ČVRSTA BIOMASA ZA GREJANJE OCENA EKONOMIČNOSTI SOLID BIOMASS FOR HEATING COST-EFFICIENCY ASSESSMENT

Transcription

1 Savremena poljoprivredna tehnika Cont. Agr. Engng. Vol. 36, No. 4, , Novi Sad, October Biblid: (2010) 36: 4, UDK: :628.8 Pregledni rad Review paper ČVRSTA BIOMASA ZA GREJANJE OCENA EKONOMIČNOSTI SOLID BIOMASS FOR HEATING COST-EFFICIENCY ASSESSMENT Milan Martinov i Đorđe Đatkov Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad milanmartinov@uns.ac.rs SAŽETAK Biljni ostaci poljoprivredne proizvodnje predstavljaju najveći potencijal obnovljivih izvora energije u Evropi (Anonim, 2009) i u Srbiji. Prema Akcionom planu za biomasu (Anonim, 2010) potencijal je oko 1,7 miliona tona ekvivalentne nafte (Mtoe). Ako se to uporedi sa godišnjom potrošnjom primarne energije u Srbiji, oko 14 Mtoe, taj potencijal predstavlja preko 12%. Takođe, to je i obnovljivi izvor energije koji se najviše koristi. Ukupno je, prema podacima Ministarstva za rudarstvo i energetiku Republike Srbije, u toku godine korišćeno oko 0,3 Mtoe čvrste biomase (biljni ostaci i drvena biomasa). Ključne reči: biomasa, grejanje 1. UVOD Koliko košta grejanje slamom? Značajno je pitanje koliko se primena biljnih ostataka kao izvora toplotne energije isplati. Koliko košta gorivo, a koliko njegovo korišćenje? Troškovi spremanja biljnih ostataka, npr. slame, zavise od mnogih uticaja, a jedan od najznačajnijih je transportno rastojanje (Wiesenthal, 2006). 382 Sl. 1. Priprema prikolica sa balama slame za transport Fig. 1 Preparation of bale-loaded trailers for transport U narednoj tabeli prikazan je proračun troškova spremanja, baliranja i transporta na najmanje rastojanje, slame na jednom velikom imanju. Troškovi su dati detaljno za tri vrste

2 bala valjkaste, velike četvrtaste i konvencionalne. Ovaj proračun sproveden je još godine (Martinov i sar, 2006). Šifre mašina i cene rada navedeni su samo ilustrativno, da se pokaže da su svi troškovi uzimani u obzir. Ukupne cene spremanja proračunate su na današnje, u skladu sa promenom kursa evra. Za ovaj slučaj, velikog imanja, najniže cene ubiranja slame ostvaruju se pri radu sa velikim četvrtastim balama. Takve vrednosti ne bi bile postignute na manjim imanjima, kada su parcele manje, transport od jedne do druge duži, kao i rastojanja do međuskladišta. Tada bi cena spremanja slame bila 30 /t, pa i više. U tab. 1 dat je proračun troškova spremanja balirane slame strnih žita u sezoni Tab. 1. Proračun troškova spremanja balirane slame strnih žita u sezoni (1 =76 din, u vreme sprovođenja proračuna) Tab. 1. Calculation of costs for preparation of baled small grains straw, in 2004 (1 =76 din, at the time of calculation) Valjkaste bale Velike četvrtaste bale Konvencionalne bale ELEMENTI din/h ukupna din/h ukupna din/h ukupna (kg) vrednost (kg) vrednost (kg) vrednost 1. Kategorija mašina Stalni radnici Povrem.radni Manila UKUPNO Kol. slame(kg) Cena slame/kg 2,16 (28,4 /t) 1,82 (23,9 /t) 2,19 (28,8 /) 1 Ovde su navedene šifre mašina na imanju na kojem je sproveden proračun. Ovo nije konačna cena slame. Na troškove spremanja treba dodati minimalnu nadoknadu, njenu cenu, kao i troškove transporta do konačnog skladišta i uskladištenja. Ti troškovi zavise od mnogo faktora, transportnog rastojanja, transportnih sredstava i efikasnosti uređaja za manipulaciju. Ukoliko se usvoji vrednost slame na njivi oko 5 /t i dodatni troškovi transport i manipulacije 3-5 /t, cena slame bila bi 38 do 40 /t. Za transport na veća rastojanja, dopremanje slame do velikih proizvođača, cena bi bila i 45 /t. Realna cena slame kao goriva raspoloživog na mestu korišćenja trebalo bi da obuhvati i ostale troškove, ulaganje u njenu nabavku (slama se npr. kupuje u avgustu, a koristi u februaru ili martu, pa se mora računati i sa kamatom na ta sredstva), eventualnu preradu, seckanje, promenu forme, zaštitu od vremenskih nepogoda, osiguranje od požara i drugo. Tek kada se u obzir uzmu svi troškovi dolazi se do realne cene. 383

3 2. DISKUSIJA Poređenje slame i prirodnog gasa Za isto imanje urađen je proračun i poređenje troškova grejanja slamom i prirodnim gasom za kotao nazivne termičke snage 400 kw. Uzimajući u obzir sve navedeno, ukupna cena slame kao goriva bila je 37,5 /t, a u to vreme (kraj 2004) cena prirodnog gasa bila je 0,18 /Nm 3 (po normalnom metru kubnom, sa donjom toplotnom moći 33 MJ/Nm 3 ). Razmotrene su ponude kotlova i opreme za gas i slamu, te se došlo do cena kompletnog postrojenja, računajući i montažu. Uočava se da je cena kotla s opremom za slamu približno dvostruko veća. Treba naglasiti da odabrani kotao za slamu nema prečistače koji bi zadovoljili zahteve koji se postavljaju u Nemačkoj, te da nema akumulator toplote i odgovarajuću instalaciju, koja bi omogućila puni komfor rada i rad kotla pri nazivnom opterećenju. Takođe, loženje je ručno. Dodavanjem savremenih prečistača produkata sagorevanja, akumulatora toplote s odgovarajućim instalacijama i automatskog loženja, cena postrojenja sa kotlom za slamu bila bi oko 3,5 puta veća. Proračun troškova grejanja prikazan je u narednoj tabeli, i to na takav način da omogućava izmenu vrednosti, ukoliko se pokaže da su podaci drugačiji. U obzir su uzeti povoljni uslovi za kreditiranje. U tab. 2. prikazano je poređenje troškova za grejanje postrojenja termičke snage 400 kw, koje koristi prirodni gas i slamu. Tab. 2. Poređenje troškova za grejanje postrojenja termičke snage 400 kw, koje koristi prirodni gas i slamu (1 = 80 din) Tab. 2. Comparison of costs for a 400 kw heating plant which burns natural gas and straw (1 = 80 din) Gas Slama Nabavka Cena postrojenja sa montažom, din , Cena instalacije, din Ukupna cena postrojenja, din 1, , Godišnji troškovi Anuitet 1, din Relativno fiksni troškovi održavanja, din Služba čišćenja dimnjaka, din Cena goriva, din Loženje, odnošenje pepela, čišćenje izmenjivača, nadzor, din Ukupno godišnje, din Ukupna isporuka energije na godišnjem nivou, neto, MJ 1, Cena energije din/mj 0,523 0,464 din/kwh 1,88 (2,5 c) 1,67 (2,2 c) 1 Otplata na 10 godina sa prosečnom kamatom na ukupnu sumu 4,5% (8% na godišnjem nivou na neotplaćenu sumu), 2 usvojeno 1%, 3 usvojeno 2%, 4 podrazumeva dve kontrole postrojenja u toku grejne sezone, 5 ne obuhvata kompletnu platu ložača, nego stimulativni dodatak već zaposlenog radnika za obavljanje dodatne delatnosti 384

4 Cena po kwh preračunata je u evro cente ( c), da bi mogla da se uporedi sa današnjom. U to vreme, 2004, razlika u ceni bila je iznenađujuće mala. Ukoliko bi se sprovela za potpuno opremljeno postrojenje za slamu, a u obzir uzelo i plaćanje ložača, verovatno bi grejanje slamom bilo, u ono vreme, čak skuplje. Pri detaljnom razmatranju treba uzeti u obzir i ostale uticaje. To je, na primer, potreba da se slama pripremi pre grejne sezone, u nju investira, što utiče na povećanje cene grejanja slamom. Sa druge strane, u cenu slame je uključeno plaćanje rada radnika preduzeća, dodatno angažovanje opreme, prodaja vlastitog resursa slame. U suprotnom slučaju to ne bi bilo valorizovano, te je efekat korišćenja slame pozitivan. Cene energije danas Prethodno postavljeni iskazi bili bi danas drugačiji. Ukoliko se ostane pri istom nivou troškova, a posmatra samo promena cene energenata, za isti primer bi troškovi grejanja gasom danas bili oko 5 c po kwh, a grejanja slamom oko 2,5 c po kwh. Sada je razlika mnogo značajnija, a prednost korišćenja slame postojala bi i pri nabavci kvalitetnijeg kotla i ostvarenja mnogo boljeg komfora. Kao podloga za sprovođenje procene cene energije može da posluži naredna tabela. U njoj su uneti podaci za biomasu, uključujući i biljna ulja (samo za poređenje), kao i prirodni gas. Date su vrednosti donje toplotne moći u MJ/kg, odnosno MJ/Nm 3. Na osnovu cena goriva na tržištu izračunate su jedinične cene primarne energije po kwh (bruto). Pošto se stepeni iskorišćenja za pojedina goriva razlikuju, usvojene vrednosti za kvalitetna nova postrojenja i rad kotlova, pri nazivnoj termičkoj snazi posebno su navedene. Na osnovu njih izračunate su cene isporučene toplotne energije (neto). U tab. 3 date je cena goriva i cena po kwh raspoložive (bruto) i korisne (neto) energije za maksimalne stepene korisnosti primarne konverzije, sagorevanja. Tab 3. Cena goriva i cena po kwh raspoložive (bruto) i korisne (neto) energije za maksimalne stepene korisnosti primarne konverzije, sagorevanja Tab 3. Fuel price and costs per kwh of available (gross) and useful (nett) energy for maximum efficiency rates of primary conversion Cena, /t c/kwh Donja toplotna moć, Naziv (Nm 3 ) bruto neto MJ/kg Biljni ostaci, slama, sadržaj vlage oko 15% ,0 1,5 Oko 14 Oklasak kukuruza, sadržaj vlage oko 15% ,8 1,1 Oko 14 Peleti sojine slame, sadržaj vlage 12% ,3 2,6 Oko 16 Iver, sadržaj vlage 15% ,4 1,7 Oko 15 Biljno ulje ,7 5,6 Oko 38 Prirodni gas 3 0,39 /Nm 3 4,2 4,7 Oko 33 MJ/Nm 3 1 Stepen korisnosti oko 70%, 2 stepen korisnosti oko 85%, 3 stepen korisnosti oko 90% Uočava se da je jedinična cena, neto, za prirodni gas više nego trostruko veća u odnosu na slamu. Naravno, kao i u prethodnom primeru, u obzir treba uzeti troškove postrojenja i niz drugih. Tek bi se u tom slučaju došlo do prave cene, koju korisnik plaća. 385

5 Cena isporučenog kwh peleta sojine slame značajno je viša od cene balirane slame, ali i značajno niža od cene gasa. Slamu u formi bala ne mogu svi da skladište i koriste, a nova rešenja kotlova za pelete pružaju komfor koji je uporedljiv s onim kada se kao gorivo koristi prirodni gas. Svaki investitor morao bi detaljno da prouči ekonomske efekte korišćenja biomase, uzimajući u obzir merljive i nemerljive uticaje, te da na osnovu toga donese odluku. Naravno, cene će se i u budućnosti menjati, a kako, niko ne može sa sigurnošću da kaže. 3. ZAKLJUČCI Pri opredeljivanju za korišćenje biljnih ostataka kao goriva, npr. slame, od bitnog je uticaja cena tog materijala, ali i visina investicije i operativnih troškova. Cena isporučene energije slame je danas oko trostruko niža nego za gas. Ipak, treba računati i s time da su ulaganja u postrojenje za slamu dva, pa i više od tri puta viša, a viši su i operativni troškovi. Sve to treba uzeti u obzir da bi se ocenila ekonomičnost. LITERATURA [1] Martinov M, Tešić M, Brkić M. (2006). Ostaci biljne proizvodnje kao izvor energije, case study oština Bečej, PIK Bečej. Savremena poljoprivredna tehnika 32(1-2): [2] Wiesenthal T. (2006). Cereals straw for bioenergy: Industrial and logistic issues, costs and implementation. Proceedings of Expert Consultation: Cereals Straw Resources for Bioenergy in the European Union, European Commission, Directorate-General, Joint Research Centre Institute for Environment and Sustainability, Pamplona, Spain October: [3] Anonim. (2010). Akcioni plan za biomasu Ministarstvo rudarstva i energetike, Beograd, NL Agency, Utrecht. [4] Anonim. (2009). Directive 2009/28/EC on the promotion of the use of energy from renewable sources and amending and subsequently repealing Directives 2001/77/EC and 2003/30/EC. Official Journal of the European Union. SUMMARY Crop residues from agricultural production represent the biggest potential of renewable energy in Europe (Anonym, 2009) and in Serbia as well. According to Biomass Action Plan (Anonim, 2010), this potential is around 1.7 mil. tons of oil equivalent (Mtoe). Compared with the 14 Mtoe of annual primary electricity consumption in Serbia, this potential amounts to 12%. This renewable energy source is most often utilized. Serbian Ministry of Mining and Energy reported that in 2008, around 0.3 Mtoe of energy was utilized from crop residues and wooden biomass. Key words: biomass, heating Primljeno: Prihvađeno: