Innovate and act 4º Fórum Internacional de Resíduos Sólidos Experiências Internacionais em Reciclagem e Recuperação de Materiais e Energia Flavio MATOS.

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1 Innovate and act 4º Fórum Internacional de Resíduos Sólidos Experiências Internacionais em Reciclagem e Recuperação de Materiais e Energia Flavio MATOS CNIM Meio-Ambiente, Paris Responsavel Comercial Brasil Eng. Mecânico, Mestre em Energia e Meio- Ambiente, Ecole des Mines de Nantes Porto Alegre, 23 de Julho 2013 Waste-to-Energy (W-t-E) Elemento fundamental de uma gestão sustentável de Residuos Solidos Urbanos (RSU)

2 4FIRS, Porto Alegre, 23 Julho 2013 Flavio MATOS 2 Sum á rio 1. Panorama dos RSU no mundo 2. Etapas de um sistema integrado 3. Tipos de tratamentos 4. Benefícios ambientais 5. Proteção do meio ambiente 6. Centenas de usinas na Europa 7. Tecnologias comprovadas 8. Chave para o Sucesso

3 Innovate and act 4FIRS, Porto Alegre, 23 Julho 2013 Flavio MATOS 3 Geração de RSU no Mundo DOWNLOAD: http://web.worldbank.org/WBSITE/EXTERNAL/TOPICS/EXTURBANDEVELOPMENT/0,,contentMDK:23172887~pagePK:210058~piPK:2 10062~theSitePK:337178,00.html http://web.worldbank.org/WBSITE/EXTERNAL/TOPICS/EXTURBANDEVELOPMENT/0,,contentMDK:23172887~pagePK:210058~piPK:2 10062~theSitePK:337178,00.html “What a Waste: A Global Review of Solid Waste Management” By World Bank, 1/3/2012 3,3 x (2000) 1,7 x (2010) RSU gerado no mundo: - Atual: 1.3 bilhões t/a, - Estimativa 2025: 2.2 bilhões t/a -Aumento da população -Aumento do nivel de vida (World Bank, 2012)

4 Innovate and act 4FIRS, Porto Alegre, 23 Julho 2013 Flavio MATOS 4 (World Bank, 2012) Fonte: The Economist : http://www.economist.com/blogs/graphicdetail/2012/06/daily-chart-3 Geração de RSU no Mundo 2012 - 2025 Geração de RSU por Região (t/dia) Geração de RSU por Pais (kg/pessoa/dia)

5 Innovate and act 4FIRS, Porto Alegre, 23 Julho 2013 Flavio MATOS 5 Destinação Final de RSU: EU / Mundo / Brasil Fonte: World Bank, 2012 “What a Waste: A Global Review of Solid Waste Management” Grafico CEWEP, Fonte: EUROSTAT 2010 Fonte: Pesquisa ABRELPE, 2012 “Panorama dos Residuos Solidos no Brasil” Aterro controlado Lixão Aterro Sanitario EuropaMundo Brasil

6 Innovate and act 4FIRS, Porto Alegre, 23 Julho 2013 Flavio MATOS 6 Lixão Contaminação Benghazi, Libia pos guerra, 2012 Gramacho, RJ (desativado em 2012)

7 4FIRS, Porto Alegre, 23 Julho 2013 Flavio MATOS 7 Sum á rio 1. Panorama dos RSU no mundo 2. Etapas de um sistema integrado de tratamento de RSU 3. Tipos de tratamentos 4. Benefícios ambientais 5. Proteção do meio ambiente 6. Centenas de usinas na Europa 7. Tecnologias comprovadas 8. Chave para o Sucesso

8 Innovate and act 4FIRS, Porto Alegre, 23 Julho 2013 Flavio MATOS 8 8 Etapas de um Sistema integrado de Gestão de RSU Usina UVE Cergy, com instalações de triagem e compostagem, Noroeste de Paris

9 Innovate and act 4FIRS, Porto Alegre, 23 Julho 2013 Flavio MATOS 9 Ex: recuperação energética (W-t-E, se > R1) Prevenção Reuso Reciclagem Outras Recuperações Disposição Aterramento 3 etapas Residuos 2 etapas Produtos A hierarquia é apenas uma prioridade e não uma obrigação, complementada por uma analise de impacto ambiental e de ciclo de vida WFD (Waste Framework Directive) Nr 2008/98/EC, Article 4 Hierarquia Tratamento de Residuos (WFD)

10 Innovate and act 4FIRS, Porto Alegre, 23 Julho 2013 Flavio MATOS 10 Primeira etapa é a recuperação de materiais Planta de Triagem, Thiverval (França)

11 Innovate and act 4FIRS, Porto Alegre, 23 Julho 2013 Flavio MATOS 11 …e recuperação orgânica TMB com Compostagem Launay Lantic (França)

12 Innovate and act 4FIRS, Porto Alegre, 23 Julho 2013 Flavio MATOS 12 Rejeitos - da coleta seletiva - da triagem de reciclaveis - da compostagem Segunda Etapa: Tratamento Térmico dos Rejeitos

13 Innovate and act 4FIRS, Porto Alegre, 23 Julho 2013 Flavio MATOS 13 Sistema Integrado de Gerenciamento de Residuos Lixo residual Rejeitos da Triagem Rejeitos da Compostagem Coleta Seletiva

14 4FIRS, Porto Alegre, 23 Julho 2013 Flavio MATOS 14 Sum á rio 1. Panorama dos RSU no mundo 2. Etapas de um sistema integrado de tratamento de RSU 3. Tipos de tratamentos 4. Benefícios ambientais 5. Proteção do meio ambiente 6. Centenas de usinas na Europa 7. Tecnologias comprovadas 8. Chave para o Sucesso

15 Innovate and act 4FIRS, Porto Alegre, 23 Julho 2013 Flavio MATOS 15 Châlons en Champagne, França Tipos de Tratamento de RSU

16 Innovate and act 4FIRS, Porto Alegre, 23 Julho 2013 Flavio MATOS 16 Hierarquia Expandida Tratamento de Residuos Prevenção Reutilização Reciclagem Compostagem Anaeróbica Compostagem Aeróbica Waste To Energy Aterro moderno com captura e valorização do metano Aterro moderno com captura e queima do metano Aterro sem captura do metano Aterros insalubres, lixão, queima a céu aberto Requere Coleta Seletiva Traduzido do “Earth Engineering Center of Columbia University (WTERT )” http://www.seas.columbia.edu/earth/wtert/faq.html Produz Rejeitos Solidos

17 Innovate and act 4FIRS, Porto Alegre, 23 Julho 2013 Flavio MATOS 17 Reciclagem no topo da hierarquia. No entanto, limites sociais, técnicos e econômicos: 1.Município: coleta seletiva dos reciclaveis cobertura dos serviços ? 2.Cidadãos: separação na fonte dos materiais reciclaveis Comportamento/consciência ambiental? 3.Mercado : para os materiais reciclaveis (qualidade?) Se 70% para cada etapa => 34% de materias reciclaveis seriam de fato reinseridos na cadeia de produção Dificuldades da Reciclagem Se reciclagem de alta qualidade não for possivel os residuos devem ser recuperados energeticamente ao invés de serem aterrados Rejeitos: Recuperação energética ou Aterros?

18 Innovate and act 4FIRS, Porto Alegre, 23 Julho 2013 Flavio MATOS 18 1.Aterros com recuperação de metano 2.Tratamento Mecânico-Biológico (TMB) 3.Pirolise, gaseificação, outros 4.Incineração Alternativas para lidar com os rejeitos Em: “ Politica de RSU do Partido Verde Alemão (*) Dr. Michael Weltzin Scientific Assistant in the Parliamentary Group Visão do Partido Verde Alemão (*) download: http://tutzingwaste.org/pub/Tutzing/WebHome/Michael_Weltzin_waste_concept_presentation.pdf

19 Innovate and act 4FIRS, Porto Alegre, 23 Julho 2013 Flavio MATOS 19 1.Aterros com Recuperação de Metano Captura de metano é apenas uma maneira pratica de lidar com os aterros existentes:  Potencial de recuperação de metano máximo de 50%;  Custos eternos de segurança de aterros;  Problemas de vazamento e contaminação de lençóis freáticos;  Necessidade de remediação futura. Conclusão do Partido Verde Alemão “Tecnologia INADEQUADA para o futuro”

20 Innovate and act 4FIRS, Porto Alegre, 23 Julho 2013 Flavio MATOS 20 2.Tratamento Mecânico-Biológico (TMB) Separação dos RSU em 3 fluxos distintos

21 Innovate and act 4FIRS, Porto Alegre, 23 Julho 2013 Flavio MATOS 21 2.Tratamento Mecânico-Biológico (TMB) Conclusão Partido Verde Alemão “Solução Intermediaria” Explosão em Göttingen 2006 Defendido antigamente pelos « Verdes », porém:  Problemas técnicos persistem (contaminação composto, produção de biogas, odores, restrição de capacidade das usinas…)  Mercado de CDR? Continua sendo um rejeito…não um produto  Elevado % de rejeitos: W-t-E ou aterros?

22 Innovate and act 4FIRS, Porto Alegre, 23 Julho 2013 Flavio MATOS 22 2.Biodigestão Anaeróbica / Metanização

23 Innovate and act 4FIRS, Porto Alegre, 23 Julho 2013 Flavio MATOS 23 RSU 3.Pirólise/ Gaseificação

24 Innovate and act 4FIRS, Porto Alegre, 23 Julho 2013 Flavio MATOS 24 3.Pirólise/ Gaseificação  Tecnologia consolidada somente no Japão, onde custos super elevados de aterramento de cinzas viabilizam sua adoção (cinzas vitrificadas p/ reuso);  Baixa disponibilidade anual, ~ 7500 horas (maior capacidade para mesma quantidade de RSU anual => maior CapEx);  Elevados custos O&M (combustível auxiliar, reagentes de combustão, pessoas)  Baixíssima eficiência elétrica liquida Conclusão Partido Verde Alemão “Tecnologia não-confiável” JAPÃO 70% RSU incinerados / 84% combustão à grelha Varias experiências fracassadas na Europa Siemens « Thermal Recyclying » in Furth/Germany, 1997 : nunca atingiu operação continua >> 2 semanas, vazamento de gas => shutdown Thermoselect in Karlsruhe/Germany, 2004: problemas operacionais constantes => shutdown : 500M$ de perdas

25 Innovate and act 4FIRS, Porto Alegre, 23 Julho 2013 Flavio MATOS 25 3.Plasma

26 Innovate and act 4FIRS, Porto Alegre, 23 Julho 2013 Flavio MATOS 26 ►Vantagem: tecnologia comprovada ha muitos anos ►Baixo impacto ambiental utilizando MTD*  Alta eficiencia em Recuperação de Calor e Eletricidade;  Baixas emissões;  Reutilização de diferentes subprodutos;  Recuperação de cinzas na indústria de construção;  Baixa quantidade de rejeitos últimos (resíduos tratamento de gases);  Possibilidade de localização da usina dentro da cidade, evitando transporte. 4.Incineração Conclusão Partido Verde Alemão “Tecnologia comprovada, baixo impacto Ambiental com uso de MTD(*)” (*) MTD: Melhores Tecnologias Disponíveis

27 4FIRS, Porto Alegre, 23 Julho 2013 Flavio MATOS 27 Sum á rio 1. Panorama dos RSU no mundo 2. Etapas de um sistema integrado de tratamento de RSU 3. Tipos de tratamentos 4. Benefícios ambientais 5. Proteção do meio ambiente 6. Centenas de usinas na Europa 7. Tecnologias comprovadas 8. Chave para o Sucesso

28 Innovate and act 4FIRS, Porto Alegre, 23 Julho 2013 Flavio MATOS 28 Waste-to-Energy Beneficios Ambientais UVE Baku, Azerbaijão

29 Innovate and act 4FIRS, Porto Alegre, 23 Julho 2013 Flavio MATOS 29 Desenvolvimento Sustentável 1.Redução de transtornos 2.Economia de Recursos Dois principios ambientais Não deixar os problemas de hoje para as futuras gerações Não confundir tais princípios com as ferramentas derivadas para obtê-los, tais como: Prevenção Reciclagem, …

30 30 4FIRS, Porto Alegre, 23 Julho 2013 Flavio MATOS WTE reduz o volume de 100:10 Reciclagem Em construção de estradas ~3% do volume para aterros => 97% de economia de espaço WTE reduz o volume de 100:3 se cinzas de fundo são recicladas em construção de estradas Tratamento térmico Escorias Residuos Tratamento Gases 10 3 Economia de Espaço W-t-E = Redução de Transtornos MetaHistórica

31 31 4FIRS, Porto Alegre, 23 Julho 2013 Flavio MATOS Stephanne Foster Ashworth community Colmar plant CNIM archives Colmar plant CNIM archives - W-t-E: Fim da sujeira - W-t-E: Fim dos odores. Ar de combustão é aspirado da fossa de residuos Olfativo e Visual W-t-E = Redução de Transtornos MetaHistórica

32 Innovate and act 4FIRS, Porto Alegre, 23 Julho 2013 Flavio MATOS 32 Higiene Destruição de poluentes biológicos dos RSU Vírus Micróbios Bactéria Germes … 32 Poluentes Biológicos W-t-E = Redução de Transtornos MetaHistórica

33 Innovate and act 4FIRS, Porto Alegre, 23 Julho 2013 Flavio MATOS 33 Saúde e Meio Ambiente Captura e eliminação de poluentes químicos Partículas finas Metais pesados Dioxinas … Sem transferencia de poluição para as gerações futuras 33 Meta Moderna (anos 80) Poluentes Químicos W-t-E = Redução de Transtornos

34 Innovate and act 4FIRS, Porto Alegre, 23 Julho 2013 Flavio MATOS 34W-t-E * GEE = Gases de Efeito Estufa Panela de pressão Waste-to-Energy abre a tampa W-t-E = Redução de Transtornos Redução GEE* Meta Moderna (anos 80)

35 Innovate and act 4FIRS, Porto Alegre, 23 Julho 2013 Flavio MATOS 35 Waste-to-Energy opens the lid W-t-E evita emissão de mais de 1 ton de CO 2 / ton de RSU ao substituir aterros 1.Metade da energia gerada por usinas W-t-E (fração biodegradavel) é reconhecida como Energia Renovável (EU RES Directive, Renewable Energy Sources) 2.Energia W-t-E evita emissão de carbono através da economia de Combustíveis fósseis 3. W-t-E evita emissão de metano (CH 4 ) dos aterros Waste-to-Energy abre a tampa W-t-E = Redução de Transtornos Redução CO2 ? Meta Moderna (anos 80)

36 Innovate and act 4FIRS, Porto Alegre, 23 Julho 2013 Flavio MATOS 36 W-t-E contribui para a reciclagem  RECICLAGEM DOWNSTREAM  Metais Ferrosos  Metais não ferrosos (Al, Cu,...)  Escorias (inertes) => construção de estradas … W-t-E = Economia de Recursos Economia de Materiais Meta Moderna Anos 70-90

37 Innovate and act 4FIRS, Porto Alegre, 23 Julho 2013 Flavio MATOS 37 Economia de Energia W-t-E = Economia de Recursos W-t-E economiza energia - Para uso proprio (pequena %) - Para exportar sob diferentes formas  Eletricidade ( para a rede)  Calor (para aquecimento urbano ou resfriamento  Vapor vivo (para industrias) Calor Eletricidade Vapor vivo Meta Moderna Anos 70-90

38 Innovate and act 4FIRS, Porto Alegre, 23 Julho 2013 Flavio MATOS 38 Economia de Energia W-t-E = Economia de Recursos Oleo Combustível: 220 l Oleo Combustível: 200 l Se : 1 ton de lixo residual 1 ton de lixo bruto

39 4FIRS, Porto Alegre, 23 Julho 2013 Flavio MATOS 39 Sum á rio 1. Panorama dos RSU no mundo 2. Etapas de um sistema integrado de tratamento de RSU 3. Tipos de tratamentos 4. Benefícios ambientais 5. Proteção do meio ambiente 6. Centenas de usinas na Europa 7. Tecnologias comprovadas 8. Chave para o Sucesso

40 Innovate and act 40 Proteção do Meio Ambiente Usina UVE, Porto

41 Innovate and act 4FIRS, Porto Alegre, 23 Julho 2013 Flavio MATOS 41 Emission Limit Values (ELVs) to air according to IED 2010/75/EU (Industrial Emission Directive of 24/11/2010 ) for different industrial activities using solid fuels menores restrições de emissões. Limites apenas p/ 3 poluentes Valores limites de Emissões para o ar para diferentes atividades industriais que usam combustíveis sólidos - Legislação Européia IED 2010/75/EU

42 Innovate and act 4FIRS, Porto Alegre, 23 Julho 2013 Flavio MATOS 42 Emission Limit Values (ELVs) to air according to IED 2010/75/EU (Industrial Emission Directive of 24/11/2010 ) for different industrial activities using solid fuels menores restrições de emissões. Limites apenas p/ 3 poluentes ‘WTE’ : A legislação ambiental Europeia mais rigorosa Valores limites de Emissões para o ar para diferentes atividades industriais que usam combustíveis sólidos - Legislação Européia IED 2010/75/EU

43 43 4FIRS, Porto Alegre, 23 Julho 2013 Flavio MATOS Tratamento de Gases Emissões << VL (Valores Limites) ParticuladosHCl Hg Metais pesados SO 2 NO 2 Dioxinas HF Legislação Val. GarantidosVal. medidos

44 Innovate and act 4FIRS, Porto Alegre, 23 Julho 2013 Flavio MATOS 44 Emissões de Dioxinas : Incineração de RSU Entre 1995 e 2006

45 45 4FIRS, Porto Alegre, 23 Julho 2013 Flavio MATOS Fonte: Benhamou, Yohann. Comparison of environmental performance of waste-to-energy (WTE) plants in France and in the US. M.S. Thesis, Columbia University. New York. 2010. Emissões de Dioxinas : Incineração de RSU

46 46 4FIRS, Porto Alegre, 23 Julho 2013 Flavio MATOS Outras Fontes Industriais 1% Atividades Humanas 20% Queima de Cabos 22% Incendio Florestas 9% Industria de Aço e Ferro 46% Usinas W-t-E 1.4% Pesquisa Emissões de DXNs em PACA Emissões de dioxinas região de PACA em 2006 ~ 14,6 g ITEQ W-t-E: 1.4 % % FONTES DXNs Agricultura 1% Provence, Alpes, Côte d’Azur, France 7/2007 900 k t/ano de RSU (21% do total) da região de PACA são valorizados em usinas W-t-E

47 Innovate and act 4FIRS, Porto Alegre, 23 Julho 2013 Flavio MATOS 47 Jürgen Trittin‘Grün’ Ministro da BMU desde 1998 as usinas de incineração de lixo não são mais significativas em termos de emissões de dioxina, poeira, e metais pesados “Devido às severas regulamentações, as usinas de incineração de lixo não são mais significativas em termos de emissões de dioxina, poeira, e metais pesados. E isto ainda se aplica embora a capacidade de incineração de lixo tenha quase dobrado desde 1985.” Em “Incineração do lixo — Um perigo potencial? Dando Adeus ao Desperdício de Dioxina” Pelo Ministro Federal do Meio Ambiente Alemão (BMU) Julho de 2005 (http://www.bmu.de/english/waste_management/downloads/doc35950.php) 47 Jürgen Trittin Até o Ministro Alemão (‘Grün’) do Meio Ambiente (Partido Verde)

48 4FIRS, Porto Alegre, 23 Julho 2013 Flavio MATOS 48 Sum á rio 1. Panorama dos RSU no mundo 2. Etapas de um sistema integrado de tratamento de RSU 3. Tipos de tratamentos 4. Benefícios ambientais 5. Proteção do meio ambiente 6. Centenas de usinas na Europa 7. Tecnologias comprovadas 8. Chave para o Sucesso

49 Innovate and act 49 Centenas de usinas Waste- to-Energy na Europa e Arredores 450 plantas em operação 100 projetos Bourgoin Jalieu

50 Innovate and act 4FIRS, Porto Alegre, 23 Julho 2013 Flavio MATOS 50 447 usinas Waste-to-Energy na Europa (2009) Finland 3 0.3 Sweden 31 4.7 Norway 20 1.0 Estonia Latvia Lithuania Denmark 31 3.5 United Kingdom 23 3.4 Netherlands 12 6.3 Belgium 16 2.8 Germany 70 19.1 Poland* 1 0.04 France 130 13.7 Luxembourg* 1 0.1 Czech Republic 3 0.4 Slovakia* 2 0.2 Austria 14 2.2 Switzerland 28 3.6 Hungary 1 0.4 Slovenia* 1 0.01 Romania Bulgaria Greece Spain 10 2.2 Italy 49 4.5 Data supplied by CEWEP members unless specified otherwise * From Eurostat info@cewep.eu www.cewep.eu Azul: Nr de usinas WtE Pem operação no pais (não inclui incineração de residuos perigosos) Laranja: quantidade de RSU tratado em usinas WtE (em milhões tons/year) 70 milhões ton de RSU convertidos em energia Ireland Portugal 3 1.1