The sensitivity of agricultural biogas plants to changes in energy prices in Poland

• Autorzy: Bednarek, Anita , Klepacka, Anna M.

Warianty tytułu

PL

Wrażliwość biogazowni rolniczych na zmiany cen energii w Polsce

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In Poland, despite ambitious plans from 15 years ago, when it was assumed that by 2020, an agricultural biogas plant would be standard in every commune, the potential of agricultural biogas has not been used due to the lack of stable legal regulations and financing programmes for the construction of the plants. The situation has now changed due to new forms of support systems, which motivated the authors to compare two agricultural biogas plants operating in the certificate system and the support system in the form of feed-in premiums. Moreover, the authors pointed to differences in the number of agricultural biogas plants and their capacity by voivodeship due to changes in legal conditions in force in two periods: from 1 January 2011, to 30 June 2016, and from 1 July 2016, to 19 January 2024. Based on the research methods used ‒ including Earnings Before Interest, Taxes Depreciation and Amortisation, the Internal Rate of Return, risk matrix and data analysis in spatial terms ‒ it was indicated that: 1. agricultural biogas plants are characterised by very high sensitivity related to the probability of risk in the case of investment costs, substrate prices and changes in energy prices; 2. financial support is important at the stage of construction of a biogas plant, which largely makes it possible to shorten the payback period and thus increase the willingness of future investors to invest in biogas plants and 3. in the periods analysed, significant differences were noted in the spatial location of biogas plants due to trends towards lower-power biogas plants, which is probably dictated by the constant and predictable premium system in the new support system.

PL

W Polsce potencjał biogazu rolniczego pomimo ambitnych planów sprzed 15 lat, gdzie zakładano, że do 2020 roku standardem będzie biogazownia rolnicza w każdej gminie, nie został wykorzystany ze względu na brak stabilnych regulacji prawnych oraz programów finansowania budowy biogazowni rolniczych. Sytuacja obecnie uległa zmianie ze względu na nowe formy systemów wsparcia, co zmotywowało autorów do porównania dwóch biogazowni rolniczych funkcjonujących w systemie certyfikatów oraz w systemie wsparcia w postaci feed-in premium (FIP). Ponadto, autorzy wskazali na różnice w liczbie biogazowi rolniczych i ich mocy według województw w związku ze zmianą uwarunkowań prawnych, obowiązujących w dwóch okresach: od 1 stycznia 2011 roku do 30 czerwca 2016 roku i od 1 lipca 2016 roku do 19 stycznia 2024 roku. Na podstawie zastosowanych metod badawczych, m.in. Earnings Before Interest, Taxes Depreciation and Amortisation (EBITDA); Internal Rate of Return (IRR); risk matrix; oraz analiza danych w ujęciu przestrzennym wskazano iż: 1. Biogazownie rolnicze charakteryzują się bardzo wysoką wrażliwością związaną z prawdopodobieństwem wystąpieniem ryzyka w przypadku kosztów inwestycyjnych, cen substratów oraz zmiany cen energii.; 2. Wsparcie finansowe jest istotne na etapie budowy biogazowi, które w dużej mierze pozwala skrócić okres zwrotu i tym samym zwiększyć skłonność przyszłych inwestorów do inwestowania w biogazownie; 3. W analizowanych okresach odnotowano istotne różnice w rozmieszczeniu przestrzennym biogazowni ze względu na tendencje w kierunku biogazowni o mniejszej mocy, co prawdopodobnie jest podyktowane stałym i przewidywalnym systemem premii w nowym systemie wsparcia.

Słowa kluczowe

PL

biogaz rolniczy; ceny energii; system wsparcia; EBITDA; IRR; macierz ryzyka; Polska

EN

agricultural biogas; energy prices; support system; EBITDA; IRR; risk matrix; Poland

• Czasopismo: Economics and Environment
• Rocznik: 2024
• Tom: No. 2
• Strony: art. no. 790
• Opis fizyczny: Bibliogr. 70 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Bednarek, Anita

• Goodvalley., Poland

autor

Klepacka, Anna M.

• Polish Academy of Sciences, Institute of Rural and Agricultural Development, Warsaw, Poland, Nowy Świat Street 72, 00-330 Warsaw, Poland,

Bibliografia

• Act from 10 April 1997. Energy Law. Journal of Laws No. 54, item 348. https://isap.sejm.gov.pl/isap.nsf/DocDetails.xsp?id=WDU19970540348 (in Polish).
• Act from 13 July 2023. Act on facilitating the preparation and implementation of investments in agricultural biogas plants. Journal of Laws 2023, item 1597. https://isap.sejm.gov.pl/isap.nsf/DocDetails.xsp?id=WDU20230001597 (in Polish).
• Act from 14 March 2014. Act amending the Energy Law and certain other acts. Journal of Laws 2014, item 490. https://isap.sejm.gov.pl/isap.nsf/DocDetails.xsp?id=WDU20140000490 (in Polish).
• Act from 17 August 2023. Act amending the Act on renewable energy sources and certain other acts. Journal of Laws 2023, item 1762. https://isap.sejm.gov.pl/isap.nsf/DocDetails.xsp?id=WDU20230001762 (in Polish).
• Act from 20 February 2015. Act on renewables energy sources. Journal of Laws 2015, item 478. https://isap.sejm.gov.pl/isap.nsf/DocDetails.xsp?id=WDU20230001436 (in Polish).
• Act from 22 June 2016. Act amending the Act on renewable energy sources and certain other acts. Journal of Laws 2016, item 925. https://isap.sejm.gov.pl/isap.nsf/DocDetails.xsp?id=wdu20160000925 (in Polish).
• Act from 25 August 2006. Act on biocomponents and liquid biofuels. Journal of Laws No. 169, item 1199. https://isap.sejm.gov.pl/isap.nsf/DocDetails.xsp?id=WDU20061691199 (in Polish).
• Act from 7 June 2018. Act amending the Act on Renewable Energy Sources and some other acts. Journal of Laws 2018, item 1276. https://isap.sejm.gov.pl/isap.nsf/DocDetails.xsp?id=WDU20180001276 (in Polish).
• Act from 8 January 2010. Act amending the Energy Law and amending certain other acts. Journal of Laws No. 21, item 104. https://isap.sejm.gov.pl/isap.nsf/DocDetails.xsp?id=WDU20100210104 (in Polish).
• American Biogas Council. (2023). Biogas Market Snapshot. https://americanbiogascouncil.org/biogas-market-snapshot/
• Bednarek, A. (2023). Rolnictwo i tereny wiejskie – jaki potencjał dla polskiej energetyki? Pomorski Thinkletter, 3(14), 102-108. https://www.kongresobywatelski.pl/wp-content/uploads/2023/11/pomorski_thinkletter-3-2023.pdf (in Polish).
• Bednarek, A., Klepacka, A., & Siudek, A. (2023). Development barriers of agricultural biogas plants in Poland. Economics and Environment, 84(1), 229-258. https://doi.org/10.34659/eis.2023.84.1.528
• Casasso, A., Puleo, M., Panepinto, D., & Zanetti, M. (2021). Economic Viability and Greenhouse Gas (GHG) Budget of the Biomethane Retrofit of Manure-Operated Biogas Plants: A Case Study from Piedmont, Italy. Sustainability, 13(14), 7979. http://dx.doi.org/10.3390/su13147979
• Czekała, W. (2022). Digestate as a Source of Nutrients: Nitrogen and Its Fractions. Water, 14(24), 4067. https://doi.org/10.3390/w14244067
• Dyrektywa 2001/77/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 27 września 2001 r. w sprawie wspierania produkcji na rynku wewnętrznym energii elektrycznej wytwarzanej ze źródeł odnawialnych, Pub. L. No. 32001L0077, 283 OJ L (2001). https://eur-lex.europa.eu/legal-content/PL/ALL/?uri=CELEX%3A32001L0077 (in Polish).
• Dyrektywa 2009/28/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 23 kwietnia 2009 r. w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych, Pub. L. No. 32009L0028, 140 OJ L (2009). https://eur-lex.europa.eu/legal-content/PL/ALL/?uri=CELEX%3A32009L0028 (in Polish).
• Energy Regulatory Office. (2010). Pierwszy fioletowy certyfikat wydany. https://www.ure.gov.pl/pl/urzad/informacje-ogolne/aktualnosci/3714,Pierwszy-fioletowy-certyfikat-wydany.html (in Polish).
• Ertop, H., Atilgan, A., Kocięcka, J., Krakowiak-Bal, A., Liberacki, D., Saltuk, B., & Rolbiecki, R. (2023). Calculation of the Potential Biogas and Electricity Values of Animal Wastes: Turkey and Poland Case. Energies, 16(22), 7578. https://doi.org/10.3390/en16227578
• Gadirli, G., Pilarska, A. A., Dach, J., Pilarski, K., Kolasa-Więcek, A., & Borowiak, K. (2024). Fundamentals, Operation and Global Prospects for the Development of Biogas Plants—A Review. Energies, 17(3), 568. https://doi.org/10.3390/en17030568
• Gramwzielone.pl. (2023). Ułatwienia w procesie inwestycyjnym w biogazownie coraz bliżej. https://www.gramwzielone.pl/bioenergia/20151807/ulatwienia-w-procesie-inwestycyjnym-w-biogazownie-coraz-blizej (in Polish).
• GUS. (2023). Statistical Yearbook of Agriculture 2023. https://stat.gov.pl/en/topics/statistical-yearbooks/statistical-yearbooks/statistical-yearbook-of-agriculture-2023,6,18.html
• Igliński, B., Buczkowski, R., Iglińska, A., Cichosz, M., Piechota, G., & Kujawski, W. (2012). Agricultural biogas plants in Poland: Investment process, economical and environmental aspects, biogas potential. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 16(7), 74890-4900. http://dx.doi.org/10.1016/j.rser.2012.04.037
• Ignaciuk, W., & Sulewski, P. (2021). Uwarunkowania rozwoju sektora biogazu rolniczego w Polsce w kontekście doświadczeń historycznych i wyzwań Europejskiego Zielonego Ładu. Zagadnienia Ekonomiki Rolnej / Problems of Agricultural Economics, 368(3), 55-77. https://doi.org/10.30858/zer/140413
• Jadczyszyn, T., & Winairski, W. (2017). Wykorzystanie pofermentu z biogazowni rolniczych do nawożenia. Studia i Raporty IUNG-PIB, 53(7), 105-118. https://doi.org/10.26114/sir.iung.2017.53.08 (in Polish).
• Janiszewska, D., & Ossowska, L. (2023). Spatial Differentiation of Agricultural Biomass Potential in Polish Voivodeships. Energies, 16(19), 6828. https://doi.org/10.3390/en16196828
• Klepacka, A. M., & Pawlik, K. (2018). Return on investment in PV power plants under changing support regimes (schemes). Problems of Agricultural Economics, 356(3), 168-191. https://doi.org/10.30858/zer/94473
• Klimek, K., Kapłan, M., Syrotyuk, S., Bakach, N., Kapustin, N., Konieczny, R., Dobrzyński, J., Borek, K., Anders, D., Dybek, B., Karwacka, A., & Wałowski, G. (2021). Investment Model of Agricultural Biogas Plants for Individual Farms in Poland. Energies, 14(21), 7375. https://doi.org/10.3390/en14217375
• Koryś, K. A., Latawiec, A. E., Grotkiewicz, K., & Kuboń, M. (2019). The Review of Biomass Potential for Agricultural Biogas Production in Poland. Sustainability, 11(22), 6515. https://doi.org/10.3390/su11226515
• Kowalczyk-Jusko, A. (2012). Zasady sporządzania bilansu odnawialnych źródeł energii i oceny zasobów biomasy. In B. Kołodziej & M. Matyka (Eds.), Odnawialne Źródła Energii. Rolnicze Surowce Energetyczne (pp. 442). Poznań: PWRiL. (in Polish).
• Kowalczyk-Juśko, A., & Szymańska, M. (2015). Poferment nawozem dla Rolnictwa. https://ksow.pl/files/Bazy/Biblioteka/files/Poferment_nawozem_dla_rolnictwa_01.pdf (in Polish).
• Krajowy Ośrodek Wsparcia Rolnictwa. (2023). Biogazownie rolnicze: bezpłatne warsztaty. https://www.gov.pl/web/kowr/biogazownie-rolnicze-bezplatne-warsztaty (in Polish).
• Krajowy Ośrodek Wsparcia Rolnictwa. (2024). Rejestr wytwórców biogazu rolniczego. Stan na dzień: 07.02.2024 r. https://www.gov.pl/web/kowr/rejestr-wytworcow-biogazu-rolniczego (in Polish).
• Kusz, D., Bąk, I., Szczecińska, B., Wicki, L., & Kusz, B. (2023). Determinants of Return-on-Equity (ROE) of Biogas Plants Operating in Poland. Energies, 16(1), 31. https://doi.org/10.3390/en16010031
• Łagocka, A., Kamiński, M., Cholewiński, M., & Pospolita, W. (2016). Health and environmental benefits of utilization of post-fermentation pulp from agricultural biogas plants as a natural fertilizer. Kosmos, 65(4), 601-607. https://kosmos.ptpk.org/index.php/Kosmos/article/view/1648 (in Polish).
• Lohosha, R., Palamarchuk, V., & Krychkovskyi, V. (2023). Economic efficiency of using digestate from biogas plants in Ukraine when growing agricultural crops as a way of achieving the goals of the European Green Deal. Energy Policy Journal, 26(2), 161-182. https://doi.org/10.33223/epj/163434
• Magazyn Biomasa. (2023). Biogazownia rolnicza w każdej gminie? Specustawa pozwoli uwolnić ten potencjał. https://magazynbiomasa.pl/biogazownia-rolnicza-w-kazdej-gminie-specustawa-pozwoli-uwolnic-ten-potencjal/ (in Polish).
• Makádi, M., Tomócsik, A., & Orosz, V. (2012). Digestate: A New Nutrient Source – Review. In S. Kumar (Ed.), Biogas (pp. 295-310). Rijeka: InTech. http://www.intechopen.com/books/biogas/digestate-a-new-nutrient-source-review
• Mamica, Ł., Mazur-Bubak, M., & Wróbel-Rotter, R. (2022). Can Biogas Plants Become a Significant Part of the New Polish Energy Deal? Business Opportunities for Poland’s Biogas Industry. Sustainability, 14(3), 1614. https://doi.org/10.3390/su14031614
• Ministerstwo Rolnictwa i Rozwoju Wsi. (2024). Program „Energia dla wsi” – wydłużenie terminu naboru i zwiększenie budżetu. https://www.gov.pl/web/rolnictwo/program-energia-dla-wsi--wydluzenie-terminu-naboru-i-zwiekszenie-budzetu (in Polish).
• Ministry of Climate and Environment. (2021). Polish Energy Policy until 2040. https://www.gov.pl/web/climate/energy-policy-of-poland-until-2040-epp2040
• Morawiecki, M. (2023). Projekt - Ustawa z dnia o ułatwieniach w przygotowaniu i realizacji inwestycji w zakresie biogazowni rolniczych, a także ich funkcjonowaniu. https://orka.sejm.gov.pl/Druki9ka.nsf/0/BF8FA2191823ABCAC12589AA00323F40/%24File/3196.pdf (in Polish).
• Mukhtar, S., Yasar, A., Mahfooz, Y., Rasheed, R., Tabinda, A. B., Ashraf, M. A., Nauman, M., & Malik, A. (2022). Value addition and risk assessment of dairy digestate as biofertilizer on crop yield and soil fertility. Arabian Journal of Geosciences, 15, 245. https://doi.org/10.1007/s12517-021-09354-8
• Obwieszczenie Marszałka Sejmu Rzeczypospolitej Polskiej z dnia 3 marca 2022 r. w sprawie ogłoszenia jednolitego tekstu ustawy o odpadach. (Dz. U. z 2022 r., poz. 699). https://isap.sejm.gov.pl/isap.nsf/download.xsp/WDU20220000699/T/D20220699L.pdf (in Polish).
• Palusiński, B. (2016). Nowelizacja ustawy o odnawialnych źródłach energii - konsekwencje dla odbiorców końcowych. https://www.eecc.eu/blog/2016/06/30/nowelizacja-ustawy-o-odnawialnych-zrodlach-energii-konsekwencje-dla-odbiorcow-koncowych (in Polish).
• Parlament Europejski. (2023). Noty tematyczne o Unii Europejskiej. Walka ze zmiana klimatu. https://www.europarl.europa.eu/factsheets/pl/sheet/72/walka-ze-zmiana-klimatu (in Polish).
• Pastorelli, R., Valboa, G., Lagomarsino, A., Fabiani, A., Simoncini, S., Zaghi, M., & Vignozzi, N. (2021). Recycling Biogas Digestate from Energy Crops: Effects on Soil Properties and Crop Productivity. Applied Sciences, 11(2), 750. https://doi.org/10.3390/app11020750
• Piwowar, A. (2020). Agricultural Biogas—An Important Element in the Circular and Low-Carbon Development in Poland. Energies, 13(7), 1733. https://doi.org/10.3390/en13071733
• Popović, V. M., Ikanović, J., Ristić, V., Gantner, V., Kolarić, L., Rajić, Z., Bojović, R., & Petković, Z. (2023). Influence of digestate on the productivity of oats in different environmental conditions. Proceedings of the 6 International Conference Village and Agriculture, Bijeljina, 118-133. https://fiver.ifvcns.rs/handle/123456789/4039
• Powałka, M., Klepacka, A. M., Skudlarski, J., & Golisz, E. (2013). Aktualny stan sektora biogazu rolniczego w Polsce na tle krajów Unii Europejskiej. Zeszyty Naukowe SGGW w Warszawie ‒ Problemy Rolnictwa Światowego, 13(3), 203-212. https://doi.org/10.22630/PRS.2013.13.3.51 (in Polish).
• Pudełko, R. (2013). Ocena Potencjałów Biomasy Ubocznej i Odpadowej w UE—27 i Szwajcarii oraz ich Regionalizacja. Puławy: IUNG. https://iung.pl/images/pdf/habilitacje/Pudelko-hab.pdf (in Polish).
• Rozporządzenie Ministra Klimatu i Środowiska z dnia 16 kwietnia 2021 r. w sprawie ceny referencyjnej energii elektrycznej z odnawialnych źródeł energii w 2021 r. oraz okresów obowiązujących wytwórców, którzy wygrali aukcje w 2021 r. (Dz. U. z 2021 r., poz. 722). https://isap.sejm.gov.pl/isap.nsf/DocDetails.xsp?id=WDU20210000722 (in Polish).
• Rozporządzenie Ministra Klimatu i Środowiska z dnia 8 listopada 2023 r. w sprawie ceny referencyjnej energii elektrycznej z odnawialnych źródeł energii, okresów obowiązujących wytwórców, którzy wygrali aukcje, oraz referencyjnych wolumenów sprzedaży energii elektrycznej. (Dz. U. z 2023 r., poz. 2440). https://isap.sejm.gov.pl/isap.nsf/DocDetails.xsp?id=WDU20230002440 (in Polish).
• Rozporządzenie Ministra Klimatu z dnia 24 kwietnia 2020 r. w sprawie ceny referencyjnej energii elektrycznej z odnawialnych źródeł energii w 2020 r. oraz okresów obowiązujących wytwórców, którzy wygrali aukcje w 2020 r. (Dz. U. z 2020 r., poz. 798). https://isap.sejm.gov.pl/isap.nsf/DocDetails.xsp?id=WDU20200000798 (in Polish).
• Rzeźnik, W., Bartkowiak, A., Jadczyszyn, T., Mac, J., Matros, B., Matyka, M., Mielcarek, P., Stekla, J., Talarczyk, W., Zbytek, Z., & Witorożec, A. (2017). Różne aspekty wykorzystania biomasy pofermentacyjnej. Falenty: Instytut Technologiczno-Przyrodniczy. (in Polish).
• Samson-Bręk, I., Owczuk, M., Matuszewska, A., & Biernat, K. (2022). Environmental Assessment of the Life Cycle of Electricity Generation from Biogas in Polish Conditions. Energies, 15(15), 5601. https://doi.org/10.3390/en15155601
• Scarlat, N., Dallemand, J.-F., & Fahl, F. (2018). Biogas: Developments and perspectives in Europe. Renewable Energy, 129, 457-472. https://doi.org/10.1016/j.renene.2018.03.006
• Serwis Rzeczpospolitej Polskiej. (2023). Dane dotyczące działalności wytwórców biogazu rolniczego. https://www.gov.pl/web/kowr/dane-dotyczace-dzialalnosci-wytworcow-biogazu-rolniczego (in Polish).
• Siudek, A., & Klepacka, A. M. (2022). The Logistics Aspect in Research on the Reduction of Carbon Dioxide Emissions from Agricultural Biogas. Sustainability, 14(16), 10124. https://doi.org/10.3390/su141610124
• Stankiewicz, P. (2023). Pięć sił zielonej transformacji. Jak Europejski Zielony Ład i dekarbonizacja oddziałują na polską gospodarkę. Studia BAS, 2(74), 109-126. http://cejsh.icm.edu.pl/cejsh/element/bwmeta1.element.ojs-doi-10_31268_StudiaBAS_2023_14 (in Polish).
• Sulewski, P., Majewski, E., Wąs, A., Szymańska, M., Malak-Rawlikowska, A., Fraj, A., Trząski, A., Wiszniewski, A., & Amrozy, M. (2016). Uwarunkowanie ekonomiczno – prawne i opłacalność inwestycji w biogazownie rolnicze w Polsce. Zagadnienia Ekonomiki Rolnej, 346(1), 119-143. https://doi.org/10.30858/zer/83043
• Szyba, M., & Mikulik, J. (2023). Analysis of Feasibility of Producing and Using Biogas in Large Cities, Based on the Example of Krakow and Its Surrounding Municipalities. Energies, 16(22), 7588. https://doi.org/10.3390/en16227588
• Teraz Środowisko. (2023). Biogaz w Polsce 2023. Nowe otwarcie. https://www.teraz-srodowisko.pl/publikacje/biogaz-w-polsce-2023/teraz-srodowisko-publikacja-biogaz-w-polsce-2023.pdf (in Polish).
• TGE. (2024). Dane statystyczne. https://tge.pl/dane-statystyczne (in Polish).
• Urząd Regulacji Energetyki. (2016). Gwarancja pochodzenia - dokument pochodzenia energii elektrycznej z odnawialnych źródeł energii. https://www.ure.gov.pl/pl/oze/gwarancje-pochodzenia/6816,Gwarancja-pochodzenia-dokument-pochodzenia-energii-elektrycznej-z-odnawialnych-z.html (in Polish).
• Urząd Regulacji Energetyki. (2018). Aktualizacja Informacji Prezesa URE nr 60/2018 oraz dokumentów dla sytemu FIT/FIP. https://www.ure.gov.pl/pl/urzad/informacje-ogolne/aktualnosci/7771,Aktualizacja-Informacji-Prezesa-URE-nr-602018-oraz-dokumentow-dla-sytemu-FITFIP.html (in Polish).
• Urząd Regulacji Energetyki. (2023). Dziś wchodzi w życie rozporządzenie określające poziom cen referencyjnych dla tegorocznych aukcji OZE. https://www.ure.gov.pl/pl/urzad/informacje-ogolne/aktualnosci/11449,Dzis-wchodzi-w-zycie-rozporzadzenie-okreslajace-poziom-cen-referencyjnych-dla-te.html (in Polish).
• Walsh, J. J., Jones, D. L., Edwards-Jones, G., & Williams Prysor, A. (2012). Replacing inorganic fertilizer with anaerobic digestate may maintain agricultural productivity at less environmental cost. Journal of Plant Nutrition and Soil Science, 175(6), 840-845. https://doi.org/10.1002/jpln.201200214
• Wieści Rolnicze. (2023). KOWR wspiera rozwój OZE na terenach wiejskich. https://wiescirolnicze.pl/kowr-wspiera-rozwoj-oze-na-terenach-wiejskich (in Polish).
• Witorożec-Piechnik, A., Matyka, M., Wolszczak, P., & Oleszek, M. (2021). Yield an selected physiological parameters of maize, sorghum, and triticale depending on fertilization system. BioResources, 16(4), 7870-7883. http://dx.doi.org/10.15376/biores.16.4.7870-7883
• Witorożec-Piechnik, A., Matyka, M., Woźniak, M., & Oleszek, M. (2022). The effect of fertilization with the digestate on the quality and chemical composition of selected plants intended for biogas production. Polish Journal of Agronomy, 48, 28-36. https://doi.org/10.26114/pja.iung.478.2022.48

Identyfikatory

DOI

10.34659/eis.2024.89.2.790