Analisi economica degli impianti per la produzione di biogas Opportunità e limiti alla luce dei nuovi incentivi dopo il 2013

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1 Martedì 13 Novembre 2012 Alessandro Ragazzoni Dipartimento di Scienze Agrarie (Dip.S.A.) Università di Bologna Analisi economica degli impianti per la produzione di biogas Opportunità e limiti alla luce dei nuovi incentivi dopo il 2013 Parte 1: Quadro normativo per l analisi economica Parte 2: Modello di valutazione economico finanziaria Parte 3: Scenari per il 2013 Parte 4: Alcune riflessioni di sintesi

2 Quadro di riferimento dell analisi OBIETTIVI VARIABILI PROGETTUALI a) COERENZA TRA POTENZA INSTALLATA E DISPONIBILITA DI BIOMASSA b) REDDITO COMPLEMENTARE PER L IMPRESA AGRO-ZOOTECNICA c) SOSTENIBILITA ECONOMICA PER L IMPRESA DOPO IL PERIODO DI INCENTIVAZIONE (A) BIOMASSA Costo colturale Prezzo di acquisto Contratti di affitto terreni Premium price (B) IMPIANTO Costo di realizzazione Costo di gestione e di esercizio Costo finanziario

3 Parte 1 QUADRO NORMATIVO PER L ANALISI ECONOMICA APPROVVIGIONAMENTO DELLA BIOMASSA ESERCIZIO DELL IMPIANTO PER BIOGAS PRODUZIONE DI ENERGIA GESTIONE DEL DIGESTATO ITER PROCEDURALE D.Lgs marzo 2011 DM 6 luglio 2012 CRITERI PER LE AUTORIZZAZIONI DEFINIZIONE DEI SOTTOPRODOTTI INCENTIVI FINANZIARI FISCALITA D IMPRESA

4 Quadro normativo: vincoli e criteri per un impianto agricolo (1) Autorizzazione (A) Semplice comunicazione POTENZA Kw Se non si alterano gli immobili (B) Procedura abilitativa semplificata (PAS) POTENZA kw In ogni caso kw In assetto cogenerativo (C) Autorizzazione unica Nel caso in cui non siano rispettati i vincoli precedenti Dal 2013 gli impianti con potenza > 100 kw dovranno essere registrati in una albo nazionale; la sommatoria della potenza installata non deve superare l obiettivo annuale (4) Incentivi fino al 31 dicembre 2012 Tariffa unica 0,28 euro/kwh dal 1 gennaio 2013 Incentivi differenziati per potenza e dieta Quadro normativo D.m. 205 (3 dicembre 2010) D.lgs. 28 (3 marzo 2011) D.m. 6 luglio 2012 (2) Fiscalità La cessione di energia elettrica ottenuta da fonte agricola con matrice proveniente prevalentemente dal fondo, effettuata da imprenditori agricoli rientra tra le attività connesse.. REDDITO AGRARIO Determinato in base alle rendite catastali dei terreni (Art. 32 T.U.I.R) (3) Sottoprodotti DM 3 dicembre 2010 n. 205 Dlgs 3 marzo 2011 n. 28 «possono essere sottoprodotti ( ): materiali fecali, vegetali provenienti da sfalci e potature di manutenzione del verde pubblico e privato, oppure da attività agricole, anche al di fuori del luogo di produzione, e ceduti a terzi, o utilizzati in impianti per produrre energia o calore, o biogas...».

5 Gli incentivi a partire dal 2013 Valorizzazione energia elettrica Tariffa omnicomprensiva: 0,28 euro/kwh fino al 31/12/2012 (< 1 MWe) Dal 2013? Decreto Ministero dello Sviluppo economico 6 luglio 2012 "Attuazione dell'art. 24 del decreto legislativo 3 marzo 2011, n. 28, recante incentivazione della produzione di energia elettrica da impianti a fonti rinnovabili diversi dai fotovoltaici" Durata di erogazione delle tariffe: 20 anni Tariffe incentivanti distinte per potenza installata e dieta di alimentazione POTENZA (kw): scaglioni 1< P < P < P < P P > DIETA: tipologia a) Prodotti di origine biologica b) Sottoprodotti di origine biologica c) Rifiuti organici (FORSU)

6 Tariffe per il settore del biogas e vita utile dal 1 gennaio 2013 FONTE RINNOVABILE BIOGAS TIPOLOGIA a)prodotti di origine biologica (esempio: COLTURE DEDICATE) b) Sottoprodotti di origine biologica (esempio: EFFLUENTI ZOOTECNICI) c) Rifiuti organici (ambito extraagricolo) POTENZA DURATA INCENTIVO INCENTIVO BASE INCREMENTO PER CHP (*) (kw) (anni) (euro/mwh) (euro/mwh) 1< P < P < P < P P > < P < P < P < P P > < P < P P > (*) CHP (Combined Heat and Power): si intende la produzione combinata di energia elettrica e termica: a tal proposito è proposto un incentivo per il recupero e l impiego reale dell energia termica.

7 Parte 2 MODELLO DI VALUTAZIONE ECONOMICA E FINANZIARIA APPROVVIGIONAMENTO DELLA BIOMASSA ESERCIZIO DELL IMPIANTO PER BIOGAS PRODUZIONE DI ENERGIA GESTIONE DEL DIGESTATO

8 1. Valutazione della biomassa A BIOMASSA BIOGAS ENERGIA DIGESTATO

9 Stima del costo di approvvigionamento della biomassa A B Costo colturale Costo unitario per energia elettrica (euro/kwh) 0,100 0,090 0,080 0,070 0,060 0,050 0,040 0,030 0,020 0, ,0 MAIS Costo unitario per energia elettrica (euro/kwh) 0, , / (320 55) = 0,085 Costo di affitto dei terreni extra aziendali 0, ,0 0, ,0 0, ,0 0, ,0 0, ,0 Costo affitto (euro/ettaro) 0, ,0 0, ,0 0, ,0 0,091 Costo affitto: 0,04-0,07 euro/kwh 1.500,0 SORGO Capitoli di spesa Alta Intensità Media Intensità Bassa Intensità Alta Intensità Media Intensità Bassa Intensità (euro/ha) (euro/ha) (euro/ha) (euro/ha) (euro/ha) (euro/ha) Preparazione terreno 484,00 484,00 384,00 519,00 477,00 377,00 Operazioni meccan. 605,5 575,5 575,5 432,5 372,5 347,5 Materie prime 909,05 614,9 502, ,5 295,5 TOTALE 1.998, , , , , ,00 Fonti: ns. elaborazione da indagini dirette Costo minimo di approvvigionamento della biomassa

10 Quota integrativa fabbisogno biomassa: reperimento esterno C Costo unitario per energia elettrica (euro/kwh) 0,220 0,200 0,180 0,160 0,140 0,120 0,100 Prezzo della biomassa in base al mercato dei cereali 0,097 0,113 0,129 0,145 0,161 0,177 0,194 0,210 Costo acquisto: 0,13-0,18 euro/kwh 0, ,0 175,0 200,0 225,0 250,0 275,0 300,0 325,0 Prezzo di mercato granella (euro/ton) Scenari Minimo (euro/kwh) Medio (euro/kwh) Massimo (euro/kwh) Produzione biomassa su terreni in proprietà 0,085 0,095 0,110 Produzione biomassa su terreni in affitto 0,120 0,150 0,180 Acquisto della biomassa in base al mercato dei cereali 0,130 0,155 0,180

11 2. Costi di realizzazione e di gestione dell impianto B BIOMASSA BIOGAS ENERGIA DIGESTATO

12 1) Costi di realizzazione dell impianto Campione di indagine (30 impianti) Stima della relazione tra potenza e costo euro/kw Costo unitario (euro/kw) C = (P/Po) 2/3 Co Partendo da un costo industriale, di 4,0 Mio euro per una potenza di kw, l intervallo di valori indicato dalle rilevazioni, appare in linea con il metodo della pratica impiantistica di scalare con un fattore di 2/ euro/kw Potenza (kw)

13 2) Costi di esercizio dell impianto A) Costi ordinari Capitoli di spesa Potenza elevata ( 1MW) Minimo (euro/kwh) Potenza ridotta (< 200 kw) Massimo (euro/kwh) - Gestione e manutenzione ordinaria impianto 0,015 0,020 - Full service cogeneratore 0,020 0,040 TOTALE: 0,035 0,060 B) Costi finanziari Coefficiente per la determinazione della rata del mutuo annuale (rq n ) (q n 1) dove: n = numero di anni r = saggio di interesse q = (1 + r) per cui la rata annuale risulta: x = costo impianto coefficiente Ipotesi di costo della rata annuale del mutuo (15 anni) Costo (euro/kw) 5,00% 5,50% 6,00% 6,50% 7,00% 7,50% 8,00% 4.000,0 0,048 0,050 0,051 0,053 0,055 0,057 0,058

14 3) Dinamica del costo totale di esercizio di un impianto a potenza crescente 0,200 0,175 0,145 euro/kwh 0,150 Finanziamento esterno Ammortamento capitale proprio Esercizio e gestione Costo (euro/kwh) 0,125 0,100 0,075 0,050 0,025 0,000 0,075 euro/kwh Potenza (kw) Fonti: nostra elaborazione da indagini aziendali e riferimenti bibliografici

15 3. Analisi dei ricavi dalla cessione dell energia elettrica C BIOMASSA BIOGAS ENERGIA DIGESTATO

16 Dinamica dei ricavi in base al tempo di funzionamento del cogeneratore Ricavi Prezzo energia Tempo di erogazione 0,28 euro/kwh ore/anno = euro/kw euro/kw Ricavi (euro/kw) Funzionamento (ore/anno)

17 4. Costi di gestione del digestato D BIOMASSA BIOGAS ENERGIA DIGESTATO Obiettivo: 1) Contenere i costi di trasporto finale del digestato: per l azienda agricola è un capitolo di spesa aggiuntivo; 2) Valorizzare il potere fertilizzante ed ammendante del digestato 3) Produrre attraverso la separazione due fasi distinte: una solida palabile ed una liquida chiarificata.

18 Costo di trasporto La stima è impostata considerando il trasporto dell insilato di mais all impianto (26 ton/kw) ed il costo per la gestione del digestato eventualmente al di fuori dei terreni aziendali (40 ton/kw). Costo trasporto (euro/t) = [quota fissa + (quota variabile distanza)]/carico vettore Ad esempio per una distanza di 15 chilometri: 60 euro quota fissa + (1 euro/km quota variabile 15) = 3,75 euro/ton 20 t (carico vettore) TRASPORTO Costo unitario di trasporto (euro/kwh) 0,100 0,090 0,080 0,070 0,060 0,050 0,040 0,030 0,020 0,010 0,000 Digestato Biomassa 0,091 0,082 0,073 0,064 0,055 0,046 0,036 0,027 0,018 0,009 0,000 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 Costo unitario di trasporto (euro/ton) Costo trasporto: da 0,04 a 0,06 euro/kwh

19 Trattamento del digestato: separazione solido-liquida delle fasi FERTIRRIGAZIONE In un processo cosiddetto umido, la fermentazione è eseguita in presenza di una matrice con circa il 10% di solidi totali FASE LIQUIDA: 80% FASE SOLIDA: 20% ~ ton/kw TERRENI EXTRA AZIENDALI Foto WAMGROUP

20 Parte 3 SCENARI PER IL 2013 APPROVVIGIONAMENTO DELLA BIOMASSA ESERCIZIO DELL IMPIANTO PER BIOGAS PRODUZIONE DI ENERGIA GESTIONE DEL DIGESTATO

21 Ipotesi progettuali considerate nel modello di valutazione economica Categorie delle tariffe incentivanti Durata di erogazione delle tariffe: 20 anni Potenza Da 1 a 300 Dieta Prodotti di origine biologica Potenza Da 1 a 300 Dieta Sottoprodotti di origine biologica Potenza Da 300 a 600 Dieta Prodotti di origine biologica Potenza Da 300 a 600 Dieta Sottoprodotti di origine biologica Potenza Da 600 a Dieta Prodotti di origine biologica Potenza Da 600 a Dieta Sottoprodotti di origine biologica SCENARI PROGETTUALI SCENARIO 1 SCENARIO 2 SCENARIO 3 SCENARIO 4 Potenza crescente Potenza crescente Potenza crescente Potenza crescente (100 > 999 kw) (100 > 999 kw) (100 > 999 kw) (100 > 999 kw) Dieta: insilato di mais prodotto in azienda ed extra-aziendale Dieta: insilato di mais prodotto in azienda Dieta: refluo zootecnico Dieta: refluo zootecnico e insilato di mais prodotto in azienda

22 Scenario A: dieta composta da insilati di cereali aziendali ed extra-aziendali COSTI COSTI DI GESTIONE: BIOMASSA ED IMPIANTO - Acquisto esterno del 5% di biomassa ogni 90 kw incrementali di potenza; - Costo di trasporto relativo solo per la biomassa esterna e per il conferimento del digestato. Fonti: nostra elaborazione da indagini aziendali e riferimenti bibliografici

23 REDDITIVITA COSTI DI GESTIONE: BIOMASSA ED IMPIANTO - Acquisto esterno del 5% di biomassa ogni 90 kw incrementali di potenza; - Costo di trasporto relativo solo per la biomassa esterna e per il conferimento del digestato. 0,300 Costo TOTALE Ricavi energia elettrica Ricavi energia termica 0,250 Valori unitari (euro/kwh) 0,200 0,150 0,100 0,050 0, Potenza installata (kw)

24 Scenario B: dieta composta da insilato di mais prodotto in azienda COSTI COSTI DI GESTIONE: BIOMASSA ED IMPIANTO - Utilizzo di solo prodotto aziendale; - Costo di trasporto relativo solo alla fase solida del digestato da trasportare fuori azienda per una quota del 50%. Fonti: nostra elaborazione da indagini aziendali e riferimenti bibliografici

25 REDDITIVITA COSTI DI GESTIONE: BIOMASSA ED IMPIANTO - Utilizzo di solo prodotto aziendale; - Costo di trasporto relativo solo alla fase solida del digestato da trasportare fuori azienda per una quota del 50%. 0,300 Costo TOTALE Ricavi energia elettrica Ricavi energia termica 0,250 Valori unitari (euro/kwh) 0,200 0,150 0,100 0,050 0, Potenza installata (kw)

26 Scenario C: dieta composta da reflui zootecnici COSTI COSTI DI GESTIONE: BIOMASSA ED IMPIANTO - Utilizzo di soli reflui aziendali; - Costo di trasporto relativo solo alla fase solida del digestato da trasportare fuori azienda; - Valorizzazione del refluo in base al potere fertilizzante. 0,250 Costo unitario (euro/kwh) 0,200 0,150 0,100 0,199 0,171 0,157 0,148 0,142 0,137 0,133 Costo BIOMASSA Costo IMPIANTO Costo TRASPORTO Costo totale 0,050 0, Potenza crescente ( kw) Fonti: nostra elaborazione da indagini aziendali e riferimenti bibliografici

27 REDDITIVITA COSTI DI GESTIONE: BIOMASSA ED IMPIANTO - Utilizzo di soli reflui aziendali; - Costo di trasporto relativo solo alla fase solida del digestato da trasportare fuori azienda; - Valorizzazione del refluo in base al potere fertilizzante. 0,300 Costo TOTALE Ricavi energia elettrica Ricavi energia termica 0,250 Valori unitari (euro/kwh) 0,200 0,150 0,100 0,050 0, Potenza installata (kw)

28 Scenario D: dieta composta da refluo zootecnico e insilato di mais (max 30%) COSTI Si pone come ipotesi che nel caso di impiego di una quota di insilato di mais < 30% della dieta totale, si ottengano gli incentivi per gli impianti alimentati a sottoprodotti. COSTI DI GESTIONE: BIOMASSA ED IMPIANTO - Utilizzo di solo prodotto aziendale sia refluo, sia insilato; - Costo di trasporto relativo solo alla fase solida del digestato da trasportare fuori azienda per una quota del 50%. 0,250 Costo unitario (euro/kwh) 0,200 0,150 0,100 0,209 0,187 0,173 0,164 0,157 0,152 0,148 Costo BIOMASSA Costo IMPIANTO Costo TRASPORTO Costo totale 0,050 0, Potenza crescente ( kw) Fonti: nostra elaborazione da indagini aziendali e riferimenti bibliografici

29 REDDITIVITA COSTI DI GESTIONE: BIOMASSA ED IMPIANTO - Utilizzo di solo prodotto aziendale sia refluo, sia insilato; - Costo di trasporto relativo solo alla fase solida del digestato da trasportare fuori azienda per una quota del 50%. 0,300 Costo TOTALE Ricavi energia elettrica Ricavi energia termica 0,250 Valori unitari (euro/kwh) 0,200 0,150 0,100 0,050 0, Potenza installata (kw)

30 Parte 4 ALCUNE RIFLESSIONI FINALI APPROVVIGIONAMENTO DELLA BIOMASSA ESERCIZIO DELL IMPIANTO PER BIOGAS PRODUZIONE DI ENERGIA GESTIONE DEL DIGESTATO

31 1. Strategie per il territorio rurale (A) Il contributo dell attività agro-zootecnica per le emissioni in atmosfera Ammoniaca Protossido di N Metano PM 10 secondario

32 (B) Annualmente si producono circa 180 milioni di ton/a di liquami animali da una consistenza di circa 15/18 milioni di capi bovini e suini Emissioni di ammoniaca nella pianura padana NH 3 USO AGRONOMICO DEGLI EFFLUENTI DI ALLEVAMENTO

33 (C) Il costo dei fertilizzanti di sintesi è in linea con l andamento del prezzo del petrolio

34 Filiera integrata zootecnica Allevamento zootecnico Azienda agricola Allevamento zootecnico CONSORZIO DI TRATTAMENTO REFLUI E SCARTI AGRO-ZOOTECNICI Azienda agricola Allevamento zootecnico DIGESTORE ANAEROBICO Digestato IMPIANTO COGENERAZIONE LEGENDA: Flusso del refluo Flusso di energia Flusso di digestato ENERGIA TERMICA ENERGIA ELETTRICA

35 2. Strategie di impresa Strategia A Strategia B COSTANTE L imprenditore fissa una costante nel progetto: a) la potenza da installare; ovvero, b) la disponibilità reale di biomassa in azienda. POTENZA IMPIANTO BIOMASSA VARIABILE In relazione della costante fissata (potenza o biomassa) l imprenditore deve impostare la filiera con gradi di rischio differenti: a) reperimento della biomassa necessaria per il funzionamento della potenza installata; ovvero, b) realizzare un impianto di potenza congrua alla disponibilità reale di biomassa in azienda. BIOMASSA POTENZA IMPIANTO Reddito di impresa Reddito di impresa LIVELLO DI RISCHIO ALTO BASSO

36 Punti di forza ( )e di debolezza ( )nella progettazione di un impianto CARATTERISTICHE VARIABILI BIOMASSA COLTURE DEDICATE (kw/ha) REFLUI ZOOTECNICI SOTTOPRODOTTI Cereali (> 40% UR) (55 t/ha) (340 kwh/t)/(7.500 ore) = almeno 0,10 euro/kwh INTERESSANTE Solo premium price (0,03 euro/kwh) INTERESSANTE Solo premium price (0,03 euro/kwh) D F F TRASPORTO da 0,02 euro/kwh a 0,04 euro/kwh D CARATTERISTICHE VARIABILI IMPIANTO POTENZA INSTALLATA RIDOTTA POTENZA INSTALLATA ELEVATA COSTI DI REALIZZAZIONE BASSI COSTI DI REALIZZAZIONE ELEVATI RIDOTTA < 300 Kw ELEVATA > 600 kw BASSI: euro/kw (circa 999 kw) ELEVATI: euro/kw (circa 100 kw) F D F D DISMISSIONE PROBABILE DOPO LA FINE DEGLI INCENTIVI PER GLI IMPIANTI ALIMENTATI A INSILATI DI CEREALI D

37 ENERGIA CARATTERISTICHE PRODUZIONE ELETTRICA PRODUZIONE TERMICA INCENTIVI E RISORSE FINANZIARIE VARIABILI IN OGNI SITUAZIONE DIFFICILE IL RECUPERO TARIFFA OMNICOMPRENSIVA Significativi cambiamenti dopo il 2013 F D Prodotto di risulta del processo TRASPORTO da 0,02 euro/kwh a 0,04 euro/kwh D CARATTERISTICHE VARIABILI DIGESTATO VOLUME PRODOTTO UTILIZZO SMALTIMENTO VENDITA A IMPRESE TERZE ELEVATO (simile alla biomassa in ingresso) AMMENDANTE AGRICOLO DA EVITARE POSSIBILE (agricolo) D F D F

38 3. Strategie del cittadino Risultati scientifici e non solo approcci di scelta emotivi

39 Grazie per la pazienza!!!!