PLAN PREZENTACJI: SAVONA PROJECT Sp. z o.o. - wykonawca prac przedprojektowych

Prace przedprojektowe w zakresie przedsięwzięcia pn.: Produkcja biogazu i recykling składników

odżywczych z odpadów organicznych w Zabrzu

Wisła, luty 2014 1

PLAN PREZENTACJI:

• SAVONA PROJECT Sp. z o.o. - wykonawca prac przedprojektowych

• Cel i zakres prac przedprojektowych

• Aktualny stan zaawansowania prac

• Analiza dostępnych substratów – wstępne wyniki

• Zagadnienia problemowe

2

3

SAVONA PROJECT Sp. z o.o.

WYKONAWCA PRAC PRZEDPROJEKTOWYCH

PODSTAWOWE FAKTY:

• Firma konsultingowa i inżynieryjna,

• Na rynku od 2008 roku,

• Forma prawna: Spółka z ograniczoną działalnością,

• Doświadczenie w branży: udział w przygotowaniu kilkudziesięciu projektów związanych z gospodarką odpadową lub osadową oraz energetyką na terenie Polski.

Poprzez efektywne rozwiązania służące ochronie środowiska i poszanowaniu energii, pomagamy naszym

Klientom osiągać założone cele

4

DZIEDZINA (obszar działania):

5

•Instalacje (ITPOK, MBT,inne instalacje termicznego przekształcania);•Systemy gospodarowania odpadami w gminachi regionach

•Instalacje (ITPOK, MBT,inne instalacje termicznego przekształcania);•Systemy gospodarowania odpadami w gminachi regionach

•Instalacje stabilizacji OŚ z możliwością wykorzystania biogazu;•Zakłądy termicznegoprzekształcania OŚ;•Instalacje suszenia OŚ

•Instalacje stabilizacji OŚ z możliwością wykorzystania biogazu;•Zakłądy termicznegoprzekształcania OŚ;•Instalacje suszenia OŚ

•Skojarzona produkcja energii elektrycznej i ciepła

•Skojarzona produkcja energii elektrycznej i ciepła

•Biogazownie komunalne, rolnicze i przemysłowe;•Instalacje kogeneracyjne -spalanie biomasy;•Farmy wiatrowei fotowoltaiczne

•Biogazownie komunalne, rolnicze i przemysłowe;•Instalacje kogeneracyjne -spalanie biomasy;•Farmy wiatrowei fotowoltaiczne

6

ZAKRES DZIAŁANIA:

7

CEL I ZAKRES PRAC PRZEDPROJEKTOWYCH ORAZ

AKTUALNY STAN ZAAWANSOWANIA PRAC

Celem prac przedprojektowych jest przygotowanie koncepcji biogazowni MOSiR w Zabrzu

ZAKRES PRAC PRZEDPROJEKTOWYCH:

• Ocena lokalizacji przedsięwzięcia

• Analiza istniejącej infrastruktury

• Istniejące i planowane zagospodarowanie terenu

• Dokumentacja geologiczna i hydrogeologiczna

• Analiza opcji technologicznych

• Program funkcjonalno-użytkowy

• Uzyskanie decyzji o uwarunkowaniach środowiskowych.

8

ZAAWANSOWANIE PRAC PRZEDPROJEKTOWYCH:

• Opracowana karta informacyjna przedsięwzięcia zawierająca:

– Ocenę lokalizacji przedsięwzięcia

– Analizę istniejącej infrastruktury

– Istniejące i planowane zagospodarowanie terenu

• Opracowany projekt robót geologicznych

• Analiza dostępnych substratów

• Zapytania ofertowe i oferty technologiczne

• Procedury administracyjne:

– Złożony wniosek o wydanie „decyzji środowiskowej”

– Złożony wniosek o zatwierdzenie projektu robót geologicznych

9

LOKALIZACJA:

Legenda:

1. Istniejące Miejskie Składowisko Odpadów Komunalnych;

2. Teren planowanej inwestycji;

3. Regionalna Instalacja Przetwarzania Odpadów Komunalnych w Zabrzu.

10

Istniejąca infrastruktura elektroenergetyczna:•Linia wysokie napięcia 110 kV,•Stacja energetyczna SN/nN 6/0,4kV.

Istniejąca infrastruktura gazowa: •Sieć Polskiej Spółki Gazownictwa Oddział w Zabrzu - gazociąg stalowy DN 400 pracujący pod ciśnieniem roboczym do 2,8 bar.

Istniejąca infrastruktura wodociągowa:•Sieć Górnośląskiego Przedsiębiorstwa Wodociągów - istniejący punkt odbioru wody pn: „ul. Cmentarna – wysypisko”.

INFRASTRUKTURA:

11

PLANOWANE OPCJE WYKORZYSTANIA BIOGAZU:

12

Biogazowania - Produkcja biogazu

Biogazowania - Produkcja biogazu

Oczyszczanie

Spalanie - Produkcja energii

elektrycznej i cieplnej

Wzbogacanie biogazu do biometanu

Wtłaczanie biometanu do sieci gazowej

Biometan jako paliwo w pojazdach

SCHEMAT IDEOWY PLANOWANEJ BIOGAZOWNI:

13

Jednostkakogeneracyjna CHP "mała" lub kocioł

Eksport biogazu do sieci gazowej

OPCJA 2

Energia cieplna i elektryczna na potrzeby własne biogazowni

Jednostkakogeneracyjna CHP "mała" lub kocioł

Wykorzystanie biogazu w trznsporcie (CNG)

OPCJA 1

Jednostkakogeneracyjna CHP "duża"Eksport energii

elektrycznej do sieci

OPCJA 3

Węzeł sterylizacji

Substraty wymagające sterylizacji

Substraty nie wymagające sterylizacji

SUBSTRATY DO PROCESU

OPCJE WYKORZYSTANIA PRODUKTÓW PROCESU

Zbiornik buforowy + separatorPrzepompownia Zbiornik pofermentacyjny/laguna

ZAGOSPODAROWANIE POZOSTAŁOŚCI

Zawrót wody procesowej

Wykorzystanie nawozowe/rekultywacja

Wywóz na oczyszczalnię ścieków

Zbiornik uśredniający i/lub hydrolizer

Fermentator pierwotny(i ewentualnie wtórny)

PROCES PRODUKCJI BIOGAZU

Uszlachetnianie biogazu

Pochodnia awaryjna

14

ANALIZA DOSTĘPNYCH SUBSTRATÓW – WSTĘPNE WYNIKI

15

WYJŚCIOWY POTENCJAŁ SUBSTRATÓW – 224 700 Mg/r:

METODYKA OPTYMALIZACJI MIXU SUBSTRATÓW DLA OSIĄGNIĘCIA ZAŁOŻONEJ MOCY BIOGAZOWNI 1 MWel:

•I etap selekcji – ocena następujących kryteriów:

– Potencjał produkcyjny,

– Efektywność ekonomiczna,

– Zawartość wody i substancji organicznych,

– Ryzyko procesowe i uciążliwości związane z transportem,

•II etap selekcji – mix substratów generujących przychód „na bramie”,

•III etap selekcji – uzupełnienie mixu substratami generującymi koszty „na bramie”.

16

POTENCJAŁ PRODUKCYJNY SUBSTRATÓW [MWel]:

17

PRODUKCJA ENERGII W CHP:

• Czas pracy biogazowni – 8 760 h/rok

• Dyspozycyjność CHP – 90% czasu pracy biogazowni

• Sprawność wytwarzania energii elektrycznej - 39%

• Zawartość metanu w biogazie – 59%

POTENCJAŁ PRODUKCYJNY WSZYSTKICH SUBSTRATÓW WYRAŻONY JAKO MOC ELEKTRYCZNA CHP 4,3 MWel

ZAŁOŻONA WIELKOŚĆ BIOGAZOWNI – 1 MWel

Ocena substratów wg założonych kryteriów

18

EFEKTYWNOŚĆ EKONOMICZNA POTENCJALNYCH SUBSTRATÓW „NA BRAMIE”:

•Ceny za odbiór odpadów;

•Koszty pozyskania substratów;

•Koszty transportowe;

•Jednostkowy wskaźnik produkcji biogazu [m3/Mg].

19

EFEKTYWNOŚĆ EKONOMICZNA SUBSTRATÓW [PLN/m3BIOGAZU]:

20

I ETAP SELEKCJI SUBSTRATÓW:

21

Substrat

Potencjał produkcyjny

Efektywność ekonomiczna „na bramie”

Zawartość wody i substancji organicznej

Ryzyko procesowe i uciążliwości

transportowe

Kwalifikacja

"-/0/+" "-/0/+" "-/0/+" "-/0/+" "TAK/NIE"

Przeterminowana żywność + + + + TAK

Flaki, pierze, krew + + 0 - NIE

Resztki warzyw - + + + TAK

Odpady kuchenne 1 TAK



Przepalony olej - 0 - - NIE

Gnojowica świnska + - + + TAK

Serwatka + - + 0 NIE

Odpady poubojowe - + + - NIE

Obornik ptasi, kurzy 1+ - 0 - NIE

Obornik ptasi, kurzy 2Padlina kurza, padlina, odpady kat. 2 i 3

- + + - NIE

Padłe indyki - + + - NIE

Odpady poubojowe i osady z oczyszczalni

+ + + - TAK

Wytłoki browarnicze + - + + TAK

Obornik świński - - 0 - NIE

Stary chleb, odpady piekarnicze

0 0 + + TAK

Ciastka i ciasto - 0 + + NIE

Odseparowana tkanka tłuszczowa

0 + - 0 NIE

Obornik koński - - 0 - NIE

SUBSTRATY WYBRANE DO II ETAPU:

SUBSTRATY WYSELEKCJONOWANE DO II ETAPU WRAZ Z ICH POTENCJAŁEM PRODUKCYJNYM:

22

SubstratPotencjał produkcyjny

kWel

Przeterminowana żywność, resztki warzyw, odpady kuchenne 1-3 280

Stary chleb, odpady piekarnicze 71

Odpady poubojowe i osady z oczyszczalni 238

Wytłoki browarnicze 1 833Gnojowica świńska 721

Suma 3 143

Potencjał substratów generujących przychód ‚na bramie” – 588 kWel

Potencjał substratów generujących koszt „na bramie” – 2 555 kWel

II ETAP SELEKCJI SUBSTRATÓW:

Optymalizacji składu substratów dokonywano w 3 wariantach symulacyjnych.

W wariancie 1:

23

• W pierwszej kolejności do mixu substratowego przyjęto substraty i odpady generujące przychód „na bramie”

• Dla bezpieczeństwa w modelu biznesowym założono wykorzystanie 50% potencjału masowego w/w substratów

MOC ELEKTRYCZNA CHP OSIĄGANA Z W/W SUBTRATÓW WYNOSI:

0,3 MWel

SPOŚRÓD SUBSTRATÓW GENERUJĄCYCH KOSZT „NA BRAMIE” (GNOJOWICA ŚWIŃSKA, WYTŁOKI BROWARNICZE)

NALEŻY DOBRAĆ ILOŚĆ UMOŻLIWIAJĄCĄ OSIĄGNIĘCIE MOCY 0,7 MWel

SPOŚRÓD SUBSTRATÓW GENERUJĄCYCH KOSZT „NA BRAMIE” (GNOJOWICA ŚWIŃSKA, WYTŁOKI BROWARNICZE)

NALEŻY DOBRAĆ ILOŚĆ UMOŻLIWIAJĄCĄ OSIĄGNIĘCIE MOCY 0,7 MWel

III ETAP SELEKCJI SUBSTRATÓW:

24

W wariancie 1 symulacji przyjęto następujące założenia:

•W pierwszej kolejności założono uzupełnienie strumienia wytłokami browarniczymi, które charakteryzują się wyższą niż gnojowica efektywnością ekonomiczną „na bramie”.

•Uzupełnienie strumienia gnojowicą przyjęto w takiej proporcji aby uzyskać na wejściu do biogazowni zawartość suchej masy około 20%.

•Gnojowica będzie stanowić główne źródło wody procesowej, która dodatkowo jest recyrkulowana w instalacji biogazowni.


25

Substrat

Ilość substratów

Procent suchej masy

poszczególnych substratów

Jednostkowe wskaźniki produkcji biogazu

Wielkość produkcji biogazu

Jednostkowe koszty "na

bramie"

Roczne koszty "na bramie"

Moc elektryczna

Mg/rok % m3/Mg m3/rok PLN/Mg PLN/rok kWel

Przeterminowana żywność 2 338 27,0% 110 257 202 200 467 640 67

Resztki warzyw 54 25,0% 60 3 240 100 5 400 1

Odpady kuchenne 1 1 427 18,0% 190 271 149 100 142 710 71

Odpady kuchenne 2 2 15,6% 150 270 100 180 0,1

Odpady kuchenne 3 18 14,4% 120 2 160 100 1 800 1

Gnojowica świńska 18 360 6,6% 30 550 800 -35 -642 600 144

Odpady poubojowe i osady z oczyszczalni

3 240 30,0% 140 453 600 200 648 000 119

Wytłoki browarnicze 18 350 30,0% 140 2 569 000 -150 -2 752 500 673

Stary chleb, odpady piekarnicze

174 27,0% 780 135 720 100 17 400 36

Suma 43 963 4 243 141 -2 111 970 1 111


26

Biogazownia 1 MW –roczne ilości substratów w Mg

Biogazownia 1 MW –udział w produkcji energii

WARIANT 1


27

Spostrzeżenia dla konfiguracji wsadu w wariancie 1:

•Substraty generujące koszt „na bramie” stanowią około 83 % masowego strumienia substratów biogazowni.

•Substraty generujące koszt „na bramie” są źródłem około 73 % wyprodukowanego biogazu i energii.

•Źródłem wody dla biogazowni jest jeden z w/w substratów – gnojowica. W związku z tym jej ilość wynika głównie z zamiaru zapewnienia odpowiedniego stężenia suchej masy na wejściu. Udział w strumieniu masowym wynosi około 42% natomiast udział w wytwarzaniu energii to około 13%.

•Najistotniejszym substratem, warunkująca wielkość produkcji energii są wytłoki browarnicze (60% udziału w wytwarzaniu energii). Jest to substrat planowany do pozyskania od jednego dostawcy co w istotny sposób zwiększa ryzyko biznesowe przedsięwzięcia – brak dywersyfikacji.

Alternatywnie dokonano symulacji pracy biogazowni przy założeniach - wariant 2:

•Wykorzystanie 50% potencjału masowego substratów generujących przychód „na bramie”.

•Uzupełnienie wsadu substratami kosztotwórczymi do mocy 0,5 MWel przy zachowaniu stężenia suchej masy około 20% na wejściu poprzez zastosowanie gnojowicy.


28

Biogazownia 0,5 MW –roczne ilości substratów w Mg

Biogazownia 0,5 MW – udział w produkcji energii

WARIANT 2


29

Przeprowadzona symulacja w wariancie 2 pozwala na następujące spostrzeżenia:

•Substraty generujące koszt „na bramie” stanowią około 66 % masowego strumienia substratów biogazowni.

•Substraty generujące koszt „na bramie” są źródłem około 47 % wyprodukowanego biogazu i energii.

•Źródłem wody dla biogazowni jest jeden z w/w substratów – gnojowica. Jej udział w strumieniu masowym wynosi 43%, w produkcji energii 13%.

•Udział w produkcji energii z wytłoków browarniczych zmniejszył się z ponad 60-ciu do 34%.

•Koszt wyprodukowania biogazu „na bramie” jest dodatni co oznacza przychód w tym punkcie bilansowym.

Kolejna symulacja – wariant 3a, została dokonana przy założeniu pracy jednostki 0,5 MWel i wykorzystaniu potencjału rynkowego substratów przychodowych na poziomie 85%.

Dodatkowo założono zakup jedynie gnojowicy jako źródła wody przy jednoczesnej rezygnacji z wytłoków.


30

Biogazownia 0,5 MW –roczne ilości substratów w Mg

Biogazownia 0,5 MW –udział w produkcji energii

WARIANT 3a


31

Przeprowadzona symulacja w wariancie 3a pozwala na następujące spostrzeżenia:

•Substratem generującym koszt „na bramie” jest gnojowica stanowiąca około 36 % masowego strumienia substratów biogazowni i mająca około 10-cio procentowy udział w wytwarzaniu energii.

•Koszt wyprodukowania biogazu „na bramie” jest mocno dodatni co oznacza przychód w tym punkcie bilansowym.

•Źródłem wody dla biogazowni jest gnojowica, która może zostać zastąpiona (w całości lub części) przez wodę wodociągową i obiegową.

Powyższe stwierdzenie stanowiło podstawę do obliczeń bilansowych w wariancie 3b, przy następujących założeniach:

•Cena wody wodociągowej – 5,0 PLN/m3

•Ilość wody – 7 344 m3/rok co pozwala uzyskać zawartość suchej masy na poziomie ok. 18%

•Zakup 1 500 Mg/rok wytłoków browarniczych (7% strumienia masowego i 10% udziału w produkcji energii)

W wyniku symulacji dla wariantu 3b uzyskano moc 0,5 MWel przy cenie 1 m3 biogazu „na bramie” wynoszącej 0,91 PLN

ZAGADNIENIA PROBLEMOWE:

32

• Przy założeniu „bezpiecznego” poziomu wykorzystania substratów generujących przychód „na bramie” – 50%, uzupełnienie wsadu do mocy 1 MWel wymaga dobrania znacznych ilości substratów kosztotwórczych, w efekcie czego:

o znaczna część wyprodukowanej energii (60%) zależy od kupowanych od jednego dostawcy wytłoków browarniczych co niesie ze sobą ryzyko zapewnienia dostaw w okresie eksploatacji biogazowni,

o koszt wyprodukowania 1 m3 biogazu liczony wg kosztów pozyskania substratów jest ujemny i wynosi -0,50 PLN/m3

• Dla w/w poziomu pozyskania substratów (50% potencjału rynkowego) wartym rozważenia jest uzupełnienie wsadu do wielkości biogazowni 0,5 MWel.

• Moc 0,5 MWel może zostać wygenerowana przy zastosowaniu substratów generujących przychód przy założeniu wykorzystania ich potencjału rynkowego na poziomie 85%. Opłacalność takiego przedsięwzięcia wyrażona jako koszt 1 m3 biogazu „na bramie” będzie zdecydowanie wyższa.

• Jako źródło wody i substrat stabilizujący proces można wykorzystywać gnojowicę lub uzyskiwać odpowiednie uwodnienie poprzez dodanie wody wodociągowej i uzupełnienie substratów poprzez np. zakup wytłoków.

DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘDZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ

Biuro w Krakowieul. Ludwinowska 7/830-331 Krakówtel. 12 398 18 71 fax. 12 398 18 72 GSM 669 926 800e-mail: [email protected]

SAVONA PROJECT Sp. z o.o.ul. Słowackiego 33-3733-100 Tarnówtel. 14 636 10 21 tel. 14 656 45 40 do 43 fax. 14 636 10 22 GSM 607 906 800e-mail: [email protected]

33

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]

PLAN PREZENTACJI: SAVONA PROJECT Sp. z o.o. - wykonawca prac przedprojektowych

Documents

Transcript of PLAN PREZENTACJI: SAVONA PROJECT Sp. z o.o. - wykonawca prac przedprojektowych