Transformando um Passivo Ambiental
em um Recurso Energético:
O lixo como fonte de energia
Workshop Internacional Aproveitamento
Energético do Biogás de Aterros Sanitários e
do Tratamento de Efluentes
Belo Horizonte, abril 2011
José Henrique Penido Monteiro
COMLURB
Limpeza Urbana
Responsabilidade do Município
A integração com a cidade
e com a sociedade
Incisos I e V do artigo 30 da CF:
estabelecem como atribuição municipal legislar sobre assuntos
de interesse local, especialmente quanto à organização dos seus
serviços públicos, como é o caso da Limpeza Urbana.
Art. 10 da Política Nacional de Resíduos Sólidos:
Incumbe aos Municípios a Gestão Integrada dos Resíduos
Sólidos gerados nos respectivos territórios, sem prejuízo das
competências de controle e fiscalização dos órgãos federais e
estaduais ..., bem como da responsabilidade do gerador pelo
As responsabilidades e os dilemas do
Gestor de Resíduos Sólidos
Garantir a observância das normas e
Leis sanitárias e ambientais
Administrar a limpeza urbana ao
menor custo para a população
Os aspectos ambientais
Fundamentais:
– Internalizar a vertente ambiental em todas as ações
da limpeza urbana: armazenamento, varrição,
coleta, transferência, tratamento e destinação final
– Evitar os impactos ambientais no tratamento e
destinação final
Recomendáveis:
– Reintegrar recursos não renováveis à cadeia
produtiva: reciclagem, logística reversa
– Reduzir as emissões de gases efeito estufa em todas
as etapas do sistema – coleta, transferência
(veículos híbridos), tratamento (compostagem),
destinação final (recuperação de biogás)
Os aspectos sociais
Fundamentais:
– Garantir a todos que trabalham com a gestão
de resíduos – setores formais e informais –
tenham condições adequadas de trabalho e
direitos sociais assegurados
– Sensibilizar todos os cidadãos sobre sua
responsabilidade na manutenção da limpeza
urbana em níveis de qualidade adequados
Recomendáveis:
– Integração de Cooperativas de Catadores ao
processo de reciclagem
Os aspectos econômicos
Fundamentais:
– Gerir o setor de limpeza urbana ao menor custo
possível para o município e, portanto, para a
população, respeitados os requisitos ambientais
e sociais.
Meios:
– Buscar racionalização dos sistemas operacionais
(varrição, coleta e transferência)
– Pesquisar formas de tratamento e destinação
final economicamente adequadas às
O aproveitamento energético
dos resíduos sólidos
Formas conhecidas:
Tratamento térmico dos resíduos com
geração de vapor e/ou energia:
Incineração: “mass burning” ou CDR
Gaseificação/pirólise com preparação de carga
Plasma
Compostagem aeróbia ou anaeróbia
Reciclagem
O aproveitamento energético
dos resíduos sólidos
Forma Recomendada:
Estudo das diversas tecnologias disponíveis
no mercado de forma a escolher uma ou
mais que, em conjunto ou isoladamente,
atendam aos requisitos ambientais, sociais,
culturais e econômicos da região.
Base: Ano 2009
COMPOSIÇÃO DO LIXO NO MUNICÍPIO DO RIO
RECICLAGEM
% RECUPERÁVEL DO LIXO URBANO
*Dados 2008 Comlurb 0 20 40 60 80 100%
Composição do lixo do Rio de Janeiro (toneladas/dia)
Entulho e lixo público 3,800 Orgânico 2,782 Recicláveis Plástico Rígido Plástico Filme Papelão/papel Vidro Outros Metal 2,218 Plástico PET 57% 43% % do total Bom Potencial de Valorização
A recuperação do biogás em aterros de
resíduos urbanos
O processo de produção do biogás
em um aterro de resíduos sólidos
Avaliação das diferentes alternativas
para o uso do biogás
Projeto básico de um sistema de
Fases do processo anaeróbio
(ausência de oxigênio livre)
Fase Acidogénica: produzida por enzimas celulares, que decompõem a matéria
orgânica formando ácidos graxos, aminoácidos e açúcares. Os subprodutos formados são principalmente água, hidrogênio e dióxido de carbono. As bactérias presentes nesta fase são as Clostridium y Bacillus. Esta fase pode ser representada pela seguinte
expressão química:
Matéria Orgânica + Bactérias Acidogênicas CO2 + H2 + H2O + ácidos e açúcares A duração da fase acidogênica é de algumas semanas, finalizando com o pico de produção de CO2 (chegando a cerca de 90%) e H2 (que chega a alcançar a faixa de 20 %).
Fase Metanogênica instável: ocorre na presença de microorganismos normalmente
presentes no solo. As bactérias responsáveis são as Methanobacterium Brvantii y
Methanosarcina Barkeri, que transformam os ácidos orgânicos e o CO2 em metano. Ácidos Orgânicos + CO2 + H2 + Bactérias Metanogênicas CH4 + H2O + CO2 O período de aumento na formação de metano é de 6 meses a 2 anos.
Fase Metanogênica estável: é a fase mais longa, estendendo-se por décadas.
A composição básica do gás nesta fase é em torno de 60% de metano, 40% de CO2 e pequenas frações variáveis de outros gases, sofrendo variações apenas em caso de perturbações do equilíbrio de fatores tais como umidade, cobertura, etc.
Fase final: ocorre depois de varias décadas com a diminuição da percentagem de
metano na composição do biogás até que se torne desprezível, praticamente se esgotando o material degradável nas condições do aterro.
Etapas para Implementação de um
Projeto Típico
Instalação de poços pilotos
Análises das amostras do biogás (teor de
CH
4de pelo menos 50%);
Estudos de viabilidade técnica,
institucional e econômica
Desenvolvimento do projeto de um
sistema de recuperação e utilização do
biogás, adequado às condições econômicas,
sociais e culturais da região.
Instalação simplificada
Instalação simplificada
Kit para avaliar produção de biogás
em pequenos aterros
Utilização direta do biogás em fornos,
caldeiras e autoclaves
Utilização de equipamentos simplificados para
um sistema com alcance social
-Uso alternativo do biogás
Cozinha Comunitária
Uso alternativo do biogás
Cozinha Comunitária
Recuperação de biogás com geração de
energia: aterro sanitário de
Poço e tubulação para
transporte do biogás
Transporte do biogás
em aterro sanitário
Uso alternativo do biogás
Combustível Automotor
Uso alternativo do biogás
Combustível Automotor
Uso alternativo do biogás
Combustível Automotor
-Uso alternativo do biogás
Combustível Automotor
-Requisitos para a implementação de um projeto
de recuperação e utilização do biogás
Institucionais
Físicas e Operacionais
Protocolo de Quioto
Concebido no Río em 1992 (Convenção Quadro das
Nações Unidas sobre Mudanças Climáticas, hoje com 186
países), firmado em Quioto em 1997
OBJETIVO:
Lutar contra as mudanças climáticas através de uma ação
internacional de redução das emissões de determinados gases
efeito estufa (GEE), responsáveis pelo aquecimento global.
Criou o MDL – Mecanismo de Desenvolvimento Limpo
Tornou-se efetivo em 16/02/2005 (mais de 55% do total das
emissões de GEE)
Aplica-se a 30 países do Anexo 1: redução das emissões até
2.012, em torno de 5%, em relação aos níveis de 1990
Brasil: 5
opaís com maiores emissões (queimadas e gado-não
devido ao desenvolvimento industrial)
MUDANÇAS CLIMÁTICAS E GESTÃO DE RESÍDUOS
A continuar o mesmo padrão de emissões de GEE, o PIB mundial
sofrerá uma redução de 20% nos próximos 50 anos e haverá 200
milhões de novos refugiados (Stern review, UK-2006)
...
mas o
custo para corrigir o rumo seria de apenas
1% do PIB mundial
Resíduos Sólidos e Emissões de GEE´s
Geração de energia através de
moto-geradores a biogás
O PROJETO GRAMACHO
Rio de Janeiro
Histórico do aterro
Operação descontrolada de
1978 a 1996
ATERRO DE GRAMACHO
-1980
RECUPERAÇÃO E APROVEITAMENTO DO
BIOGÁS DO ATERRO DE GRAMACHO
OBJETO DA LICITAÇÃO
Outorga da concessão dos serviços de
Aproveitamento do Biogás do Aterro de
Gramacho
Prazo:
15 anos
Projeto baseado no Mecanismo de
CONTRATO DE CONCESSÃO
RECEITAS
Principal:
Créditos de carbono decorrentes da redução das emissões
de metano para a atmosfera.
Acessórias:
1. Valorização energética do biogás ou qualquer outro
processo para seu tratamento e/ou valorização aprovado
pela COMLURB e licenciado pelos órgãos ambientais; e
2. Valorização dos resíduos contidos no aterro, atendida a
TIPO DE LICITAÇÃO
Maior oferta, sob regime de outorga de
concessão para o aproveitamento do
biogás.
PROPOSTA VENCEDORA
Participação de 36% nos CER’s e/ou VER’s
que vierem a ser obtidos com as reduções
de emissões de metano
Sendo: 18% p/ a COMLURB e 18% Fundo de
Valorização do Bairro de Jardim Gramacho
REMUNERAÇÃO
E FORMA DE PAGAMENTO
Remuneração fixa (R$ 1.800.000,00/ano):
pagamentos anuais à COMLURB:
R$ 600.000,00;
pagamentos anuais destinados ao Fundo
de Participação dos Catadores:
R$ 1.200.000,00.
REMUNERAÇÃO
E FORMA DE PAGAMENTO
Remuneração Variável (36%):
50% COMLURB
50% FUNDO DE VALORIZAÇÃO DO BAIRRO DE JARDIM
GRAMACHO
Pagamentos com a obtenção dos CER’s (créditos de
carbono que vierem a ser obtidos pela Concessionária
com as reduções certificadas de emissões de metano).
RECUPERAÇÃO DE BIOGÁS E APROVEITAMENTO
ENERGÉTICO
ATERRO DE GRAMACHO
0 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 30.000 35.000 40.000 45.000 50.000 1978 1981 1984 1987 1990 1993 1996 1999 2002 2005 2008 2011 2014 2017 2020 2023 2026 2029 2032 2035 Ano G e ra ç ã o/ R e c up e ra ç ã o do B iog á s ( m ³/ h) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 P ot ê nc ia E lé tr ic a E s ti m a da ( M W ) Geração de Biogás (m³/h) Recuperação de Biogás Estimada (m³/h)Potência Elétrica Estimada (MW)
Receitas acessórias: venda
de 100.000 a 200.000 m
3/dia de gás (>94% CH4) à
Petrobras/REDUC
ATERRO DE GRAMACHO
Distribuição de Biogás Purificado Comprimido
Substituição de Gás Natural Veicular (GNV)
Substituição de Gás Natural Veicular :
Dificuldades Institucionais
Atividade Não regulamentada
– ANP : controle de bio-combustíveis – Mercado Promissor
Falta de Metodologia MDL mais adequada
