XI CONTRIBUIÇÃO DO SANEAMENTO BÁSICO NA REDUÇÃO DO AQUECIMENTO GLOBAL E NA GERAÇÃO DE ENERGIA: UM ESTUDO DE CASO NO PARANÁ

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24º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental

XI-066 - CONTRIBUIÇÃO DO SANEAMENTO BÁSICO NA REDUÇÃO DO

AQUECIMENTO GLOBAL E NA GERAÇÃO DE ENERGIA: UM ESTUDO DE

CASO NO PARANÁ

Péricles Weber(1)

Engenheiro químico pela Universidade Federal do Paraná, mestre em Engenharia Ambiental pelo Imperial College – University of London, engenheiro de pesquisa da Companhia de Saneamento do Estado do Paraná – Sanepar, Coordenador e professor do curso de Engenharia Ambiental da UniFAE.

Rosilete Busato

Engenheira Civil pela Pontifícia Universidade Católica do Paraná, mestre em Engenharia de Recursos Hídricos e Ambiental pela Universidade Federal do Paraná e Engenheira de Projetos da Companhia de Saneamento do Paraná – Sanepar.

Luis Hamilton P. Garbossa

Engenheiro Civil pela Pontifícia Universidade Católica do Paraná, doutor em Engenharia Civil área de concentração Hidráulica e Saneamento e Pesquisador da Companhia de Saneamento do Estado do Paraná – Sanepar.

Nilto Pereira

Coordenador Industrial da Companhia de Saneamento do Estado do Paraná – Sanepar.

Endereço(1): Rua Eng. Rebouças, 1376 – Rebouças - Curitiba, PR - CEP: 80215-900 - Brasil - Tel: (041)

3330-3102 - Fax: (041) 3333-9952 - e-mail: pweber@sanepar.com.br

RESUMO

No estado do Paraná, a Companhia de Saneamento do Paraná - Sanepar optou por adotar como processo principal de tratamento a digestão anaeróbia, através do desenvolvimento do reator anaeróbio nominado de RALF. Uma das principais vantagens apresentadas por pesquisadores desta área, é o grande potencial de produção de energia, seja ela elétrica, calorífica ou mecânica (Chernicahro, 1997). No entanto, a prática de aproveitamento do biogás não é normalmente explorada.

Diante do exposto, a empresa de saneamento, em conjunto com outras instituições, está desenvolvendo um programa interinstitucional denominado de Programa de Desenvolvimento de Metodologia de Geração Distribuída com Saneamento Ambiental. A proposta desse Programa considera o potencial energético contido na biomassa residual e propõe sua conversão em energia elétrica. Foram definidas cinco unidades nas quais serão instalados protótipos para avaliação do potencial energético do biogás gerado. Entre eles uma Estação de Tratamento de esgoto Sanitário - ETE, operado pela Sanepar, em Foz do Iguaçu – PR.

A Companhia de Saneamento do Estado do Paraná – Sanepar opera atualmente 196 estações de tratamento de esgoto, com reator RALF, atendendo aproximadamente, 3,5 milhões de pessoas. Estas estações têm capacidade total de tratamento de, aproximadamente, 12,0 m³/s, com potencial de produção de metano de 24.000 m³/d. Este volume é suficiente para gerar 51.000 Kwh/dia, esta produção de energia seria suficiente para atender, aproximadamente, 30.000 habitantes.

Considerando que o metano tem um poder de causar efeito estufa vinte e uma vezes maior que o dióxido de carbono, a utilização do biogás representa também uma oportunidade para reduzir a emissão de gases de efeito estufa, contribuindo para a redução do aquecimento global. Além disto, pode se constituir em uma oportunidade para desenvolvimento de projeto de mecanismo limpo, ou MDL, através da comercialização dos créditos de carbono.

PALAVRAS-CHAVE: Co-geração de Energia, Aquecimento Global, Biogás, Tratamento Anaeróbio.

INTRODUÇÃO

A utilização dos recursos naturais de maneira desequilibrada, ultrapassando sua capacidade de regeneração e a crescente demanda por produtos industrializados, através de processos não sustentáveis, os quais exigem quantidades cada vez maiores de energia, água e insumos, têm acarretado sérios problemas ambientais ao Planeta. Alguns ainda reversíveis, outros no entanto próximos do ponto limite de retorno. Um deles é o aquecimento global, decorrente da emissão de gases causadores do efeito estufa, notadamente o gás carbônico e o metano, resultantes de processos industriais e naturais.

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A geração do metano, o qual apresenta potencial vinte e uma vezes mais prejudicial ao meio ambiente do que o gás carbônico, provém de processo de digestão anaeróbia, o qual ocorre em pântanos, aterros sanitários, tratamento de esgoto doméstico e industrial, produção de arroz e até da ruminação do gado.

Outra questão relevante do ponto de vista da sustentabilidade, se refere à produção e consumo de energia elétrica. Com a demanda crescente por produtos cada vez mais sofisticados, exigindo alta tecnologia na produção, e com a exigência de maiores padrões de conforto, a utilização da energia elétrica tem experimentado consumo crescente e constante em todo o mundo. Esta demanda repercute diretamente na natureza, decorrente da matriz energética utilizada, especialmente àquelas que se utilizam de combustíveis fósseis, agravando ainda mais os problemas ambientais, notadamente o aquecimento global.

Há ainda a necessidade do tratamento de efluentes municipais e industriais para a conservação dos recursos hídricos, especialmente considerando os impactos ambientais e sociais que causam. No estado do Paraná, a companhia de saneamento optou por adotar como processo principal de tratamento a digestão anaeróbia, através do desenvolvimento do reator anaeróbio nominado de RALF. No desenvolvimento da tecnologia anaeróbia, entre as principais vantagens apresentadas por pesquisadores desta área, está o grande potencial de produção de energia, seja ela elétrica, calorífica ou mecânica (Chernicahro, 1997). No entanto, a prática de aproveitamento do biogás não é normalmente explorada. A energia contida é via de regra desperdiçada, embora exista solução técnica disponível para aproveitá-la.

Diante deste quadro, a empresa de saneamento, em conjunto com outras instituições (Itaipu, Copel, Eletrobrás, Eletrosul, Cooperativa LAR, Lactec, IAP) está desenvolvendo um programa interinstitucional denominado de Programa de Desenvolvimento de Metodologia de Geração Distribuída com Saneamento Ambiental. A proposta desse Programa considera o potencial energético contido na biomassa residual e propõe sua conversão em energia elétrica, por processos anaeróbios, podendo ser utilizada pelas próprias fontes geradoras e ainda ter garantia de que o excedente desta energia será comprado pela companhia energia elétrica.

Este processo significaria não apenas a redução de custos operacionais com energia elétrica, como também a redução de impactos ambientais ao evitar que este gás seja lançado na atmosfera. Vale destacar também a possibilidade da comercialização de créditos de carbono decorrentes da queima do gás metano, de acordo com o Protocolo de Kyoto, procedimento ainda inédito neste mercado, conforme informações até o momento.

MATERIAIS E MÉTODOS

CARACTERIZAÇÃO DO BIOGÁS

A digestão anaeróbia é um processo em que diversos grupos de microrganismos, que atuam na ausência de oxigênio, em sintrofismo de maneira a converter a matéria orgânica complexa, como os carboidratos, proteínas e lipídios, em compostos mais simples: metano, gás carbônico, água, gás sulfídrico e amônia, além de novas células bacterianas.

Em um reator anaeróbio em equilíbrio, a transformação da matéria orgânica em compostos mais simples resulta, na maior parte, em biogás, cerca de 70 a 90%, restando uma pequena parte, cerca de 5 a 15%, para ser constituído no lodo excedente.

O biogás é uma mistura gasosa constituída por vários gases. A proporção de cada gás na mistura depende de vários parâmetros, como o tipo de biodigestor e o substrato a digerir. De qualquer forma, essa mistura é essencialmente constituída de metano (CH4) e dióxido de carbono (CO2), estando o seu poder calorífico diretamente relacionado com a quantidade de metano existente na mistura gasosa.

Foram realizadas análises de cromatografia gasosa do biogás coletado nos reatores anaeróbios utilizados pela Sanepar. Os quatro compostos do biogás presentes em maior concentração foram, em ordem decrescente de volume, o metano representando 68% do volume, o nitrogênio com 21%, o dióxido de carbono com 5% e o sulfeto de hidrogênio com volume menor que 1%. Todos os outros gases representam uma fração de,

aproximadamente, 5% do volume do gás analisado. Em todas as análises realizadas por cromatografia o CO2

apresentou volume significativamente menor que o nitrogênio. Isto se deve, provavelmente, a parcela significativa do gás ser descartado do sistema dissolvido no meio liquido. No que se refere ao nitrogênio, ele esta presente devido ao seu aporte no reator por sua dissolução no meio liquido afluente ao sistema.

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Dos gases citados, o nitrogênio não representa dano ao meio ambiente, pois este é parte predominante dos gases presentes na atmosfera. Dentre os outros gases todos têm algum tipo de influência no ambiente. No que se refere ao H2S ele é um gás que, em altas concentrações, é altamente tóxico para o ser humano. Contudo, nas

concentrações presentes no biogás e após sua liberação para o ambiente, o maior problema é o odor característico de ovo podre e o conseqüente incômodo para a população que vive no entorno das ETEs. O CO2

e o CH4 têm como uma das principais influências o aumento do efeito estufa, sendo o metano o de maior

impacto. Após ser lançado na atmosfera, o metano absorve a radiação infravermelha que do contrário seria liberada para o espaço. Esta propriedade do gás contribui para o efeito de aquecimento global. Segundo a EPA (2007) o potencial de aquecimento global (PAG) permite comparar a capacidade de diversos gases em proporcionar o efeito de retenção de calor na atmosfera em relação a outro gás. Segundo o Intergovernmental Panel of Climate Change (IPCC), o PAG do metano tem valor efeito 21 vezes maior, em relação ao dióxido de carbono, para provocar o aquecimento da atmosfera.

FORMA DE UTILIZAÇÃO DO BIOGÁS

Existe muita discussão sobre quais as alternativas para o uso do biogás, pois este tem grande potencial de ser utilizado como fonte de energia. Contudo, o mínimo a ser feito é a sua queima para reduzir seu potencial poluidor.

Algumas alternativas de aproveitamento do biogás já estão disponíveis comercialmente, como por exemplo, a geração de energia elétrica através de conjuntos de moto-geradores, a conversão do biogás diretamente em energia mecânica através do uso, por exemplo, de bombas de recalque movidas a metano. Contudo, estes usos estão intimamente ligados ao volume de gás capaz de ser produzido em um determinado local. Na década de 80 a Sanepar utilizou carros movidos a biogás. Porém, com a tecnologia disponível na época e os elevados custos de purificação e compressão do gás associado à alternativa do álcool em plena expansão, este uso foi descontinuado. Ainda na década de 80 a Sanepar disponibilizou, de forma experimental, o metano para ser utilizado como gás em residências. Naquela época e ainda nos dias de hoje, as tecnologias que exigem sistemas de purificação mais sofisticados, muitas vezes inviabilizam o uso do biogás devido aos altos custos de implantação e manutenção desses sistemas, que só seriam justificáveis em locais onde a produção de biogás seja muita elevada.

Consciente disso, a Sanepar através do Programa de Pesquisas em Saneamento Básico – PROSAB, desenvolveu uma pesquisa a qual tinha entre seus objetivos viabilizar o uso do biogás para secagem de lodo proveniente de reatores anaeróbios, de forma a evitar grandes investimentos em equipamentos. A pesquisa, foi desenvolvida utilizando o biogás para o aquecimento de óleo, o qual era recirculado por tubulação na parte inferior do leito de secagem fornecendo calor e reduzindo o tempo de secagem do lodo.

PRODUÇÃO DO BIOGÁS

Segundo a literatura a recuperação de metano no tratamento de esgoto por processos anaeróbios é da ordem de 120 L para cada kilograma de matéria orgânica removida, medida como DQO. No estado do Paraná foi feita estimativa de produção diária de metano resultando em cerca de 24.000 m³/dia, o que corresponde a, aproximadamente, 360 ton/dia de CO2 equivalente. Deve-se ressaltar que esta é a produção total dos sistemas de tratamento anaeróbio

de esgoto estimada para o Estado do Paraná. Porém, esta produção, em muitos casos, corresponde a pequenos volumes distribuídos nas diversas cidades do estado. A produção de metano mais significativa está localizada próxima aos grandes centros urbanos, como por exemplo a região de Curitiba.

A GERAÇÃO DE ENERGIA ATRAVÉS DO BIOGÁS EM UMA ETE

Os trabalhos de pesquisa do Programa de Desenvolvimento de Metodologia de Geração Distribuída com Saneamento Ambiental, citado anteriormente, estão sendo realizados na Bacia Hidrográfica Paraná III, onde se têm constatado que as águas dessa bacia hidrográfica apresentam, de maneira crescente, teores elevados de material orgânico e nutrientes.

O programa é composto por 5 projetos estratégicos, a saber, projeto de geração de biomassa (projeto 1), projeto de geração de biogás a partir da biomassa (projeto 2), projeto de conversão de biogás em energia

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(projeto 3), projeto de geração distribuída da energia do biogás (projeto 4) e projeto de gestão de redes de distribuição, com geração distribuída (projeto 5).

Foram definidas cinco unidades nas quais serão instalados protótipos para avaliação do potencial energético do biogás gerado nos tratamentos da biomassa residual. Os protótipos são: sistema de tratamento de uma suinocultura, produzindo 37 m³/dia de dejetos suínos; sistema de tratamento de dejetos suínos de uma Unidade Produtora de Leitões – UPL com vazão de 82 m³/dia; sistema de tratamento de esgoto urbano, operado pela Sanepar, Foz do Iguaçu - PR, com vazão 3.197 m³/dia; Unidade Industrial de Vegetais – UIV com vazão de 528 m³/dia; estação de tratamento de efluentes industriais de um abatedouro de aves resultando em vazão efluente de 3.150 m³/dia.

Para escolha de uma unidade de tratamento de esgoto urbano, operada pela Sanepar, para instalação do protótipo acima citado, o primeiro passo foi identificar as estações de tratamento de esgoto com maior potencial e perfil para esta pesquisa. Foram adotados como critérios para a escolha, o processo de tratamento (anaeróbio), a capacidade de tratamento (a qual deve ser suficiente para uma produção adequada de metano, entretanto considerando os limites de uma pesquisa), as condições de operacionalidade, segurança (muitas ETEs não possuem operadores em tempo integral), espaço físico para instalação dos equipamentos e proximidade do local a laboratórios, e centro de pesquisa da Sanepar e Itaipu.

Considerando estes critérios, foram realizadas auditorias ambientais em todas as ETEs que se enquadravam nos critérios para definição da ETE piloto. Baseados no resultado das auditorias, na discussão técnica e administrativa com os gerentes das unidades, foi escolhida a ETE Shalom, de Foz do Iguaçu.

Esta ETE foi projetada para tratar 3.200 m³/dia, atendendo uma população de 22.000 habitantes e é composta de gradeamento, desarenador, reator anaeróbio, sistema de queima de biogás e sistema de tratamento de lodo. Desde 1999 a ETE Shalom é certificada de acordo com os requisitos da norma internacional ISO 14001. Após a sua definição foi realizado um levantamento do histórico do resultado das análises operacionais do afluente e efluente como: pH, temperatura, sólidos sedimentáveis, DQO, DBQ e óleos e graxas, análises estas realizadas mensalmente. Com isto pode-se estimar a produção diária de gás metano, uma vez que a estação não possui medidor de biogás. Os resultados indicaram um bom desempenho operacional e uma estimativa de produção de biogás de 44 m³/dia. Análise de uma amostra deste gás indicou a presença de 65% de metano, teor considerado muito bom para conversão de energia.

Para implantação do sistema gerador de energia, a ETE receberá algumas adequações operacionais além do sistema gerador. Este sistema prevê um reservatório de gás, um sistema de medição do volume de biogás produzido, um queimador automático (para quando não estiver sendo gerada energia), um filtro para remoção de sulfetos, o conjunto gerador de energia elétrica e quadros de comando de todo o processo.

Este protótipo está sendo monitorado atualmente com amostragens simples e compostas nos pontos de entrada e saída dos reatores, assim como está sendo acompanhado a formação de lodo no interior deste sistema através de análises da série de sólidos. As análises realizadas abrangem os principais parâmetros físico-químicos como DQO, série de sólidos, pH, alcalinidade total, acidez volátil e temperatura (coletas semanais) e DBO, óleos e graxas, nitrogênio total e fósforo total (coletas mensais). Além disto, serão realizadas análises mensais da composição do biogás. Os procedimentos das análises seguem o estabelecido pelo Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater – 20ª edição (AWWA/APHA/WEF, 1998).

Descrição do sistema

Conforme pode ser observado no croqui da figura 1, o sistema de coleta, armazenamento e geração de energia terá seu funcionamento conforme segue:

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24º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Sistema de medição Reservatório de biogás Sistema de alívio-dispositivo de segurança Filtro Gerador de energia Grade Caixa de areia Medidor Parshall Leitos de secagem Reator Anaeróbio Ralf Queimador Queimador Energia elétrica Esgoto bruto Estação elevatória de lodo

Tratamento Preliminar Tratamento Biológico

Desaguamento do Lodo

Lodo seco

Sistema Proposto para Coleta, Armazenamento e Geração de Energia

By-pass

Figura 1: Croqui do sistema proposto para coleta, armazenamento e geração de energia elétrica.

O biogás gerado no reator anaeróbio do tipo UASB será coletado e conduzido por tubulação em polietileno até o gasômetro. O gasômetro é um dispositivo de armazenamento do biogás que tem como característica o revestimento externo confeccionado com material plástico que confere flexibilidade ao mesmo. Para eventual parada do sistema, essa linha contará com um by-pass para um queimador.

A partir do gasômetro o biogás será encaminhado até o gerador de energia elétrica, passando por um medidor de gás e um filtro de limalha de ferro destinado à retirada de grande parte do gás sulfídrico (H2S) e de

umidade.

Através de uma derivação na linha após o medidor de vazão, o biogás poderá seguir para um segundo queimador. O biogás será encaminhado para a queima na situação em que o gerador não estiver operando, e o limite de pressão máxima estipulada para o gasômetro for alcançado. O sistema de liberação do biogás para queima será comandado pelo Controlador Lógico Programável (CLP) conectado a um sensor transmissor de pressão e a uma válvula solenóide.

O sistema contará ainda com a instalação de um sensor de pressão seguido de um selo hídrico, dispositivo extra de segurança no caso de sobrepressão no sistema. Esse dispositivo de alívio entrará em funcionamento excepcionalmente quando não houver energia elétrica para acionamento da válvula solenóide e conseguinte queima do biogás, no caso de aumento de pressão no gasômetro. Nessa situação, não haverá contabilização do volume de gás liberado para a atmosfera, pois o mesmo não passará pelo medidor de vazão.

SANEPAR

A Companhia de Saneamento do Estado do Paraná – Sanepar opera atualmente 196 estações de tratamento de esgoto, com reator RALF, atendendo aproximadamente, 3,5 milhões de pessoas.

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Para fins de cálculo da estimativa de produção de biogás e energia foi adotado valor médio de concentração de matéria orgânica medida como DQO afluente de 600 mg/L e eficiência de tratamento do reator anaeróbio de 70%, resultando em valor de DQO efluente de 180 mg/L. Outra consideração é de que para cada quilograma de matéria orgânica removida e medida como DQO, é possível recuperar 120 L de metano (aprox. 185 L de biogás) através dos sistemas de coleta de biogás dos reatores. Segundo a empresa brasileira GET - Global Energy and Telecom, fabricante de grupos geradores, para cada metro cúbico de biogás, com 65% de metano, é possível gerar 1,41 kW.h (2,17 kW.h/m3 de CH4).

As ETEs da Sanepar no Estado do Paraná têm capacidade total de tratamento de, aproximadamente, 12,0 m³/s. Supondo que os sistemas estejam trabalhando com vazão de projeto tem-se potencial de produção de metano de 24.000 m³/d. Este volume é suficiente para gerar 52.000 Kwh/dia. Supondo um consumo médio de 200 kWh/mês por residência, esta produção de energia seria suficiente para atender, aproximadamente, 30.000 habitantes. A tabela 1 contém a estimativa de produção de biogás e energia elétrica das ETEs nas unidades regionais da Sanepar.

Em termos financeiros, a energia gerada pode ser convertida em ganho financeiro de duas formas. Primeiro pela energia evitada, ou seja o custo de energia que a empresa deixaria de pagar ao utilizar a própria energia gerada nas suas ETEs, o que em muitos casos se mostra altamente viável. A outra forma seria a comercialização da energia excedente com a companhia distribuidora de energia, denominada de co-geração. Neste caso o ganho pode não ser tão expressivo porém é muito interessante para as ETEs cujo consumo de energia é pequeno, sobrando uma parcela significativa no balanço energético do processo. Experiência de co-geração de energia e utilização da própria energia em diversos processos está em desenvolvimento pela Sanepar em parceria com Itaipu Binacional, Copel, Fundação PTI, Tecpar, IAP, Cooperativa Lar, Eletrobrás e Eletrosul, em um programa com 5 protótipos.

A Tabela 1 contém a estimativa de produção de biogás e energia elétrica das ETEs das unidades regionais da Sanepar.

Tabela 1: Produção de biogás e energia das ETEs da Sanepar

Valores para vazão Atual

Valores para vazão Nominal Unidade Regional Vazão Nominal (L/s) Vazão Atual (L/s) Carga removida (kg DQO / dia) Metano Gerado (m³/dia) Carga removida (kg DQO / dia) Metano Gerado (m³/dia) Estimativa de energia para vazão nominal (kWh/mês) Estimativa de energia para vazão atual (kWh/mês) URAP 229,0 73,2 1.264 152 3.957 475 30.902 9.873 URAR 290,0 60,0 1.037 124 5.011 601 39.134 8.097 URCA 210,5 81,7 3.087 370 3.637 851 55.394 24.109 URCM 355,0 137,4 2.374 285 6.134 736 47.905 18.539 URCP 314,7 119,6 2.066 248 5.438 653 42.467 16.134 URFB 185,5 107,8 1.862 223 3.205 385 25.032 14.545 URFI 482,5 259,3 4.480 538 8.338 1.001 65.110 34.987 URGA 326,4 206,0 3.559 427 5.640 677 44.040 27.794 URLI 202,2 39,5 682 82 3.494 419 27.286 5.328 URMA 784,4 502,4 8.681 1.042 13.554 1.627 105.850 67.789 URPB 210,0 46,9 811 97 3.629 435 28.338 6.334 URPG 847,0 427,2 7.382 886 14.636 1.756 114.297 57.648 URPV 257,7 194,7 3.364 404 4.453 534 34.772 26.274 URSP 22,5 6,8 4.791 575 6.912 829 53.977 37.413 URTB 323,6 195,6 3.379 406 5.592 671 43.668 26.391 URTO 541,0 221,6 3.830 460 9.349 1.122 73.007 29.909 URUM 274,7 145,1 2.508 301 4.747 570 37.069 19.583 URUV 280,0 178,7 3.088 371 4.838 581 37.784 24.114 USEG 3.124,3 1.619,4 27.983 3.358 53.987 6.478 421.600 218.528 USIDLD 1560,0 635,0 10.973 1.317 26.957 3.235 210.512 85.688 PARANÁ 10.821 5.258 97.203 11.664 193.509 23.636 1.538.144 759.078

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EFEITO ESTUFA

Reatores anaeróbios, tipo UASB, produzem em torne do 120 l de metano por kg de DQO removida (referência), o que dependendo da vazão de uma estação de tratamento de esgoto pode representar uma significativa quantidade de metano lançada diariamente na atmosfera. Fator este responsável pelo agravamento do efeito estufa.

Considerando que o este gás tem um poder de causar efeito estufa vinte e uma vezes maior que o dióxido de carbono, torna-se indispensável a gestão deste resíduo no processo de tratamento de esgoto. Por outro lado, isto representa também uma grande oportunidade para gerar créditos de carbono, através de metodologia de mecanismo limpo - MDL, previsto no Protocolo de Kyoto.

Particularmente importante para o Brasil é o MDL na medida que o Brasil, como país em desenvolvimento, não possui metas de reduções de emissões de gases de efeito estufa na primeira etapa do acordo diplomático, que perdurará até 2012. Poderá, no entanto, comercializar Reduções Certificadas de Emissões (RCE) voluntárias junto a países que já tem a redução como medida obrigatória.

A meta de créditos de carbono a serem produzidos pelo MDL para o primeiro período de compromisso (até 2012) é de 340.000.000 de tCO2 eq. por ano. Até o ano de 2006 já foram registrados 168 projetos de MDL totalizando 52.421.451 tCO2eq anuais com a perspectiva de totalizar 340.000.000 para o primeiro período de compromisso. Em todo o mundo Brasil é o país com maior número de projetos registrados (38) o equivalente

a 10.462.477 t C02 eq por ano. Deste total 1.052.000 t CO2 eq por ano em créditos de carbono,

aproximadamente 10% do total nacional, serão gerados no Estado do Paraná representando um aporte de capital em torno de US$ 10.000.000 por ano.

Atualmente a cotação do CO2 equivalente, unidade de comercialização de créditos de carbono está em torno

de US$ 10,00 a tonelada, lembrando que 1 ton de metano representa 21 ton de CO2 equivalente.

Desta forma, estações de tratamento de esgoto podem se constituir como bons projetos de MDL, dependendo do porte e evidentemente da produção de metano. Entretanto, vale destacar que ainda não há nenhum projeto com metodologia aprovada referente a emissão de metano de ETE, o que torna o processo mais complexo e oneroso.

Considerando os dados apresentados na Tabela 1, verificamos que o Estado do Paraná teria um potencial de emissão de cerca de 24.000 m³/dia de metano, proveniente das ETEs operadas pela Sanepar, ou 18 ton/dia (na

CNTP). Se considerarmos que cada tonelada de metano corresponde ao efeito de 21 toneladas de CO2,

teríamos uma emissão de 378 toneladas de CO2 eq por dia ou quase 138.000 ton / ano, o que poderia

representar uma renda de cerca de U$ 1.380.000,00 se todo o metano lançado produzido pelas ETEs fosse queimado ou convertido em energia, em um projeto de MDL.

Porém, há de se considerar que neste caso todas as ETEs deveriam ser inclusas no projeto de MDL, o que acarretaria um alto custo operacional e grande complexidade de execução. Desta forma, recomenda-se contemplar no projeto apenas poucas ETEs cuja produção de metano sejam as mais significativas.

CONCLUSÕES

De acordo com o apresentado, a geração de energia proveniente do metano se mostra muito promissora, especialmente em um período que se busca alternativas de energia limpa que possam reduzir a emissão de gases de efeito estufa causadores do aquecimento global. Entretanto alguns pontos devem ser cuidadosamente observados.

A qualidade do esgoto afeta significativamente a produção de biogás, ou seja, para despejos diluídos, caso do esgoto doméstico, a produção pode ser considerada baixa devendo ser avaliada a viabilidade de sua utilização. A produção de biogás depende da eficiência do tratamento. Assim sistemas de tratamentos anaeróbios com alta eficiência, por sua vez, serão responsáveis por alta produção de biogás. Além disto, a existência de ligações clandestinas ou irregulares reduz o potencial energético do processo.

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A conversão de energia elétrica através do biogás é uma tecnologia já consolidada, de fácil acesso e já disponível comercialmente, entretanto a co-geração ainda precisa ser consolidada especialmente no que se refere a medidas de segurança do sistema e a qualidade da energia gerada.

O aproveitamento do biogás como fonte de geração de energia deve ser analisado não apenas do ponto de vista de energia gerada, mas sim como energia evitada e possibilidade de co-geração. No caso das ETEs operadas pela Sanepar, verifica-se que é significativo o potencial de energia evitada. No entanto, pode-se verificar que o potencial de geração encontra-se disperso em várias unidades de tratamento, o que torna seu aproveitamento, muitas vezes, inviável.

Face ao exposto, é de fundamental importância que novos estudos sejam realizados para verificar a viabilidade financeira da geração de energia através do biogás gerado pelas ETEs tratando esgoto doméstico. Através dos estudos citados poderá ser possível verificar a partir de que o porte de estação de tratamento será viável a utilização do biogás para geração de energia e em que condições.

A utilização do biogás para geração de energia significa um grande potencial de redução de poluição. Considerando que o este gás tem um poder de causar efeito estufa vinte e uma vezes maior que o dióxido de carbono. Por outro lado, isto representa também uma grande oportunidade para gerar créditos de carbono, através de metodologia de mecanismo limpo - MDL, previsto no Protocolo de Kyoto.

Enfim, é importante ressaltar que outros estudos deverão ser realizados em diversos sistemas e em diversas regiões do Estado, visando analisar as variáveis que interferem na produção de biogás, sua qualidade e quantidade. Porém, seguramente trata-se de uma forma de energia limpa que pode ser produzida dentro do conceito de sustentabilidade, contribuindo para a melhoria sócio ambiental do País.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. CHERNICHARO, C. A. L. Reatores Anaeróbios. v. 5. Belo Horizonte: SEGRAC,1997.

2. AWWA/APHA/WEF. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 20th edition,

1998. Washington.

3. http://www.epa.gov/methane/sources.html – United States Environmental Protection Agency – Março /