Palestrante:
Philipp Senner
Custo e rentabilidade da produção de biogás
Exemplo no Rio Grande do Sul
Agenda
• Determinação do potencial do uso de biogás
– Fonte de matérias primas, procedimentos
– Análise GIS, escolha do local
– Avaliação de matérias primas
• Exemplo de cálculos de custos e rentabilidade
– Exemplo de Sistema de análise de rentabilidade
– Fatores Econômicos
– Evolução dos preços e previsões
• Conclusão
Determinação do potencial de biogás
Fonte: k.o.s GmbH
Fontes de
matérias
primas
Fontes de Biomassa:
•Agricultura e Silvicultura
•Agronegócio
•Fontes comerciais, industriais
•Cidades e municípios
•Vegetação nas estradas
•Aterros sanitários e estações
de tratamento de esgoto
•Residências
Procedimentos
Escala de Potenciais
Análise GIS
Determinação do potencial de biomassa através de análise
espacial (GIS)
8°0'0"E
8°10'0"E
8°20'0"E
49°30'0"N
Contractor A
!H
Legend
Radius 20km
±
Administrative District
Highway
49°20'0"N
Major Road
Potential plant location
Logistics
!
H
!H
!H
!H
Contractor A (22,1 km)
Contractor B (19,9 km)
Contractor C (25,0 km)
Plant location
Contractor B
Biogas Quantities
!H
7.800
Contractor C
!H
Location in Germany
Radius 20km
Avaliação da Localização (Quantidade de Biogás e
Logística)
±
Landuse
Urban area
(14557 ha)
Forest + Grassland
Forest
(57193 ha)
Pomace
Arable land
(24721 ha)
Crops + Fruitrests
Grassland
Dung
0
Legend
Wine
49°10'0"N
5
Orchard
10
km
Geodados de uso do solo
(Modelo da região de “Vorderpfalz“)
(9575 ha)
(16673 ha)
(1051 ha)
Seleção do local
Determinação do melhor local
Fatores de seleção da
localidade
•Infraestrutura
•Rotas de tranposrte
•Distâncias de áreas residenciais
•Áreas protegidas
•Real estado dos preços
Prós
Localização
Contras
Kläranlage
Kläranlage
Überschwemmungsgebiet, regiona-ler
Grünzug, viele Flurstücke
Deponie
-keine Belastungen!
-Wärme vom Heizkraftwerk
-näher am Ort (ca. 700m)
-weitere Transportwege
Avaliação de
matérias primas
Produção de biogás através de um único substrato
Massa
seca
Massa seca
orgânica
Produção de
Biogás
Porcentagem de
metano
Produção de
metano
%
% (TM)
Nm³ / t FM
%
Nm³ / t FM
Dejetos de bovinos
10
80
25
56
14
Dejetos de suínos
6
80
28
61
17
Excremento de bovinos
25
80
80
55
44
Excremento de aves
40
75
140
64
90
Conteúdo intestinal
28
95
182
59
107
Sangue
16
94
109
60
65
Gordura (separadores de gorduras)
23
90
145
62
90
Flotate (abatedouros)
15
90
135
60
81
Soro de leite
6
92
28
55
15
Lavagem de leite
12
87
50
56
28
Flotate (leiteira)
4,5
91
15
59
9
Bagaço (produção vinícola)
42
81
124
57
71
Extrato de levedura (produção
vinícola)
16
28
102
59
60
Alimentos desperdiçados
(Supermercado)
40
50
123
58
71
Inibidores: Fluídos de limpeza: até 5% lixiviação = -2% produção de biogás, até 12,5 lixiviação = -12 % produção de biogás
Antibióticos:
até 100 ppbv inofensivo, até 500 ppbv = -10-20% produção de biogás
Avaliação de
matérias primas
Produção de biogás através de mistura de substratos
(co-fermentação)
Teste em laboratório de produção
anaeróbia de biogás:
• Massa seca
• Massa seca orgânica
• Produção de biogás
• Quantidade de metano
• Tempo ótimo de fermentação
Exemplo de cálculos de custo e
rentabilidade
Simulação de
um exemplo de
planta
Dados básicos
Nota
Unidade
Valor
Dejetos de suínos
(5.000 suínos)
t /a
Dejetos de bovinos
(500 bovinos)
t /a
10.500
7.500
Conteúdo intestinal
t /a
3.000
Sangue
t /a
2.000
Gordura (separadores de gorduas)
t /a
3.000
Soro de leite
t /a
3.000
Lavagem de leite
t /a
Total
t /a
5.000
29.000
Volume do digestor
m³
4.112
dias
45
2.040.500
Média do tempo de duração
Produção de biogás estimada
m³ /a
Produção de metano estimada
m³ /a
Quantidade de energia
Quantidade de energia
Mega calorias
kWh / a
1.202.500
12.025.000
Mcal / a
10.339.095
Dados da planta
e investimento
Saídas e Investimentos
Nota
Unidade
Valor
Produção de energia – co-geração
Capacidade instalada (Planta de co-geração)
kW elet. 586
Energia bruta
kWh / a 12.025.000
Eficiência energética
39%
kWh elet./a 4.689.750
Eficiência térmica
43%
kWh cal / a 5.170.750
Necessidade de calor interno
10%
kWh cal / a 517.075
kWh cal / a 4.653.675
Disponibilidade de calor externo
R$ 4.220.775
Investimento
Custos específicos
(habitual)
R$ / kW elet. 7.200
Capital de custos (anual)
Taxa de juros
Período de crédito
Fator anual
Total de custos (anual)
% 5%
a 10
Factor 0,12950
R$ /a 546.610
Capital de
custos
Determinação de capital de custos com método de anuidade
Ano
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
2021
2022
2023
Pagamento
4.220.775
Débito
Anuidade Taxa de juros Reembolso remanescente
546.610
546.610
546.610
546.610
546.610
546.610
546.610
546.610
546.610
546.610
Crédito: $ 4.2 milhões R$
Tempo de reembolso: 10 anos
Taxa de juros: 5%
211.039
211.039
194.260
176.643
158.144
138.721
118.327
96.913
74.428
50.819
26.029
335.571
352.349
369.967
388.465
407.889
428.283
449.697
472.182
495.791
520.581
4.220.775
3.885.204
3.532.855
3.162.888
2.774.422
2.366.534
1.938.251
1.488.554
1.016.372
520.581
0
An = C0 * ANFn, i
ANF = (1 + i) ^ n * i / (1 + i) ^ n-1
ANF = 0.17698
Determinação
de operação de
custos
Operação de custos
Serviços e manutenção
Digestor, construção
Inclusão, bomba e mistura de tecnologia
Planta de co-geração (gás-motor)
Nota
1%
3%
0,022 R$ / kWh elet.
Manipulação de materiais e custos logísticos
0,5%
15 R$ / h
5%
0,2 R$ / kWh
10 R$ / t
R$ /a 21.104
R$ /a 25.325
R$ /a 103.175
R$ /a
h
R$ /a
kWh elet./a
R$ /a
R$ /a
21.104
2.345
35.173
234.488
46.898
103.175
R$ /a 290.000
R$ /a 290.000
Subtotal de manipulação de materiais
Total de custos por período
Valor
R$ /a 149.603
Subtotal serviços e manutenção
Outros custos
Seguro
Atribuição de trabalho
Custo de trabalho
Processo de energia (aquisição de eletricidade)
Custo do processo de energia
Subtotal de outros custos
Unidade
(incluindo capital de custos)
R$ /a 1.089.387
Resultado
Rendimentos relacionados a economia dos custos de energia
Notas
Rendimentos da economia de eletricidade
Rendimentos da economia de calor
Rendimentos totais
Custos totais por ano
Lucro / Prejuízo
Amortização
Rendimentos da economia de eletrididade
Rendimentos da economia de calor
Rendimentos totais
Custos totais por ano
Lucro / Prejuízo
Amortização
Rendimentos da economia de eletricidade
Rendimentos da economia de calor
Rendimentos totais
custos totais por ano
Lucro / Prejuízo
Amortização
0,21 R$ / kWh elect.
0,05 R$ / kWh therm.
Invest / (Erträge-Kosten)
0,25 R$ / kWh elect.
0,05 R$ / kWh therm.
Invest / (Erträge-Kosten)
0,29 R$ / kWh elect.
0,05 R$ / kWh therm.
Invest / (Erträge-Kosten)
Unidade
Números
kWh elect.
kWh therm
R$ /a
R$ /a
R$ /a
a
984.848
209.415
1.194.263
1.080.008
114.255
6,4
kWh elect.
kWh therm
R$ /a
R$ /a
R$ /a
a
1.172.438
209.415
1.381.853
1.080.008
301.845
5,0
kWh elect.
kWh therm
R$ /a
R$ /a
R$ /a
a
1.360.028
209.415
1.569.443
1.080.008
489.435
4,1
Fatores
econômicos
Principais influências econômicas
Parâmetro:
•Preço de energia
•Produção de gás
•Custos de transporte e logística
•Capital de custos (taxa de juros)
•Custos de investimento
•Requisitos para processo de
energia
Renda adicional:
Copyright © Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR)
•Venda de digestores ou economia de fertilizantes sintéticos
•Digestores de pellets e utilização como combustível
•Comércio de emissões – certificados de CO2: CDM (Clean Development
Mechanism) [ MDL (Mecanismo de Desenvolvimento Limpo) ]
Fatores
econômicos
Variação de parâmetros de planejamento
(Preços: R$ / kWh el. 0,21 / th. 0,05)
Oportunidades
%
absoluto
Lucro
114.255
Lucro ( 0,21 R$ /kWh elet. e 0,05 R$ /kWh cal.)
Aumento da produção específica de gás (+5%)
18%
20.213
134.468
Redução de custos logísticos (-10%)
25%
29.000
143.255
Utilização de empréstimos com baixa taxa de juros (taxa de juros = 3%) 45%
51.806
166.061
Inclusão de valor de fertilizantes para digestão de resíduos 1 R$ / t
25%
29.000
143.255
Inclusão de rendimentos do comércio de emissões (18 R$ / t CO2 eq)
30%
34.516
148.772
Riscos
%
absoluto
Lucro
209.397
Lucro ( 0,21 R$ /kWh elet. e 0,05 R$ /kWh cal.)
Aumento da demanda de investimento (+10%)
-46%
- 96.320 113.076
Aumento dos custos de logística (+15%)
-34%
- 71.100 138.297
-5%
- 10.757 198.640
-16%
-8%
- 34.421 174.975
- 15.923 193.474
Aumento dos custos de mão de obra (+25%)
Aumento da demanda do processo de energia (+3%)
Redução específica da produção de gás (-10%)
Fatores
econômicos
Capital de custos
•Utilização de empréstimo com baixas taxas de juros e/ou subsídios
• Nível nacional (Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia Elétrica (PROINFA))
• Programas alemães (KFW, DEG, Programme des BMU, BMZ,BMELF)
• Oportunidades internacionais (Weltbank, CDM)
Custos logísticos
•Escolha do local certo
•Bom conceito de logística
•Contratos de longo prazo
Rendimentos adicionais
•Comercialização/ utilização de digestão de resíduos
•Comércio de emissões
Redução de problemas técnicos
•Planejamento profissional com parceito confiável e experiente
•Suporte e manutenção por profissionais qualificados
Tendências de preços e previsões
http://www.maxrev.de/files/2007/03/kristallkugel.jpg
Evolução dos preços de energia
Demanda
Oferta
Preço
Tendências de
preços e
previsões
Desenvolvimento dinâmico dos custos em 10 anos
2.500.000 R$
Lucro:
2.000.000 R$
570.000 R$
1.500.000 R$
1.000.000 R$
1y
2y
3y
4y
Custos periódicos
•
•
5y
6y
7y
Economias de custo
Exemplo de cenário: 0.21 R$ / kWh elet. and 0.05 R $ / kWh cal
Aumento de preços de energia e custos de operação: 6% / a
8y
9y
10 y
Tendências de
preços e
previsões
Desenvolvimento dinâmico de custos em 20 anos
4.000.000 R$
3.500.000 R$
Lucro:
3.000.000 R$
1,6 Mil. R$
2.500.000 R$
2.000.000 R$
1.500.000 R$
1.000.000 R$
1y
2y
3y
4y
5y
6y
7y
8y
9y
Custos periódicos
•
•
•
10 y 11 y 12 y 13 y 14 y 15 y 16 y 17 y 18 y 19 y 20 y
Economias de custo
Exemplo de cenário: 0.21 R$ / kWh elet. e 0.05 R $ / kWh cal
Aumento de preços de energia e custos de operação: 6% / a
Remodelação dos componentes técnicos no 10º ano
Tendência de
preços e
previsões
Avaliação de investimento pelo método de valor presente
∑ Valor presente do lucro
7.119.000 R$
Valor presente do lucro / a 356.000 R$
Taxa de inflação:
6%
Annos:
20
Taxa interna de retorno (TIR)
8,4 %
Conclusão
Vantagens da utilização de biogás
 Lucro econômico
 Disposição conveniente e barata de resíduos orgânicos do local
 Melhoria em termos de
• Odores desagradáveis
• Proteção do solo
• Proteção da água
 Valor adicional regional através de investimento de capital na região
 Proteção climática (CO2)- energia neutra
 Imagem positiva através de conceito inovador
Conclusão
Fatores a serem considerados
 Alta qualidade de matérias primas da região
 Otimização da seleção do local
 Análises laboratoriais da produção de biogás por co-fermentação
 Baixo investimento de custos e taxa de juros decidem sobre o lucro
 Um bom conceito de logística é necessário
 Vantagens da utilização de plantas de biogás são reconhecidas a longo-prazo
 Desenvolvimento de conceito de estudo de pré viabilidade é recomendável
Obrigado pela atenção!
Palestrante:
Philipp Senner
Celular:
0049 6321 671 486
E-Mail:
[email protected]