2.2 La filiera del bioetanolo
2.2.5 I costi del processo produttivo
In linea di principio la struttura dei costi per un impianto di conversione della biomassa in etanolo ha una struttura particolare, un bilancio netto delle materie prime, che comprende il costo della materia sottratto del costo dei co-prodotti; i costi operativi che comprendono i costi degli elementi necessari alla lavorazione, tipo gli enzimi; i costi della forza lavoro; il deprezzamento del capitale; gli altri costi; i costi dell’energia.
Riuscire a determinare i costi del processo produttivo, non è semplice. Questa difficoltà esiste in quanto in Italia non sono presenti produttori di etanolo proveniente da biomasse cereali e i soli produttori esistenti in Italia producono etanolo da vinacce in ottemperanza alle normative che prevedono la distillazione obbligatoria delle eccedenze; alcuni dei distillatori presenti nel territorio nazionale hanno cominciato a produrre etanolo da destinare alla carburazione producendolo dalla barbabietola, ma per quanto riguarda la produzione da cereali in Italia non c’è alcun stabilimento attivo.
Stessa situazione è riscontrabile in Europa, mentre in Spagna sono stati aperti negli ultimi anni impianti di produzione che sono alimentati da biomasse cerealicole.
Particolarmente differente è la situazione negli Stati Uniti dove sono presenti moltissimi impianti di produzione sia “wet” che “dry”. La diffusione sul territorio statunitense è pressoché uguale, anche se negli ultimi anni si sta evidenziando una maggior utilizzazione della tecnologia “dry” e le cause di tale diffusione sono legate soprattutto ai minori costi di impianto e alla minor forza lavoro necessaria per il funzionamento del processo produttivo. Anche la tecnologia “wet”, comunque ha dei vantaggi,uno su tutti è la possibilità di poter immettere sul mercato molti più prodotti oltre all’etanolo come è stato messo in evidenza precedentemente. Nei primi anni del 2000 la percentuale dei processi produttivi “wet” nel territorio americano era intorno al 60%, attualmente è stata rilevata invece una situazione opposta dove la tecnologia “dry” ha circa il 60% di diffusione56.
Inoltre va sottolineato come i costi, soprattutto per questo tipo di produzione, dipendono particolarmente dal luogo dove è ubicato l’impianto. I costi della materia prima sono variabili rispetto alla zona di riferimento, ma lo stesso discorso può essere fatto anche per l’energia e non essendo disponibili dati su un effettiva produzione, per avere dei dati abbastanza attendibili possono essere utilizzati i molti studi condotti negli Stati Uniti e, in parte minore, in Europa.
Uno studio condotto dall’USDA57 analizza molto accuratamente i costi variabili della produzione di bioetanolo in 21 diversi stabilimenti e accenna qualche dato sui costi di costruzione e ampliamento dell’impianto produttivo58. I costi variabili sono divisi in costo della materia prima e costi operativi inoltre vengono considerati i costi per impianti di piccole dimensioni e quelli di grandi. Dallo studio emerge che il costi operativi totali (tab. 7), comprensivi del costo netto delle materie prime, che è il costo della materia prima sottratta del ricavo proveniente dai co-prodotti, e dei costi operativi sono così strutturati:
56 NREL, Determining the Cost of Producing Ethanol from Corn Starch and Lignocellulosic Feedstocks, New York, 2000.
57 USDA: United States Departement of Agricolture.
Tabella 4 Dati sui costi variabili59.
Costi Tutti gli impianti ($/l) Piccoli ($/l) Grandi ($/l)
Costi materia prima 0,2119 0,2102 0,2136
Ricavo vendita DDGS 0,0665 0,0642 0,0689
Ricavo vendita CO2 0,0016 0,0010 0,0021
Costi netti Materia Prima 0,1438 0,1450 0,1426
Costi operativi totali 0,1088 0,1174 0,1003
Totale Costi 0,2526 0,2624 0,2429
Fonte: USDA modificato.
Va precisato che all’interno dei costi operativi totali sono presenti i costi per l’elettricità, il carburante, la gestione dei rifiuti, l’acqua, gli enzimi, i lieviti, costi chimici, la denaturazione, la manutenzione, il lavoro, i costi amministrativi e gli altri. All’interno di questi quelli che hanno la maggior incidenza sono i costi dell’elettricità e del carburante che insieme ai costi della materia prima concorrono al 75% del costo variabile totale.
I costi di costruzione dei singoli impianti hanno un range di oscillazione che va da 0,2770 $/l a 0,7916 $/l ed è possibile affermare che il costo medio di costruzione è diminuito rispetto al passato. Tale riduzione è possibile ritrovarla nelle dimensioni maggiori degli impianti che possono permettere di sfruttare le economie di scala, ma anche da una curva di apprendimento che diminuisce con il passare del tempo, l’impianto risulta essere maggiormente efficiente con il passare degli anni. La media del capitale investito per l’espansione della capacità produttiva dell’impianto è di 0,1319 $/l e oscilla tra gli 0,0528 e lo 0,2639 dollari per litro di etanolo prodotto.
Andando ad analizzare nel dettaglio alcune voci di costo è possibile ricavare alcune indicazioni utili. L’utilizzo della forza lavoro è in relazione alla grandezza e all’età dell’impianto osservato: i nuovi impianti essendo maggiormente automatizzati richiedono meno forza lavoro, i grandi impianti hanno maggior richiesta di forza lavoro ma l’utilizzo di lavoro per milioni di litri prodotti è inversamente proporzionale alla dimensione dell’impianto. Anche l’acqua è una sostanza fondamentale per la produzione dell’etanolo soprattutto nelle fasi di liquefazione e fermentazione. Il progresso degli impianti ha fatto in modo di riuscire a ridurre l’utilizzo dell’acqua, con
grandi vantaggi per quanto riguarda la gestione delle acque reflue, senza considerare che l’utilizzo dell’acqua è diminuito utilizzando la digestione anaerobica per la produzione del DDGS che permette di risparmiare dai 500.000 al milioni di dollari nel capitale investito durante l’anno.
Un altro studio60 che considera i costi, con l’esclusione del costo della materia prima, mette anch’esso in evidenza come il carburante e la denaturazione concorrono per il 29,3%; la svalutazione del capitale 19,0%; il costo del lavoro per l’11,7%; gli enzimi, fondamentali per fare in modo che l’amido diventi zucchero, concorrono per l’11,5%; l’elettricità per il 7,7%; i lieviti per il 5,9%; la manutenzione per il 5,8%; gli interessi per il 3,0%; altri costi di gestione per il 6,1%.
In un altro studio, condotto dalla Minnesota University, vengono analizzati i possibili ricavi che può generare un impianto61 che ha come capacità produttiva 180 milioni di litri e per il quale sono stati sostenuti costi di costruzione per un totale di 60 milioni di dollari. Il margine lordo, che in questo studio è dato dalle entrare di vendita dei vari prodotti meno il costo della materia prima, risulta essere di 0,1735 $/l, il margine netto di guadagno su ogni litro di etanolo prodotto risulta essere di 0,0213 $/l, in termini assoluti il margine lordo risulta essere di 31.554.292 $ e quello netto di 3.875.971 $.
Un altro studio condotto dalla Iowa State University62 indica alcune percentuali sulla struttura dei costi: che l’80% dei costi è responsabilità delle materie prime e dell’energia, le materie prime da sole concorrono addirittura per il 60%.
Questa è stata una piccola analisi sui costi per la produzione dell’etanolo negli Stati Uniti, che come ricordiamo non possono essere particolarmente indicativi in quanto hanno una struttura dei costi decisamente differenti dalla situazione europea e inoltre sono quasi tutti studi di fattibilità svolti dalle amministrazioni dei vari Stati per verificare la possibilità di produzione all’interno dello Stato stesso, ma comunque indicativi delle tendenze generali che possono essere riscontrare nella struttura dei costi.
L’IEA, che è l’Agenzia Internazionale dell’Energia, ha condotto uno studio che ha paragonato la situazione americana con una stima della possibile filiera all’interno
60 TIFFANY: The Growth of Alternative Fuels: Minnessota and U.S. prospective, Wisconsin, 2002. 61 TIFFANY: A Journalist’s Workshop on the Science and Policy of Food and Agricolture, Minneapolis, 2006.
della Comunità Europea. Tale studio mette in evidenza come i costi in Europa sono leggermente maggiori rispetto a quelli riscontrabili negli Stati Uniti, dovuto alle minori capacità produttive degli impianti, ma anche alla minor efficienza produttiva e ai costi più alti della materia prima; comunque lo studio evidenzia costi espressi in dollari per litro così ripartiti: costi capitali che oscillano tra 0,08 e 0,13 $/l, costi delle materie prime tra gli 0,22 e 0,34 $/l con un credito dei co-prodotti ipotizzabili in 0,11-0,15 $/l, costi operativi tra i 0,20-0,25 $/l che determinano costi totali di produzione per litro che possono oscillare tra 0,35-0,62 $ che rapportato all’equivalente in carburante, secondo il principio del minor potere calorico, di 0,53-0,93 $/l.
Uno studio commissionato dalla Commissione Europea63 affronta la questione del sistema energetico in genere della Comunità Europea e approfondisce il possibile sviluppo dei biocarburanti, studia tra i vari argomenti anche la filiera del bioetanolo, analizzando in particolare la filiera proveniente dai cereali e quella proveniente dalla barbabietola da zucchero. Assume come prezzo dei cereali 140 €/tonnellata ed è stato scelto tale prezzo per rimanere in linea con le prospettive della DG-Agricoltura sul mercato agricolo 2002-2009; per la valutazione dei co-prodotti, in particolare il DDGS, il valore assegnato è 0,145 €/litro di etanolo; vengono inoltre stimati i costi di conversione della biomassa in 0,28 €/litro, i costi di miscelazione in 0,05 €/litro e anche i costi di distribuzione64 in 0,10 €/litro così da poter stimare il prezzo del bioetanolo in un’eventuale stazione di rifornimento. La stima risulta essere (tab. 5):
63 COMMISSIONE EUROPEA: Bio-energy’s role in the EU energy market. A view of developments until
2020. Bruxelles, 2004.
64 La stima è stata fatta sulla base di tre stime disponibili in Inghilterra (0,07 €/l); in Svezia (0,10 €/l) e da sito della Shell (0,14 €/l).
Tabella 5 Costi stimati etanolo da cereali studio Commissione Europea.
Costi €/litro
Costi Cereali 0,40
Co-prodotti (ricavo) -0,15
Costi netti materie prime 0,25
Costi di trasformazione 0,28
Costi di miscelazione 0,05
Costi di distribuzione 0,10
Costo etanolo stazione di rifornimento 0,68
Fonte: EU.
Questa stima è indicativa esclusivamente del prezzo che potrebbe avere il bioetanolo alla pompa di una stazione di servizio escludendo poi tutte le tasse che dovrebbero gravare sul carburante per essere immesso nel mercato, che attualmente sono di 0,564 €65, almeno per quanto riguarda l’accisa.
Uno studio condotto dalla Triera spa66, azienda che opera nella distillazione,
molto a grandi linee sulla possibile nascita di un centro produttivo a Porto Marghera, ipotizza un costo di produzione dell’etanolo da mais di 0,35 €/litro con un costo della materia prima del 65% del totale dei costi. Ipotizzando un prezzo di vendita dell’etanolo di 0,55 €/litro e del DDGS di 100 €/tonnellata gli indici di redditività sono:
⇒ Payback: 3,5-4 anni ⇒ IRR 37% ⇒ ROI 0,64
⇒ NOPAT 56 milioni €/anno Indici riferiti a un impianto con:
Capacità produttiva: 100.000 ton/anno Materia prima impiegata: 350.000 ton/anno
Superficie interessata a contratti di filiera: 30.000 ha Investimento: 100 milioni €
65 Dati FIGISC ( Federazione Italiana Gestori Impianti Stradali Carburanti). 66 TRIERA, Bioetanolo: dalla produzione all’utilizzo, 20 aprile 2007.
Da uno studio di fattibilità svolto dalla Caviro67 possiamo ricavare altri dati interessanti sulle caratteristiche di un impianto con capacità produttiva di 2.000.000 di ettanidri68 l’anno di bioetanolo e di 170.000 tonnellate di DDGS, che corrispondono a 6.000 ettanidri il giorno di bioetanolo e di 500 tonnellate di DDGS al giorno; un impianto di tali dimensioni necessita di circa 1.500 tonnellate di cereali al giorno che complessivamente sono 500.000 tonnellate l’anno. Per la sua realizzazione viene stimato che sia necessario 100 milioni di euro e due anni per la costruzione e che per tenere attivo il processo produttivo 24 h al giorno siano necessarie 50/60 persone.
Tale studio ipotizza un prezzo di vendita del bioetanolo di 60 €/hla, prezzo di acquisto mais (franco arrivo) 160 €/ton e un prezzo di vendita DDGS (franco partenza) di 135 €/ton.
Per quanto riguarda gli indicatori di redditività viene stimato che il ⇒ ROE sia del 13,5%
⇒ ROI sia del 16,8%
⇒ Tasso Interno di Rendimento sia del 10,8% ⇒ Payback 6 anni.
Un'altra analisi69 molto interessante presentata al “Biofuels expo” a Roma dalla Ibetech70 studia un esempio di bilancio economico di due impianti produttivi: uno da 108.000 ton/anno di mais e l’altro da 300.000 ton/anno:
67 Uno delle maggiori distillerie in Italia, ha il 60% di Alcoplus il maggior produttore di bioetanolo in Italia.
68 Ettanidro: ettolitro di liquido anidro, privo di acqua.
69 FIORINI, PEDRIELLI, Una sfida italiana per le fonti alternative di energia, innovazione nel processo
di produzione di biocombustibili, Roma, 2006.
Tabella 6 Esempio bilancio impianto da 108.000 t/anno di mais
Uscite 1000 € Entrate 1000 €
Costi energetici 5.400 Etanolo 29.000 t. 18.850
Personale 1.200 Proteine 13.500 t 6.100
Ammortamenti 3.300 Fibra/crusca 27.000 t 2.700
Materie Prime 13.500 Olio 1.800
Reagenti 2.000
Manut. e varie 1.800
Totale 27.200 Totale 29.450
Tabella 7 Esempio bilancio di impianto da 300.000 t/anno di mais
Uscite 1000 € Entrate 1000 €
Costi energetici 15.000 Etanolo 80.500 t. 52.300
Personale 2.000 Proteine 37.500 t 16.800
Ammortamenti 7.000 Fibra/crusca 75.000 t 7.500
Materie Prime 37.500 Olio 10.000 t 5.000 Reagenti 5.000
Manut. e varie 3.200
Totale 69.700 Totale 81.600
Nell’esempio appena mostrato non sono tenuti in conto i sussidi che eventualmente ci potrebbero essere sui prodotti (esenzione accise), sugli impianti e riguardo agli oneri finanziari; è da tenere in grande considerazione anche l’opportunità di ricavare risparmi per quanto riguarda i costi energetici ottenibili grazie a impianti a cogenerazione con o senza biomasse.
In linea generale è possibile affermare che le componenti di costo con la maggior incidenza sul costo di produzione sono: la materia prima che in media concorre per circa il 60% del totale, il costo per l’energia, con una media del 20%, anche se va sottolineato come il progresso tecnologico nel campo impiantistico stia migliorando l’efficienza energetica di tutto il sistema.