RESÍDUOS COMO ALTERNATIVA
DE SOLUÇÃO ENERGÉTICA
Biomassa no Brasil
Drª Cristiane Lima Cortez
•
CENBIO
•Matriz Elétrica
•Tipos de Biomassa
•Opções Tecnológicas
•Oportunidades
•Estudos de Caso
Agenda
CENBIO
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Terceiro nível Quarto nível
Quinto nível
Criado em 1996
Nasceu como um Convênio entre MCT, SEE/SP, USP e BUN Atualmente é do IEE da USP
MISSÃO: Promover o desenvolvimento e o uso eficiente da biomassa como fonte de energia no Brasil
Todo recurso renovável oriundo de matéria orgânica (de origem animal ou vegetal) que pode ser utilizado para produção de energia.
Biomassa
Biomassa
Tradicional
Biomassa
Moderna
Resíduos Sólidos Urbanos Resíduos Agrossilvopastoris Resíduos da Agroindústria
Etanol Biodiesel
Matriz Elétrica Brasileira
2.637 empreendimentos 126 GW
Matriz Elétrica Brasileira –
Biomassa
ANEEL - Banco de Informações de Geração
Consumo Final de Biomassa por Setor
(tep)
Elaboração Própria a partir de EPE - BEN 2011 – AB2010
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Terceiro nível Quarto nível
Quinto nível
Consumo Final de Biomassa por
Setor Industrial
Resíduos de Madeira
Papel e Celulose (pinus e eucalipto)43 UTEs 320 MW 3% (0,3%)
Moveleiras e Serrarias
Combustão – Ciclo a vapor - ENERMAD
4 t/h de vapor
200 kW
22.000 L de óleo diesel / mês 2 t/h de resíduos de madeira Comunidade Vila Porto Alegre do Curumu / Breves / PA
Características do mercado de
produtos densificados: Brasil e América do Norte
Características
Brasil
América do Norte
EUA
Canadá
Produção (milhões t /ano) 0,25 1,8 1,4 Capacidade inst. (milhões t/ano) 0,5 2,7 1,7 Exportação 70% 20% para Europa 90% para Europa Unidades produtoras 50 110Capacidade por unidade (t/ano)
1,2 a
7,5 40.500 (média)
Resíduos Poda Urbana
Fonte: (Elaborado a partir de SNSA, 2010b)
Compostagem e Central de Podas – 10,4%
Aterros e Lixões – 58,3%
Estudo do Potencial de Utilização da Biomassa
Resultante da Poda e Remoção de Árvores na Área de Concessão da AES Eletropaulo (2006 – 2008)
§ 24 municípios § 4.526 km2
§ 1,7 mil km de linhas de subtransmissão § 42,4 mil km de rede de distribuição
aérea e subterrânea
Comparação Custo Geração
Empreendimentos Investimento ( R$ / kW instalado) Digestão Anaeróbia - 1.200 kW 17.200 Ciclo a vapor - 250 kW 11.800 PCHs* 5.000 Ciclo a vapor - 1.200 kW 4.700 Ciclo a vapor - 1.700 kW 3.500UTE(s) de ciclo combinado* 1.500
UTE(s) de ciclo simples * 1.700
* Fonte: EPE (2011) Cortez, 2011
Carvão
Vegetal
3 UTEs
25,2 MW
0,3%
ANEEL - Banco de Informações de Geração
Pirólise
6 milhões t/ano Industrial
• Ferro-gusas • Ferro-ligas
Evolução da produção de carvão vegetal total e por
tipo de matéria-prima: madeira nativa e provenientes
de florestas plantadas
Consumo de lenha no Brasil em 2009 por setor
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Quarto nível
Quinto nível
Fonte: (Elaboração própria a partir de EPE, 2010)
Industrial
•Cerâmica
•Alim/Beb
•P&C
Evolução do uso da lenha por setor
Clique para editar os estilos do texto mestre Segundo nível Terceiro nível Quarto nível Quinto nível 103 t Fonte: (EPE, 2010 p. 43) 16,6 milhões tep (2009) 25,9 milhões t
Resíduos agrícolas: Cascas de amendoim, arroz e
coco 330MW/ano.
Resíduos da silvicultura (sem contar a quantidade
deixada no campo, que é da ordem de 15%)
v
13 mil GW Ciclo a vapor de pequeno porte
(de 200 kW a 10MW) – eficiência de 15%.
v
26 mil GW Sistemas de grande porte (30% de
eficiência)
Atlas de Bioenergia, 2012
Potencial geração de energia elétrica
PLANO NACIONAL DE RESÍDUOS SÓLIDOS (set/2011)
352 usinas - 7,6 GW 81% (5,4%)
Bagaço de cana-de-açúcar
Resíduos Cana-de-açúcar
SP - 2020
Goldemberg, 2012.
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Quinto nível
ANEEL - Banco de Informações de Geração
Licor
Negro
Casca de
Arroz
8 UTEs
33 MW
0, 4%
Biogás
19 UTEs 77MW 1%
Energ-Biog (ETE da SABESP - Barueri) Aterro Caieiras
Potencial geração de energia elétrica
Biogás - BR
Aterros sanitários e tratamento anaeróbio de ETES 320 MW (eficiências de conversão da ordem de 30%)
Zona rural: Apenas na suinocultura 220 MW
Ferramenta computacional para pequenas e médias propriedades do Brasil:
• dimensiona sistema de
tratamento de dejetos bovinos e suínos e de geração de energia; • estima os créditos de carbono obtidos. Atlas de Bioenergia, 2012
Capim-Elefante
2 UTEs
32MW 0,3%
5% biodiesel
Matriz Transportes - Brasil
Elaboração Própria a partir de EPE - BEN 2011 – AB2010
31% anidro
Ecofrota – Prefeitura de São Paulo
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Terceiro nível Quarto nível
Quinto nível
∼1.200 ônibus (total de 15.000) Meta 2018
Etanol
Diesel de Cana B20
Eletricidade
Resíduos Sólidos
Urbanos
“Avaliação de Ciclo de Vida (ACV) Comparativa entre Tecnologias de Aproveitamento Energético de Resíduos Sólidos”
PROJETO P&D – CENBIO/IEE/USP - EMAE –
ANEEL
(Out 2011 – Out 2012)
•
Objetivo principal: elaborar estudo comparativo por
meio da ACV do potencial de geração de energia elétrica
proveniente
do
aproveitamento
energético
de
tecnologias de tratamento e disposição final de resíduos
sólidos (de origem domiciliar, poda, varrição, comercial e
industrial não perigoso), incluindo lodo proveniente de
estação de tratamento de esgoto.
•
Objetivos secundários: analisar os aspectos
econômicos, mercadológicos e sociais das tecnologias
de tratamento a serem avaliadas.
Motivação - PNRS
§reutilização
§reciclagem
§compostagem
§recuperação
§aproveitamento energético
X
RSU
vOpções
Aterros
Segregação
Reciclagem /
Compostagem
vPossíveis soluções
Redução na produção– conscientização da população Segregação / Reciclagem Outras tecnologias “Waste to energy” (incineração)Compostagem para resíduos orgânicos
Digestão Anaeróbia
Tratamento Mecânico Biológico Plasma
Fonte: Elaborado a partir de PNSB (2008); EPA (2011): Kohler (2010)
160 mil t/dia - coletados
1,4 kg/ hab / dia 65 Mt/ano gerados
58% aterro sanitário 24% aterro controlado 18% lixões
Fonte: Kohler, 2010
Aterros
Necessidade: 448 aterros
256 grande porte biogás
192 pequeno porte
R$ 2 bilhões
ABLP (Assoc. Bras. de Resíduos Sólidos e
Limpeza Urbana)
Cenário Estado de São Paulo
EMAE, 2010
Tratamento Térmico de RSU
Fonte: CECCONI,2010 – Brescia - Italia
•
Forte rejeição da sociedade civil ao
uso de sistemas “waste to energy”
(URE):
– Receio com relação à toxicidade dos
gases de exaustão: informação inadequada da existência de
tecnologias adequadas para limpeza dos gases;
– Preocupações relativas aos impactos
na reciclagem (desemprego de
catadores): informação inadequada da necessidade obrigatória de reciclagem antes do processo de incineração.
•
Investimentos iniciais elevados
•Custo de geração elevado
•
Falta de políticas públicas de
incentivo às tecnologias para
geração de energia elétrica a partir
de RSU.
• Política Nacional de Resíduos Sólidos
• Possibilidade de obtenção de Créditos de Carbono
• Indisponibilidade de áreas para instalação de novos aterros sanitários
principalmente nos estados mais desenvolvidos
• Existência de linhas de investimento para o setor
Fonte: Fonte: (Bolognesi, 2010)
Tratamento Térmico de RSU
• Redução do volume do lixo (de 85 a 95%) e da massa de 60 a 70%; • Produção de energia em grande escala;
• Uso de tecnologias seguras e de confiança, altamente disponíveis; • Ausência de emissões descontroladas e perigo de contaminação dos
lençóis freáticos, bem como destruição de compostos orgânicos perigosos;
• Minimização das áreas necessárias (possibilidade de usar áreas
urbanizadas, o que diminui o transporte de resíduos por grandes distâncias, com redução dos custos e emissão de poluentes no transporte;
• Recuperação de materiais valiosos (ex. metais ferrosos e não ferrosos). Fonte: Konig (2010)
Vantagens
Clique para editar os estilos do texto mestre Segundo nível Terceiro nível Quarto nível Quinto nível Fonte: EMAE, 2010
RSU – Projeto Parceria
São Paulo – Baviera
(Alemanha)
GT - SSE/EMAE - Estudo de viabilidade econômica, e modelagem para a implantação da URE
Resolução SMA 079 de Nov/2009
Limites de emissão
Baseados nos limites em uso na C.E.
Fonte: São Paulo, 2010
RSU – Projeto Parceria
São Paulo – Baviera (Alemanha)
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Fermentador
http://www.kuttner.com.br/Grupo de motogeradores
Tratamento Mecânico Biológico
Digestão Anaeróbia
Plantas de digestão anaeróbia
instaladas na Europa
(por períodos de 5 anos)
Características
1991-1995
1996-2000
2001-2005
2006-2010
Plantas inst.
15
44
52
73
Plantas / ano
3
8,8
10,4
14,6
Capacidade
total inst. (t)
194.000
1.117.500
2.077.950
2.246.450
Cap. inst. / ano
(t/ano)
38.800
223.500
415.590
449.290
Cap. média das
plantas (t)
12.933
25.398
39.961
30.773
Mesofílicas /
Termofílicas
(%)
64 / 36
64 / 36
80 / 20
63 / 27
Central de Tratamento de Resíduos
ACV Aterro
Usina de Recuperação de Energia Tratamento Mecânico Biológico (TMB)
“Avaliação de Ciclo de Vida (ACV) Comparativa entre Tecnologias de Aproveitamento Energético de Resíduos Sólidos”
PROJETO P&D – CENBIO/IEE/USP - EMAE – ANEEL (Out 2011 – Out 2012)
Sistema de Gaseificação de 20 kW Aquidabam / Manacapu (AM)
Gaseificação
GASEIFAMAZ / GASEIBRAS
Oportunidades - Legislação no Brasil
•
Lei Federal 11.445/07 - PNSB
•Lei Federal 12.305/10 – PNRS
– Produção de energia a partir de resíduos sólidos;
– Monitoramento de emissões de poluentes dos processos de
incineração.
•
Lei Estadual 12.300/06 – PERS
– Condições sustentáveis de produção e consumo;
– Práticas adequadas da redução ou eliminação da geração de
resíduos;
– Práticas ambientais adequadas;
– Capacitação nos aspectos ambientais;
– Licenciamento ambiental obrigatório;
– Gestão adequada dos resíduos sólidos;
– Incentivos para o consumo sustentável.
•
Resolução SMA 79/2009 de Novembro/2009
•Leis de Mudanças Climáticas
Obrigada!
Cristiane Lima Cortez clcortez@iee.usp.br
