Analisi di redditività degli investimenti sul biogas Le prospettive per la produzione di biogas in Italia alla luce delle nuove tariffe incentivanti

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1 Alessandro Ragazzoni Dipartimento di Economia e Ingegneria agrarie Università di Bologna Convegno L impatto del sistema di incentivazione sul «mercato» del biogas Analisi di redditività degli investimenti sul biogas Le prospettive per la produzione di biogas in Italia alla luce delle nuove tariffe incentivanti

2 La situazione del biogas: EUROPA da discarica RU da fanghi dep. da agricoltura [EurObserv ER. 2010]

3 La situazione del biogas: ITALIA ll Piano di azione nazionale (Pan) per le energie rinnovabili in Italia, in attuazione della direttiva 28/2009/Ce, pone importanti sfide al settore del biogas, con l obiettivo fissato al 2020 di MW elettrici. Nel Pan, inoltre, si evidenzia la necessità di consentire anche in Italia l immissione del biogasbiometano nella rete del gas naturale e/o il suo utilizzo come biocarburante e di prevedere un apposita tariffa incentivante per tale operazione. Situazione al impianti totali, di cui: impianti sono in costruzione; - ~350 MW e installati; - in Lombardia: * 210 impianti (di cui 49 sono in costruzione): * 56 MW e Censimento CRPA (2011)

4 La situazione del biogas: ITALIA Censimento CRPA (2011)

5 Parte 1 QUADRO NORMATIVO DI RIFERIMENTO PER L ANALISI L ECONOMICA APPROVVIGIONAMENTO DELLA BIOMASSA ESERCIZIO DELL IMPIANTO PER BIOGAS PRODUZIONE DI ENERGIA GESTIONE DEL DIGESTATO ITER PROCEDURALE INDICAZIONI (D.Lgs. N marzo 2011) CRITERI PER LE AUTORIZZAZIONI DEFINIZIONE DEI SOTTOPRODOTTI INCENTIVI FINANZIARI FISCALITA D IMPRESA

6 Quadro normativo (4) Incentivi (a partire dal 1 gennaio 2013) (1) Autorizzazione (A) Semplice comunicazione TIPOLOGIA DI IMPIANTO Operanti in assetto cogenerativo Realizzati in edifici esistenti, a condizione che non alterino i volumi e le superfici. Operanti in assetto cogenerativo Alimentati da biomasse Alimentati da biogas Altri casi in cui non si prevede cogenerazione e recupero di energia termica POTENZA 0 50 kwe kwe (B) Procedura abilitativa semplificata (PAS) (C) Autorizzazione unica kwe kwt kwe kwe (3) Sottoprodotti Potenza 1) da 1 a 300 2) da 300 a 600 3) da 600 a Dieta 1) Prodotti di origine biologica 2) Sottoprodotti di origine biologica 3) FORSU (frazione org. Rifiuti) Quadro normativo D.m. 205 (3 dicembre 2010) D.lgs. 28 (3 marzo 2011) (2) Fiscalità La cessione di energia elettrica ottenuta da fonte agricola e forestale con materia prima proveniente prevalentemente dal fondo, effettuata da imprenditori agricoli rientra tra le attività connesse disciplinate dall art del C.C.. IMPOSTE DIRETTE REDDITO AGRARIO Determinato in base alle rendite catastali dei terreni (Art. 32 T.U.I.R) «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, ovvero ceduti a terzi, o utilizzati in impianti aziendali o interaziendali per produrre energia o calore, o biogas...».

7 a) Indicazioni per l iter l procedurale D.LGS 28 (3 marzo 2011) Il quadro autorizzativo prevede tre categorie: A) impianti considerati a edilizia libera e a semplice comunicazione; B) impianti realizzabili mediante procedura abilitativa semplificata; C) impianti soggetti ad autorizzazione unica. Operanti in assetto cogenerativo TIPOLOGIA DI IMPIANTO Realizzati in edifici esistenti, a condizione che non alterino i volumi e le superfici, non comportino modifiche delle destinazioni d uso, non riguardino le parti strutturali dell edificio, non comportino aumento delle unità immobiliari e non implichino incremento dei parametri urbanistici POTENZA 0 50 kwe kwe SEMPLICE COMUNICAZIONE Operanti in assetto cogenerativo Alimentati da biomasse Alimentati da gas di discarica, gas residuati dai processi di depurazione e biogas kwe kwt kwe kwe PROCEDURA ABILITATIVA SEMPLIFICATA PAS Altri casi in cui non si prevede cogenerazione e recupero di energia termica AUTORIZZAZIONE UNICA (Conferenza dei servizi regionale)

8 b) Indicazioni per la definizione dei sottoprodotti Dlgs 152/2006 (art. 185) Dlgs 4/2008 (art. 2, comma 22) Legge 129/2010 (art. 1, comma 3) DM 3 dicembre 2010 n. 205 Dlgs 3 marzo 2011 n. 28 MODIFICHE TIPOLOGIA DI SOTTOPRODOTTI Materiali fecali (tutti gli effluenti zootecnici) Materiali vegetali PROVENIENZA Da attività agricole Da attività agricole IMPIEGO Sottoprodotti utilizzati in impianti aziendali o interaziendali oppure ceduti a terzi e dagli stessi utilizzati LUOGO DI IMPIEGO All interno dell azienda agricola oppure fuori dal luogo di produzione dei sottoprodotti

9 c) Indicazioni per gli incentivi Valorizzazione energia elettrica Tariffa omnicomprensiva: 0,28 euro/kwh fino al 31/12/2012 (< 1 MWe) Dal 2013? Tariffe incentivanti distinte per potenza installata e dieta di alimentazione Durata di erogazione delle tariffe: 20 anni POTENZA (kw) 1< P < P < P < P P > DIETA a) Prodotti di origine biologica b) Sottoprodotti di origine biologica c) Rifiuti organici (FORSU)

10 Proposte di tariffe di incentivazione per il settore del biogas e vita utile convenzionale dal 1 gennaio 2013 FONTE RINNOVABILE BIOGAS TIPOLOGIA a) Prodotti di origine biologica b) Sottoprodotti di origine biologica 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.

11 d) Indicazioni per la fiscalità dell impresa IMPRESA AGRICOLA ENERGETICA Produttori di energia elettrica e termica da fonti agricole e forestali La cessione di energia elettrica ottenuta da fonti rinnovabili di provenienza agricola e forestale con materia prima proveniente prevalentemente dal fondo, effettuata da imprenditori agricoli rientra tra le attività connesse disciplinate dall art del Codice Civile. IMPOSTE DIRETTE TASSAZIONE ORDINARIA NO ATTIVITA CONNESSA SI REDDITO AGRARIO Determinato in base alle rendite catastali dei terreni (Art. 32 T.U.I.R) Non tassabili autonomamente se l imprenditore agricolo è titolare di reddito agrario Art. 86 T.U.I.R per produzione di energia oltre i limiti

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

13 1. Valutazione della biomassa A BIOMASSA BIOGAS ENERGIA DIGESTATO

14 Stima del costo di approvvigionamento della biomassa Costo colturale dell insilato di mais (euro/kwh) Capitoli di spesa Alta Intensità MAIS Media Intensità Costo unitario per energia elettrica (euro/kwh) Bassa Intensità 0,130 0,120 0,110 0,100 0,090 0,080 0,070 0,060 0,061 0,067 0,073 Alta Intensità 0,079 0,085 0,091 SORGO Media Intensità 0, , , , , , ,0 0,097 Costo colturale (euro/ettaro) 0,103 0,109 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 Parametri La conversione da unità di terreno (euro/ettaro) a unità di potenza (euro/kw) ha considerato i seguenti coefficienti: - rendimento energetico medio delle colture: 300 kwh/t (per il mais è pari a >320 kwh/t e per il sorgo è pari a ~290 kwh/t); - funzionamento medio annuale impianto: ore/anno. 0,115 0,121

15 Obiettivo minimo: produzione di almeno il 51% di biomassa aziendale A Costo colturale Costo unitario per energia elettrica (euro/kwh) / (300 55) = 0,091 B Costo di affitto dei terreni extra aziendali 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 0, ,0 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

16 2) Quota integrativa fabbisogno matrice organica: reperimento biomassa all 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 0,080 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

17 C Costo di trasporto (t) La stima è impostata considerando il trasporto dell insilato di mais all impianto (26 ton/kw) ed il costo per la gestione del digestato (40 ton/kw di fase solida). 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) 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

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

19 1) Costi di realizzazione dell impianto Stima della relazione tra costo e potenza 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 2/3. Costo unitario (euro/kw) C = (P/Po) 2/3 Co P = 200,00 kw P0 = 1.000,00 kw C0 = ,00 euro coeff. scalare 0,67 C = ,76 euro C unitario = 6.839,90 euro/kw Potenza (kw)

20 2) Costi di esercizio dell impianto A) Costi ordinari Capitoli di spesa B) Costi finanziari 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 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 0,049 0,051 0,053 0,055 0,056 0,058 0,060 C) Costi straordinari Voci di costo Costo (euro/kw) Coefficiente di rischio - Impianti lettromeccanici X 2,00% - Cogeneratore Y 1,50% Impianti: X = ,00% = 70,00 euro/kw Cogeneratore: Y = ,50% = 15,00 euro/kw

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

22 3. Analisi dei ricavi dall energia elettrica C BIOMASSA BIOGAS ENERGIA DIGESTATO

23 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)

24 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.

25 Processo di separazione solido/liquida 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

26 Parte 3 APPLICAZIONE DEL MODELLO DI ANALISI APPROVVIGIONAMENTO DELLA BIOMASSA ESERCIZIO DELL IMPIANTO PER BIOGAS PRODUZIONE DI ENERGIA GESTIONE DEL DIGESTATO

27 Comparazione dei risultati economici tra scenari differenti 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 > 900 kw) (100 > 900 kw) (100 > 900 kw) (100 > 900 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

28 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

29 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)

30 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

31 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)

32 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

33 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)

34 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

35 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)

36 Parte 4 ALCUNI ELEMENTI DI RIFLESSIONE FINALE APPROVVIGIONAMENTO DELLA BIOMASSA ESERCIZIO DELL IMPIANTO PER BIOGAS PRODUZIONE DI ENERGIA GESTIONE DEL DIGESTATO

37 1. Strategie di impresa COSTANTE L imprenditore fissa una costante nel progetto: a) la potenza da installare; ovvero, b) la disponibilità reale di biomassa in azienda. Strategia A POTENZA IMPIANTO Strategia B 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 IMPRENDITORE ENERGETICO IMPRENDITORE TRASFORMATORE ALTO LIVELLO DI RISCHIO BASSO

38 2. Strategie di consorzio Fasi del processo integrato Allevamento zootecnico Allevamento zootecnico CONSORZIO DI TRATTAMENTO REFLUI E SCARTI AGRO-ZOOTECNICI Azienda agricola Azienda agricola Allevamento zootecnico DIGESTORE ANAEROBICO Digestato IMPIANTO COGENERAZIONE LEGENDA: Flusso del refluo Flusso di energia Flusso di digestato ENERGIA TERMICA ENERGIA ELETTRICA

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

40 Grazie per la pazienza!!!!

41 Figura 6 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 (100 > 900 kw) Dieta: insilato di mais prodotto in azienda ed extra-aziendale Potenza crescente (100 > 900 kw) Dieta: insilato di mais prodotto in azienda Potenza crescente (100 > 900 kw) Dieta: refluo zootecnico Potenza crescente (100 > 900 kw) Dieta: refluo zootecnico e insilato di mais prodotto in azienda

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