment from different suppliers. Name of planner of the overall concept: _____________________________________________ Construction management is done by: o applicant o planner o ______________________________ Fermenters and storage facilities: number manufacturer design (e.g.

concrete, steel etc.)

capacity per unit [m3]

already existing

slurry storage

o

silo for feedstock

o

main fermenter

o

secondary fermenter

o

digestate storage

o

Stirring technology: number of stirrers type of stirrers manufacturer

Combined heat and power plants: number manufacturer kW per unit guaranteed efficiency design o gas engine

o pilot injection engine

o gas engine o pilot injection engine

consumer of heat kWh/a

31

Micro-biology: Biological control o by plant operator o with support of manufacturer and operation

o laboratory contract with _______________________________________________ Location: exact address (street, postal code, city) as well as plot number

land owner (Name, Address) Entries in the land register of the plant location (e.g. land charge, right of way, ect.)

Existing buildings: o No o yes: _____________________________________________________________ Access to public streets: o No o yes Available agricultural land and number of animals of the applicant: total area (ha) percentage of own property percentage of leased

property arable land

grassland

species number type of animal breeding animals

Feedstock: type supplier available

amount/year (t) price/t in Euro cost per year

3. Cost and financing plan

32

Cost for

Financed by

Explanation of cost and financing plan:

1) Other costs

2) Origin of equity capital

3) Incentives

4) Own labour contribution

5) Other loans

Construction timetable:

planning €

CHP plant €

fermenter €

stirring technology €

electronic components €

liquidity reserve €

other €

=sum of costs €

equity capital €

incentives, support €

own resources €

other loans €

=sum of financing €

other costs caused by costs in Euro

- interst rate during construction phase

- charges, additional costs

- costs of first substrate charge

-

-

-

-

-

incentive donors submission date date of approval

- - -

- - -

type of labour value in Euro

-

-

-

loan provider interest rate planned payback date

33

4. Required documentation

For the credit application copies of the following documents are required. Please provide additional information if

necessary.

Type of documents:

Personal documentation in case of natural person / companies constituted

under civil law is attached submission date

Confidential personal information according to the forms (each shareholder) o ____________

Last three income tax returns (each shareholder) o ____________

Last three payslips (each shareholder) or last three annual balance sheets o ____________

Tabular CV (in case of civil law association: only executive director) o ____________

Company contract o ____________

Personal documentation in case of legal person (private limited partnership, limited company,

corporation, ect.)

Last three balance sheets as well as recent business analysis o ____________

Tabular CV of the executive director o ____________

Confidential personal information of the executive director o ____________

Abstract of the commercial register o ____________

Project documentation

Land register map (including plot identification and subscription of the plant) o ____________

Recent abstract of register of real estate of plant location o ____________

Leasing contract (in case the applicant is not the land owner) o ____________

Insurance offer (e.g. machinery breakage, business interruption, public liability) o ____________

Details of the cost – and financing plan o ____________

Offers for all relevant parts of the plant o ____________

Contract of heat delivery and heat quantity (in case of heat utilization) o ____________

Economic efficiency calculation o ____________

Commitment of grid access by electricity distributor o ____________

Building permission and other permissions required to build and operate the plant o ____________

Substrate delivery – and contracts for sale of digestate o ____________

starting date of the construction finalisation date of the construction