КГУ на біопаливі для бізнесу: економіка, окупність, розрахунок | ІВК ЕНЕРГІЯ

Чому підприємства все частіше дивляться в бік власної генерації

Найдорожча електроенергія для бізнесу не та, що має високий тариф. Найдорожча електроенергія – та, якої немає в потрібний момент.

Коли підприємство працює в умовах обмеження потужності або нестабільного електропостачання, питання вже не лише в ціні кіловат-години. Питання в тому, чи зможе виробництво працювати завтра, чи не буде простоїв, і чи не доведеться платити значно більше через залежність від зовнішньої енергосистеми.

Саме тому для частини підприємств власна генерація стає не “додатковою опцією”, а елементом енергетичної стратегії. Один із найбільш практичних варіантів у такій ситуації – твердопаливна когенераційна установка на біопаливі, або КГУ.

Що таке твердопаливна КГУ і в чому її економічна логіка

Когенерація – це одночасне виробництво електроенергії та тепла в межах одного енергетичного комплексу.

Для бізнесу це важливо з дуже простої причини: паливо використовується не для отримання лише одного енергетичного продукту, а одразу для двох. Саме тому при правильному підборі конфігурації КГУ може дати значно кращу економіку, ніж окреме виробництво електроенергії та окреме виробництво тепла.

Коли КГУ на біопаливі має сенс

Така модель працює найкраще, коли одночасно є три умови:

• є власне або стабільно доступне біопаливо;
• є постійне електричне навантаження;
• є постійна потреба в теплі.

Якщо тепло не використовується, економічна модель слабшає. Якщо паливо дороге або нестабільне, теж. Якщо підприємство не має постійного навантаження, установку доведеться рахувати дуже обережно.

Тобто КГУ на біопаливі має сенс не тому, що це “модно” чи “енергонезалежно звучить”, а тому, що вона може бути раціональною частиною енергетичної системи підприємства.

Для яких підприємств КГУ на біопаливі найбільш цікава

Найчастіше така модель підходить для підприємств, які:

• мають власні деревні відходи або стабільний доступ до деревної тріски, пелети чи іншого твердого біопалива;
• споживають електроенергію у відносно стабільному режимі;
• мають постійну технологічну потребу в теплі: сушіння, гаряча вода, підігрів, технологічна пара або інші виробничі процеси.

Саме для таких об’єктів КГУ перестає бути просто “джерелом власного струму” і починає працювати як інструмент зниження витрат та залежності від зовнішніх енергоресурсів.

Економічна модель КГУ на біопаливі: вихідні дані для розрахунку

Для попередньої моделі візьмемо установку європейського виробника з такими параметрами:

• корисна електрична потужність – 188 кВт;
• теплова потужність – 215 кВт;
• витрата палива – 122 кг/год;
• орієнтовна вартість комплексу – 30 000 000 грн.

Приймаємо режим роботи:

• 16 годин на добу;
• 5 840 годин на рік.

Це не повне техніко-економічне обґрунтування, а попередня розрахункова модель. Але саме такі моделі дозволяють на першому етапі зрозуміти, чи варто рухатися далі до ТЕО та детального проєктування.

Розрахунок виробітку електроенергії КГУ

Річний обсяг виробництва електроенергії:

188 кВт × 5 840 год = 1 097 920 кВт·год/рік

Тобто така установка може дати підприємству майже 1,1 млн кВт·год власної електроенергії на рік.

Якщо прийняти умовну ціну закупівлі електроенергії для бізнесу на рівні 10 грн/кВт·год, отримаємо:

1 097 920 × 10 = 10 979 200 грн/рік

Тобто лише по електроенергії підприємство потенційно заміщує витрати на рівні майже 11 млн грн на рік.

Чому це важливо не лише через тариф

Тут важлива не тільки сама сума. Власна генерація також знижує ризик ситуації, коли потрібний обсяг електроенергії з мережі просто недоступний. Для виробництва це означає не лише дорожчу електроенергію, а й можливі простої, зрив графіків і втрату керованості процесом.

Розрахунок теплової енергії від КГУ

Річний обсяг корисного тепла:

215 кВт × 5 840 год = 1 255 600 кВт·год тепла на рік

Щоб оцінити економічний зміст цього тепла, порівняємо його з альтернативним джерелом – природним газом.

Приймемо:

• теплота згоряння природного газу – 10 кВт·год/м³;
• ККД газового котла – 90%.

Тоді 1 м³ газу дає приблизно: 10 × 0,9 = 9 кВт·год корисного тепла

Потрібний газовий еквівалент: 1 255 600 / 9 = 139 511 м³/рік

Округлено: ≈ 140 тис. м³ газу на рік.

Якщо взяти умовну ціну газу 30 грн/м³, отримаємо: 139 511 × 30 = 4 185 330 грн/рік

Тобто теплова складова КГУ може дати ще приблизно 4,2 млн грн річного ефекту.

Загальний економічний ефект від твердопаливної КГУ

Отже, попередньо маємо:

• по електроенергії – ≈ 11,0 млн грн/рік;
• по теплу – ≈ 4,2 млн грн/рік.

Разом: ≈ 15,2 млн грн/рік

Це попередній валовий ефект від заміщення зовнішніх енергоресурсів при використанні КГУ на біопаливі.

І це ще без врахування супутніх втрат від нестабільності зовнішнього електропостачання, які в реальному бізнесі можуть бути дуже відчутними.

Витрата біопалива: скільки потрібно деревних відходів або біомаси

Витрата палива за прийнятою моделлю: 122 кг/год

Річна потреба в паливі: 122 × 5 840 = 712 480 кг/рік

Або:  ≈ 712,5 т/рік

Ця цифра критична для аналізу проєкту.

Чому паливна база вирішує все

Якщо підприємство має власні деревні відходи в такому обсязі або близькому до нього, економіка проєкту виглядає значно сильніше. Якщо паливо потрібно постійно купувати, тоді необхідно окремо рахувати:

• логістику;
• вологість;
• фракцію палива;
• сезонність;
• ринкову ціну;
• витрати на підготовку та зберігання.

Без цього будь-яка “красива окупність” легко перетворюється на самообман.

Операційні витрати КГУ: що потрібно враховувати

Щоб розрахунок був хоч трохи схожий на реальність, потрібно врахувати операційні витрати:

• технічне обслуговування;
• персонал;
• сервіс;
• паливопідготовку;
• витратні матеріали;
• ремонтний резерв;
• допоміжне енергоспоживання.

Для попередньої оцінки приймемо умовно: ≈ 2 млн грн/рік OPEX

Тоді орієнтовний чистий ефект становитиме: 15,2 млн – 2,0 млн = 13,2 млн грн/рік

Окупність КГУ на біопаливі: попередній розрахунок

При вартості комплексу: 30 000 000 грн

і умовному чистому ефекті: ≈ 13,2 млн грн/рік

проста окупність дорівнює: 30 / 13,2 = 2,27 року

Тобто за цією моделлю можна говорити про попередню просту окупність близько 2,3 року.

Чому це ще не фінальне ТЕО

Це важливий, але не остаточний показник. Для повного інвестиційного рішення потрібно окремо рахувати:

• дисконтовані грошові потоки;
• сценарії зміни ціни палива;
• сценарії зміни ціни електроенергії;
• простої на сервіс;
• ремонтні цикли;
• податкові та фінансові фактори;
• строк реалізації проєкту.

Але навіть така попередня модель уже дозволяє зробити висновок: тема заслуговує на детальний розрахунок.

Чи є КГУ на біопаливі відпрацьованою технологією

Так. І це важливо, бо бізнес не любить платити за екзотику, замасковану під “інновацію”.

За даними IEA Bioenergy, ще у 2015 році в Європі діяло близько 700 твердопаливних ТЕЦ/CHP-об’єктів на деревних відходах із сумарною встановленою електричною потужністю близько 1510 МВтₑ.

Крім загальної статистики, є і відкриті референси виробників.
Spanner Re² публікує діючі кейси для готелів, деревообробки, фермерських господарств, тепличних комплексів та інших об’єктів. Наприклад, на одному з кейсів готель Taljörgele використовує три установки HKA 45, а заявлений час роботи перевищував 8 400-8 500 годин на рік у перші роки експлуатації.

Burkhardt на своїй сторінці референсів заявляє про понад 370 біомасових установок у роботі в 11 країнах Європи та Азії.

Тобто мова йде не про теоретичну схему з презентації, а про добре відпрацьовану технологію, яка вже використовується на реальних підприємствах.

Які ризики потрібно враховувати перед рішенням

Щоб проєкт КГУ на біопаливі справді був ефективним, потрібно тверезо оцінити ризики:

1. Нестабільна паливна база

Якщо немає гарантованого джерела біопалива, економіка може різко погіршитися.

2. Низьке використання тепла

Якщо теплова складова установки не використовується повноцінно, загальна модель втрачає ефективність.

3. Нерівномірне електричне навантаження

Якщо підприємство не має стабільного споживання електроенергії, режим роботи установки треба підбирати дуже уважно.

4. Завищені очікування від окупності

Попередня проста окупність – це корисний орієнтир, але не заміна повного ТЕО.

Чому рішення треба готувати заздалегідь

Проблема більшості енергетичних рішень у бізнесі в тому, що ними починають займатися занадто пізно.

Твердопаливна КГУ – це не проєкт, який запускається “з понеділка”. Щоб прийняти адекватне рішення, потрібно пройти кілька етапів:

• збір вихідних даних;
• аналіз паливної бази;
• оцінка електричного навантаження;
• оцінка теплового навантаження;
• попереднє моделювання;
• ТЕО;
• вибір технічної концепції;
• підготовка проєкту.

Тому розглядати такі рішення потрібно до початку чергового періоду дефіциту енергоресурсів, а не в момент, коли проблема вже стала гострою.

Як ІВК ЕНЕРГІЯ підходить до проєктів КГУ на біопаливі

У темі когенерації головна помилка – починати з обладнання, а не з розрахунку.

ІВК ЕНЕРГІЯ підходить до таких проєктів з інженерної точки зору:

• аналізує вихідні дані підприємства;
• оцінює паливну базу;
• розраховує електричне та теплове навантаження;
• виконує попереднє економічне моделювання;
• готує ТЕО;
• опрацьовує технічну концепцію під конкретний об’єкт.

Тобто мова не про продаж “ідеї енергонезалежності”, а про перевірку, чи витримує конкретний проєкт перевірку цифрами.

Висновок: коли КГУ на біопаливі дійсно вигідна

Економічна модель використання біопалива для виробництва електроенергії та тепла може бути дуже ефективною, якщо виконуються базові умови:

• є паливна база;
• є стабільне електричне споживання;
• є реальна потреба в теплі.

За наведеною умовною моделлю твердопаливна КГУ з електричною потужністю 188 кВт і тепловою потужністю 215 кВт при роботі 5 840 годин на рік дає:

• 1 097 920 кВт·год електроенергії на рік;
• 1 255 600 кВт·год тепла на рік;
• ≈ 15,2 млн грн валового річного ефекту;
• ≈ 13,2 млн грн умовного чистого ефекту після OPEX;
• ≈ 2,3 року попередньої простої окупності.

Це ще не фінальне інвестиційне рішення. Але це вже достатня підстава, щоб переходити від загальних розмов до предметного техніко-економічного розрахунку.

Для бізнесу важлива не лише ціна кіловата.
Для бізнесу важливо, чи буде цей кіловат у потрібний момент.