Prace przedprojektowe w zakresie przedsięwzięcia pn Prace przedprojektowe w zakresie przedsięwzięcia pn.: Produkcja biogazu i recykling składników odżywczych z odpadów organicznych w Zabrzu Wisła, luty 2014

PLAN PREZENTACJI: SAVONA PROJECT Sp. z o.o. - wykonawca prac przedprojektowych Cel i zakres prac przedprojektowych Aktualny stan zaawansowania prac Analiza dostępnych substratów – wstępne wyniki Zagadnienia problemowe

WYKONAWCA PRAC PRZEDPROJEKTOWYCH SAVONA PROJECT Sp. z o.o. WYKONAWCA PRAC PRZEDPROJEKTOWYCH

Poprzez efektywne rozwiązania służące ochronie środowiska i poszanowaniu energii, pomagamy naszym Klientom osiągać założone cele PODSTAWOWE FAKTY: Firma konsultingowa i inżynieryjna, Na rynku od 2008 roku, Forma prawna: Spółka z ograniczoną działalnością, Doświadczenie w branży: udział w przygotowaniu kilkudziesięciu projektów związanych z gospodarką odpadową lub osadową oraz energetyką na terenie Polski.

DZIEDZINA (obszar działania): Instalacje stabilizacji OŚ z możliwością wykorzystania biogazu; Zakłądy termicznego przekształcania OŚ; Instalacje suszenia OŚ Instalacje (ITPOK, MBT, inne instalacje termicznego przekształcania); Systemy gospodarowania odpadami w gminach i regionach OSADY ŚCIEKOWE ENERGIA ODNAWIALNA EFEKTYWNOŚĆ ENERGETYCZNA CHP ODPADY Skojarzona produkcja energii elektrycznej i ciepła Biogazownie komunalne, rolnicze i przemysłowe; Instalacje kogeneracyjne spalanie biomasy; Farmy wiatrowe i fotowoltaiczne

ZAKRES DZIAŁANIA: Przygotowanie Przedsięwzięć Inwestycyjnych Projektowanie Realizacja (Wdrożenie Przedsięwzięcia) Eksploatacja Przedsięwzięcia Definiowanie i planowanie projektów Dokumentacja projektowa Przygotowanie i prowadzenie procedur przetargowych Przeprowadzanie audytów Dokumentacja środowiskowa - Oceny, Raporty, pozwolenia zintegrowane, analizy BAT Dokumentacja techniczna Zarządzanie projektami inwestycyjnymi Optymalizacja procesów przemysłowych Kompletacja wybranych dostaw urządzeń i linii technologicznych

CEL I ZAKRES PRAC PRZEDPROJEKTOWYCH ORAZ AKTUALNY STAN ZAAWANSOWANIA PRAC

Celem prac przedprojektowych jest przygotowanie koncepcji biogazowni MOSiR w Zabrzu ZAKRES PRAC PRZEDPROJEKTOWYCH: Ocena lokalizacji przedsięwzięcia Analiza istniejącej infrastruktury Istniejące i planowane zagospodarowanie terenu Dokumentacja geologiczna i hydrogeologiczna Analiza opcji technologicznych Program funkcjonalno-użytkowy Uzyskanie decyzji o uwarunkowaniach środowiskowych.

ZAAWANSOWANIE PRAC PRZEDPROJEKTOWYCH: Opracowana karta informacyjna przedsięwzięcia zawierająca: Ocenę lokalizacji przedsięwzięcia Analizę istniejącej infrastruktury Istniejące i planowane zagospodarowanie terenu Opracowany projekt robót geologicznych Analiza dostępnych substratów Zapytania ofertowe i oferty technologiczne Procedury administracyjne: Złożony wniosek o wydanie „decyzji środowiskowej” Złożony wniosek o zatwierdzenie projektu robót geologicznych

LOKALIZACJA: Legenda: 1. Istniejące Miejskie Składowisko Odpadów Komunalnych; 2. Teren planowanej inwestycji; 3. Regionalna Instalacja Przetwarzania Odpadów Komunalnych w Zabrzu.

INFRASTRUKTURA: Istniejąca infrastruktura elektroenergetyczna: Linia wysokie napięcia 110 kV, Stacja energetyczna SN/nN 6/0,4kV. Istniejąca infrastruktura gazowa: Sieć Polskiej Spółki Gazownictwa Oddział w Zabrzu - gazociąg stalowy DN 400 pracujący pod ciśnieniem roboczym do 2,8 bar. Istniejąca infrastruktura wodociągowa: Sieć Górnośląskiego Przedsiębiorstwa Wodociągów - istniejący punkt odbioru wody pn: „ul. Cmentarna – wysypisko”.

PLANOWANE OPCJE WYKORZYSTANIA BIOGAZU: Biogazowania - Produkcja biogazu Oczyszczanie Spalanie - Produkcja energii elektrycznej i cieplnej Wzbogacanie biogazu do biometanu Wtłaczanie biometanu do sieci gazowej Biometan jako paliwo w pojazdach

SCHEMAT IDEOWY PLANOWANEJ BIOGAZOWNI:

ANALIZA DOSTĘPNYCH SUBSTRATÓW – WSTĘPNE WYNIKI

WYJŚCIOWY POTENCJAŁ SUBSTRATÓW – 224 700 Mg/r:

METODYKA OPTYMALIZACJI MIXU SUBSTRATÓW DLA OSIĄGNIĘCIA ZAŁOŻONEJ MOCY BIOGAZOWNI 1 MWel: I etap selekcji – ocena następujących kryteriów: Potencjał produkcyjny, Efektywność ekonomiczna, Zawartość wody i substancji organicznych, Ryzyko procesowe i uciążliwości związane z transportem, II etap selekcji – mix substratów generujących przychód „na bramie”, III etap selekcji – uzupełnienie mixu substratami generującymi koszty „na bramie”.

POTENCJAŁ PRODUKCYJNY SUBSTRATÓW [MWel]:

ZAŁOŻONA WIELKOŚĆ BIOGAZOWNI – 1 MWel PRODUKCJA ENERGII W CHP: Czas pracy biogazowni – 8 760 h/rok Dyspozycyjność CHP – 90% czasu pracy biogazowni Sprawność wytwarzania energii elektrycznej - 39% Zawartość metanu w biogazie – 59% POTENCJAŁ PRODUKCYJNY WSZYSTKICH SUBSTRATÓW WYRAŻONY JAKO MOC ELEKTRYCZNA CHP 4,3 MWel ZAŁOŻONA WIELKOŚĆ BIOGAZOWNI – 1 MWel Ocena substratów wg założonych kryteriów

EFEKTYWNOŚĆ EKONOMICZNA POTENCJALNYCH SUBSTRATÓW „NA BRAMIE”: Ceny za odbiór odpadów; Koszty pozyskania substratów; Koszty transportowe; Jednostkowy wskaźnik produkcji biogazu [m3/Mg].

EFEKTYWNOŚĆ EKONOMICZNA SUBSTRATÓW [PLN/m3BIOGAZU]:

I ETAP SELEKCJI SUBSTRATÓW: Potencjał produkcyjny Efektywność ekonomiczna „na bramie” Zawartość wody i substancji organicznej Ryzyko procesowe i uciążliwości transportowe Kwalifikacja "-/0/+" "TAK/NIE" Przeterminowana żywność + TAK Flaki, pierze, krew - NIE Resztki warzyw Odpady kuchenne 1   Odpady kuchenne 2 Odpady kuchenne 3 Przepalony olej Gnojowica świnska Serwatka Odpady poubojowe Obornik ptasi, kurzy 1 Obornik ptasi, kurzy 2 Padlina kurza, padlina, odpady kat. 2 i 3 Padłe indyki Odpady poubojowe i osady z oczyszczalni Wytłoki browarnicze Obornik świński Stary chleb, odpady piekarnicze Ciastka i ciasto Odseparowana tkanka tłuszczowa Obornik koński SUBSTRATY WYBRANE DO II ETAPU:

Potencjał produkcyjny SUBSTRATY WYSELEKCJONOWANE DO II ETAPU WRAZ Z ICH POTENCJAŁEM PRODUKCYJNYM: Substrat Potencjał produkcyjny kWel Przeterminowana żywność, resztki warzyw, odpady kuchenne 1-3 280 Stary chleb, odpady piekarnicze 71 Odpady poubojowe i osady z oczyszczalni 238 Wytłoki browarnicze 1 833 Gnojowica świńska 721 Suma 3 143 Potencjał substratów generujących przychód ‚na bramie” – 588 kWel Potencjał substratów generujących koszt „na bramie” – 2 555 kWel

II ETAP SELEKCJI SUBSTRATÓW: Optymalizacji składu substratów dokonywano w 3 wariantach symulacyjnych. W wariancie 1: W pierwszej kolejności do mixu substratowego przyjęto substraty i odpady generujące przychód „na bramie” Dla bezpieczeństwa w modelu biznesowym założono wykorzystanie 50% potencjału masowego w/w substratów MOC ELEKTRYCZNA CHP OSIĄGANA Z W/W SUBTRATÓW WYNOSI: 0,3 MWel SPOŚRÓD SUBSTRATÓW GENERUJĄCYCH KOSZT „NA BRAMIE” (GNOJOWICA ŚWIŃSKA, WYTŁOKI BROWARNICZE) NALEŻY DOBRAĆ ILOŚĆ UMOŻLIWIAJĄCĄ OSIĄGNIĘCIE MOCY 0,7 MWel

III ETAP SELEKCJI SUBSTRATÓW: W wariancie 1 symulacji przyjęto następujące założenia: W pierwszej kolejności założono uzupełnienie strumienia wytłokami browarniczymi, które charakteryzują się wyższą niż gnojowica efektywnością ekonomiczną „na bramie”. Uzupełnienie strumienia gnojowicą przyjęto w takiej proporcji aby uzyskać na wejściu do biogazowni zawartość suchej masy około 20%. Gnojowica będzie stanowić główne źródło wody procesowej, która dodatkowo jest recyrkulowana w instalacji biogazowni.

III ETAP SELEKCJI SUBSTRATÓW: Ilość substratów Procent suchej masy poszczególnych substratów Jednostkowe wskaźniki produkcji biogazu Wielkość produkcji biogazu Jednostkowe koszty "na bramie" Roczne koszty "na bramie" Moc elektryczna Mg/rok % m3/Mg m3/rok PLN/Mg PLN/rok kWel Przeterminowana żywność 2 338 27,0% 110 257 202 200 467 640 67 Resztki warzyw 54 25,0% 60 3 240 100 5 400 1 Odpady kuchenne 1 1 427 18,0% 190 271 149 142 710 71 Odpady kuchenne 2 2 15,6% 150 270 180 0,1 Odpady kuchenne 3 18 14,4% 120 2 160 1 800 Gnojowica świńska 18 360 6,6% 30 550 800 -35 -642 600 144 Odpady poubojowe i osady z oczyszczalni 30,0% 140 453 600 648 000 119 Wytłoki browarnicze 18 350 2 569 000 -150 -2 752 500 673 Stary chleb, odpady piekarnicze 174 780 135 720 17 400 36 Suma 43 963   4 243 141 -2 111 970 1 111

III ETAP SELEKCJI SUBSTRATÓW: WARIANT 1 Biogazownia 1 MW – roczne ilości substratów w Mg Biogazownia 1 MW – udział w produkcji energii Procent suchej masy mixu substratowego Moc CHP dla mixu z uwzględnieniem czasu pracy silnika Dobowa ilość substratów Koszt 1 m3 biogazu ("na bramie”) % kWel Mg/d PLN/m3 19,65% 1 000 120 -0,50

III ETAP SELEKCJI SUBSTRATÓW: Spostrzeżenia dla konfiguracji wsadu w wariancie 1: Substraty generujące koszt „na bramie” stanowią około 83 % masowego strumienia substratów biogazowni. Substraty generujące koszt „na bramie” są źródłem około 73 % wyprodukowanego biogazu i energii. Źródłem wody dla biogazowni jest jeden z w/w substratów – gnojowica. W związku z tym jej ilość wynika głównie z zamiaru zapewnienia odpowiedniego stężenia suchej masy na wejściu. Udział w strumieniu masowym wynosi około 42% natomiast udział w wytwarzaniu energii to około 13%. Najistotniejszym substratem, warunkująca wielkość produkcji energii są wytłoki browarnicze (60% udziału w wytwarzaniu energii). Jest to substrat planowany do pozyskania od jednego dostawcy co w istotny sposób zwiększa ryzyko biznesowe przedsięwzięcia – brak dywersyfikacji. Alternatywnie dokonano symulacji pracy biogazowni przy założeniach - wariant 2: Wykorzystanie 50% potencjału masowego substratów generujących przychód „na bramie”. Uzupełnienie wsadu substratami kosztotwórczymi do mocy 0,5 MWel przy zachowaniu stężenia suchej masy około 20% na wejściu poprzez zastosowanie gnojowicy.

III ETAP SELEKCJI SUBSTRATÓW: WARIANT 2 Biogazownia 0,5 MW – roczne ilości substratów w Mg Biogazownia 0,5 MW – udział w produkcji energii Procent suchej masy mixu substratowego Moc CHP dla mixu z uwzględnieniem czasu pracy silnika Dobowa ilość substratów Koszt 1 m3 biogazu ("na bramie”) % kWel Mg/d PLN/m3 18,88% 500 59 0,09

III ETAP SELEKCJI SUBSTRATÓW: Przeprowadzona symulacja w wariancie 2 pozwala na następujące spostrzeżenia: Substraty generujące koszt „na bramie” stanowią około 66 % masowego strumienia substratów biogazowni. Substraty generujące koszt „na bramie” są źródłem około 47 % wyprodukowanego biogazu i energii. Źródłem wody dla biogazowni jest jeden z w/w substratów – gnojowica. Jej udział w strumieniu masowym wynosi 43%, w produkcji energii 13%. Udział w produkcji energii z wytłoków browarniczych zmniejszył się z ponad 60-ciu do 34%. Koszt wyprodukowania biogazu „na bramie” jest dodatni co oznacza przychód w tym punkcie bilansowym. Kolejna symulacja – wariant 3a, została dokonana przy założeniu pracy jednostki 0,5 MWel i wykorzystaniu potencjału rynkowego substratów przychodowych na poziomie 85%. Dodatkowo założono zakup jedynie gnojowicy jako źródła wody przy jednoczesnej rezygnacji z wytłoków.

III ETAP SELEKCJI SUBSTRATÓW: WARIANT 3a Biogazownia 0,5 MW – roczne ilości substratów w Mg Biogazownia 0,5 MW – udział w produkcji energii Procent suchej masy mixu substratowego Moc CHP dla mixu z uwzględnieniem czasu pracy silnika Dobowa ilość substratów Koszt 1 m3 biogazu ("na bramie”) % kWel Mg/d PLN/m3 19,32% 500 53 0,91

III ETAP SELEKCJI SUBSTRATÓW: Przeprowadzona symulacja w wariancie 3a pozwala na następujące spostrzeżenia: Substratem generującym koszt „na bramie” jest gnojowica stanowiąca około 36 % masowego strumienia substratów biogazowni i mająca około 10-cio procentowy udział w wytwarzaniu energii. Koszt wyprodukowania biogazu „na bramie” jest mocno dodatni co oznacza przychód w tym punkcie bilansowym. Źródłem wody dla biogazowni jest gnojowica, która może zostać zastąpiona (w całości lub części) przez wodę wodociągową i obiegową. Powyższe stwierdzenie stanowiło podstawę do obliczeń bilansowych w wariancie 3b, przy następujących założeniach: Cena wody wodociągowej – 5,0 PLN/m3 Ilość wody – 7 344 m3/rok co pozwala uzyskać zawartość suchej masy na poziomie ok. 18% Zakup 1 500 Mg/rok wytłoków browarniczych (7% strumienia masowego i 10% udziału w produkcji energii) W wyniku symulacji dla wariantu 3b uzyskano moc 0,5 MWel przy cenie 1 m3 biogazu „na bramie” wynoszącej 0,91 PLN

ZAGADNIENIA PROBLEMOWE: Przy założeniu „bezpiecznego” poziomu wykorzystania substratów generujących przychód „na bramie” – 50%, uzupełnienie wsadu do mocy 1 MWel wymaga dobrania znacznych ilości substratów kosztotwórczych, w efekcie czego: znaczna część wyprodukowanej energii (60%) zależy od kupowanych od jednego dostawcy wytłoków browarniczych co niesie ze sobą ryzyko zapewnienia dostaw w okresie eksploatacji biogazowni, koszt wyprodukowania 1 m3 biogazu liczony wg kosztów pozyskania substratów jest ujemny i wynosi - 0,50 PLN/m3 Dla w/w poziomu pozyskania substratów (50% potencjału rynkowego) wartym rozważenia jest uzupełnienie wsadu do wielkości biogazowni 0,5 MWel. Moc 0,5 MWel może zostać wygenerowana przy zastosowaniu substratów generujących przychód przy założeniu wykorzystania ich potencjału rynkowego na poziomie 85%. Opłacalność takiego przedsięwzięcia wyrażona jako koszt 1 m3 biogazu „na bramie” będzie zdecydowanie wyższa. Jako źródło wody i substrat stabilizujący proces można wykorzystywać gnojowicę lub uzyskiwać odpowiednie uwodnienie poprzez dodanie wody wodociągowej i uzupełnienie substratów poprzez np. zakup wytłoków.

DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ SAVONA PROJECT Sp. z o.o. ul. Słowackiego 33-37 33-100 Tarnów tel. 14 636 10 21 tel. 14 656 45 40 do 43 fax. 14 636 10 22 GSM 607 906 800 e-mail: biuro@savonaproject.pl Biuro w Krakowie ul. Ludwinowska 7/8 30-331 Kraków tel. 12 398 18 71 fax. 12 398 18 72 GSM 669 926 800 e-mail: biuro@savonaproject.pl