Kooste biokaasulaitosten kannattavuusselvityksistä Keski-Suomessa Selvitykset tehty Biokaasusta energiaa Keski-Suomeen -hankkeessa vuosina 2008-2009 Eeli Mykkänen Joulukuu 2009
Tässä koosteessa on kuvattu lyhyesti keskisuomalaisten biokaasulaitoshankkeiden kannattavuusselvityksien tuloksia. Selvitykset on toteutettu vuosien 2008 ja 2009 aikana osana Biokaasusta energiaa Keski-Suomeen -hanketta, joka rahoitettiin pääosin Keski-Suomen liiton myöntämällä EAKR-rahoituksella. Kannattavuusselvitys -kokonaisuudesta hankkeessa vastasi. Selvitysten toteuttajina olivat Metener Oy ja Watrec Oy, joilla on hyvä asiantuntemus biokaasuprosessien kokonaisuuksien hallitsemisesta ja laitosten kustannuksista. Biokaasuntuotannosta kiinnostuneita tahoja etsittiin eri puolilta Keski-Suomea lehti- ja internet-ilmoitusten sekä suorien yhteydenottojen kautta. Kannattavuusselvityksiä varten kartoitettiin samalla seudulla tai kunnassa olevien toimijoiden kiinnostusta yhteiseen biokaasulaitoshankkeeseen, sillä laitoksen kokoluokan kasvattaminen ja erilaisten toimijoiden yhteistyö tuo usein kannattavuutta ja monipuolisia yhteistyömahdollisuuksia biokaasulaitoksen toimintaympäristöön. Biokaasulaitoksen selvittämiseen löytyikin hyvin kiinnostusta samalla seudulla olevista toimijoista, ja kannattavuusselvityksiin osallistui usein tietyn kunnan alueella olevia maatiloja, yrityksiä ja lähes aina myös kunta. Keskeisimpiä biokaasuntuotannon raaka-aineita laitoshankkeissa olivat pelloilla viljeltävät energiakasvit, eläinten lanta, puhdistamolietteet sekä saostus- ja umpikaivolietteet, kunnan biojätteet ja joissain tapauksissa myös kalankasvattamon lietteet ja teollisuuden biohajoavat jätteet. Biokaasulaitoksille haettiin toiminnallisesti ja taloudellisesti parasta toteutusratkaisua, ja tämän vuoksi useissa tapauksissa jätettiin esim. kunnallinen biojäte tarkastelun ulkopuolelle. Vähäinen biojätemäärä ei teknis-taloudellisesti yleensä kannata biokaasulaitoksissa, koska biojätteen esikäsittelyn myötä laitoksen investointikustannukset kasvaisivat voimakkaasti suhteessa biojätteen tuomaan energiamäärään ja laitoksen tuloihin. Biokaasulaitosten tuottaman energian hyödyntämismuotona tarkasteltiin CHP-tuotantoa (yhdistetty sähkön ja lämmön tuotanto) ja usein myös liikennebiokaasun tuotantoa. Lämmölle pyrittiin etsimään mahdollisimman suuri hyödyntämisaste rakennusten lämmityksessä, alueelliseen kaukolämpöverkkoon syöttämisessä, viljakuivureissa ym. Yhdessä tapauksessa mahdollisuutena oli myös biokaasun hyödyntäminen teollisuustuotannon prosesseissa. Biokaasulaitosten tuottama ravinnejäännös hyödynnettiin selvityksissä yleensä biokaasuhankkeeseen osallistuvien tilojen pelloilla sekä muille lähiseudun maatiloille myytävänä peltolannoitteena. Biokaasulla tuotetun sähkön syöttötariffin ja alan investointitukien keskeneräisten linjausten vuoksi kannattavuusselvitykset laadittiin useilla tukivaihtoehdoilla mm. syöttötariffin ajankohtaisen parhaan arvion mukaisesti. Eri vaihtoehdoilla lasketut kannattavuudet osoittivat syöttötariffilla olevan keskeinen vaikutus biokaasulaitosten kannattavuuteen. Kannattavuuteen vaikuttaa keskeisesti myös biokaasuhankkeen kokoluokka. Käsiteltävän materiaalin määrän kasvaessa laitoshankkeen tulot energiasta ja porttimaksuista kasvavat, mutta kokoluokan kasvattaminen nostaa investointikustannuksia kuitenkin vain kohtuudella. Tärkeää on myös löytää laitoksen tuottamalle lämpöenergialle mahdollisimman suuri hyödyntämisaste. Kannattavuusselvitykset osoittivat, että liikennepolttoaineen tuotanto on kiinnostava ja usein hyvin kannattava biokaasun käyttötapa, kunhan liikennebiokaasulle etsitään seudulta käyttäjiä kohtalaisen lyhyellä aikajänteellä. Kannattavuusselvityksistä on laadittu laajat raportit selvityksessä olevien toimijoiden käytettäväksi. Selvitykset sisältävät tarkkoja luottamuksellisia tietoja maatiloista ja yrityksistä, joten tässä koosteessa on esitetty vain selvitysten keskeiset yleispiirteiset asiat. Kannattavuusselvitysten tuloksia tarkastellessa on syytä huomioida seuraavat asiat: - Kohteissa on haettu taloudellisesti järkevintä toteutusmallia, jolloin esim. kunnalliset biojätteet on voitu jättää pois laitoksen syötemateriaaleista vaadittavien lisäinvestointien välttämiseksi. - Koosteeseen on kiteytetty vain osa selvitysten informaatiosta/huomioiduista asioista - Oleellista on huomioida laskennan lähtötiedot (mitä kuluja/tuottoja huomioitu) - Selvityksissä otetaan kantaa vain taloudelliseen kannattavuuteen. Biokaasuntuotannolla on lisäksi huomattavia muita yleishyödyllisiä etuja.
CASE 1-10 maatilaa - 14 300 tn/a lantaa - 3 300 tn/a energiakasveja (ostohintaa ei huomioitu) yht. 17 600 tn/a, TS 10 % - 1100 m 3 :n CSTR-reaktori - kaasuteho 750 kw pa - nettoenergiantuotto: sähkö 1 790 MWh/a, lämpö 1 670 MWh/a (myynti, laskettu että kaikki hyödynnetään) - kokonaisinvestointi 1,1 milj. - ravinnejäännös, myyntihinta 0 - laitoksen työvoimakustannukset huomioitu (1 henkilön työpanos) - massojen kuljetuskustannuksia ei huomioitu Taloudellinen kannattavuus: Kannattavuuden raja (nollatulos), kun investointituki 40 % ja myytävän sähkön hinta 99 / MWh (-) hinta 120 / MWh hinta 180 / MWh MYYNTIKATETARVE Rahoituskustannukset + kiinteät kulut / vuosi (vuodet 1-10) 289 500 227 000 227 000 227 000 ENERGIAN MYYNTITULOT YHT. 103 800 103 800 264 500 371 600 KASSAJÄÄMÄ - 185 700-123 200 37 500 144 600
CASE 2 - Kunnalliset jätteet ja energiakasvit - 620 tn/a biojätettä (porttimaksu 75 /tn) - 3 500 tn/a energiakasveja (ostohintaa ei huomioitu) - 7 400 tn/a puhdistamolietettä (porttimaksu 55 /tn) - 3 500 tn/a laimennosvettä yht. 15 000 tn/a, TS 12 % - 910 m 3 :n CSTR-reaktori - kaasuteho 640 kw pa - nettoenergiantuotto: sähkö 1 400 MWh/a lämpö 870 MWh/a (myynti, laskettu että kaikki hyödynnetään) - kokonaisinvestointi 1,75 milj. - ravinnejäännös, myyntihinta 0 - laitoksen työvoimakustannukset huomioitu (1 henkilön työpanos) Taloudellinen kannattavuus: Kannattavuuden raja (nollatulos), kun investointituki 40 % ja myytävän sähkön hinta 80 / MWh (-) hinta 120 / MWh hinta 180 / MWh MYYNTIKATETARVE Rahoituskustannukset + kiinteät kulut / vuosi (vuodet 1-10) 404 100 311 000 311 000 311 000 ENERGIAN MYYNTITULOT YHT. 68 000 68 000 194 000 278 000 JÄTTEEN VASTAANOTTOMAKSU Liete ja biojäte 156 500 156 500 156 500 156 500 KASSAJÄÄMÄ - 179 600-86 500 39 500 123 500
CASE 3-1 maatila (60 lypsävää lehmää) - lietelanta, kuivalanta, virtsa, säilörehun puristeneste yht. 3 700 tn/a, TS 8 % - 210 m 3 :n CSTR-reaktori - nettoenergiantuotto: sähkö 190 MWh/a lämpö 120 MWh/a (myynti, laskettu että kaikki hyödynnetään) - kokonaisinvestointi 0,79 milj. - ravinnejäännös, myyntihinta 0 - laitoksen työvoimakustannukset huomioitu (1/5 yhden henkilön työpanoksesta) Taloudellinen kannattavuus: (-) hinta 120 / MWh hinta 180 / MWh MYYNTIKATETARVE Rahoituskustannukset + kiinteät kulut / vuosi (vuodet 1-10) 166 200 124 100 124 100 124 100 ENERGIAN MYYNTITULOT YHT. 9 400 9 400 26 300 37 700 KASSAJÄÄMÄ - 156 800-114 700-97 800-86 400
CASE 4-16 maatilaa ja kunnan puhdistamolietteitä - 1 800 tn/a sian lantaa - 30 805 tn/a naudan lantaa - 910 tn/a energiakasveja (ostohinta 35 /tn) - 158 tn/a puhdistamolietettä (porttimaksu 45 /tn) yht. 33 700 tn/a - 2 500 m 3 :n CSTR-reaktori - kaasuteho 510 kw pa - nettoenergiantuotto: sähkö 1 420 MWh/a lämpö 2 490 MWh/a (hyödynnetty 710 MWh/a myyntihintaan 60 / MWh) tai 166 henkilöauton polttoaine - kokonaisinvestointi 0,79 milj. (laitos + CHP-tuotanto) tai 0,95 milj. (laitos + kaasun liikennekäyttölaitteet) - ravinnejäännös, myyntihinta laskettu puhdistamolietteen tuomalle typelle ja fosforille (ei muiden jakeiden) - laitoksen työvoimakustannukset huomioitu (1/4 yhden henkilön työpanoksesta) - massojen kuljetuskustannukset huomioitu Taloudellinen kannattavuus (CHP-tuotanto): hinta 40 / MWh hinta 40 / MWh hinta 220 / MWh hinta 220 / MWh - - 6,5 4,6 PÄÄOMAN TUOTTOASTE, (%) - 11,1 % - 14,3 % 10,5 % 16,6 % - 1 236 262-1 006 730 121 091 350 623-1 450 274-1 235 466 665 018 879 826 Taloudellinen kannattavuus (Liikennepolttoaineen tuotanto): L1, Liikennekaasu pumpulla 1 / Nm 3 L2, Liikennekaasu pumpulla 1 / Nm 3 17,7 13,4 PÄÄOMAN TUOTTOASTE, (%) 0,63 % 2,45 % - 589 959-318 718-356 526-102 685
CASE 5-17 420 tn/a naudan lantaa - 14 maatilaa - 5 775 tn/a energiakasveja (ostohinta 20 /tn) yht. 23 000 tn/a - 3 000 + 2 000 m 3 :n CSTR-reaktori - kaasuteho 860 kw pa - nettoenergiantuotto: sähkö 2 700 MWh/a, lämpö 2 600 MWh/a (kaikki lämpö hyödynnetään myyntihintaan 35 / MWh) tai 460 henkilöauton polttoaine. Liikennebiokaasu-vaihtoehdossa laskettu: - 1. vuonna 20% liikennekaasua, 80% lämmöntuotantoa - liikennekaasun määrä kasvaa 10% vuodessa (40 auton verran) - 10. vuonna kaikki kaasu myydään liikenteeseen - kokonaisinvestointi 1,6 milj. (laitos + CHP-tuotanto) 1,9 milj. (laitos + kaasun liikennekäyttölaitteet) - ravinnejäännös, myyntihinta laskettu energiakasvien tuomalle typelle ja fosforille (ei lannan) - laitoksen työvoimakustannukset huomioitu (vajaa 1/3 yhden henkilön työpanoksesta) - massojen kuljetuskustannukset huomioitu Taloudellinen kannattavuus (CHP-tuotanto): hinta 133,5 / MWh hinta 133,5 / MWh 10,7 7,8 PÄÄOMAN TUOTTOASTE, (%) 4,39 % 7,81 % - 644 000-189 000-261 000 164 000 Taloudellinen kannattavuus (Liikennepolttoaineen tuotanto, autokanta kehittyy 10 v aikana): L1, Liikennekaasun tuotanto L2, Liikennekaasun tuotanto - - PÄÄOMAN TUOTTOASTE, (%) - - - 334 000 205 000 1 792 000 2 297 000
CASE 6-18 maatilaa, kunta ja muita jätteen toimittajia - 2 000 tn/a sakokaivolietteitä (porttimaksu 5 /tn) - 1 000 tn/a puhdistamolietettä (porttimaksu 30 /tn) - 3 500 tn/a biojäte (porttimaksu 30-50 /tn) - 4 952 tn/a energiakasveja (ostohinta 20 /tn) - 300 tn/a hevosen kuivalanta (porttimaksu 0 /tn) yht. 11 752 tn/a - 2 * 2 000 m 3 :n CSTR-reaktori - kaasuteho 1 100 kw pa - nettoenergiantuotto: sähkö 3 379 MWh/a, lämpö 3 595 MWh/a (lämmöstä hyödynnetään 50 % myyntihintaan 40 / MWh) tai 560 henkilöauton polttoaine tai energiasta 60 % CHP-tuotantoon ja 40 % liikennekäyttöön - kokonaisinvestointi 2,1 milj. (laitos + CHP-tuotanto) 2,3 milj. (laitos + kaasun liikennekäyttölaitteet) 2,5 milj. (laitos + 60 % CHP, 40 % liikennekäyttö) - ravinnejäännökselle ei laskettu myyntihintaa - laitoksen työvoimakustannukset huomioitu (1/2 yhden henkilön työpanoksesta) - massojen kuljetuskustannukset huomioitu soveltaen Taloudellinen kannattavuus (CHP-tuotanto): hinta 40 / MWh hinta 40 / MWh hinta 220 / MWh hinta 220 / MWh 9,6 7,0 3,9 2,8 PÄÄOMAN TUOTTOASTE, (%) 5,4 % 9,3 % 20,8 % 31,3 % - 284 000 239 000 1 783 000 2 307 000 925 000 1 415 000 3 924 000 4 414 000
Taloudellinen kannattavuus (Liikennepolttoaineen tuotanto): L1, Liikennekaasu pumpulla 0,8 / Nm 3 L2, Liikennekaasu pumpulla 0,8 / Nm 3 6,3 4,5 PÄÄOMAN TUOTTOASTE, (%) 10,8 % 17,0 % 763 000 1 438 000 3 168 000 3 800 000 Taloudellinen kannattavuus (CHP 60 %, liikennebiokaasu 40 %): Y1 Y2 8,6 6,3 PÄÄOMAN TUOTTOASTE, (%) 6,6 % 11,0 % - 112 000 510 000 1 492 000 2 074 000
CASE 7 - Maatilat, kunta ja muut jätteen toimittajat - 10 000 tn/a energiakasveja (Ostohinta ja rahti 30 /tn) - 1 200 tn/a puhdistamolietettä - 11 000 tn/a sian lietelantaa (rahti 3 /tn) - 2 500 tn/a naudan lietelantaa (rahti 3 /tn) - 4 176 tn/a teuras-/kalajätettä (porttimaksu 20-80 /tn) yht. 29 000 tn/a, TS 14,5 % - nettoenergiantuotto: sähkö 5 060 MWh/a lämpö 5 120 MWh/a (myyntihinta 47 / MWh, laskettu että kaikki hyödynnetään) - kokonaisinvestointi 3,1 3,6 milj. - ravinnejäännös, myyntihinta 0 - laitoksen työvoimakustannukset huomioitu (1 henkilön työpanos + useita muita huolto/käyttökuluja) (-) Taloudellinen kannattavuus: MYYNTIKATETARVE Rahoituskustannukset + kiinteät kulut / vuosi (vuodet 1-10) Sijoituspaikka A hinta 133,5 / MWh Sijoituspaikka A hinta 40 / MWh Sijoituspaikka B hinta 133,5 / MWh Sijoituspaikka C hinta 133,5 / MWh 947 000 833 500 972 600 1 036 800 ENERGIAN MYYNTITULOT YHT. 916 600 443 100 912 600 899 600 JÄTTEEN VASTAANOTTOMAKSU 87 500 87 500 87 500 87 500 KASSAJÄÄMÄ 57 100-302 900 27 500-49 665 Lisätiedot kannattavuusselvityksiin liittyen: Eeli Mykkänen Projektipäällikkö, Biokaasusta energiaa Keski-Suomeen -hanke eeli.mykkanen@jklinnovation.fi Puh. 040 777 4327