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The 4th International Congress on University-Industry Cooperation – Taubate, SP – Brazil – December 5th through 7th, 2012 ISBN 978-85-62326-96-7

ANÁLISE DO APROVEITAMENTO ENERGÉTICO DO BIOGÁS A PARTIR DE CÉLULAS A COMBUSTÍVEL E QUEIMADORES REGISTRADORES DE BIOGÁS NO CASO DO ATERRO

SANITÁRIO BANDEIRANTES Nilton Costa Junior [email protected] Mestrado UNITAU Instituto Federal de São Paulo – Campus Hortolândia (IFSP) Av. Thereza Ana C. Breda, s/n.º - CEP 13183-250 - Hortolândia – SP, Brasil Ederaldo Godoy Junior Marcio Abud Marcelino [email protected] [email protected] Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade de Taubaté (UNITAU) Rua Daniel Danelli, s / n - 12060-440, Taubaté-SP, Brasil Resumo. A utilização sistemática de energia não renovável tem levado a uma redução drástica dos recursos naturais e causado grandes impactos ambientais, além disso, a crescente produção de lixo teve como consequência o aparecimento dos grandes aterros sanitários, como no caso do aterro sanitário Bandeirantes (ASB). O presente trabalho teve como propósito o estudo da substituição da tecnologia de motogeradores por células a combustível (CaC) e dos queimadores flares por queimadores registradores de biogás a baixa vazão (QRBBV), no caso do ASB. Para tanto, foi realizado um estudo de caso do ASB e dimensionado um sistema de CaC e QRBBV, em seguida, foi feita uma análise técnica e econômica dos resultados obtidos. Verificou-se que a substituição das tecnologias possuem vantagens técnicas e ambientais, porém, o custo das CaC ainda é elevado e o sistema QRBBV pode ser uma alternativa para baixa vazão de biogás. Palavras-chaves: Aterro sanitário, Biogás, Geração de energia elétrica, Células a combustível.

ANALYSIS OF ENERGY RECOVERY FROM THE BIOGAS FUEL CELL AND BIOGAS BURNERS REGISTERS IN CASE OF LANDFILL BANDEIRANTES

Abstract. The systematic use of non-renewable energy has led to a drastic reduction of natural resources and has caused great impacts, moreover, the growing production of waste resulted in the appearance of large landfills, such as the landfill Bandeirantes (LFB). The present work aims to study the replace of technology of fuel cells (FC) by motogenerators and flares by burners registers to low flow biogas (BRLFB), in the case of LFB. To this end, we conducted a case study of LFB and sized a system of FC and BRLFB, and then was made a technical and economic analysis of the results. It was found that replacement of technologies have technical and environmental advantages, however, the cost of FC is still high and BRLFB system can be an alternative for lower biogas flow. Abstract: Landfill, Biogas, Eletricity generation, Fuel cells.


1. INTRODUÇÃO Fontes energéticas são recursos fundamentais e um dos principais fatores geradores de crescimento e desenvolvimento econômico em uma nação. No caso de países como o Brasil, Rússia, Índia e China (BRIC), com grandes dimensões territoriais e/ou populações, este fator é crítico do ponto de vista da estabilidade industrial/comercial, pois as consequências da escassez energética afetam de modo amplamente restritivo os mais diversos setores de uma sociedade. Usinas são construídas para atender a demanda, como no caso da China, com a maior construção hidrelétrica do planeta, ou do Brasil, com a maior capacidade de geração existente. Essas construções afetam toda uma cadeia de vida e alteram significativamente o ambiente de espécies nativas, causando prejuízos ambientais irreparáveis. Historicamente, a utilização sistemática de energia não renovável tem levado a uma redução drástica dos recursos naturais do planeta como um todo. Desta forma, o desenvolvimento sustentável torna-se um processo de vital importância no que diz respeito não apenas à qualidade de vida da população, mas, sobretudo, no que tange à problemática ambiental. Neste contexto, uma das grandes preocupações dos países em desenvolvimento é a destinação final do lixo urbano ou resíduos sólidos urbanos (RSU), o que na grande maioria das vezes é depositado em aterros a céu-aberto ou aterros sanitários, criando transtornos para as cidades. De modo geral, esses aterros geram gases de efeito estufa (biogás) devido à degradação dos resíduos orgânicos contidos no lixo. No entanto, é possível aproveitar o biogás do lixo para a geração de energia elétrica e ao mesmo tempo reduzir as emissões de gases de efeito estufa, utilizando usinas termelétricas a partir do biogás de aterro (BGA), como é o caso da Usina Termelétrica do Aterro Bandeirantes (UTEB) e da Usina Termelétrica do Aterro São João, ambas instaladas no município de São Paulo e em operação. Esta pesquisa tem como objetivo geral fazer um estudo entre a situação atual de geração de energia elétrica da UTEB com a aplicação de motogeradores e queimadores de biogás do tipo flare, comparando com a possível utilização da nova tecnologia de CaC e QRBBV. Para os objetivos específicos da pesquisa, verificou-se:

Os custos envolvidos na construção da UTEB, a qual utiliza uma planta de captura e tratamento do BGA e uma planta de energia com motogeradores.

O dimensionamento de uma planta de energia com uso de CaC adaptada para operar com BGA, envolvendo um sistema de filtragem e reforma do metano.

O dimensionamento de um sistema de queimadores do tipo QRBBV. Os efeitos ambientais do uso das novas tecnologias de CaC e do QRBBV no ASB em

comparação com a atual tecnologia da UTEB. A relação custo/benefício das duas técnicas de geração de energia: tecnologia de CaC

e motogerador. Nesta pesquisa é levantada a questão de como aproveitar o biogás produzido do lixo urbano depositado em aterros sanitários para a geração de energia dentro do contexto da sustentabilidade econômica e ecológica, utilizando tecnologias ecoeficientes. Trata-se de uma pesquisa exploratória, com abordagem quantitativa. Como fontes de dados, foram utilizados questionários, índices e relatórios, e dados secundários. A análise desses dados empregou métodos de comparação do atual projeto da UTEB com cenários simulados utilizando as tecnologias ecoeficientes propostas.


O estudo foi elaborado a partir das seguintes etapas: Análise do problema, revisão da literatura, estado da arte e requisitos; Análise das tecnologias de CaC; Modelagem de uma planta de CaC aplicada no caso da UTEB Modelagem de um sistema QRBBV; Análise dos resultados obtidos, considerações e conclusão final.

2. REVISÃO DA LITERATURA Neste capítulo será apresentado o estado da arte das tecnologias utilizadas no aproveitamento energético do biogás de aterros sanitários e um estudo de caso do ASB. 2.1 Aterros sanitários De acordo com Ensinas (2003), o aterro constitui uma forma de destinação final do lixo largamente utilizada nos dias atuais, em virtude de sua simplicidade de execução, seu baixo custo e capacidade de absorção diária de grande quantidade de resíduos, quando comparado às demais formas de tratamento do lixo, contudo existem fatores limitantes a essa prática como a redução da disponibilidade de áreas próximas aos centros urbanos, os riscos ambientais associados à infiltração do chorume no solo – líquido percolado que escorre dos resíduos em degradação, e a emissão descontrolada de biogás para a atmosfera. Segundo Ensinas (2003), um aterro sanitário segue normas técnicas de construção e deve apresentar drenagem de chorume, de biogás e de águas superficiais, impermeabilização da base do terreno e camada de cobertura final. As etapas básicas de operação são a chegada, pesagem e descarregamento do lixo na frente de descarga, seguida da compactação e da cobertura do lixo depositado, preparando assim o terreno para recebimento de uma nova camada de resíduos até que se atinja a cota final de projeto. A Figura 1 apresenta um esquema de um aterro sanitário com os diversos sistemas de controle ambiental e as etapas de operação.


Figura 1 – Modelo de aterro sanitário (D’ Almeida e Vilhena, 2000 apud Ensinas 2003)

2.2 Estimativa de geração de biogás e metano Segundo Ensinas (2003), o biogás produzido em Aterros Sanitários pode ser definido como sendo um subproduto da decomposição anaeróbica dos resíduos orgânicos por ação de micro-organismos que os transformam em substâncias mais estáveis, basicamente água, metano (CH4), dióxido de carbono (CO2), nitrogênio (N2) e gás sulfídrico (H2S), além de parcelas menores de outros gases, conforme a Tabela 1.

Tabela 1 – Composição básica do biogás de aterro sanitário

Composição Porcentagem (base seca)

Metano 45-60

Dióxido de Carbono 40-60

Nitrogênio 02-05

Oxigênio 0,1-1,0

Enxofre, Mercaptanas 0-1,0

Amônia 0,1-1,0

Hidrogênio 0-0,2

Monóxido de Carbono 0-0,2

Gases em menor concentração 0,01-0,6

Fonte: (Tchobanoglous, Theisen & Vinil, 1993. apud Ensinas, 2003)


De acordo com Ensinas (2003) a decomposição bacteriana da matéria orgânica dos resíduos de aterros sanitários com a produção de chorume e gases, seguem cinco fases distintas ao longo do tempo:

I. Fase de ajuste inicial com a decomposição aeróbica da matéria orgânica; II. Fase de transição com a redução do oxigênio e início da decomposição anaeróbica;

III. Fase ácida onde é acelerada a produção significativa de ácidos orgânicos e gás hidrogênio (H2);

IV. Fase metanogênica com predominância de microrganismos anaeróbicos que convertem o ácido acético e H2 em CH4 e CO2;

V. Fase de maturação quando a maior parte da matéria orgânica já foi biodegradada e convertida em CH4 e CO2, e é reduzida a produção de CH4.

Segundo Van Elk (2007), vários métodos foram desenvolvidos para o cálculo de estimativa de geração de biogás em aterros sanitários, e os mais conhecidos são os modelos recomendados pelo Banco Mundial, pela Agência de Proteção Ambiental Americana (US-EPA) e pelo Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas (IPCC). Segundo o autor, o modelo recomendado pelo Banco Mundial é simples e de fácil aplicação, sendo baseado na premissa de que há uma fração constante de material biodegradável no aterro sanitário por unidade de tempo. De acordo com Van Elk (2007), o modelo desenvolvido pela US-EPA (Agência de Proteção Ambiental Americana), mais conhecido pelo nome Landifill Gas Emission Model (LandGEM), é empregado pelo Ministério do Meio Ambiente no estudo do potencial de geração de energia nos municípios brasileiros. Esse método contabiliza quantidades e variações de gases na vida de um aterro pela equação cinética de primeira ordem. O modelo de inventário de gases adotado pelo IPCC (1996), de cálculo mais simplificado e também empregado no projeto do ASB, permite calcular a quantidade anual de metano em um aterro sanitário. Esse método quando considera a variável tempo é expresso pela Eq. (1).

x)--k(T

0xxT,.e.Lk.R=Q . (1)

Onde: QT,x : quantidade de metano gerada no ano corrente T pelo lixo Rx (t/ano); k : constante de decaimento na geração de metano (ano-1); Rx : quantidade de lixo depositada no ano x (t); L0 : potencial de geração de metano em peso de resíduos (m3/t); T : ano corrente de realização do inventário; x : ano em que o lixo foi depositado. Para a estimativa de emissões em um determinado período de anos (QT), aplica-se a somatória das emissões anuais, conforme a Eq. (2).

xT,T

Q=Q . (2)

De acordo com Van Elk (2007), os parâmetros L0 e k são comuns a todos os modelos e considerados os mais importantes na precisão da estimativa, sendo que o parâmetro k é afetado pelas condições de umidade, disponibilidade de nutrientes, pelo pH e pela temperatura, e pode variar entre 0,003 a 0,21 ano-1, enquanto que L0 está associado à


quantidade de matéria orgânica presente na massa de resíduos, podendo variar de 1 m3/h até cerca de 312 m3/h, para aterros com pouca ou grande concentração de matéria orgânica. 2.3 Tecnologias de geração de energia elétrica a partir do BGA Segundo Salomon (2007), o potencial energético do biogás está em função da fração de CH4 contida no gás e que determina o seu poder calorífico, ou seja, o seu poder calorífico é variável e está na faixa de 22.500 a 25.000 kJ/Nm3, admitindo o poder calorífico inferior (PCI) do CH4 com cerca de 35.800 kJ/Nm3, ou 9,877 kWh/Nm3. No caso do uso energético do BGA, devem ser realizados estudos de viabilidade técnica e econômica do aterro para se determinar o potencial de geração de biogás em função da quantidade e da composição dos resíduos dispostos no ASM (Montilha, 2005). No entanto, em um aterro já formado pode-se determinar a capacidade de geração de biogás por meio da instalação de drenos que possibilitem a execução do monitoramento, a fim de se obter uma avaliação do potencial de geração do aterro. De acordo com Castro (2006, apud Figueiredo, 2007), as tecnologias convencionais para a transformação energética do BGA são as turbinas a gás e os motores de combustão interna. Existem também tecnologias emergentes como as CaC, ainda em fase de desenvolvimento e aperfeiçoamento, e que podem ser consideradas uma tecnologia promissora. No entanto, a escolha da tecnologia mais adequada para uso de BGA dependerá de diversos fatores, dentre os quais a capacidade de geração, o custo, a eficiência energética, a emissão de gases poluentes, entre outros fatores, conforme as tecnologias descritas a seguir. 2.3.1 Caldeiras Conforme Salomon (2007), algumas considerações devem ser feitas para a combustão direta do gás em caldeiras, a fim de assegurar o funcionamento adequado do sistema. A adaptação desses equipamentos para uso do BGA pode ser realizada com pequenas modificações, buscando a adequação às características do novo combustível. De acordo Salomon (2007), os níveis de umidade do gás devem ser controlados com a instalação de purgadores e linhas de condensado para impedir danos aos equipamentos e problemas na operação das caldeiras. Além disso, a vazão de gás deve ser aumentada com a instalação de uma válvula de controle do combustível mais adequada, devido à menor fração de CH4 no BGA do que no gás natural, portanto, sendo necessária uma maior quantidade de gás. Outros fatores relacionados por Salomon (2007) para uso do BGA nas caldeiras são:

A instabilidade da chama devido à variação na composição e vazão do BGA, necessitando de sistemas de detecção e controle da chama, e o uso de um sistema de combustível auxiliar de back-up para que esta não se apague.

A corrosão devido à umidade e ao ácido sulfídrico presente no BGA, uma vez que compostos de cloro nos gases de exaustão comprometem os pré-aquecedores de ar, dutos e outros componentes do equipamento, necessitando de revestimento anticorrosivo no pré-aquecedor e na chaminé, e o controle da temperatura dos gases de exaustão acima do ponto de orvalho para a redução dos seus efeitos.


2.3.2 Motogeradores de combustão interna Segundo a US-EPA (2002, apud ENSINAS, 2003), motogeradores empregando motor de combustão interna do tipo ciclo Otto é a alternativa mais utilizada no aproveitamento energético do BGA, devido ao seu baixo custo e facilidade de operação e manutenção. A tecnologia de motogeradores é indicada para projetos em aterros com potencial de geração acima de 800 kW. De acordo com Ensinas (2003), outra vantagem desses equipamentos é a flexibilidade na implantação do sistema de geração, que pode ser inicialmente de pequeno porte e ampliado gradativamente com o aumento da quantidade de gás produzido ao longo da vida útil do aterro e depois desativados, vendidos e/ou transferidos para outros aterros, reduzindo o custo de manutenção e operação (M&O) da planta geradora quando não tiver mais gás. Segundo Salomon (2007), atualmente os motores de combustão interna para uso do BGA já vem preparados para queimar o gás com diferentes teores de CH4, CO2 e ácido sulfídrico, e os conjuntos motogeradores de energia elétrica representam um importante avanço na geração de energia elétrica limpa e renovável a partir do BGA. 2.3.3 Turbinas a gás Segundo a US-EPA (2002, apud Ensinas 2003), as turbinas a gás são utilizadas em grandes aterros sanitários, com geração de 3 a 4 MW no mínimo, incrementando a eficiência do sistema de acordo com a escala do projeto e sendo uma alternativa mais adequada para grandes plantas de geração. Eficiências de até 40% são alcançadas quando são utilizadas plantas de ciclo-combinado, com a recuperação do calor perdido, no entanto, a eficiência é bem reduzida quando trabalham em carga parcial. Uma vantagem das turbinas é a maior resistência à corrosão quando comparadas aos motores de combustão interna, além dos custos mais baixos de M&O. 2.3.4 Microturbinas a gás De acordo com Ensinas (2003) as microturbinas são equipamentos mais recentes e menos empregados no aproveitamento do BGA. Suas aplicações são geralmente em projetos de pequeno porte com menos de 1 MW de potência, atendendo à demanda de eletricidade do próprio aterro ou de locais próximos. Por serem equipamentos de pequeno porte, as microturbinas podem ser transferidas para outros locais sem grandes dificuldades quando diminuir a produção de gás do aterro. 2.3.5 Células a combustível Conforme Pérez (2004), a CaC é um dispositivo que transforma a energia química do hidrogênio gasoso (H2) em energia elétrica e térmica, através de um processo de oxidação eletroquímico, sendo o princípio fundamental da operação a reação inversa da eletrólise da água. A CaC é constituída de um ânodo, cátodo e um eletrólito dispostos apropriadamente, conforme a Figura 2.


Figura 2 - Célula a combustível do tipo PEMFC ou PAFC (adaptado Pérez, 2004)

De acordo com Pérez (2004), os gases de alimentação da célula são introduzidos e distribuídos por canais de fluxo, impressos nas placas coletoras de corrente, geralmente construídas de grafite. O hidrogênio é alimentado no compartimento anódico e entra em contato com o ânodo contendo nanopartículas de platina altamente dispersas para aumentar a área de contato com o H2, ocorrendo a catálise que facilita a separação do H2 em elétrons e íons de hidrogênio. Segundo Pérez (2004), em uma CaC do tipo PEMFC (Proton Exchange Membane Fuel Cell – célula a combustível de membrana polimérica) ou em uma PAFC (Phosphoric Acid Fuel Cell – célula a combustível de ácido fosfórico), os íons de hidrogênio passam através do eletrólito e, novamente, com o auxílio da platina, se combinam tanto com o oxigênio como com os elétrons, junto ao cátodo, produzindo água. O O2 disponível no cátodo é resultante da alimentação de ar no compartimento catódico. Os elétrons não atravessam o eletrólito, deslocando-se do ânodo para o cátodo através de uma carga elétrica externa, produzindo energia. As reações que representam o fenômeno completo são apresentadas nas Eq.(3), (4) e (5).

eH 22

2H :Ânodo

. (3)

OH 2e 2H O21 :Cátodo

2

-

2 . (4)

OH

21

22O2H :Célula

. (5) De acordo com Cobas e Lora (2007), as CaC apresentam elevadas eficiências de conversão e são consideradas tecnologias limpas se funcionarem com H2, no entanto, como o H2 não se encontra disponível em grandes quantidades é necessário produzi-lo a partir da reforma a vapor de combustíveis fósseis. Os aspectos técnicos dos principais tipos de CaC são apresentados na Tabela 2.


Tabela 2 - Aspectos técnicos de células a combustível

Células a combustível

Eficiência elétrica real

(%) Atual/Proj.

Densidade de potência

(mW/cm2) Atual/Proj.

Potência projetada

(kW)

Custo projetado (US$/kW)

Aplicações

Membrana Polimérica PEMFC

45/50 350/(>600) 1-1.000 >200

Espaço 1960 Transporte 1996 Submarino 1996 Portátil 2004

Alcalina AFC 40/50 (100-200) /

(>300) 10-100 >200

Espaço 1960 Transporte 1996 Estacionária 1996

Ácido Fosfórico FAFC

40/50 200/250 100-500 >1.000 Sistemas integrados de energia 1992

Carbonato Fundido MCFC

45/(50-60) 100/200 1.000-

100.000 >1.000

Cogeração de energia 1996

Óxido Sólido SOFC

45/(50-60) 240/300 100-

100.000 >1.500

Cogeração e ger. de energia 2000 Espac. e Terr. 2010

Fonte: (Pérez, 2004) Conforme Pérez (2004), uma fonte importante de H2 é obtida do CH4 do BGA, o qual possui também CO2, N2, O2, e outros compostos que apesar de estarem em baixas proporções, originam grandes problemas quando do seu aproveitamento. Por esse motivo, o BGA capturado do aterro deve passar por uma unidade de pré-tratamento de gás (UPG) antes de ser utilizado como fonte de H2 em um sistema de CaC. A Figura 3 mostra um diagrama de uma UPG.


Figura 3 – Unidade de Pré-tratamento de BGA Conforme Pérez (2004), um sistema UPG utiliza processos de remoção de compostos orgânicos, remoção de cloro e enxofre, além de remoção de resíduos particulados e umidade. O BGA tratado e isento de deve passar ainda pelo reformador a vapor para converter o CH4 em H2 e o monóxido de carbono (CO) em CO2, através da reação water-gas shift. O gás CO é um agente contaminante ao catalisador da CaC. Na Figura 4 é apresentado o diagrama em blocos de uma unidade geradora PAFC composta pela UPG, reformador de biogás, pilha de CaC e sistemas periféricos.

Figura 4 – Diagrama de uma unidade PAFC (Lunghi et al.,2004 apud Pérez, 2004) De acordo com Pérez (2004), uma unidade geradora PAFC completa é composta por quatro subsistemas principais: unidade para processamento de combustível (reformador),


conjunto de células a combustível PAFC (pilha a combustível), inversor de corrente e sistema de recuperação de calor. De acordo com Negro (2004), embora os custos iniciais das CaC sejam ainda elevados, são esperadas reduções de custos significativas quando forem levados em consideração as amortizações, o aumento do número de pedidos, as reduções de gastos com mão de obra e de custo de materiais como também os efeitos de aprendizado da produção em massa. 2.4 Sistema de queimador registrador de biogás a baixa vazão (QRBBV) Para aplicações em baixas vazões de biogás existem tecnologias específicas e economicamente adequadas, como o sistema de coleta, armazenamento e cogeração de energia, e o sistema de queimador registrador de biogás à baixa vazão para creditação de carbono. Esses sistemas foram aplicados em uma mini estação ecoeficiente de tratamento de esgoto e reuso de águas (miniEETERA) da Universidade Estadual Paulista, Campus de Guaratinguetá (miniEETERA) (GODOY JUNIOR, 2010). Dentre as vantagens desses sistemas, pode-se destacar o baixo custo de fabricação, implantação e manutenção, a possibilidade de aproveitamento energético do biogás, a automatização total do processo de queima com registro para fins de creditação de carbono, a sua arquitetura escalável, a tecnologia predominantemente brasileira e a redução dos impactos ambientais. O sistema de coleta, armazenamento e filtragem de biogás é composto por três subsistemas:

O coletor, composto por uma rede de tubulações em PEAD (polietileno de alta densidade) rígido e flexível, cuja função é coletar o biogás na campânula dos biodigestores UASB e conduzi-lo até o gasômetro;

O gasômetro, composto por um tanque tubular vertical em PEAD e concreto armado e uma campânula em PEAD, cuja função é armazenar, nas campânulas dos biodigestores UASB (Upflow Anaerobic Slodge Blancket), o biogás coletado pelo subsistema coletor;

O filtro, composto por tubos em PEAD, preenchidos com cavaco e palha de aço oxidada, cuja função é a retenção do gás sulfídrico (GODOY JUNIOR, 2010).

Em situações de baixa produção de biogás em que é inviável o aproveitamento energético e considerando o impacto ambiental que seria causado pela liberação desse gás para a atmosfera, o sistema QRBBV, conforme a patente PI 0902381-0, desenvolvida por Godoy Junior e Marcelino (2010), poderia ser utilizado nesses casos. Segundo Godoy Junior (2010), para utilização do ignitor, em um queimador de biogás, com uma composição média na faixa de 60 a 85% de metano e 40 a 15% de gás carbônico produzido em miniestações de tratamento de esgoto, os três principais aspectos a serem analisados são o tempo de vida útil, a geração de faísca e a instalação dos eletrodos no ignitor. A Figura 5a, apresenta o esquema do sistema de armazenamento e purificação do biogás associado ao sistema de cogeração de energia, e a Figura 5b apresenta o esquema do gasômetro.tipo telescópico.


Figura 5 - Sistema de tratamento de biogás e gasômetro (Godoy Junior, 2010) O sistema QRBBV conta ainda com um controle eletrônico do queimador e do registrador de biogás queimado, monitorando o gasômetro por meio de microchaves magnéticas e acionando esses sistemas quando o gasômetro está cheio. A Figura 6a apresenta o QRBBV com o gasômetro vazio, e a Figura 6b, o gasômetro está cheio e com os sistemas eletrônicos acionados.


Figura 6 – Sistema QRBBV (Godoy Junior, 2010) 2.5 Estudo de caso do aterro sanitário Bandeirantes O objetivo do projeto Bandeirantes de gás de aterro e geração de energia, designado de PBGAGE (MDL-DCP, 2004), é explorar o gás produzido no aterro Bandeirantes, usando-o para gerar eletricidade e evitando problemas ambientais relacionados com as emissões de metano, incluindo também o aquecimento global. Dentre os benefícios desse projeto estão:

O uso do biogás – uma fonte de energia renovável – para gerar eletricidade, o que é financeiramente e socialmente desejável;

Queima de uma grande quantidade de metano que seria liberada na atmosfera, e com isso evitando o agravamento efeito estufa - 1 tCH4 equivale a 21 tCO2;

É o primeiro projeto de energia de gás de aterro implementado no Brasil e está registrado no Modelo de Desenvolvimento Limpo para recebimento dos créditos de carbono (RCE – Reduções Certificadas de Emissões);

Outros ganhos: transferência de tecnologia, criação de empregos, investimentos de melhorias no bairro de Perus, no entorno do aterro.

O projeto PBGAGE tem vida útil de 21 anos a partir de 23/12/2003 e o primeiro período de obtenção dos RCE ocorre em 7 anos, com expectativa de atingir 7,4 milhões de tCO2e no primeiro período de verificação (2004 – 2010).


De acordo com Justi e Moliterno (2008), o ASB pertence à Prefeitura Municipal de São Paulo e foi construído em 1979 com a principal finalidade de disposição de RSU, que fundamentado em critérios de engenharia e normas operacionais específicas, como a norma NBR 8419, permite a confinação segura dos resíduos em termos de controle de poluição ambiental, proteção à saúde pública e redução de impactos ambientais. Os detalhes do aterro sanitário Bandeirantes são mostrados na planta da Figura 7.

Figura 7: Planta do aterro sanitário bandeirantes (adaptado CDM-PDD, 2012) O ASB está localizado na região metropolitana de São Paulo, no bairro de Perus, e ocupa uma área de cerca de 1,35 milhões de m2, dividida em 5 subáreas designadas de AS1, AS2, AS3, AS4 e AS5. As áreas AS1, AS2 e AS3 são antigas e produzem pouco gás, enquanto que as áreas novas AS4 e AS5 são produtivas. De acordo com dados da concessionária Biogás Energia Ambiental S/A (BIOGÁS, 2012), que explora o gás do ASB, o aterro recebeu em média 7.103 t de resíduos por dia e armazenou um total de 30.106 t desde 1976 até 2007, quando foi encerrado. Para a retirada do BGA, foram instalados 43 km de tubos de PEAD conectados a 250 drenos verticais (poços), além dos equipamentos necessários para a sucção, secagem e queima do gás excedente, instalados na planta de gás. O projeto PBGAGE (MDL-DCP, 2004) é composto pela planta de captura e tratamento de biogás (PBG) e pela planta de geração de energia (UTEB – Usina Termelétrica Bandeirantes), que são descritas a seguir. 2.5.1 Planta de captura e tratamento de biogás (PBG) De acordo com o Monitoring Report (CDM-MR, 2006-2010), a PBG é responsável por extrair o gás do aterro e transportá-lo para a planta de geração de energia. Durante este percurso, o gás passa por processos de tratamento para que possa ser transformado em combustível e utilizado na planta de energia. Conforme Justi e Moliterno (2008), a planta de biogás é composta pela seguinte estrutura de equipamentos: Trocador de Calor; Chiller ou Resfriador; Torre de Resfriamento; Blowers ou Sopradores; Flares ou Queimadores; Analisador de Gáses; Flow-Metters ou Medidores de Vazão; Controlador Lógico Programável ou PLC.


Segundo Montilha (2005), basicamente o biogás extraído do aterro por sucção e contendo muita umidade e impureza é primeiramente resfriado a 4°C pelos trocadores de calor, condensando a maior parte da água e secando o gás. Em seguida o gás passa pelos sopradores que criam pressão positiva em sua saída e utilizam o próprio biogás para sua refrigeração e elevação da temperatura em cerca de 50°C, que é apropriada para uso dos motogeradores. O biogás passa ainda por filtros de leito de óxido de ferro para extração do enxofre residual, que é um agente corrosivo para os motogeradores. De acordo com o CDM-PDD (2012), o processo é automatizado pelo PCL da usina, o qual possui um sistema supervisório de controle e aquisição de dados (SCADA – Supervisory Control And Data Acquisition) que coleta e armazena os dados de vazão de biogás e metano em vários pontos da planta, para a contabilização da produção da usina. A Figura 8 mostra a tela do PLC com a planta da usina no sistema SCADA. De acordo com Justi e Moliterno (2008) o biogás obtido após o tratamento possui cerca de 45% a 55% de CH4 e O2 < 2%, e é um combustível adequado para os motogeradores CAT3516A utilizados na UTEB.

Figura 8 – Tela do PLC da PBG com o esquema da usina (Costa Junior, 2010) 2.5.2 Planta de energia (UTEB)


Segundo Justi e Moliterno (2008), a UTEB foi inaugurada oficialmente em 25 de janeiro de 2004, na comemoração dos 450 anos da cidade de São Paulo, graças a uma parceria entre a Biogás Energia Ambiental S/A e a Biogeração/Unibanco, que por sua vez contratou a empresa Sotreq, representante da Caterpillar no Brasil, a fim de realizar a M&O dos motogeradores da UTEB. Para a geração de eletricidade, foram instalados na termelétrica 24 motogeradores Caterpillar, modelo CAT3516-A (925 kW em 480V). Esses motogeradores queimam o BGA tratado e geram eletricidade, que é enviada para a rede elétrica através da subestação de Perus, interligada na rede da companhia de distribuição de energia Eletropaulo (hoje designada AES Eletropaulo) (CDM-PDD, 2012). A UTEB tem capacidade máxima de geração de 22,2 MWh, com os 24 motogeradores a plena carga, os quais são separados em dois barramentos de geração e em duas alas independentes, cada qual com 12 conjuntos de motogeradores. Essa configuração permite a M&O de forma segura da planta de energia. Segundo Justi e Moliterno (2008), cada motogerador consome em média 530 Nm3/h de biogás a 50% de CH4, podendo variar o consumo de acordo com a concentração de metano no biogás. A cada hora a Biogás envia aproximadamente 12.500 Nm3 de biogás aos conjuntos motogeradores da usina, a 50% de CH4. Na Figura 9 é apresentado o esquema da planta de energia.

Figura 9 – Esquema da UTEB (adaptado acervo Biogás) 3. METODOLOGIA 3.1 Levantamento da produção de biogás do ASB A estimativa de geração de biogás foi calculada conforme as Eq.(1) e (2) do capítulo anterior, com base nos dados do ASB (MDL-DCP, 2004): quantidade anual de lixo disposto


no aterro (R), taxa de conversão de lixo em biogás (Lo=0,055 tCH4/tresíduo) e fator de decaimento (k=0,105 ano-1). Esses dados foram inseridos na planilha de cálculo LandGEM v3.02 (US-EPA, 2005), obtendo-se a estimativa de geração de biogás do aterro no período do projeto (2003 a 2023). O levantamento da geração de biogás do ASB foi obtido por meio dos relatórios de monitoramento da UTEB, denominados Monitoring Report Form (CDM-MR, 2006-2010), e que são divulgados periodicamente pelo órgão gestor do MDL. Foram verificados 17 relatórios compreendendo o período de 2004 até 2010. Para o período de 2010 até 2023 foi feita uma estimativa de geração de biogás utilizando interpolação. 3.2 Dimensionamento da planta de CaC Foi definido para o estudo o uso da tecnologia de CaC do tipo PAFC, com base em critérios técnicos e empíricos, comparando-se os prós e contras de cada tecnologia, no entanto, a PAFC é uma tecnologia que já foi testada com o BGA em plantas pilotos nos EUA e existem equipamentos comerciais de PAFC de elevada capacidade, e disponibilidade de dados técnicos e financeiros. 3.3 Dimensionamento do sistema QRBBV Devido à elevada vazão de gás do ASB, o sistema QRBBV não poderia substituir os dois flares da PBG, que possuem capacidade total de queima de 5.000 Nm3/h de biogás. No entanto, foi proposto o uso desses equipamentos nas áreas pouco produtivas do aterro (AS1, AS2 e AS3) em substituição ao sistema ativo de captura, e dessa forma, reduzindo o consumo de energia da PGA. 3.4 Levantamento financeiro das novas tecnologias no ASB Nesta etapa foram realizados levantamentos das receitas e despesas do projeto de geração de energia do aterro Bandeirantes (PDD-0164), e da proposta de uso da tecnologia de CaC do tipo PAFC, para análise financeira do fluxo de caixa do atual empreendimento, que usa a tecnologia de motogeradores, em comparação com a proposta de uso das CaC. Os resultados financeiros obtidos foram analisados pelo indicador financeiro TIR (Taxa Interna de retorno), usualmente utilizado pelos empresários brasileiros na avaliação da viabilidade financeira de projetos de investimentos, e que é o mesmo método utilizado na etapa de projeto da UTEB (MDL-DCP, 2004). Basicamente a TIR mostra a taxa de juros do fluxo de caixa de um empreendimento ao longo do tempo, possibilitando a análise dinâmica da rentabilidade e do tempo de retorno desse investimento - conhecido como payback (Pereira e Almeida, 2008). Para o levantamento das receitas da UTEB foram consideradas as duas principais fontes de receitas da usina: a receita da venda da energia (RVE) e a receita da venda dos créditos de carbono (RVC) em um determinado período de análise. Para o levantamento dos custos da UTEB foram considerados basicamente os custos financeiros do investimento realizado na construção da usina, e os custos de M&O. A receita anual da venda da energia (RVE) foi calculada utilizando os preços médios da energia (PME) em R$/MWh, contratados através dos leilões de energia nova (EPE, 2008), e com base na geração anual de energia (GAE) da UTEB, conforme a Eq.(6).

PME.GAE RVE . (6)


Para o cálculo das receitas dos RCE, foi determinada a quantidade anual de RCE da UTEB, com base nos valores anuais de geração de metano e de energia despachada pela usina, e utilizado os métodos ACM0001 e ACM0002 (MDL-DCP, 2004). Observa-se também que a quantidade de RCE no período é repartida com a prefeitura municipal de São Paulo, conforme o contrato de concessão, e que os valores referentes ao preço dos RCE em euros e a cotação do euro foram definidos pelos valores praticados na época (1 RCE = € 15,00; € 1,00 = R$ 2,50), conforme a Eq. (7).

EG.02,54

315.tCH RVC . (7)

Onde: RCV: receita anual da venda dos RCE (R$); tCH4: metano queimado ou usado na geração de energia em toneladas; EG: Energia gerada pela UTEB (MWh/ano) 4. RESULTADOS 4.1 Aplicação do sistema QRBBV no ASB O aterro sanitário Bandeirantes possui 274 poços ativos, sendo que as áreas mais novas AS4 e AS5 produzem a maior quantidade de biogás, enquanto que as áreas antigas AS1, AS2 e AS3 produzem pouco gás, porém, esse gás deve ser capturado devido ao compromisso do projeto ao MDL. Neste estudo, o QRBBV será aplicado nas áreas antigas e menos produtivas do aterro, sendo dimensionado para acumular a vazão espontânea de biogás dos poços no seu entorno, concentrando e liberando o biogás na tubulação interligada à PBG para o seu aproveitamento energético, conforme apresentado na Figura 10.


Figura 10 - Esquema da aplicação do sistema QRBBV no aterro Bandeirantes

Com o uso do QRBBV no ASB, o consumo de energia da PBG será reduzido e o gás capturado terá maior concentração de CH4 e menos O2 do que o sistema ativo de sucção. A figura 11 apresenta uma proposta de implantação do QRBBV.

Figura 11 - Implantação do QRBBV no aterro Bandeirantes 4.2 Produção de biogás e metano no ASB A estimativa de geração de biogás e metano seguiu a metodologia de inventário do painel intergovernamental sobre mudanças climáticas (IPCC, 1996), a partir dos dados e parâmetros do aterro (MDL-DCP, 2004). O resultado é apresentado na Figura 12.


2004

2006

2008

2010

2012

2014

2016

2018

2020

2022

0,00E+00

1,00E+08

2,00E+08

3,00E+08

ATERRO SANITÁRIO BANDEIRANTES

Estimativa de geração de biogás e gás metano

Biogás Metano

Ano

Va

zã

o (

Nm

3/a

no

)

Figura 12 – Estimativa de geração de biogás e metano no ASB A Figura 13 apresenta os resultados da captura de biogás estimada, captura de biogás realizada, energia elétrica despachada e capacidade de geração da UTEB, com base nos relatórios de monitoramento da UTEB (CDM-MR, 2006-2010).


2004

2006

2008

2010

2012

2014

2016

2018

2020

2022

000,0E-2

800,0E+5

160,0E+6

240,0E+6

000,0E-2

120,0E+6

240,0E+6

360,0E+6

USINA TERMELÉTRICA BANDEIRANTES

Captura de biogás e energia (estimado x realizado)

Captura estimada Captura realizada

Energia gerada Capacidade UTEB (170GWh)

Ano

Bio

gá

s (

Nm

3/a

no

)

En

erg

ia E

létr

ica

(k

Wh

/an

o)

Figura 13 – Resultados de captura de CH4 e geração de energia da UTEB A partir do levantamento anual de captura de CH4 e da energia elétrica despachada pela UTEB, pode-se determinar a eficiência elétrica média da usina (η%) aplicando a Eq. (8), conforme os resultados apresentados na Tabela 3.

100..

44 CHCHVAPCI

EA n%

. (8) Onde: n%: eficiência elétrica (%); EA: energia elétrica anual despachada para a rede (kWh); PCICH4: poder calorífico inferior do metano (9,967 kWh/Nm3); VACH4: volume anual de CH4 utilizado na geração de energia (Nm3).

Tabela 3 – Eficiência elétrica da UTEB

Eficiência anual de geração de energia da UTEB Eficiência média

2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 -------- 31,06% 29,46% 31,03% 30,96% 31,78% 31,42% 28,82% 30,65%


4.3 Planta de energia utilizando Células a Combustível Para esse projeto foi selecionado o equipamento de CaC PureCell® Model 400 (PC400), fabricado pela UTC Power (2012), de 400 kW de potência, cujas principais características são: potência elétrica de 400 kW em 480 VAC /60 Hz; eficiência elétrica de 42% (PCICH4) ou até 90% utilizando o aquecimento (CHP – Combined Heat and Power); baixas emissões de NOx e CO; reformador interno de combustível; vida útil da pilha PAFC de 10 anos. A Figura 14 apresenta os detalhes internos da PC400.

Figura 14 – Detalhes da CaC PureCell® Model 400 (UTC Power, 2012) Para a determinação da quantidade necessária de unidades PC400 para a planta de energia, foram considerados dois cenários de geração diferentes:

Cenário 1: Planta de CaC de 20 MW, utilizando 50 equipamentos PC400 e consumo estimado de BGA em torno de 10.000 Nm3/h a 50% de CH4;

Cenário 2: Planta de CaC de 10 MW, utilizando 25 equipamentos PC400 e consumo estimado de BGA em torno de 5.000 Nm3/h a 50% de CH4.

4.4 Custo de capital de instalação da planta PC400 Para a instalação de uma planta PC400 no Brasil, foi considerado nesse estudo os custos de importação, as tarifas e impostos, o transporte, assim como o custo de instalação e partida da planta e a taxa de câmbio. A Tabela 4 apresenta os custos estimados das plantas PC400-20 MW e PC400-10 MW.

Tabela 4 – Custos da planta de energia PC400-20 MW e PC400-10 MW


Custos relacionados na instalação da Planta de Células a Combustível

PC400-20 MW PC400-10 MW

(US$) (R$) (US$) (R$)

Planta da pilha a combustível 60.000.000 120.000.000 30.000.000 60.000.000

Instalação da planta/transformador 7.058.823 14.117.646 7.058.823 14.117.646

Imposto de Importação (II) 14% 16.800.000 8.400.000

IPI 5% 6.000.000 3.000.000

ICMS 18% 21.600.000 10.800.000

Frete internacional 550.800 1.101.600 275.400 550.800

Armazenagem 600.000 1.200.000 300.000 600.000

Seguro 1.129.200 2.258.400 564.600 1.129.200

Transporte nacional 204.720 102.360

Desembaraço/Sicomex/ desp.banc. 95.280 47.640

TOTAL 183.377.646 98.747.646

4.5 Análise financeira da UTEB Para a realização da análise financeira da UTEB foram criados três diferentes cenários de comparação, conforme segue abaixo:

Cenário 1 - otimista: Análise financeira do atual projeto da UTEB, considerando a estimativa de geração de energia e RCE do projeto original;

Cenário 2 - realista: Análise financeira considerando os resultados reais de geração de energia e RCE da usina, com os valores obtidos na pesquisa;

Cenário 3 - uso da PAFC: Análise financeira considerando a substituição dos motogeradores pelas plantas PAFC PC400-20 MW e PC400-10 MW.

4.5.1 Cenário 1 – otimista De acordo com o banco investidor Unibanco (2004), os investimentos realizados na construção da usina termelétrica Bandeirantes foram de R$ 48 milhões na planta de energia, R$ 15 milhões na planta de biogás e R$ 1,5 milhões em obras de melhorias no bairro de Perus (adequações ao MDL). O total investido no projeto foi de R$ 64,5 milhões. A amortização do investimento da planta de energia foi estabelecida em 15 anos a uma taxa de juros estimada em 15% ao ano, e a planta de biogás em 12 anos usando a mesma taxa de juros (15%). No entanto, considerou-se que foi financiado somente 50% e o restante foi capital próprio. As receitas da venda de energia e RCE foram calculadas conforme as Eq. (6) e (7). A Figura 15 apresenta os investimentos na UTEB.


Figura 15 - Investimentos realizados na usina termelétrica Bandeirantes/SP

De acordo com Costa Junior (2010), os principais custos da UTEB são: custo de manutenção fixado a uma taxa referenciada na energia gerada em R$/kWh e custo operacional com a folha de pagamento dos funcionários. Para o cálculo do custo de manutenção, fixou-se uma taxa em 0,04 R$/kWh, e o custo operacional foi calculado a partir do quadro de funcionários da usina (33), estabelecendo-se um custo médio salarial de R$ 1.500,00 por funcionário (valor arbitrário) e o mesmo valor foi usado no cálculo dos encargos trabalhistas, obtendo-se um custo operacional anual com a folha de pagamento de R$ 1.287.000,00, incluindo neste cálculo o décimo terceiro salário. A partir dos dados obtidos das receitas e despesas da UTEB, foi calculado o fluxo de caixa de 2004 até 2023 (período do projeto) e a partir deste foi calculado o indicador financeiro TIR (Taxa Interna de Retorno), conforme o gráfico TIR1 da Figura 16. Pode-se verificar no gráfico TIR1 (cenário otimista) que a curva cruza a linha de 0% um pouco antes de 2007 e alcança 23,3 % por volta de 2012. Em 2007 (TIR ~ 0%) o indicador mostra que o investidor recuperou o capital investido sem lucro, e em 2012 (TIR ~ 23,3%), o investidor obteve o retorno financeiro esperado no projeto (payback) (MDL-DCP, 2004).


2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021

2022

2023

-100%

-80%

-60%

-40%

-20%

0%

20%

40%

ATERRO BANDEIRANTESANÁLISE FINANCEIRA - CENÁRIO 1

TIR1

(%)

ANO

TIR

Figura 16 - Cenário financeiro 1 (TIR1) – otimista

4.5.2 Cenário 2 – realista No Cenário 2, a receita da venda de energia e dos créditos de carbono foi calculada com base nos valores realizados de biogás e geração de energia da usina, conforme os dados coletados nos relatórios de monitoramento da UTEB (CDM-MR, 2006-2010). O cálculo dos custos seguiu os mesmos procedimentos utilizados no levantamento do Cenário 1, e a partir desses dados foi calculado o fluxo de caixa e a TIR2, conforme apresentado na Figura 17 Pode-se verificar no gráfico TIR2 (cenário realista) que a curva cruza a linha de 0% um pouco antes de 2009 e não atinge o retorno financeiro de 23,3 %, como no Cenário 1, ficando próximo de 3% de 2009 até 2017, e depois um pouco abaixo de 0%, de 2017 até 2023. Verifica-se no Cenário 2 que a rentabilidade ficou bem abaixo do que no Cenário 1, o que pode ser explicado pela redução de 50% na captura de biogás do aterro verificada anteriormente, o que impactou nas receitas de energia e RCE.


2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021

2022

2023

-100%

-80%

-60%

-40%

-20%

0%

20%

ATERRO BANDEIRANTESANÁLISE FINANCEIRA - CENÁRIO 2

TIR2

(%)

ANO

TIR

Figura 17 - Cenário financeiro 2 (TIR2) – realista 4.5.2 Cenário 3 – uso de Células a Combustível PC400 na UTEB No Cenário 3 foi considerada a hipótese de uso da tecnologia de células a combustível PAFC PureCell® Model 400 (PC400) na planta de energia em substituição a atual tecnologia de motogeradores. Neste cenário foram utilizados os valores reais de captura de biogás e não os valores estimados no projeto, e também foram analisadas duas configurações diferentes de potência de PC400: 20 MW e 10 MW. Os custos do investimento nas plantas PC400-20 MW e PC400-10 MW foram levantados na Tabela 4 e o custo de investimento na construção da PBG foi mantido como nos outros cenários, considerando-se que a UPG teria um custo baixo e não afetaria o resultado final da PBG. O custo de manutenção da PC400 foi fixado em 0,04 US$/kWh (TIERNEY, 2008), e o custo operacional foi mantido o mesmo dos cenários anteriores, considerando-se que a operação da planta de biogás é independente da tecnologia de geração de energia utilizada. O cálculo das receitas seguiu o mesmo procedimento dos outros cenários: foi calculada a geração anual de energia em função do metano capturado, multiplicado pelo preço médio da energia (EPE, 2008) obtendo-se a receita de energia que depois foi somada à receita dos RCE – esta última receita não teve alteração pois é naturalmente insensível à tecnologia usada na planta de energia. Com base nos dados acima, foi feito o balancete das duas configurações de planta de energia, PC400 – 20 MW e PC400 - 10 MW, e os resultados obtidos da TIR3 são apresentados na Figura 18. Pode-se verificar que a TIR3 em ambas as configurações de potência, PC400-20 MW e PC400-10 MW, apresentaram resultados financeiros TIR abaixo de 0%, o que representa um investimento não viável economicamente (prejuízo), pois não haverá retorno do capital


investido. Os trechos descontínuos no gráfico não foram calculados pela planilha devido a TIR negativa e muito distante do zero%.

2004

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2007

2008

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2012

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-180%

-160%

-140%

-120%

-100%

-80%

-60%

-40%

-20%

0%

ATERRO BANDEIRANTES

ANÁLISE FINANCEIRA - CENÁRIO 3Planta de energia com células a combustível

TIR3 (PC400-20MW) TIR3 (PC400-10MW)

ANO

TIR

Figura 18 - Cenário financeiro 3 (TIR3) – plantas de energia PC400 O gráfico mostra que o custo elevado da energia das CaC (U$ 3.000,00 /kWh) foi determinante nesse resultado. Enquanto a planta de motogeradores de 22 MW tem um custo em torno de R$ 65 milhões, o custo do projeto PC400–20 MW ficou em R$ 200 milhões e a PC400–10 MW ficou em R$ 115 milhões. 4.6 Discussões Foi verificada a possibilidade do uso do sistema QRBBV para extração do biogás nas áreas antigas e pouco produtivas do aterro Bandeirantes, dispensando o uso de bombas e economizando energia da PBG. Essa proposta pode melhorar a eficiência na extração do BGA por não demandar energia da PBG, e deve ser estudada em trabalhos futuros, principalmente como alternativa em pequenos e médios aterros. Verificou-se no levantamento de captura de biogás uma baixa quantidade de biogás gerada pelo aterro Bandeirantes, cerca de 50% a menos do que a estimativa de projeto, o que impactou na geração de energia e RCE, e que são as duas principais fontes de receitas da usina. Analisando-se os possíveis fatores desse erro de estimativa, existe a possibilidade de falhas durante a operação do aterro e que teriam causado o erro na estimativa. Analisando-se a tecnologia de CaC em substituição aos motogeradores, constatou-se que o seu custo ainda é muito elevado para uso em aterros sanitários. Foi verificado que o custo da energia de uma planta PC400-10 MW é de cerca de R$ 10 mil reais/kW. No caso real do projeto da UTEB, a planta de motogeradores de 22 MW tem um custo da energia de R$ 2.181,00/kW, ou seja, a energia da CaC custa 458% a mais do que os motogeradores.


Portanto, a diferença a mais no custo da energia de CaC é determinante para a sua não utilização em aterros sanitários. 5. CONCLUSÕES Verificou-se que a UTEB não confirmou suas expectativas de geração de energia devido a geração de biogás estar sempre abaixo do planejado em todo tempo de funcionamento, sendo levantada a hipótese de que tenha ocorrido falhas na execução do aterramento dos resíduos, ou então erros no dimensionamento do sistema de desgaseificação, fatores que devem ser investigados em trabalhos futuros. Verificou-se que a tecnologia QRBBV pode ser utilizado nas áreas antigas do aterro Bandeirantes para coleta de biogás, como alternativa de baixo custo ao sistema ativo de sucção e, dessa forma, melhorar a eficiência energética da planta de biogás. Sugere-se a realização de novas pesquisas no uso dessa tecnologia. Constatou-se que a tecnologia de CaC embora aumente a eficiência energética e a geração de energia, ainda está limitada tecnologicamente e tem elevado custo de fabricação. Portanto, espera-se que os constantes avanços em materiais e processos construtivos possa viabilizar o uso dessa tecnologia em aterros sanitários. Neste caso, a utilização das CaC em aterros sanitários somente será viabilizada se houver uma redução significativa no custo do kWh, ou então por meio de subsídios governamentais que compensem o elevado custo desse equipamento. Entende-se que os subsídios seriam uma forma de remuneração por serviços ambientais prestados, compensando outras fontes de energias não renováveis e que causam impactos ambientais. Analisando-se a implantação da UTEB, verificou-se que o custo de investimento no projeto foi elevado, assim como os custos de manutenção e operação da planta. No entanto, esse custo poderia ter sido realizado em etapas, inicialmente pela construção da planta de biogás que é de baixo custo e, posteriormente, com a aquisição dos motogeradores de acordo com a demanda de gás real do aterro, maximizando dessa forma a geração de energia sem desperdício de gás ou subutilização dos equipamentos da usina. Os motogeradores também poderiam ser instalados em cabines silenciadas do tipo contêiner, com revestimento acústico e atenuadores de ruído de entrada e silenciosos duplos na saída dos gases do motor, garantindo dessa forma o seu funcionamento em ambiente externo, com baixa emissão de ruído, excelente modularidade do projeto, e sem a necessidade de construção de um prédio para abrigar os geradores. Embora considerando que os resultados financeiros da UTEB ficaram abaixo das expectativas iniciais devido a baixa geração de biogás e energia elétrica, pode-se concluir pelos resultados ambientais e sociais que o projeto do Aterro Bandeirantes, com a remediação do aterro e aplicação de parte das receitas dos RCE em melhorias no bairro de Perus no entorno do aterro, que esse projeto alcançou pleno êxito. REFERÊNCIAS BIOGÁS. Usina termelétrica-Bandeirantes. São Paulo, SP: Biogás Energia Ambiental S/A,

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