89425 Консультативные программы IFC в Европе и Центральной Азии Программа по стимулированию инвестиций в ресурсоэффективность ОБРАЩЕНИЕ С ОТХОДАМИ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА Возможности для Украины При партнерстве Материал подготовлен Международной финансовой корпорацией (IFC, Группа Всемирного банка). Мнения и выводы, содержащиеся в настоящем отчете, необязательно отражают мнения IFC, Совета директоров Всемирного банка или его исполнительных директоров. IFC не гарантирует точности опубликованных данных и не несет ответственности за последствия в случае их использования. Отчет не содержит исчерпывающей информации по обсуждаемой теме и не может быть положен в основу коммерческих решений. Для получения экспертных консультаций по вопросам законодательства, пожалуйста, обращайтесь к независимым юристам. Содержание этой публикации защищено авторскими правами. Копирование и/или передача данного отчета могут быть нарушением соответствующего закона. Отчет распространяется на условиях, согласно которым он не будет продаваться, предоставляться взаймы, перепродаваться или иным образом распространяться на коммерческой основе без предварительного согласия IFC. Все материалы, использованные при подготовке настоящего документа, являются собственностью IFC. Задать вопросы по содержанию отчета, получить разрешение на воспроизведение его частей, а также заказать дополнительные экземпляры можно в IFC по адресу: 01010, г. Киев, Днепровский спуск, 1 Телефон: +380 44 4906400 Факс: +380 44 4906420 www.ifc.org/ukraine Консультативные программы IFC в Европе и Центральной Азии ОБРАЩЕНИЕ С ОТХОДАМИ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА: ВОЗМОЖНОСТИ ДЛЯ УКРАИНЫ Киев 2013 Оглавление Введение ................................................................................ 3 1. Практика обращения с отходами агропромышленного комплекса Украины .......................... 8 2. Потенциал выработки энергии из отходов сельского хозяйства ............................................................. 9 2.1. Наиболее перспективные виды отходов сельского хозяйства Украины для производства энергии .................... 10 2.1.1. Потенциал использования отходов растениеводства ............................................................. 10 2.1.2. Потенциал использования отходов животноводства ............................................................... 11 2.2. Технологии переработки отходов сельского хозяйства для производства энергии .................................. 13 2.2.1. Прямое сжигание отходов сельского хозяйства ...... 14 2.2.2. Анаэробное сбраживание отходов сельского хозяйства......................................................................... 16 3. Потенциал неэнергетического использования отходов АПК ......................................................................... 18 3.1. Наиболее перспективные виды отходов сельского хозяйства Украины для неэнергетического использования .................................................................... 19 3.1.1. Неэнергетическое использование соломы ............. 20 3.1.2. Неэнергетическое использование органических отходов сахарной промышленности................................. 21 3.1.3. Неэнергетическое использование органических отходов масложировой промышленности ........................ 23 4. Рекомендации руководителям предприятий АПК ........ 25 Пояснительная записка .......................................................... 27 Введение Исследование потенциала выработки энергии и неэнергетического использо- вания отходов сельского хозяйства в Украине выполнено Международной фи- нансовой корпорацией (IFC, Группа Всемирного банка) с целью оценить потен- циал использования отходов на сельскохозяйственных предприятиях Украины, а также стимулировать интерес владельцев таких предприятий к реализации проектов по повышению ресурсоэффективности, производству энергии и дру- гих продуктов из образующихся отходов. 4 ОБРАЩЕНИЕ С ОТХОДАМИ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА Благодарности Исследование подготовлено экспертами IFC Александром Ларионовым и Вадимом Щербаковым в рамках Программы IFC по стимулированию инвести- ций в ресурсоэффективность в Украине. Авторы выражают признательность коллегам и экспертам IFC, оказавшим со- действие и поддержку в процессе проведения исследования (в алфавитном порядке): Зубкову Артему, Кодряну Вадиму, Кузнецовой Марии, Невмываному Сергею, Некрасову Борису, Рязановой Надежде, Ташпулатовой Саджиде, Туриловой Кристине, Якименко Ольге. Авторы благодарны партнерам по проведению исследования — экспертам Научно-технического центра «Биомасса» Гелетухе Георгию, Матвееву Юрию и Кучеруку Петру. Финансирование Программы IFC по стимулированию инвестиций в ресурсо- эффективность в Украине осуществляется при поддержке Свободного госу- дарства Саксония (Германия), Министерства иностранных дел Финляндии и Агентства по международному деловому сотрудничеству при Министерстве экономических дел Нидерландов. ВОЗМОЖНОСТИ ДЛЯ УКРАИНЫ 5 Глоссарий1 Агропромышленный комплекс (АПК) — межотраслевой комплекс, объединяющий сельское хозяйство, отрасли, обеспечивающие сельское хозяйство средствами производства, и отрасли по переработке продукции сельского хозяйства. Анаэробное сбраживание — процесс разложения органических веществ в анаэробных условиях с образованием метана и углекислого газа. Биогаз — горючий газ, который образуется при разложении биологических материалов и представляет собой смесь, состоящую в основном из метана и углекислого газа. Вторичные отходы — отходы и побочные продукты, образующиеся в результате технологических процессов превращения целевого сырья в пищевую продукцию. Доступное количество отходов — разница между объемом образования и потенциально возможным потреблением отходов. Доступное количество отходов по сухому веществу — доступное количество, умноженное на долю сухого вещества в общей массе отходов. Капитальные затраты — расходы на закупку оборудования для проектов по переработке биомассы, получаемой в сельском хозяйстве, а также на проектные, монтажные и пусконаладочные работы. Когенерационная станция — установка, преобразующая топливо в тепловую и электрическую энергию. Неэнергетическое использование органических отходов АПК — прямое использование органических отходов АПК в сельском хозяйстве, или использование органических отходов АПК в качестве сырья для производства материалов. Парниковые газы — газы (диоксид углерода, метан, водяной пар, озон, оксид азота, фреоны), которые задерживают солнечное тепло в атмосфере планеты, вызывая парниковый эффект, способный спровоцировать глобальное потепление. Первичные отходы — побочные продукты выращивания первичной продукции сельского хозяйства вне зависимости от места их образования, некондиционная часть первичной продукции сельского хозяйства, образующаяся при сборе и хранении урожая, а также продукты метаболизма животных. Прямое использование органических отходов АПК — использование органических отходов АПК в сельском хозяйстве в виде удобрений для улучшения качества почв, подстилки и корма для животных/птицы. 1 Источник: данные Научно-технического центра (НТЦ) «Биомасса»; Научно-технический энциклопедический словарь http://enc-dic.info/sciencetech/; Большой энциклопедический словарь http://enc-dic.info/enc_big/; Эко- номический глоссарий Всемирного банка www.worldbank.org 6 ОБРАЩЕНИЕ С ОТХОДАМИ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА Сельское хозяйство — отрасль в составе АПК, состоящая из растениеводства и животноводства. Теплотворная способность отходов — количество тепла, выделяемое на 1 т отходов при выработке из них тепловой и электрической энергии (МДж/т). Тонна условного топлива — единица измерения энергии, равная 2,93•1010 Дж. Определяется как количество энергии, выделяющееся при сгорании 1 т топлива с теплотворной способностью 7000 ккал/кг. Установленная мощность — сумма номинальных мощностей оборудования одного вида (генераторов, котлов, трансформаторов), входящих в состав промышленного предприятия, выражаемая в единицах мощности (кВт). Эксплуатационные затраты — расходы при эксплуатации оборудования для переработки биомассы, получаемой в сельском хозяйстве, включая заработную плату обслуживающего персонала и затраты на техническое обслуживание оборудования. Энергетическое использование органических отходов АПК — использование органических отходов для получения электрической и тепловой энергии. ВОЗМОЖНОСТИ ДЛЯ УКРАИНЫ 7 Список условных обозначений и сокращений АПК — агропромышленный комплекс КРС — крупный рогатый скот ЭЭ — электрическая энергия ТЭЦ — теплоэлектроцентраль КГУ — когенерационная установка ПППР — промышленность по переработке продукции растениеводства ПППЖ — промышленность по переработке продукции животноводства IFC — International Finance Corporation (Международная финансовая корпорация) CAPEX — capital expenditures (капитальные затраты) СВ — сухое вещество грн — украинская гривна € — евро ЗТ — зеленый тариф НТЦ — научно-технический центр млн — миллион млрд — миллиард МДж/т — мегаджоуль на тонну МВтэл — мегаватт электрической энергии МВттепл — мегаватт тепловой энергии кВт•ч — киловатт-час МВт•ч — мегаватт-час ТВт•ч — тераватт-час т — тонна т у. т. — тонна условного топлива Гкал — гигакалория кг — килограмм CO2e — эквивалент двуокиси углерода (углекислого газа) Практика обращения 1 с отходами агропромышленного комплекса Украины Если неиспользуемый объем отходов направить на вы- работку электроэнергии, за счет нее можно будет обе- спечивать потребности Украины в электричестве на про- тяжении одного месяца. Отходы агропромышленного комплекса — привлекательное сырье для получения тепловой и электрической энергии, прямого использования в сельском хозяйстве, а также производства материалов. Ежегодно в АПК Украины образуется 109 млн т отходов2, из которых 49 млн т неэффективно утилизируются или захораниваются, а 60 млн т используются с це- лью дальнейшей переработки3. Только 1 млн т из перерабатываемых отходов идет на получение тепловой и электрической энергии (ЭЭ), а оставшиеся 59 млн т ис- пользуются в качестве удобрения для улучшения качества почв, подстилки в хле- вах/стойлах и корма для животных/птицы. Из 49 млн т неиспользуемых отходов почти 20 млн т может быть направлено на реализацию экономически окупаемых проектов по выработке энергии. Рис. 1. Использование отходов АПК в Украине, 2010 год, млн т Неиспользуемые отходы Используемые отходы 59 49 60 Отходы, используемые для выработки тепло- вой и электрической энергии 1 Отходы для неэнерге- тического использо- вания 2 Солома зерновых, кукурузные початки и стебли, корзинки подсолнечника, навоз крупного рогатого скота (КРС), навоз свиней, птичий помет, отходы пищевой промышленности и другие виды отходов. 3 По данным НТЦ «Биомасса», 2012. Потенциал выработки 2 энергии из отходов сельского хозяйства Потенциал экономически окупаемых проектов по выработке энергии из отходов сельского хозяйства в Украине равен 25% ее годового промышленного энергопотребления. Общая сум- ма инвестиций в соответствующие проекты составит более €2 млрд. В проекты по выработке тепловой и электрической энергии из 20 млн т доступ- ных отходов, окупаемость которых не превышает 5 лет, потребуется инвестиро- вать более €2 млрд. В результате переработки такого количества отходов может быть произведено энергии в размере до 9 млн т у. т. (73 ТВтч) в год, что составляет 25% от годового промышленного энергопотребления Украины. Энергия, полученная вследствие реализации коммерчески эффективных проек- тов по переработке доступных отходов, позволит снизить потребность Украины в импорте природного газа на 8 млрд м3 в год (25% от импортируемого из России природного газа в 2012 году). Экономия от сокращения импорта может составить около 28 млрд грн. Проекты по сжиганию сухих отходов сельского хозяйства и получению тепловой и электрической энергии потребуют инвестиций в размере от €10 000 до €39 000 на 1 т используемых отходов в сутки (в зависимости от технологии и оборудова- ния). Срок окупаемости подобных проектов в Украине в среднем составляет от 1 года до 5 лет. Влажные отходы технологически целесообразно сбраживать в реакторах с по- следующим получением биогаза. Проекты по анаэробному сбраживанию, полу- чению биогаза и последующей выработке энергии требуют затрат от €5000 до €23 000 на 1 т используемых отходов в сутки при сроке окупаемости от 6 до 14 лет. Использование зеленого тарифа (ЗТ) при продаже электрической энергии, полу- чаемой из биогаза, сократит срок окупаемости до 4–8 лет. 10 ОБРАЩЕНИЕ С ОТХОДАМИ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА Кроме того, подобные проекты оказывают положительное воздействие на окру- жающую среду за счет замещения выработки энергии из углеродного топлива и, как следствие, снижения выбросов СО2. Так, при замещении энергии, вырабо- танной из 8 млрд м3 природного газа, энергией, получаемой из отходов сельско- го хозяйства, сокращение выбросов парниковых газов составит около 15,8 млн т CO2е в год. Данный показатель соответствует 8% общих выбросов диоксида угле- рода в Украине в 2012 году4. 2.1. Наиболее перспективные виды отходов сельского хозяйства Украины для производства энергии Значительную часть отходов АПК (более 80%) составляют отходы сельского хо- зяйства, то есть растениеводства и животноводства. Некоторые виды сельскохо- зяйственных отходов (солома колосовых, навоз КРС, свиной навоз, птичий по- мет) целесообразно перерабатывать для получения тепловой и электрической энергии. 2.1.1. Потенциал использования отходов растениеводства В 2010 году общий объем выращенных в растениеводстве культур (зерновые, тех- нические, кормовые и овощные) составил 59 млн т. В растениеводстве и промышленности по переработке продукции растениевод- ства (ПППР) ежегодно образуется около 80 млн т отходов. Из них 60 млн т — пер- вичные отходы, образующиеся после сбора урожая, и 20 млн т — вторичные отхо- ды, получаемые в результате технологических процессов превращения целевого сырья в пищевую продукцию. Рис. 2. Структура образования отходов растениеводства и ПППР Украины, 2010 год, млн т Некондиционный урожай, 2,1 Солома Ботва зерновых, 24,4 свекольная, 6,8 Стебли, корзинки подсолнечника, 11,1 Вторичные отходы, 20 Солома и початки кукурузные, 15,5 4 По данным International Energy Agency, 2012. ВОЗМОЖНОСТИ ДЛЯ УКРАИНЫ 11 Солома зерновых является крупнейшей фракцией первичных отходов растение- водства — 24 млн т. Из них 18 млн т приходится на первичные отходы колосовых культур (пшеница и ячмень), что составляет 23% отходов растениеводства), из которых целесообразна выработка энергии. Солома колосовых представляет собой один из наиболее актуальных видов сырья для выработки энергии путем сжигания в силу следующих факторов: • большое количество (18 млн т); • высокий показатель доступного количества (7,8 млн т); • высокая теплотворная способность при сжигании (12 000–16 000 МДж/т)5. Рис. 3. Потенциал получения органического топлива из первичных отходов зерновых культур в Украине, 2010 год Зерно пшеницы 12,7 млн т Зерно ячменя 6,6 млн т Солома колосовых Колосовые • 18 млн т – общее культуры Сбор Органи- (пшеница, урожая образование, Сжигание ческое ячмень) в том числе: топливо • 7,8 млн т – 3,61 млн т 37,6 млн т доступное у.т. количество Неконди- ционный урожай 0,3 млн т 5 По данным НТЦ «Биомасса», 2012. 12 ОБРАЩЕНИЕ С ОТХОДАМИ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА 2.1.2. Потенциал использования отходов животноводства В 2010 году общее поголовье животных (рогатый скот, лошади, свиньи, птица, кроли) на предприятиях Украины составило более 116 млн голов. Ежегодно в животноводстве и промышленности по переработке продукции жи- вотноводства (ПППЖ) Украины образуется до 29 млн т отходов. Из них первич- ные отходы (навоз и помет) составляют 28,5 млн т — это 98% всей массы отходов животноводства. Рис. 4. Структура образования отходов животноводства и ПППЖ в Украине, 2010 год, млн т Вторичные отходы, 0,5 Птичий помет, 5,2 Навоз КРС, 17 Свиной навоз, 5,9 Рис. 5. Средний потенциал выхода биогаза из отходов животноводства и ПППЖ, млн м3 ВОЗМОЖНОСТИ ДЛЯ УКРАИНЫ 13 Навоз крупного рогатого скота (КРС), свиной навоз и птичий помет целесо- образно использовать в качестве топлива для проектов по анаэробному сбра- живанию отходов в силу следующих факторов: • большие объемы (28,5 млн т); • высокий показатель доступного количества (25,7 млн т); • значительный потенциал выработки энергии при анаэробном сбражива- нии (до 2950 МДж/т)6. Рис. 6. Потенциал получения органического топлива из первичных отходов животноводства в Украине, 2010 год Навоз КРС • 17 млн т — общее КРС образование, Органическое М Метаболизм Анаэробное 1,5 млн в том числе: топливо ж животных сбраживание голов • 15,4 млн т — 0,95 млн т у. т. доступное количество (90%) Свиной навоз • 5,9 млн т — общее Свиньи образование, Органическое Метаболизм в том числе: Анаэробное 3,6 млн топливо животных сбраживание голов • 5,6 млн т — 0,3 млн т у. т. доступное количество (95%) Птичий помет • 5,2 млн т — общее Птица образование, Органическое 110,5 Метаболизм в том числе: Анаэробное топливо млн животных • 4,7 млн т — сбраживание 0,65 млн т у. т. голов доступное количество (90%) 2.2. Технологии переработки отходов сельского хозяй- ства для производства энергии Наиболее целесообразными технологиями переработки отходов сельского хозяй- ства для производства энергии в Украине являются: • сжигание, преимущественно для сухих материалов (содержание сухого вещества (СВ) более 40%); • анаэробное сбраживание с получением газообразного топлива — для влажных материалов (содержание СВ менее 12%). 6 По данным НТЦ «Биомасса», 2012. 14 ОБРАЩЕНИЕ С ОТХОДАМИ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА Для проектов с прямым сжиганием в качестве топлива лучше использовать соло- му колосовых. Срок окупаемости подобных проектов не превышает 5 лет. Для анаэробного сбраживания и выработки тепловой и электрической энер- гии из биогаза в качестве сырья целесообразно использовать первичные отходы животноводства: навоз КРС, свиной навоз и птичий помет. С точки зрения эко- номической эффективности подобные проекты не являются коммерчески при- влекательными, так как их срок окупаемости может превышать 10 лет. В случае использования зеленого тарифа, то есть более высокого тарифа на электрическую энергию, произведенную из альтернативных источников, срок окупаемости био- газовых проектов составит от 4 до 8 лет. 2.2.1. Прямое сжигание отходов сельского хозяйства Энергетические установки на биомассе предназначены преимущественно для сжигания одного вида исходного материала. Причем сама переработка тем эф- фективнее, чем больше процент сухого вещества в отходах. Процесс выработки энергии при сжигании сухих растительных отходов в Украи- не целесообразно организовать одним из 2 способов: прямое сжигание в кот- лах с производством тепла и сжигание в котлах на теплоэлектроцентралях (ТЭЦ) с комбинированным производством тепловой и электрической энергии. Прямое сжигание в котлах с производством тепла Данный вид установок для выработки тепловой энергии можно условно клас- сифицировать на котлы на фермах (установленная мощность до 1 МВт) и цен- тральные котельные (установленная мощность более 1 МВт). По типу подачи то- плива котлы бывают а) периодического действия и б) с автоматической подачей. Капитальные затраты (CAPEX) на установку котлов для сжигания биомас- сы на фермах и в центральных котельных в основном зависят от установленной мощности оборудования. Наименьшие удельные капитальные затраты в размере от €10 000 на 1 т используемых отходов в сутки приходятся на котлы с автомати- ческой подачей топлива установленной мощностью от 1 МВт. Наибольших удель- ных капитальных затрат в размере до €38 000 на 1 т используемых отходов в сутки требуют котлы периодического действия с установленной мощностью 150 кВт. Важной статьей эксплуатационных расходов для котлов с периодической систе- мой подачи топлива является оплата труда операторов, осуществляющих загруз- ку топлива в котел. При использовании котлов с автоматической подачей топлива аналогичная статья эксплуатационных расходов отсутствует. ВОЗМОЖНОСТИ ДЛЯ УКРАИНЫ 15 Сжигание в котлах на ТЭЦ с комбинированным производством тепловой и электрической энергии Такой способ использования биомассы, как сжигание в паровых котлах на ТЭЦ установленной электрической мощностью от 2 до 20 МВт и тепловой мощностью от 5 до 60 МВт, обеспечивает производство электрической и тепловой энергии. CAPEX при сжигании отходов сельского хозяйства на ТЭЦ и получении тепловой и электрической энергии варьируется от €30 000 до €39 000 на 1 т используемых отходов в сутки. При реализации проектов по переработке отходов сельского хозяйства в тепло- вую и электрическую энергию на ТЭЦ собственник сельскохозяйственного пред- приятия должен учитывать возможность использования зеленого тарифа на возобновляемую электрическую энергию из биомассы, который на 01.09.2013 составлял 0,1259 €/кВт•ч. При выработке электрической энергии и продаже ее в сеть по зеленому тарифу срок окупаемости проектов по сжиганию отходов АПК на ТЭЦ снижается с 4–5 лет до 2,5–3 лет.7 Таблица 1. Примеры проектов по использованию соломы колосовых культур для производства энергии путем сжигания Затраты Срок оку- Вид Объем выраба- на вне- паемости Применяе- отходов, тываемой энер- дрение (экономия/ мость техно- доступное Технология Оборудование гии (МДж/т), техноло- продажа логии количество глубина гий в сеть по в Украине (млн т) переработки (€ на 1 т тарифу) в сутки) Котлы на фермах 60 котлов (до 1 МВт) мощностью Сжигание/ от 150 кВт 12 000–16 000 10 000– совместное Центральные 1–4,5 года до 1 МВт 77–89% 38 000 сжигание котельные в девяти Солома (от 1 МВт) областях колосовых Украины7 7,8 2,5–3 Комбиниро- Теплоэлектроцен- года (с Отсутствуют ванное произ- трали 12 000–14 500 30 000– учетом ЗТ, практики водство тепла (2–20 МВт эл, 85–90% 39 000 равного применения и ЭЭ 5–60 МВт тепл) €0,1259 за технологий кВт·ч) 7 По данным НТЦ «Биомасса», 2012. 16 ОБРАЩЕНИЕ С ОТХОДАМИ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА 2.2.2. Анаэробное сбраживание отходов сельского хозяйства В качестве основного сырья для анаэробного сбраживания в реакторе и даль- нейшего производства биогаза чаще всего используют навоз КРС, свиной навоз и птичий помет. В отличие от выработки энергии из сухих веществ, где сжиганию подвергается какой-либо один вид отходов, при выработке биогаза в реакторе в качестве сырья обычно используется смесь из различных видов субстратов (от 2 до 10 и более). Для эффективного анаэробного сбраживания на- воза КРС, свиного навоза и птичьего помета к данным видам отходов обычно до- бавляют зеленую массу, например силос кукурузы и растительные отходы, а так- же жировые и другие органические отходы. Универсальной смеси не существует, и задача подбора сырья для биогазового реактора обычно сводится к определе- нию доступного количества отходов, совместная переработка которых с навозом окажется наиболее эффективной. Основным способом организации производ- ства энергии на основе газа, полученного в результате анаэробного сбраживания сельскохозяйственных отходов, являются ТЭЦ. Главным источником дохода био- газовых проектов служит продажа электрической энергии либо экономия на ее закупке из сети. При производстве биогаза путем анаэробного сбраживания органических отхо- дов количество вырабатываемой энергии может варьироваться от 203 до 2950 МДж/т8. При этом стоимость технологий для переработки данных видов от- ходов и получения биогаза составляет: • €5400–7200 на 1 т расходуемого в сутки навоза КРС; • €6300–8400 на 1 т расходуемого в сутки свиного навоза; • €17 000–23 000 на 1 т расходуемого в сутки птичьего помета9. Окупаемость биогазовых проектов варьируется в пределах от 6 до 14 лет. Подоб- ный срок не является привлекательным с точки зрения инвестирования. Использование зеленого тарифа при продаже электрической энер- гии, получаемой из биогаза, позволяет сократить период окупаемо- сти биогазовых проектов до 4–8 лет. В этом случае сельскохозяйственное предприятие сможет закупать электрическую энергию по обычному тарифу для промышленных предприятий (0,0944 €/кВт•ч), а выработанную из биогаза продавать по зеленому тарифу. Однако следует отме- тить, что зеленый тариф распространяется на электроэнергию из биомассы, к которой законодательство Украины относит лишь отходы. Поскольку силос не является отходом, то зеленый тариф на электроэнергию, полученную на основе силоса, не распространяется. 8 По данным НТЦ «Биомасса», 2012. 9 По данным НТЦ «Биомасса», 2012. ВОЗМОЖНОСТИ ДЛЯ УКРАИНЫ 17 Стоит учитывать, что зеленый тариф хоть и влияет положительно на окупае- мость, однако не является определяющим фактором, в соответствии с которым биогазовые проекты можно рассматривать как коммерчески привлекательные. Для старта продаж энергии в сеть по зеленому тарифу предприятие должно со- брать необходимую документацию и произвести подключение к сети, что потре- бует дополнительных расходов на строительство инфраструктуры, объем кото- рых зависит от удаленности и состояния электросетей10. Таблица 2. Примеры проектов по использованию навоза КРС, свиного навоза и птичьего помета для производства энергии на основе биогаза Объем вы- Срок Вид отходов, рабатывае- Затраты окупаемости доступное мой энергии на внедрение Технология Оборудование (экономия/ количество (МДж/т), технологий продажа в сеть (млн т) глубина (€ на 1 т в сутки) по тарифу) переработки Навоз КРС 245–920 Биогазовые 5400–7200 15,4 40–60% станции Когенерация (в среднем 6–14 лет или Свиной навоз 203–1003 на основе от 500 кВт 6300–8400 4–8 лет 5,6 40–60% биогаза до 2 МВт) с учетом ЗТ с ТЭЦ Птичий помет на биогазе 321–2950 17 200–23 000 4,7 40–60% 10 Подробнее см. Дорожную карту IFC «Как получить Зеленый тариф». Потенциал неэнергетического 3 использования отходов АПК Проекты по производству материалов из отходов АПК могут окупаться быстрее проектов по энергетическому использованию сухих отходов АПК. Основными направлениями неэнергетического использования органических от- ходов АПК являются: • применение в качестве подстилки для животных; • переработка и использование в качестве полезных кормовых добавок для животных; • применение в качестве органических удобрений; • производство вторичных материалов11 . Неэнергетическое использование отходов АПК в качестве корма, подстил- ки и удобрений для улучшения качества почв на мелких сельскохозяйственных предприятиях12 более целесообразно, чем выработка из них тепловой и электри- ческой энергии. При минимальных капитальных затратах на прямое использова- ние данные проекты немедленно окупятся за счет экономии денежных средств, предназначенных для закупки удобрений, корма для животных/птицы или под- стилки. Производство материалов из отходов АПК является альтернативой выработке из них энергии. Подобные проекты потребуют инвестирования от €1200 до €12 100 на 1 т используемых в сутки отходов в зависимости от применяемо- го оборудования, технологий и видов отходов. Окупаются данные проекты за 5–7 лет. Производство материалов из определенных видов отходов более рентабельно, чем их энергетическое использование. Выгодно производить лизин, дрожжи из мелассы, пектин из жома, масло из жмыха. Из-за высокой стоимости произво- димых материалов на открытом рынке срок окупаемости подобных проектов со- ставляет 1–2 года. 11 Химические материалы, другая продукция с высокой добавленной стоимостью. 12 Предприятия, на которых ежегодно образуется менее 300 т сухих отходов / 7000 т влажных. ВОЗМОЖНОСТИ ДЛЯ УКРАИНЫ 19 3.1. Наиболее перспективные виды отходов сельского хозяйства Украины для неэнергетического использования Для неэнергетического использо- Рис. 7. Структура образования вторичных вания целесообразно применять органических отходов в промышленности первичные отходы растениевод- по переработке продукции растениевод- ства (солому зерновых, кукуруз- ства Украины, 2010 год, млн т ные початки и стебли, корзинки подсолнечника) и отходы масло- Другие виды жировой и сахарной промышлен- промышлен- ности, которые составляют около ности, 0,5 80% отходов ПППР. Данные виды отходов ежегодно образуют- Пивная Сахарная ся в большом количестве и могут промышлен- ность, 1,1 промышленность, быть использованы в качестве сы- 11,1 рья для производства материалов, Спиртовая подстилки, удобрений и кормов, промышлен- кормовых добавок. ность, 2,7 Масложировая Девяносто семь процентов отхо- промышленность, дов сахарной промышленности 4,4 составляют свекольный жом и ме- ласса. Данные отходы образуются в процессе производства рафини- рованного сахара из сахарной све- клы. Всего в 2010 году было полу- чено 10,6 млн т свекольного жома и мелассы. Рис. 8. Образование вторичных отходов при переработке сахарной свеклы, 2010 год Сахарная производство сахара-песка свекла производство Сахар-песок возникновение 12,6 млн т сахара-песка маточного 1,5 млн т из сахарной оттека при свеклы кристаллизации сахара Свекольный Меласса Другие жом 0,5 млн т отходы 10,1 млн т 0, 5 млн т 20 ОБРАЩЕНИЕ С ОТХОДАМИ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА Лузга, жмых и шрот являются основными отходами масложировой промышлен- ности и возникают в процессе производства растительного масла из семян под- солнечника. В 2010 году общее количество данных видов отходов составило около 4,3 млн т. Рис. 9. Образование вторичных отходов при переработке подсолнечника, 2010 год Подсол- производство растительного масла Раститель- нечник отделение отжим семян экстрагирование ное масло 8,2 млн т оболочки/ подсолнечника масла 3,8 млн т измельчение семян Лузга Жмых Шрот 1,4 млн т 2,4 млн т 0,6 млн т 3.1.1. Неэнергетическое использование соломы Для неэнергетических целей солому зерновых, кукурузные початки и стебли, кор- зинки подсолнечника13 можно эффективно использовать любым из вышеуказан- ных способов (см. п. 3). Прямое применение соломы в сельскохозяйственных целях более выгодно мел- ким предприятиям, где данный вид отходов образуется в количестве до 300 т в год. Подобное использование окупается немедленно за счет экономии де- нежных средств, предназначенных для закупки удобрений, корма для скота или подстилки. Солома может быть эффективно переработана в целлюлозу, бумагу или картон. Строительство завода по производству целлюлозы из соломы потребует меньше инвестиций, чем строительство завода по производству целлюлозы из древесной массы. Капитальные затраты составят около €1500 на 1 т используемых отхо- дов в сутки. Опыт европейских стран показывает, что оптимальным является производство целлюлозы из соломы на предприятии мощностью от 10 000 до 20 000 т в сут- ки. Ориентировочная стоимость строительства подобного предприятия составит более €15 млн, а срок окупаемости — от 5 до 7 лет14. 13 Далее в тексте солома зерновых, кукурузные початки и стебли, корзинки подсолнечника будут условно клас- сифицироваться как «солома». 14 По данным НТЦ «Биомасса», 2012. ВОЗМОЖНОСТИ ДЛЯ УКРАИНЫ 21 Таблица 3. Примеры проектов по неэнергетическому использованию соломы Вид Технология Продукция / Затраты на Срок окупаемости проектов отходов, переработки выход внедрение общее продукции при технологий количество переработке 1 т (€ на 1 т отходов (млн т) отходов в сутки) Производство Немедленная окупаемость, корма для ___ обусловленная экономией животных Солома на закупке корма для скота Использование Немедленная окупаемость, в качестве ___ обусловленная экономией Солома зер- Солома удобрения на закупке удобрений новых, кукурузные Целлюлоза початки и 400–500 кг стебли, кор- Производство Бумага от 1500 5–7 лет зинки под- материалов солнечника Картон 49 Подстилка для Немедленная окупаемость, Соломенная КРС, свиней, ___ обусловленная экономией подстилка овец на закупке подстилки для скота 3.1.2. Неэнергетическое использование органических отходов сахарной промышленности Органические отходы сахарной промышленности целесообразно использо- вать в качестве корма для животных/птицы, производить из них удобрения и хи- мические материалы. Свекольный жом Свекольный жом можно вывозить на поля вместе с твердыми удобрениями для улучшения органического состава почв. Неэнергетическое использование жома в качестве удобрения окупится немедленно и, как и в случае с прямым ис- пользованием соломы, за счет материальных средств, сэкономленных на закупке удобрений. Жом также используется как корм для скота. В отличие от соломы, которую дают животным в чистом виде, жом необходимо перерабатывать путем обезвожива- ния, прессования и консервации. В результате образуется высококачественный кормовой продукт, пищевая ценность которого для животных превышает пище- вую ценность сырого жома в полтора раза. Стоимость подобной продукции на рынке составляет €200 за 1 т. Применяют жом и в качестве сырья для получения пектина — вещества, которое используется в пищевой промышленности при производстве молочных продук- тов. Цена 1 т пектина, полученного в результате переработки жома, на откры- том рынке составляет €14 500. 22 ОБРАЩЕНИЕ С ОТХОДАМИ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА Меласса Эффективным способом неэнергетической переработки является производство из мелассы лизина с дальнейшим применением его в качестве кормовой добавки. Стоимость производства 1 т лизина колеблется от €1200 до €1460 на 1 т использу- емых отходов в сутки в зависимости от процесса ферментации и сушки. Проекты по производству лизина окупаются в пределах 7 лет15. Меласса может использоваться как сырье для производства лимонной кисло- ты и дрожжей. Технология изготовления лимонной кислоты сложная, энергоем- кая, требует специального оборудования и соблюдения высоких санитарно-гиги- енических норм. Стабильное производство качественной лимонной кислоты из мелассы экономически выгодно на крупных заводах, мощность которых превы- шает 2500 т в год16. При изготовлении дрожжей меласса служит основным сы- рьем, формирующим питательную среду. Таблица 4. Примеры проектов по неэнергетической переработке органических отходов сахарной промышленности Затраты на Стоимость Вид отходов, Продукция / вы- внедрение произведенной общее ход продукции технологий Технология переработки продукции / срок количество при переработке (млн т) 1 т отходов (€ на 1 т отходов окупаемости в сутки) проектов Сушеный, консер- вированный жом, Производство корма для животных белково-витамин- Нет данных €200 за 1 т ные комплексы 300–400 кг Свекольный жом Пектин Производство пектина 100–200 кг Нет данных €14 500 за 1 т 10,1 Окупается немедленно Использование в качестве Жом ___ за счет экономии удобрения на закупке удобрений Производство корма для Лизин 1200–1460 До 7 лет животных Меласса Лимонная кислота Нет данных Нет данных 0,5 Производство материалов Дрожжи Нет данных Нет данных 600–700 кг 15 По данным НТЦ «Биомасса», 2012. 16 По данным НТЦ «Биомасса», 2012. ВОЗМОЖНОСТИ ДЛЯ УКРАИНЫ 23 3.1.3. Неэнергетическое использование органических отходов масложировой промышленности Лузга Лузгу можно использовать как кормовую добавку к грубым кормам. В чистом виде она не может применяться в качестве корма, поскольку очень плохо усваи- вается животными. Данный вид отходов также служит удобрением, улучшающим свойства почвы. Прямое использование лузги в виде подстилки при выращива- нии птицы и удобрений для улучшения качества почв окупается немедленно, как и прямое неэнергетическое использование отходов сахарной промышленно- сти и соломы. Также лузга находит применение в процессе производства кормовых дрожжей для сектора животноводства. Стоимость проектов по выращиванию кормовых дрожжей из лузги составляет от €8000 до €12 000 на 1 т используемых отходов в сутки. Подобные проекты окупаются в пределах 2 лет17. Жмых Жмых традиционно используется в качестве корма путем непосредственного введения в рацион животных или производства комбикормовой продукции. Вве- дение подсолнечного жмыха в рацион питания животных благоприятно влияет на обмен веществ, укрепляет иммунную систему, ускоряет рост молодняка, повы- шает яйценоскость птицы. Так как в жмыхе остаточное содержание масла составляет 10% от общей массы, эффективными будут проекты по экстракции масла из жмыха. Стоимость таких проектов составляет от €9000 до €12 000 на 1 т используемых отходов в сутки. Срок окупаемости — около года. Шрот Шрот, как и жмых, либо непосредственно вводится в рацион животных, либо ис- пользуется для производства комбикормовой продукции. Благодаря шроту уве- личивается продуктивность животных, улучшается качество животноводческой продукции, повышается содержание жира в молоке и суточный удой коров. Сто- имость организации проектов по производству комбикормов на основе шрота составляет от €2000 до €4100 на 1 т используемых отходов в сутки. Срок окупа- емости — от 1 года до 3 лет18. 17 По данным НТЦ «Биомасса», 2012. 18 По данным НТЦ «Биомасса», 2012. 24 ОБРАЩЕНИЕ С ОТХОДАМИ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА Таблица 5. Примеры проектов по неэнергетическому использованию органических отходов масложировой промышленности Вид Затраты на Продукция / выход внедрение отходов, Технология продукции при технологий Срок окупаемости общее переработки переработке 1 т проектов количество отходов (€ на 1 т отходов (млн т) в сутки) Окупается Подстилка при немедленно за счет выращивании Лузговая подстилка ___ экономии на закупке птицы подстилки Производство корма для Кормовые дрожжи, животных — Лузга добавки к грубым ферментация/ 8000–12 000 1–2 года 1,4 кормам выращивание 200–300 кг кормовых дрожжей Окупается Использование немедленно за счет в качестве Лузга ___ экономии на закупке удобрения удобрений Производство продукции с высокой Масло добавленной 9000–12 000 1 год 15–100 кг стоимостью Жмых (экстракция 2,4 масла) Производство Высокобелковая корма для Нет данных Нет данных добавка в комбикормах животных Производство Белковая, углеводная Шрот корма для и липидная добавка 2000–4000 1–3 года 0,6 животных в комбикормах Рекомендации руководителям 4 предприятий АПК Для принятия решения о внедрении проектов по переработке отходов, обра- зующихся на предприятии АПК, необходимо осуществить ряд шагов. Шаг 1. Оценить потенциал образования и специфические характеристи- ки имеющихся на вашем предприятии видов органических отходов: • определить количество и виды отходов, образующихся на предприятии; • оценить возможные альтернативы использования каждого вида отхо- дов с помощью привлечения внешней или внутренней экспертизы. Шаг 2. Определить, для каких задач осуществляется переработка орга- нических отходов: • выработка энергии для собственных нужд / продажи в сеть; • прямое использование отходов с минимальными издержками и экономи- ей на закупке подстилки/корма/удобрений; • производство материалов для продажи на открытом рынке. При осуществлении проектов по энергетической переработке органических отхо- дов необходимо оценить целесообразность получения зеленого тарифа, посколь- ку для начала продажи энергии в сеть по такому тарифу владелец предприятия должен будет пройти ряд регуляторных процедур, построить необходимые ин- фраструктурные сооружения, что потребует времени и дополнительных расхо- дов19. При низких объемах образования отходов (меньше 300 т сухих отходов или 7000 т влажных) предприятию рекомендуется рассматривать проекты по неэнер- гетической переработке. 19 В соответствии с законодательством Украины о зеленом тарифе прохождение регуляторных процедур и строительство всех инфраструктурных сооружений должно быть завершено до подачи заявления относи- тельно утверждения зеленого тарифа на предприятии. 26 ОБРАЩЕНИЕ С ОТХОДАМИ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА Шаг 3. В зависимости от целей использования и вида органических отходов выбрать оборудование и технологии для переработки: • оценить необходимую производительность оборудования в зависимости от вида/объема имеющихся отходов и поставленной цели переработки; Таблица 6. Минимальная необходимая мощность когенерационной установки (КГУ) и котлов для переработки отходов в целях производства энергии20 Минимальная необходимая Животноводство Поголовье мощность КГУ КРС 1650–10 000 150–920 кВт Свиньи 10 050–50 000 150–750 кВт Птица 151 000–1 000 000 150 кВт — 1 МВт Минимальная необходимая Растениеводство Урожай (т/год) мощность котла Колосовые культуры 300–1900 150 кВт —1 МВт (пшеница, ячмень) • определить предстоящие затраты по переработке 1 т продукции и при- близительный срок окупаемости проекта; • оценить степень зависимости проектов от макроэкономических факто- ров: изменения тарифов на тепловую и электрическую энергию, измене- ния курса национальной валюты относительно иностранной (например, при ослаблении гривны относительно евро проекты по переработке на европейском оборудовании будут иметь более длительный срок оку- паемости). Шаг 4. Выбрать поставщика технологии и оборудования: • собрать предложения от нескольких поставщиков; • внимательно сравнить ценовые предложения поставщиков (необходимо учесть, что оборудование может иметь разные технические характери- стики); • уточнить требования по эксплуатации оборудования, объем и виды га- рантий, наличие дополнительных услуг (доставка, монтажные и пускона- ладочные работы, обучение обслуживающего персонала). Шаг 5. Выбрать способ финансирования проектов: • помимо использования собственных сбережений рассмотреть возмож- ность привлечения заемных средств21; • собрать предложения финансовых институтов, в том числе тех из них, ко- торые имеют целевые программы по финансированию. 20 По данным НТЦ «Биомасса», 2012. 21 При привлечении заемных средств срок окупаемости проектов может увеличиваться в зависимости от раз- мера и условий займа. ВОЗМОЖНОСТИ ДЛЯ УКРАИНЫ 27 Пояснительная записка Для анализа потенциала образования органических отходов на предприятиях АПК, возможностей их переработки, а также проведения расчетов использова- лись следующие данные: • статистическая информация об объемах основных выращенных сельско- хозяйственных культур и поголовье животных в Украине в 2010 году22; • данные НТЦ «Биомасса»: ◦ потенциал образования отходов сельского хозяйства в целом по от- расли в разрезе годового объема образования отходов, их общего до- ступного количества, а также доступного количества по сухому веще- ству; ◦ удельный и абсолютный вес образования определенного типа отхо- дов с 1 т сельскохозяйственной культуры или от одного животного; • способы использования отходов растениеводства и животноводства; • технико-экономическая оценка проектов по переработке органических отходов АПК: ◦ общие затраты на проекты по переработке отходов; ◦ экономия / доход от выработки и продажи энергии / произведенных материалов; ◦ срок окупаемости проектов по выработке энергии из отходов с уче- том следующих допущений: – владелец перерабатывающей установки в качестве топлива ис- пользует органические отходы, образующиеся на его предпри- ятии, а не закупает их у других предприятий; – владелец органических отходов использует собственные сбереже- ния для реализации и финансирования проектов по выработке те- пловой и электрической энергии. В качестве критериев оценки, влияющих на итоговую эффективность проектов по переработке биомассы для получения энергии, учитывались: • капитальные затраты на технологии по сжиганию / анаэробному сбра- живанию органических отходов АПК, в структуру которых входит стои- мость оборудования, проектные, монтажные и пусконаладочные работы; • эксплуатационные затраты, в структуру которых входит техническое обслуживание оборудования, заработная плата обслуживающего пер- сонала; • амортизация оборудования с учетом 15–20-летнего срока эксплуатации; • тарифы на электрическую и тепловую энергию для промышленных предприятий, зеленый тариф на электрическую энергию из биомассы и биогаза; 22 Годовой объем отходов, доступных для переработки в энергию, был вычислен НТЦ «Биомасса» путем ум- ножения данных Госкомстата Украины за 2010 год о годовых объемах производства основных сельскохо- зяйственных культур на сельскохозяйственных предприятиях на удельные показатели образования отходов для каждой из основных фракций. Объемы произведенной продукции и образовавшихся отходов в частных фермерских хозяйствах не рассматривались. Также не рассматривалась сельскохозяйственная продукция, целенаправленно выращиваемая для выработки тепловой и электрической энергии. 28 ОБРАЩЕНИЕ С ОТХОДАМИ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА Таблица 7. Тарифы на электрическую и тепловую энергию; ЗТ23 Тариф Единицы Значение на 01.09.2013 г грн/кВт·ч 0,9561 Тариф на электрическую энергию € /кВт·ч 24 0,0944 грн/Гкал 900–1000 Тариф на тепловую энергию €/Гкал 88,9–98,8 грн/кВт·ч 1,2545 Зеленый тариф на электрическую энергию из биомассы и биогаза25 €/кВт·ч 0,1259 • курс евро относительно гривны (данный фактор актуален в случае, если необходимое для выработки тепловой/электрической энергии оборудова- ние закупается в странах Европы); • дополнительные факторы: ◦ стоимость и доступность земельных участков в Украине; ◦ стоимость строительных материалов в Украине; ◦ экологические и другие нормативные требования к выбросам загряз- няющих веществ. В качестве критериев оценки, влияющих на итоговую эффективность проектов по переработке биомассы для производства продукции / химических материалов, кормов, учитывались: • капитальные затраты на оборудование и технологии по производству кормовой продукции и материалов из отходов сельского хозяйства; • эксплуатационные затраты на техническое обслуживание оборудования; • амортизация оборудования с учетом 20-летнего срока эксплуатации; • курс евро относительно гривны; • дополнительные факторы в зависимости от вида перерабатываемых от- ходов. Основные ограничения использования данных: • отсутствие единого и полного источника данных по образованию и пере- работке отходов сельского хозяйства; • необходимость проверки корректности данных, содержащихся как в официальных, так и в независимых источниках; • сложность подтверждения точности данных, полученных в результате ис- следований в области расчета технико-экономической оценки проектов по переработке отходов сельского хозяйства. 23 По данным Национальной комиссии регулирования электроэнергетики Украины, 2012. 24 По данным Национального банка Украины на 01.04.2013. 25 Действует с 01.04.2013 по 31.12.2014. Об IFC IFC, входящая в Группу Всемирного банка, является крупнейшим глобальным институтом развития, деятельность которого направлена исключительно на поддержку частного сектора. Работая с частными предприятиями в более чем 100 странах мира, мы используем наши капитал, опыт и влияние, чтобы способствовать искоренению нищеты и содействовать росту всеобщего благосостояния. В 2013 финансовом году мы инвестировали рекордные $25 млрд, направив их на реализацию потенциала частного сектора в области создания рабочих мест и решения самых неотложных проблем развития. За дополнительной информацией обращайтесь на www.ifc.org При поддержке Министерства иностранных дел Финляндии, Свободного государства Саксония (Германия), Агентства по международному деловому сотрудничеству при Министерстве экономических дел Нидерландов Контактная информация: IFC 01010, г. Киев, Днепровский спуск, 1 Телефон: +380 44 4906400 Факс: +380 44 4906400 www.ifc.org/ukraine 2013