Analisi economica di impianti per biogas alla luce dei nuovi incentivi

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1 Alessandro Ragazzoni Dipartimento di Scienze Agrarie (Dip.S.A.) Università di Bologna Analisi economica di impianti per biogas alla luce dei nuovi incentivi Martedì, 1 ottobre 2013 Sala Conferenze Terza Torre viale della Fiera 8 Bologna

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

3 Parte 1 QUADRO NORMATIVO PER L ANALISI ECONOMICA ITER PROCEDURALE D.Lgs marzo 2011 DM 6 luglio 2012 CRITERI PER LE AUTORIZZAZIONI DEFINIZIONE DEI SOTTOPRODOTTI INCENTIVI FINANZIARI FISCALITA D IMPRESA

4 Normativa: quattro aspetti da interpretare per un impianto virtuoso Autorizzazione Incentivi Fiscalità Sottoprodotti Semplice comunicazione: Kw Se non si alterano gli immobili Procedura abilitativa semplif. (PAS): 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 fino al 31 dicembre 2012 Tariffa unica 0,28 euro/kwh dal 1 gennaio 2013 Incentivi differenziati per potenza e dieta 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) DM 3 dicembre 2010 n. 205 Dlgs 3 marzo 2011 n. 28 DM 6 luglio 2012 «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...». Rapidità di ottenimento autorizzazione Incertezza per iscrizione registro nazionale Taglia < 300 kw e sottoprodotti Taglia > 600 kw e prodotti biologici Redditività elevata Costi aggiuntivi per il reperimento della biomassa Costo ridotto Stagionalità, bassa resa energetica, difficile stoccaggio

5 Gli incentivi a partire dal 2013 Tariffa omnicomprensiva: 0,28 euro/kwh fino al 31/12/2012 (< 1 MWe) Fino al 2012 dal 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 extra-agricolo) POTENZA INCENTIVO BASE INCREMENTO PER CHP (*) (kw) (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.

6 Parte 2 VALUTAZIONE ECONOMICA E FINANZIARIA DI UN IMPIANTO PER LA PRODUZIONE DI BIOGAS

7 Biomassa: i costi di approvvigionamento A Costo colturale Costo minimo di approvvigionamento della biomassa Costo unitario per energia elettrica (euro/kwh) (euro/ha) / (345 (kwh/t) 55 (t/ha)) = 0,092 B Costo di affitto terreni Costo unitario per energia elettrica (euro/kwh) 750 (euro/ha) / (345 (kwh/t) 55(kWh/t)) = 0,040 C Costo di acquisto dell insilato Costo unitario per energia elettrica (euro/kwh) 275 (euro/t granella) (10 (ton gran. ha)/55 (t. insil. ha)/345 (kwh/ton) = 0,145 Scenari Minimo Medio Massimo (euro/kwh) (euro/kwh) (euro/kwh) Produzione biomassa su terreni in proprietà 0,090 0,095 0,110 Produzione biomassa su terreni in affitto 0,120 0,150 0,180 Acquisto biomassa sul mercato dei cereali 0,130 0,155 0,180

8 Impianto: i costi di realizzazione 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)

9 Impianto: i costi di gestione e di esercizio Potenza (kw) Costo totale (euro) Costo unitario per potenza (euro/kw) 523,68 415,64 363,10 329,90 306,25 288,19 273,76 261,84 251,76 243,15 Costo unitario per energia (euro/kwh) 0,065 0,052 0,045 0,041 0,038 0,036 0,034 0,033 0,031 0,030 Fonte: ns elaborazione da indagine diretta in impianti per biogas

10 Impianto: i costi finanziari Saggio di interesse (r %) Variabili 3,00% 3,50% 4,00% 4,50% 5,00% 5,50% 6,00% 6,50% 7,00% 7,50% 8,00% 3.500,0 0,029 0,031 0,032 0,034 0,035 0,037 0,038 0,040 0,041 0,043 0, ,0 0,034 0,035 0,037 0,038 0,040 0,042 0,044 0,045 0,047 0,049 0,051 Valore finanziato (euro/kw) 4.500,0 0,038 0,040 0,041 0,043 0,045 0,047 0,049 0,051 0,053 0,055 0, ,0 0,042 0,044 0,046 0,048 0,050 0,052 0,054 0,057 0,059 0,061 0, ,0 0,046 0,048 0,051 0,053 0,055 0,057 0,060 0,062 0,065 0,067 0, ,0 0,050 0,053 0,055 0,058 0,060 0,063 0,065 0,068 0,071 0,073 0, ,0 0,055 0,057 0,060 0,062 0,065 0,068 0,071 0,074 0,077 0,080 0, ,0 0,059 0,062 0,064 0,067 0,070 0,073 0,076 0,079 0,083 0,086 0, ,0 0,063 0,066 0,069 0,072 0,075 0,078 0,082 0,085 0,088 0,092 0, ,0 0,067 0,070 0,074 0,077 0,080 0,084 0,087 0,091 0,094 0,098 0, ,0 0,071 0,075 0,078 0,082 0,085 0,089 0,093 0,096 0,100 0,104 0, ,0 0,076 0,079 0,083 0,086 0,090 0,094 0,098 0,102 0,106 0,110 0,114

11 Impianto: i costi totali di esercizio, di gestione e finanziari 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, Potenza (kw) 0,075 euro/kwh Fonti: nostra elaborazione da indagini aziendali e riferimenti bibliografici

12 Impianto: i ricavi Prima del 31/12/2012 Ricavi Prezzo energia Tempo di erogazione Tariffa incentivante 0,28 euro/kwh Dopo il 01/01/2013 Produzione annuale (7.800 kwh/anno) = euro/kw Ricavi Prezzo energia Tempo di erogazione POTENZA INCENTIVO BASE INCREMENTO PER CHP PRODOTTI BIOLOGICI SOTTOPRODOTT I BIOLOGICI (kw) (euro/mwh) (euro/mwh) 1< P < P < P < P < P < P produzione (kwh) (quota % autoconsumo)

13 Digestato: costi di gestione e valorizzazione agronomica Obiettivo: 1) Contenere i costi di trasporto del digestato: per l azienda agricola è un capitolo di spesa aggiuntivo, nel caso di matrice organica da insilati; 2) Valorizzare il potere fertilizzante ed ammendante del digestato. 1) Costi di trasporto La stima è impostata considerando il trasporto dell insilato di mais all impianto (23 ton/kw) ed il costo per la gestione del digestato 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)

14 Costo di trasporto Costo unitario per energia elettrica (euro/kwh) (4,0 (euro/t) 63,0 (t/kw))/ (345 (kwh/t)23 (kwh/t) ) = 0,030 (kwh/t) ) 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) Incidenza del costo trasporto: da 0,02 a 0,06 euro/kwh

15 2) Valorizzazione del potere fertilizzante 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

16 Parte 3 SCENARI DOPO IL 2012

17 Parte A Quali scenari per il futuro in base alla dieta di alimentazione ed alla potenza installabile

18 Ipotesi progettuali considerate nel modello di valutazione economica Schema di riferimento delle tariffe incentivanti Durata di erogazione delle tariffe: 20 anni Potenza (X) Variabili 1< P < P < P Dieta (Y) Prodotti biologici XaYa XbYa XcYa Sottoprodotti biologici XaYb XbYb XcYb SCENARI PROGETTUALI SCENARIO 1 SCENARIO 2 SCENARIO 3 SCENARIO 4 Potenza crescente (100 > 999 kw) Dieta: insilato di mais prodotto in azienda ed extra-aziendale Potenza crescente (100 > 999 kw) Dieta: insilato di mais prodotto in azienda Potenza crescente (100 > 999 kw) Dieta: refluo zootecnico Potenza crescente (100 > 999 kw) Dieta: refluo zootecnico e insilato di mais prodotto in azienda

19 Scenario 1: dieta composta da insilati aziendali ed extra-aziendali 0,250 Costo TOTALE Ricavi energia elettrica Ricavi energia termica Reddito ante imposte 0,200 Valori unitari (euro/kwh) 0,150 0,100 0,050 0,000 0,008 0,022 0,027 0,009 0,010 0,009 (0,050) Potenza installata (kw) (0,012) (0,014) (0,016) (0,018) (0,020) Utile netto ca euro Capitale investito: ca. 1,2 mil euro Utile netto ca euro Capitale investito: ca. 2,2 mil euro

20 Scenario 2: dieta composta da insilati di cereali aziendali 0,250 Costo TOTALE Ricavi energia elettrica Ricavi energia termica Reddito ante imposte 0,200 Valori unitari (euro/kwh) 0,150 0,100 0,050 0,000 (0,050) (0,005) 0,013 0,023 0,009 0,014 0,017 0,000 0,003 0,005 0,007 0, Potenza installata (kw) Utile netto ca euro Capitale investito: ca. 1,7 mil euro Utile netto ca euro Capitale investito: ca. 2,75 mil euro

21 Scenario 3: dieta composta da solo reflui zootecnici 0,300 Costo TOTALE Ricavi energia elettrica Ricavi energia termica Reddito ante imposte 0,250 Valori unitari (euro/kwh) 0,200 0,150 0,100 0,078 0,096 0,106 0,085 0,090 0,092 0,070 0,050 0, Potenza installata (kw) Utile netto ca euro Capitale investito: ca. 0,72 mil euro Utile netto ca euro Capitale investito: ca. 1,7 mil euro

22 Scenario 4: dieta composta da reflui zootecnici e insilati (quota < 30%) 0,300 Costo TOTALE Ricavi energia elettrica Ricavi energia termica Reddito ante imposte 0,250 Valori unitari (euro/kwh) 0,200 0,150 0,100 0,050 0,068 0,081 0,090 0,070 0,074 0,078 0,056 0, Potenza installata (kw) Utile netto ca euro Capitale investito: ca. 0,7 mil euro Utile netto ca euro Capitale investito: ca. 1,7 mil euro

23 Parte B Analisi delle filiere zootecniche Opportunità e limiti nella realizzazione di impianti per la produzione di biogas e trattamenti di riduzione dell azoto nel digestato

24 Fasi della filiera integrata zootecnica distinta per comparti produttivi Fase di stalla Fasi del processo di valorizzazione della biomassa agro-zootecnica Produzione di carne bovina Fase 1 Fase 2 Fase 3 Fase 4 Produzione di carne suina Produzione di latte Adeguamento Direttiva Nitrati DM 7 aprile 2006 Produzione energia elettrica e termica Processi di riduzione dell azoto Utilizzo del digestato

25 Schema e processi della filiera suinicola Caratteristiche dell impianto per biogas ed energia: Alimentazione: effluenti zootecnici e scarti di cereali Superficie: Disponibilità di circa 200 ettari in proprietà utilizzati per la produzione di prodotti per l alimentazione animale (mais, sorgo, cereali) Scarti colturali Consistenza allevamento: Allevamento di scrofe destinate alla produzione di suinetti Effluenti zootecnici Potenza : 99 Adeguamento Direttiva Nitrati L imprenditore è nelle condizioni di rispetto dei vincoli introdotti per le ZNVN (zone non vulnerabili ai nitrati) kw Utilizzo del digestato: - Separazione meccanica Fase liquida: fertirrigazione Fase solida: ammendante organico dei terreni

26 Conto economico totale della filiera integrata Capitoli di bilancio Fase di stalla Fase 1 Allevamento Fase tradizionale Fase 2 Fase 3 Totale Rispetto Direttiva Totale parziale Biogas Uilizzo digestato Processo integrato (euro) (euro) (euro) (euro) (euro) (euro) COSTI , , , , , ,70 RICAVI , , , , ,38 UTILE , , , ,48 112, ,68 Capitoli di bilancio Fase di stalla Fase 1 Allevamento Fase tradizionale Fase 2 Fase 3 Totale Rispetto Direttiva Totale parziale Biogas Uilizzo digestato Processo integrato (euro/capo) (euro/capo) (euro/capo) (euro/capo) (euro/capo) (euro/capo) COSTI 875,00 24,00 899,00 73,14 0,67 972,81 RICAVI 900,00 900,00 102,00 0, ,74 UTILE 25,00-24,00 1,00 28,86 0,07 29,92 Capitoli di bilancio Fase di stalla Fase 1 Allevamento (euro/m3 refluo) Fase tradizionale Fase 2 Fase 3 Totale Rispetto Direttiva Totale parziale Biogas Uilizzo digestato (euro/m3 refluo) (euro/m3 refluo) (euro/m3 refluo) (euro/m3 refluo) Processo integrato (euro/m3 refluo) COSTI 74,38 1,70 76,08 6,22 0,06 82,35 RICAVI 76,50 76,50 8,67 0,07 85,24 UTILE 2,13-1,70 0,43 2,45 0,01 2,88

27 Schema e processi della filiera bovina Fasi del processo di valorizzazione della biomassa agro-zootecnica Fase di stalla Fase 1 Fase 2 Fase 3 Fase 4 Produzione di latte fresco Adeguamento Direttiva Nitrati DM 7 aprile 2006 Produzione energia elettrica e termica Processi di riduzione azoto Utilizzo digestato Situazione di rispetto dei limiti della Direttiva nitrati (DM 7 aprile 2006) Non è previsto l impianto di rimozione dell azoto Fase di stalla Fase 1 Fase 2 Fase 3 Fase 4 Produzione di carne Adeguamento Direttiva Nitrati DM 7 aprile 2006 Produzione energia elettrica e termica Processi di riduzione azoto Utilizzo digestato Fonte: nostra elaborazione Non è previsto l impianto di rimozione dell azoto

28 Schema e processi della filiera bovina per la produzione di latte Costo di produzione in stalla Campione di indagine: 10 allevamenti per circa vacche in produzione nella pianura lombarda; Destinazione prodotto: Latte fresco o produzione di grana padano Caratteristiche dell impianto per biogas ed energia: Alimentazione: liquame e letame bovino Potenza installata: 190 kw Caso di studio Dimensioni: Allevamento di 280 vacche in produzione e di 200 in fase di rimonta Effluenti zootecnici Adeguamento Direttiva Nitrati L imprenditore è nelle condizioni di rispetto dei limiti della Direttiva Nitrati Utilizzo del digestato: - Separazione meccanica Fase liquida: fertirrigazione Fase solida: ammendante organico dei terreni Fonte: nostra elaborazione

29 Schema e processi della filiera bovina per la produzione di carne Costo di produzione in stalla Campione di indagine: 15 allevamenti per circa vacche in produzione nella pianura lombardo-veneta; Destinazione prodotto: Vitelloni da 650 kg/capo Caratteristiche dell impianto per biogas ed energia: Alimentazione: liquame bovino e insilato di mais Potenza installata: 299 kw Caso di studio Dimensioni allevamento: Allevamento con la presenza media di 500 capi da ingrasso Effluenti zootecnici Adeguamento Direttiva Nitrati L imprenditore non è nelle condizioni di rispetto dei limiti della Direttiva Nitrati e deve reperire una superficie uguale alla posseduta per il rispetto dei limiti Utilizzo del digestato: - Separazione meccanica Fase liquida: fertirrigazione Fase solida: ammendante organico dei terreni Fonte: nostra elaborazione

30 Bilancio integrato della filiera bovina Bovino da carne Bovino da latte Voci di bilancio (euro/capo) (euro/kg carne) (euro/m3 refluo) (euro/capo) (euro/100kg latte) (euro/m3 refluo) Fase di stalla: - Ricavi 1.881,25 2, , ,21 44, , Costi 1.807,00 2, , ,34 46, ,01 - Utile 74,25 0,114 7,14-228,13-2,578-11,52 Fase (1): Direttiva Nitrati -Ricavi Costi 49,92 0,077 4, Utile -49,92-0,077-4, Gestione caratteristica -Utile 24,33 0,037 2,34-228,13-2,578-11,52 Fase (2): Produzione energia -Ricavi 889,66 1,369 85,54 654,59 7,396 33,06 -Costi 3 744,72 1,146 71,61 371,00 4,192 18,74 -Utile 144,94 0,223 13,94 283,58 3,204 14,32 Fase (3): Processi di trattamento -Ricavi Costi Utile Fase (4): Utilizzo del digestato -Ricavi 1,56 0,002 0,15 2,97 0,005 0,15 -Costi 5 1,14 0,002 0,11 3,56 0,006 0,18 -Utile 0,42 0,001 0,04-0,59-0,001-0,03 Gestione extra-caratteristica - Utile 145,36 0,224 13,98 282,99 3,203 14,29 Gestione integrata allevamento - Utile 169,69 0,261 16,32 54,86 0,626 2,77

31 Parte 4 ALCUNE RIFLESSIONI PER LE STRATEGIE FUTURE

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

33 (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

34 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 l imposta la filiera: 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

35 3. Strategie del cittadino Risultati scientifici e non solo approcci di scelta emotivi Fonte: forum Nimby

36 Grazie per la pazienza!!!!