EKONOMICKÉ ASPEKTY VYUŢITÍ VEDLEJŠÍCH ENERGETICKÝCH PRODUKTŮ V PRAXI

Nejedlík M., Suchardová M.: EKONOMICKÉ ASPEKTY VYUŢITÍ VEDLEJŠÍCH ENERGETICKÝCH PRODUKTŮ V PRAXI

EKONOMICKÉ ASPEKTY VYUŢITÍ VEDLEJŠÍCH ENERGETICKÝCH PRODUKTŮ V PRAXI Martin NEJEDLÍK, Michaela SUCHARDOVÁ Výzkumný ústav stavebních hmot, a.s., Brno, Česká republika

Abstrakt V rámci Výzkumného centra 1M06007 (MŠMT ČR) „Centrum výzkumu integrovaného systému vyuţití vedlejších produtků z těţby, úpravy a zpracování energetických surovin“ byla zpracována metodika hodnocení technologické, ekologické i ekonomické vhodnosti různých typů popelů a popílků pro výrobu stavebních hmot. Za účelem stanovení technologické vhodnosti jsou definovány základní parametry, které musí finální stavební hmota ve vztahu k účelu pouţití splňovat. Zkoušky ekologické vhodnosti jsou navrţeny tak, aby byl u navrţených výrobků ověřen vliv na ţivotní prostředí a především na lidské zdraví. Stavební hmoty se zapracovanými pojivy a dalšími chemickými látkami (na bázi přírodních i druhotných surovin) budou muset být nově posouzeny a deklarovány v souladu s poţadavky legislativy REACH. Aby byl výstupem konkurenceschopný produkt, je nutné volit technologii s minimální moţnou energetickou náročností a maximálním vyuţitím všech surovin (tzv. nízkoodpadové nebo bezodpadové technologie). Výsledky ukazatelů efektivity, rentability, návratnosti investic a dalších parametrů u navrţených technologií nesmí být horší neţ u klasických výrobních technologií. V článku je uveden příklad hodnocení výroby umělého kameniva. Klíčové slovo: Ekonomické aspekty, umělé kamenivo, vedlejší energetický produkt

Úvod V České republice se vyskytuje značné mnoţství různých anorganických průmyslových odpadních materiálů, z nichţ největší objem tvoří vedlejší energetické odpady. Současným trendem je i snaha o co nejefektivnější vyuţívání surovinových zdrojů vzhledem k míře jejich neobnovitelnosti, nepřemístitelnosti a vzácnosti. Zpracování vedlejších energetických produktů je významnou moţností náhrady přírodních materiálů běţně pouţívaných při výrobě stavebních hmot. V součastné době řešíme moţnost výroby umělého kameniva na bázi popílku, vyráběného studenou cestou. Metodika hodnocení Aby se vedlejší energetické produkty staly skutečně významným surovinovým potenciálem pro stavebnictví, je třeba vyřešit řadu stěţejních problémů. Stavební výrobky na bázi POM musí především splňovat tři základní poţadavky:  technologickou vhodnost  ekologickou vhodnost  ekonomické hodnocení V rámci řešení problematiky výroby umělého kameniva musí být definována metodika posouzení technologické vhodnosti vyráběného kameniva pro daný účel a prostředí pouţití. Součástí metodického posouzení je stanovení vhodných zkušebních postupů. Vzhledem k tomu, ţe se jedná o výrobek z odpadních materiálů, musí být stanovena nejen technologická vhodnost, která je posuzovaná na základě fyzikálně mechanických vlastností, ale také ekologická vhodnost jako průkaz jeho zdravotní nezávadnosti. Ekonomické hodnocení zahrnuje následující kroky:

83

Recyklace odpadů XI

 Shrnutí základních informací o produktu – popis produktu, tzn. podrobný popis produktu a technologie výroby, legislativní omezení týkající se vlastní výroby a/nebo uvedení výrobku na trh, umístění na trhu, tzn. způsoby uţití produktu, ochrana práv k duševnímu vlastnictví, případně další náleţitosti.  Výrobní plán – pro jeho zpracování musí být jednoznačně stanoveny/zpracovány výrobní kapacita linky, včetně stanovení minimálního výkonu linky pro danou kapacitu (dle minimálního poţadovaného výnosu), strojně-technologická dokumentace vč. poţadavků na výši investic do stavební, strojní a elektrotechnické části a pro část měření a regulace, plánovaná spotřeba surovin, materiálu, paliv a energií, vč. jejich potencionálních dodavatelů, potřeba lidských zdrojů (v případě konkrétního producenta návrh výše mezd), ostatní poloţky (tzn. plánované náklady na opravy a udrţování, výrobní a správní reţie, náhradní díly apod.).  Kalkulace bude zpracována dle výrobního plánu. Cílem je stanovit spodní hranici cenového rozpětí omezenou výší nákladů a minimálního zisku (horní hranice cenového rozpětí bude stanovena na základě analýzy trhu. Konečná cena bude upřesněna na základě marketingového výzkumu).  Environmentální přínos zahrnuje eliminaci environmentálních nákladů spojených s likvidací odpadů, alokaci environmentálních nákladů na výrobní linku a výrobek, zlepšení environmentálního profilu firmy, očekávané výhody plynoucí s produkce šetrné k ţivotnímu prostředí apod.  Finanční plán vychází z dat výrobního plánu a kalkulace. K jeho zpracování je třeba stanovit pořizovací cenu stavební, strojní a elektrotechnické části a části pro měření a regulaci, zdroje financování (vč. návrhu optimálního poměru vlastních a cizích zdrojů), náklady dle výrobního plánu, očekávané výnosy budou zpracovány na základě kalkulace produktu výrobní kapacity linky a plánovaného odbytu. Současně bude stanovena výše poţadovaného minimálního výnosu, očekávaný hospodářský výsledek.  Vlastní ekonomické hodnocení zahrnuje šest základních parametrů, na základě kterých je moţné vyhodnotit investiční záměr, tj. index rentability, současná čistá hodnota, míra kapitalizace, anuita, vnitřní výnosové procento, doba návratnosti, bod zvratu a míra rizika Součástí ekonomického hodnocení je i marketingové vyhodnocení, které je třeba provádět souběţně s ekonomickým hodnocením, protoţe některé body na sebe úzce navazují. Zahrnuje analýzu trhu, marketingový výzkum, trţní testování výrobku, SWOT analýzu a přípravu komplexního produktu pro uvedení na trh. Modelové ekonomické hodnocení výroby umělého kameniva za studena Pro ekonomický rozbor uplatnění VEP při výrobě umělého kameniva je zpracováván ekonomický model linky na tzv. zelené louce, tzn. ţe základní ekonomické parametry budou v tomto modelu nastaveny na optimální hodnoty tak, aby bylo moţné zjistit skutečné náklady na výrobu tohoto produktu. Popis a technologie produktu KABET – lehké umělé kamenivo dle ČSN EN 13055-1 (721505) Pórovité kamenivo - Část 1: Pórovité kamenivo pro beton, malty a injektáţní malty, která určuje vlastnosti pórovitého kameniva a pórovitého fileru jako kameniva, získaného úpravou přírodního, umělého nebo recyklovaného materiálu a směsi těchto kameniv pro pouţití v betonu, maltě a injektáţní maltě, v pozemních stavbách, silnicích a inţenýrských stavbách. Technologie výroby umělého kameniva je zaloţena na smíchání VEP, pojiva, vody a případně další suché přísady. Na základě laboratorního ověřování byl navrţen následující technologický postup výroby: Všechny suché sloţky budou uloţeny v provozních zásobnících, kam budou pneumaticky dopraveny z autocisteren, v optimální variantě bude VEP dopraven pneumaticky potrubím přímo od zdroje výskytu – tzn. od producenta VEP. Komponenty se nadávkují do váţícího zařízení podle zvolené receptury.

84


Výrobky vzniknou smícháním naváţených podílů jednotlivých sloţek na poţadovanou homogenitu směsi. Takto připravovaná směs se vytváří do granulí nebo pelet (dle pouţitého zařízení), které se ukládají na uzavřenou skládku do doby, neţ získají transportní pevnost. Poté budou přemístěny na volnou expediční skládku. Po 28 dnech dosáhnou pelety/granule konečné pevnosti a mohou být expedovány jako výrobek – umělé kamenivo. Ukládání čerstvých pelet/granulí musí být prováděno pouze v nízké vrstvě, asi 80 cm, aby nedocházelo k jejich znehodnocení. Na expediční skládce jiţ mohou být skladovány v podstatně větší vrstvě, protoţe mají dostatečnou pevnost. Pro odběr pelet/granulí ze skládky byl navrţen lopatový kolový nakladač na dopravní pásovou linku, zakončenou haldovacím zařízením. Z expediční skládky bude kamenivo odebíráno lopatovým kolovým nakladačem na dopravní pásovou linku, která dopraví kamenivo do třídírny. Na dvousítném třidiči se provede jeho roztřídění na stanovené frakce. Expedice frakcí se bude provádět z pojezdných expedičních zásobníků do nákladních aut. Výrobní plán V současné době probíhají práce na zpracování strojně-technologické dokumentace, která určuje následující poloţky: STANOVENÍ KAPACITY VÝROBY V současné době je na základě strojně-technologických návrhů sledováno, při jaké kapacitě dochází k podstatným změnám ve strojně-technologickém vybavení linky a tedy i výši investic. Následně budou stanoveny čtyři základní varianty ekonomického modelu: Minimální výkon, maximální výkony při jednosměnném, dvousměnném a třísměnném provozu. STANOVENÍ INVESTIC  Stavební část - Pro uvedený ekonomický model je předpokládána výstavba na „zelené louce“, s inţenýrskými sítěmi zabudovanými na hraně pozemku. Do investičních nákladů tedy zahrnuje pouze rozvody v rámci vymezeného pozemku. Pro stavební část jsou navrţeny: Výrobní objekt, hala pro zrání čerstvých pelet/granulí, skládka kameniva, kompresorovna, sklad přísad, dílny, provozní a sociální budova.  Strojně-technologická část - Pro účely sestavení ekonomického modelu bylo důleţité definovat základní strojně-technologické uzly, ke kterým jsou následně navrţeny jednotlivé komponenty strojně-technologického zařízení: Skladování komponent, dávkování, váţení a mísení, vytváření pelet/granulí, skladování, třídění a expedice, výroba a rozvod tlakového vzduchu, odprašování  Elektrotechnická část - Silnoproudá elektroinstalace by byla řešena v obdobných funkčních celcích, jako část strojně-technologická. Kaţdý z těchto celků by měl vlastní silový rozvaděč, dispozičně umístěný v blízkosti odběru. Z těchto rozvaděčů by byla napájena veškerá elektrozařízení příslušného celku.  Měření a regulace - Hladiny v zásobnících komponent a expedice budou měřeny jednak kontinuálně a jednak limitně max. hladina, při jejímţ dosaţení budou vypínány příslušné dopravní cesty. Uvedený soupis se vztahuje k modelu „zelená louka“, v případě realizace u konkrétního producenta bude třeba zohlednit jeho moţnosti a stávající vybavení, čímţ se mohou poţadavky na investice výrazně sníţit. STANOVENÍ PROVOZNÍCH NÁKLADŮ K dokončení výrobního plánu bude na základě výše uvedených informací třeba definovat provozní náklady, tzn.: Spotřeba surovin, materiálu, paliv a energie, pracovníci, ostatní náklady. Výše uvedených nákladů vychází z běţných trţních cen v ČR.

85


Kalkulace surovinových nákladů ve vztahu k dosaţeným kvalitativním vlastnostem produktu Na základě výsledků řešení v technologické části byla u jednotlivých receptur porovnána výše nákladů na suroviny ve vztahu k dosaţeným vlastnostem. Náklady na běţně pouţívané stavební suroviny vychází ze současných trţních cen. Náklady uvedené u jednotlivých typů VEP jsou průměrem cen uváděných jednotlivými producenty. Tabulka 1 uvádí výčet nákladů na suroviny pro výrobu 1 t směsi dle navrţených receptur.

sloţka

18

17

16

15

14

13

12

11

10

9

8,33 50,00 0,00 0,00 67,22 Kč 8,89

0,00

35,21 17,61 0,00 0,00 0,00 60,70 Kč 7,89

0,00 47,62 223,76 Kč 5,50 142,86

0,00 27,78

0,00 47,62 154,31 Kč 5,50 71,43

0,00 29,76

15,87 29,76 0,00 0,00 122,56 Kč 5,50 71,43

0,00 30,49 0,00 165,55 Kč 4,99

81,30 48,78

15,87 29,76 0,00 0,00 130,50 Kč 5,50

79,37

3,97 29,76 0,00 86,85 Kč 5,50

0,00 47,62

0,00 29,76 0,00 94,79 Kč 5,50

0,00 59,52

19,84 29,76 0,00 0,00 0,00 55,10 Kč 5,50

0,00 56,67 0,00 200,00 265,55 Kč 8,89

0,00

0,00 34,55 0,00 0,00 243,90 283,44 Kč 4,99

0,00 33,73 0,00 74,95 Kč 5,50

0,00 35,71

11,90 33,73 0,00 0,00 51,14 Kč 5,50

0,00

0,00 63,33 0,00 0,00 138,89 Kč 8,89

66,67

0,00 38,31 0,00 80,65

0,00 66,67 0,00 0,00

0,00 40,32 0,00

0,00

Náklady na pouţité suroviny

124,11 Kč 5,16

Voda

0,00

Vápno pálené

75,55 Kč 8,89

Cement CEM II (32,5)

0,00

Popel fluidní LOŢE mleté (Pf 38/1)

0,00

Popílek fluidní FILTR (Pf 39/1)

[Kč / 1 t směsi]

45,48 Kč 5,16

Popílek vysokoteplotní (Pk 35/1)

8

7

6

5

4

3

2

receptura č.

1

Tabulka 1: Náklady na suroviny pro 1 tunu směsi

Nejvýznamnější sloţkou ovlivňující surovinové náklady jsou pojiva, která mohou navýšit surovinové náklady aţ několikanásobně. V rámci volby surovin je tedy třeba zaměřit se na maximální úsporu pojiv. Současně je třeba si uvědomit, ţe s kaţdou další pouţitou sloţkou přibývají náklady provozní i investiční. Ekonomický pohled na vhodnost dané receptury proto klade důraz na efektivnost kaţdé jednotlivé sloţky v navrţené receptuře tak, aby přidaná kvalitativní hodnota přesahovala hodnotu s ní spojených nákladů. Následující grafy (1 a 2) znázorňují porovnání výše nákladů na suroviny pro 18 receptur ve vztahu k dosaţeným pevnostem v tlaku.

86

100%


5%

5% 15%

15%

15%

15%

80%

25%

5%

5%

5%

20%

20%

20%

20%

10%

20%

20%

5%

50%

60%

75%

100% 100%

95%

95%

40%

85%

85%

85%

85% 75%

75%

75%

75%

75%

75%

75%

70%

50% 20%

Procentuální zastoupení jednotlivých složek

25%

5%

0%

25%

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

Číslo receptury Popílek vysokoteplotní

Popílek fluidní - FILTR

Popel fluidní LOŽE mleté

Vápno pálené

Cement CEM II (32,5)

Graf 1: Sloţení navrţených receptur

17,5

18,3

20,0

400,00 Kč

Pevnost v tlaku po 28 dnech

6

7

8

9

10

11

13

14

15

16

10,1 17

3,0

60,70 Kč 12

67,22 Kč

122,56 Kč

154,31 Kč

8,5

10,4 130,50 Kč

86,85 Kč

55,10 Kč

94,79 Kč

5,15 5

165,55 Kč

10,4 4

74,95 Kč

51,14 Kč

2,9

1,3

45,48 Kč

2,5

75,55 Kč

5,0

124,11 Kč

138,89 Kč

7,5

3

18

0,00 Kč

2

100,00 Kč

1

223,76 Kč

12,5

265,55 Kč

283,44 Kč

12,3

12,5 10,0

12,2

14,9

15,0

Limitní hodnota

Náklady na suroviny [Kč] 200,00 Kč

0,0

300,00 Kč

Dosažené pevnosti v tlaku [MPa]

Náklady na suroviny

Číslo receptury

Graf 2: Vztah nákladů na suroviny k dosaţeným pevnostem v tlaku

V grafu 2 jsou pak porovnány náklady na suroviny pro výrobu 1 t směsi (pravá osa y) s pevnostmi v tlaku dosaţenými po 28 dnech zrání (levá osa y). Významným parametrem jsou limitní hodnoty pro minimální dosaţenou pevnost v tlaku (5 MPa) a maximální náklady na suroviny pro 1 t směsi (100,- Kč).

87


Limitní hodnoty byly navrţeny pro moţnost výběru optimálních skladebních variant. Jsou označeny linkou. Navrţeným parametrům zatím odpovídají pouze receptury č. 2, 11 a 18. Finanční limit přesáhly všechny receptury na bázi cementu a vápna. Další práce v této oblasti jsou závislé na řešení technologické části. Varianty, které se jeví z ekonomického i z technologického hlediska optimální, budou muset navíc splňovat i poţadavky ekologické vhodnosti. Pro dokončení výrobního plánu je nutné ujasnit technologii výsledného produktu. Během těchto prací je nezbytné porovnat ekonomické parametry jednotlivých navrţených receptur nejen z hlediska surovin, ale i dopravní náročnosti a následné pracnosti. Marketingové hodnocení výroby umělého kameniva za studena V rámci analýzy trhu kameniv byl zjišťován současný stav v ČR i v zahraničí. V rámci projektu byly zpracovány mapy dobývacích prostor přírodních kameniv a současně byl zjištěn stav výroby umělých kameniv v ČR. Celková produkce kameniva v České republice je 67,2 mil. tun. Převáţně je vyuţíváno přírodní kamenivo, vyuţití umělého kameniva a recyklátů dosahuje necelých 6%, viz následující přehled: − přírodní kamenivo: o písek a štěrk 25,5 mil. tun o drcený kámen 38,0 mil. tun − recykláty 3,4 mil. tun − umělé kamenivo 0,3 mil. tun

Druhy kameniv využívaných v ČR přírodní kamenivo písek a štěrk 37,95%

přírodní kamenivo drcený kámen

0,45%

recykláty 5,06% umělé kamenivo

56,55%

Graf 3: Druhy kameniv vyuţívaných v ČR

a)

b) Obrázek 1: Mapa dobývacích prostor a) drcených kameniv a b) těţených kameniv

88


Trţní ceny přírodních i umělých kameniv jsou uvedeny v grafu 3. 400 350,00 Kč

100

100,00 Kč

100,00 Kč

100,00 Kč

198,00 Kč

200

100,00 Kč

150 115,00 Kč

80,00 Kč

medián; 67,50

150

medián; 137,50

170,00 Kč

250

230,00 Kč

medián; 119,00

200

245,00 Kč

medián; 157,00

250

300 medián; 200,00

medián; 255,00

300

50

350

330,00 Kč

medián; 122,00

Ceny za 1 t kameniva [Kč]

350

400

50,00 Kč

46,00 Kč

fr. 22/125 prané

fr. 22/125 neprané

100 59,00 Kč

50

0

0 fr. 0/4

fr. 0/8

fr. 4/8

fr. 8/16

fr. 16/22

fr. 0/1 - 0

Typ kameniva

Graf 3: Ceny přírodních těţených kameniv v ČR

Tmavé sloupce vyjadřují cenové rozpětí v případě jednotlivých typů přírodních těţených kameniv dostupných na trhu ČR. Jsou zaznamenány minimální hodnoty a maximální hodnoty. Kříţkem je označen medián, který daný soubor charakterizuje lépe neţ aritmetický průměr. Aby na trhu stavebních hmot našla uplatnění umělá hutná kameniva vysokých pevností, měla by se cena za 1 tunu pohybovat v uvedených cenových rozpětích. To je však při výrobě kameniva poţadovaných pevností v současné době stěţí dosaţitelné. Tabulka 2: Ceny lehkých kameniv dostupných na trhu v ČR LIAPOR Označení (frakce / sypná hmotnost) 0-2 / 575

Cena [Kč/m3]

Cena [Kč/t]

1 455,00 Kč

836,63 Kč

1-4 / 500

1 255,00 Kč

627,50 Kč

4-8 / 350

1 155,00 Kč

404,25 Kč

8-16 / 275

1 055,00 Kč

290,13 Kč

EXPANDOVANÝ PERLIT Zrnitost

Cena [Kč/m3]

EP 100

0-0,5

907,56 Kč

EP 150

0-1

1 008,40 Kč

EP 180

0-2

1 243,70 Kč

Označení

VERMIKULIT Micron Superfine Fine Medium Large

0,25-0,71

2 967,00 Kč

0,355-1 0,71-2 1,4-4

2 734,00 Kč 2 579,00 Kč 2 545,00 Kč

2,8-8

2 355,00 Kč

89


V případě kameniva Liapor byla známá sypná hmotnost, proto bylo moţné přepočítat i cenu za 1 tunu, coţ je důleţité z hlediska moţnosti porovnání s nově navrhovanými produkty. Dosaţené výsledky marketingového charakteru preferují moţnost výroby lehkého kameniva. Závěr V pouţití recyklovaných materiálů dochází v poslední době ke značnému rozvoji. Tento trend souvisí jednak s omezenými zdroji materiálů nových a hlavně s tlakem na minimalizaci odpadů ukládaných na skládky. V příspěvku jsme chtěli ukázat především na nutost komplexního hodnocení různých POM pro výrobu stavebních výrobků, materiálů a konstrukcí. Výsledné praktické řešní můţe vziknout pouze na základě splění širokéha spektra kritérií kladených na výslednou praktickou realizaci. Přednáška vznikla v rámci Výzkumného centra 1M06007 (MŠMT ČR) “Centrum výzkumu integrovaného systému vyuţití vedlejších produktů z těţby, úpravy a zpracování energetických surovin”. Literatura [1] NEJEDLÍK, M., SUCHARDOVÁ, M.: Metodologia klasyfikacji różnych typów popiołu i popiołu lotnego używanwgo w produkcji materiałów budowlanych, Popioły z enegretiki, Międzyzdróje, Polsko 163 – 175 [2] LEDEREROVÁ, J., SVOBODA, M., SEDLÁKOVÁ, M., SUCHARDOVÁ, M., LEBER, P., KNĚZEK, J.: O základních aspektech ekologického a ekonomického vyuţívání průmyslových odpadních materiálů (POM), Telč 2006 [3] PRŮDKOVÁ, Ţ., SVOBODA, M., TICHÁ, J.: Legislative requirements for utilization of IWM in building industry and related branches, XIth International Conference of Research Institute of Building Materials Ecology and new building materials and products, Telč, 5.-7.6.2007, str. 28-31, ISBN 978-80-239-9347-9. [4] LEDEREROVÁ, J., SVOBODA, M., SEDLÁKOVÁ, M., SUCHARDOVÁ, M., LEBER, P. KNĚZEK J.: O základních aspektech ekologického a ekonomického vyuţívání průmyslových materiálů (POM), sborník X. konference Výzkumného ústavu stavebních hmot, a.s. „Ekologie a nové stavební hmoty a výrobky, Telč, 30.5.-1.6.2006, (str. 8-11), ISBN 80-239-7146-8. [5] LEDEREROVÁ, J., SVOBODA, M., SUCHARDOVÁ, M., LEBER, P., KNĚZEK, J., VESELÁ, P.: Průmyslové odpadní materiály jako významný surovinový potenciál ve stavebním průmyslu, sborník VŠB-TU Ostrava „Úprava nerostných surovin a odpadů“, Ostrava, 31.3.2006, (str. 73-76), ISBN 80248-1050-6. [6] SZKLORZOVÁ, H., LEDEREROVÁ, J., SVOBODA, M., CHROMKOVÁ, I., LEBER, P.: Stan wykorzystania popiolów wysokowapniowych w budownictwie w Republice Czeskiej. Przetwarzanie i wykorzistanie popiolów wysokowapniowych. Ekotech Sp. z o. o., Szczecin, Polsko, 157 – 168, 22.24.2.2006, bez ISBN. [7] TOMANCOVÁ, L., PRŮDKOVÁ, Ţ., LUKÁŠKOVÁ, M., SZKLORZOVÁ, H.: Analýza stavu hospodaření s odpady a surovinových zásob v jednotlivých krajích ČR z hlediska moţnosti jejich vyuţití ve stavebnictví, sborník IX. konference Výzkumného ústavu stavebních hmot, a.s. „Ekologie a nové stavební hmoty a výrobky“, Telč, 2005, (str. 56-61), ISBN 80-239-4905-5.

90

EKONOMICKÉ ASPEKTY VYUŢITÍ VEDLEJŠÍCH ENERGETICKÝCH PRODUKTŮ V PRAXI

Recommend Documents