Geração de Energia a partir dos Resíduos Urbanos

Apresentação em tema: "Geração de Energia a partir dos Resíduos Urbanos"— Transcrição da apresentação:

1 Geração de Energia a partir dos Resíduos Urbanos
Gestão de Resíduos Urbanos: Panorama Internacional e Nacional USINAVERDE: Desenvolvimento da Tecnologia USINAVERDE: Tecnologia aplicada em Módulos Comerciais USINAVERDE: Balanço Sócio-Econômico e Ambiental

2 Gestão de Resíduos Urbanos Panorama Internacional
Gestão de Resíduos Urbanos Panorama Internacional

3 REDUZIR a produção/consumo de bens que possam gerar
Conceito Moderno: a gestão integrada dos resíduos gerados pela atividade humana REDUZIR a produção/consumo de bens que possam gerar resíduos não reaproveitáveis. REUTILIZAR produtos e embalagens. RECICLAR os diversos materiais. TRATAR os materiais não recicláveis de forma não agressiva ao meio ambiente. DESTINAR de forma adequada os resíduos finais.

4 Gestão integrada dos Resíduos Urbanos

5 Conseqüência das Leis Ambientais nos EUA

6 O presente e o futuro da destinação final dos RSU
Os Aterros Sanitários estão cada dia mais distantes das grandes e médias cidades nos EUA com impacto direto no custo de destinação(Ex.: New York, 400Km) Landfill Directive 1999, da União Européia determina que seus membros reduzam em 75% o envio de RSU biodegradável para os aterros até Há ainda metas para 2009 e Relatório de 2004 informa que: Áustria, Dinamarca e Holanda já atingiram a meta de A maior parte dos resíduos urbanos é incinerada com ou sem energia. Alemanha, além de atingir a meta, estendeu a proibição a todo o tipo de resíduo biodegradável, inclusive industrial. França já atingiu o objetivo de A Itália atingiu o de 2006, implantou barreira de imposto ecológico e elevou as taxas dos Aterros.

7 O presente e o futuro da destinação final dos RSU
Atualmente, mais de 130 Milhões t/ano de RSU são tratados termicamente em cerca de 650 plantas com geração de energia, em 35 Países: Alemanha, França, Holanda, Dinamarca, Suécia, Japão, EUA... A partir de 2001, as 47 novas plantas com geração de energia implantadas ou em construção ampliam em 6 Milhões t/ano a capacidade de tratamento. Maioria das novas plantas instaladas em Países em desenvolvimento: Coréia do Sul, China, Singapura.

8 Tecnologias Internacionais
Energia a Partir do Lixo Urbano Tecnologias Internacionais

9 Energia a partir do Lixo: Fonte Alternativa
Estados Unidos da América: o Federal Power Act, o Public Utility Regulatory Policies Act, o Federal Energy Regulatory Commission’s regulations, o Biomass Research and Development Act of 2000, o U.S. Department of Energy e o U.S. Environmental Protection Agency (EPA) consideram a energia a partir do lixo uma fonte alternativa e renovável. União Européia: O Plano de Ação Biomassa da União Européia (12/2005, item 5.1), reconhece que os resíduos constituem um recurso energético sub-aproveitado, e propõem o encorajamento de investimentos em técnicas energeticamente eficientes para seu melhor aproveitamento como combustível.

10 Energia a partir do Lixo
Tecnologias de aproveitamento do lixo como combustível BIOGÁS DE ATERRO (base metano) 0,1 - 0,2 MWh /t DIGESTÃO ANAERÓBICA ACELERADA 0,1 - 0,3 MWh /t INCINERAÇÃO RSU com Geração de Energia 0,4 - 0,6 MWh /t CICLO COMBINADO (RSU + Gás Natural) 0,8 - 0,9 MWh /t Fonte.: IVIG – Instituto Virtual de Mudanças Climáticas

11 Convenção de Estocolmo de 2001 sobre Poluentes Orgânicos Persistentes (POPs)
Melhores Práticas/Técnicas Disponíveis para destinação final de Resíduos Sólidos Urbanos ( Anexo C , Parte V) Sistemas fechados para reduzir/eliminar as liberações de POPs Tratamento térmico ou por processos químicos. Incineração a elevadas temperaturas (acima de 800º C); Tempo de Residência dos gases adequado ( > 1 segundo) Tratamento dos gases/vapores da combustão Assinam e/ou Ratificam (dentre outros) : Áustria, Alemanha, China, França, Itália, Japão, Holanda, EUA, Suécia, Suiça e BRASIL

12 Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas/ONU Relatório Executivo para Formuladores de Políticas Fontes de Emissões de Gases do Efeito Estufa: Fontes Ligadas à Energia: 63% do total de emissões; Fontes não Ligadas à Energia: 37% do total de emissões. Fontes não ligadas à energia: Recomendações sobre Gestão do Lixo Urbano: Estímulo ao Reuso e à Reciclagem. Captação/Queima do biogás de aterros, para minorar as emissões diretas para a atmosfera do gás metano (50%). Incineração dos resíduos com recuperação de energia, para evitar a formação do biogás. 10% 43% 47%

13 GERAÇÃO DE ENERGIA A PARTIR DO LIXO URBANO

14 Energia do Lixo no Mundo: Informações Relevantes
Destinação Final do Lixo Municipal de Nova Iorque A destinação ideal A destinação real São “exportadas” diariamente ton para aterros distantes até 400 km. A “taxa de lixo” é de US$ por tonelada. Fonte.: Nickolas J Themelis, PHD in Waste Management & Research 2002

15 Energia do Lixo no Mundo: Algumas Usinas
Bréscia, Itália Ton/dia Minato, Tókio Ton/dia Cergy-Pontoise, França -500 Ton/dia Ariake, Tokio Ton/dia

16 Algumas Comparações entre Tecnologias
Unidade/ Tecnologia Capacidade (CDR*) Investimento Estimado ton/ano CDR Velsen (Alemanha) VonRoll/ABB 720 ton/d ( 2 linhas) R$ R$ 2.308,74 Nuremberg (Alemanha) VonRoll/Inova 760 ton/d ( 3 linhas) R$ R$ ,84 ASM Brescia (Itália) Ansaldo/Matin/ABB 1100 ton/d R$ R$ 1.488,41 TreBrelsgal (Alemanha) VonRoll/Siemens 480 ton/d ( 1 linha) R$ R$ 1.498,08 Dava (Suécia) R$ R$ 1.577,42 USINAVERDE 4 MÓDULOS 520 ton/dia (4 linhas) R$ R$ 593,76 * CDR.: Combustível Derivado dos Resíduos

17 Gestão de Resíduos Urbanos
Panorama Brasileiro

18 COLETA DE RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS
São coletadas mais de 150 mil toneladas/dia. Evolução de 49% em 10 anos ( população cresceu 15%). Coleta regular em 99% dos Municípios. Mais de 90% da população urbana atendida. Fonte.: PNSB IBGE

19 DESTINAÇÃO FINAL DE RESÍDUOS URBANOS
IBGE – PNSB 2000 41% X Inadequada 59% Destinação Adequada.: Aterros Sanitários e Aterros Controlados. Destinação Inadequada.: Lixões, Encostas, Alagados e Rios. Ministério das Cidades.: “...técnicos dos Municípios que respondem as pesquisas nem sempre dominam os conceitos técnicos, a distinção entre aterro sanitário, controlado e lixão”. Adequada IPT/CEMPRE -1999 24% 76%

20 Sobre da SAÚDE PÚBLICA Conseqüências da disposição final inadequada
N° de Internações por Grupo de hab. Fonte.: IBGE – Indicadores de Desenvolvimento Sustentável Brasil Ministério da Saúde – DATASUS. 349 332 353 375 630 mil casos de internação em 2002 por doenças relacionadas ao saneamento ambiental inadequado.

21 Sobre o CLIMA (Efeito Estufa)
Conseqüências da disposição final inadequada Sobre o CLIMA (Efeito Estufa) 349 332 353 375 Distribuição por fonte das emissões na cidade de São Paulo (emissão de 15,7 milhões ton de CO2 equivalentes por ano) Fonte.: Equipe CentroClima/COPPE/UFRJ em O Estado de S.Paulo – Vida&Ambiente –

22 A USINAVERDE

23 GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA OU TÉRMICA
Objetivo Empresarial Desenvolver tecnologia inovadora e licenciá-la para a implantação de soluções com elevado conteúdo ambiental para a DESTINAÇÃO FINAL DE RESÍDUOS URBANOS, resíduos da saúde e alguns tipos de resíduos industriais, recuperando o calor do processo para GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA OU TÉRMICA

24 Patentes Internacionais
Processo de Mineralização de Resíduos Orgânicos Urbanos Lavadores de Gases resultantes do Tratamento Térmico de Resíduos (Brasil, União Européia, Austrália, Chile, Argentina, Uruguai e Paraguai)

25 Desenvolvimento Tecnológico
Implantação de Centro Tecnológico na Ilha do Fundão, Rio de Janeiro (Campus da UFRJ). Instalação de Usina Modelo com capacidade para 30 ton/dia (RSU de comunidade de 50 mil pessoas) e geração de 440 kWh/h. Consultoria técnica da COPPETEC/UFRJ no projeto e implantação do CT USINAVERDE. Consultoria Técnica da SSN/CentroClima-COPPE e IVIG/UFRJ no projeto de MDL (Crédito de Carbono).

26 Centro Tecnológico USINAVERDE Ilha do Fundão, Rio de Janeiro

27 Emanações Gasosas Obs.: Resultados de testes realizados entre set./dez. 2004

28 Licenças Ambientais

29 Prêmio BRASIL AMBIENTAL 2005 – AMCHAM
Categoria Gestão de Resíduos Sólidos

30 2º Prêmio CEBDS de Desenvolvimento Sustentável
Prêmio Especial – Categoria ‘Pequenas Empresas’

31 A USINAVERDE Módulo Comercial

32 Geração de Energia Tratamento de Resíduos Urbanos Unidades Modulares
150 ton/dia - Resíduos Sólidos Urbanos (na Balança) (população geradora de resíduos: +/- 187 mil pessoas) Geração de Energia Geração Efetiva: 3,2 MW Energia Exportável : 2,6 MW Prazo de Implantação: 24 meses

33 Unidades Modulares - vantagens
Está sintonizada com objetivos de redução/reciclagem. (menor risco de ociosidade) Permite a otimização da logística de coleta/ destinação. (mais próxima das fontes geradoras) Permite menor impacto durante a parada de manutenção. (redistribuição do CDR entre os módulos) Permite a adoção paulatina desta rota de destinação final pelos Municípios mais populosos. (substituição da rota atual a médio/longo prazo)

34 ETAPAS DO PROCESSO O processo USINAVERDE de destinação final dos resíduos sólidos urbanos ocorre em duas etapas: 1ª etapa: Segregação dos materiais destinados à reciclagem e pré-tratamento dos RSU. 2ª etapa: Tratamento Térmico dos Resíduos, recuperação do calor e geração de energia elétrica ou térmica.

35 1ª Etapa.: Segregação de Recicláveis e Pré-tratamento dos Resíduos
4 2 5 3 3 6 1 1 – Silo de Recepção dos Resíduos Sólidos Urbanos. 2 – Moega de alimentação e pólipo para retirada de peças de grande porte. 3 – Esteiras para segregação de recicláveis. 4 – Tambor Revolvedor. 5 – Moinho fragmentador. 6 – Silo de Combustível Derivado de Resíduos (CDR).

36 2ª Etapa.: Tratamento Térmico e Geração de Energia
1 8 9 7 6 5 4 3 1 – Sistema de Alimentação do Forno 2 – Forno e Câmara de Pós-Queima. 3 – Caldeira de Recuperação 4 – Turbina e Gerador 5 – Lavador Primário 6 – Lavadores Secundários 7 – Decantador 8 – Demisters e Exaustores 9 – Equipamentos Auxiliares de Geração de Energia.

37 Exemplo de Layout de Unidade com 4 Módulos
Capacidade RSU: ton/dia Energia (Geração): MW Recicláveis: /120 ton/dia Energia (Exportação): 12 MW Cinzas/Rejeitos: % em peso Área demandada.: m²

38 Destinação das Cinzas e Inertes
As cinzas da incineração e materiais inertes podem ter reaproveitamento como material de construção: pisos ou blocos de concreto. As cinzas e inertes gerados por 1 módulo, com a adição de apenas 15% de cimento, podem produzir cerca de blocos de concreto/mês ou 30 casas populares de 50 m²

39 Negócio: A destinação final de Resíduos Urbanos
Negócio: A destinação final de Resíduos Urbanos

40 Principais Fontes de Receita
Venda de Energia Elétrica Certificado de Redução de Emissões (Créditos de Carbono) Taxa de Serviços de Destinação Final dos Resíduos Urbanos

41 Principais Fontes de Receita – Taxa de Destinação Final
Conceito de “Valor de Mercado” para os serviços de coleta e destinação final de Resíduos Urbanos. “Valor de Mercado” para destinação final em aterros variando entre R$45,00/ton e R$20,00/ton, em função de: População atendida/volume de RSU destinado Tipo de Destino Final (Aterro Sanitário, Aterro Controlado ou Lixão) distância entre o local de geração do lixo e o destino final. Valores praticados nos EUA e na União Européia ( cerca de US$70.00/ton) dificultam acesso ao mercado brasileiro.

42 Principais Fontes de Receita - Créditos de Carbono
PROJETO DE MDL do Centro Tecnológico USINAVERDE aprovado pela Comissão Interministerial de Mudanças Climáticas em outubro 2005. Etapa atual: monitoramento das emissões de CO2 evitadas Próxima etapa.: envio à UNFCCC (ONU) para emissão dos Créditos. ESTIMATIVA MÓDULO COMERCIAL: ton CO2 anuais Escopo possível do Projeto de MDL: Evita Emissão de Metano Geração de Energia por Fonte Alternativa Redução da distância em relação ao aterro Eventual aproveitamento do biogás do aterro/lixão Principais Fontes de Receita - Créditos de Carbono

43 Principais Fontes de Receita - Energia Elétrica
53.480 84.864 7.488 249,6 12,8 MW ( 4 módulos) 26.740 42.432 3.744 124,8 6,4 MW ( 2 módulos) 13.370 21.216 1.872 62,4 3,2 MW ( 1 módulo) MWh/ano MWh/mês MWh/dia ENERGIA EXPORTÁVEL GERAÇÃO EFETIVA Residências Atendidas (média EPE: 140 kWh/mês) ENERGIA ELÉTRICA GERADA CapacidadeTratamento de RSU (Ton./Dia)

44 Principais Fontes de Receita - Energia Elétrica
A energia gerada a partir do lixo urbano pode atender o consumo de eletricidade de cerca de % da população geradora destes resíduos. ( Considerado o consumo médio nacional de 140 kWh/mês por residência) Resolução da ANEEL de julho de 2007 tornou a energia gerada a partir dos resíduos sólidos urbanos isenta de TUSD e de TUST, tarifas de uso dos sistemas de distribuição e de transmissão de energia elétrica.

45 Viabilidade Econômica Estimativa de Investimento
Simulações de Fluxo de Caixa para 20 anos Venda de Energia.: R$ 140,00/MWh Créditos de Carbono.: R$ 22,00 (US$ 11.00)/ton. Financiamento.: 70% do Investimento em 14 anos TJLP + 2,5% aa Unidade/ Capacidade Estimativa de Investimento Destinação Final TIR / Retorno 1 módulo 150 t./dia / 2,6 MW R$ ,00 R$ 45,00 /ton 17,6% / Ano 6 2 módulos 300 t./dia / 5,2 MW R$ ,00 R$ 40,00 /ton 19,7% / Ano 6 4 módulos 600 t./dia / 10,4 MW R$ ,00 R$ 35,00 /ton 19,5% / Ano 6

46 Balanço Sócio-Econômico e Ambiental
Principais Vantagens Balanço Sócio-Econômico e Ambiental

47 Principais Vantagens: Aspectos Técnicos
Trata-se da rota de destinação final ambientalmente correta mais testada. Sintonizada com a recomendação do IPCC/ONU e com os princípios da Convenção de Estocolmo sobre POPs.: sistema fechado, elevada temperatura de tratamento dos resíduos e dos gases, tempo de residência adequado, lavagem dos gases em sistema fechado. É a rota de destinação final que mais reduz o volume e peso dos resíduos tratados (cerca de 90%). O uso de 100% de equipamentos de fabricação nacional agiliza eventuais reparos e a manutenção.

48 Principais Vantagens: Aspectos Sociais
Cada Módulo de 150 ton/dia promove emprego direto para 48 técnicos operadores e trabalho para cerca de 50 cooperativados (Cooperativa de Catadores). Oportunidade de trabalho para pessoas de menor qualificação profissional (‘catadores’) em condições dignas de segurança e higiene. Reduz o risco de doenças decorrentes das deficiências no sistema de saneamento ambiental.

49 Principais Vantagens: Aspectos Econômicos
Solução amigável com o meio ambiente, permite a instalação mais próxima aos geradores de resíduos e a conseqüente economia nos custos de coleta e de transporte para os distantes aterros. Necessita de áreas muito menos extensas do que outras soluções de destinação final. (1 Módulo = m²; 4 Módulos = m²) Investimento e Custos Operacionais muito inferiores aos de tecnologias semelhantes implantadas no 1º Mundo (100% dos equipamentos fabricados no Brasil + tecnologia nacional) .

50 Principais Vantagens: Aspectos Econômicos
Conservação da energia já contida nos produtos: segregação dos materiais recicláveis (alumínio, metais ferrosos, vidros, etc...). Geração de energia nova com o aproveitamento do calor gerado no processo de tratamento térmico dos materiais não recicláveis que seriam enterrados.

51 O Compromisso com o Meio Ambiente
Compromisso com a Qualidade da ÁGUA Não gera efluentes líquidos (processo fechado). Evita a degradação de mananciais e aqüiferos. Compromisso com a Qualidade do AR Emissões inferiores às Normas Ambientais. Não há emissão de metano (efeito estufa). Controle de odores (sistema de exaustão). Compromisso com a Qualidade do SOLO Os rejeitos do processo são inertes. Os sais minerais decantados, se isentos de metais pesados, podem ser usados como corretivo de solos.

52 Helio Bloch A luz no fim do lixo...

53 USINA MODELO Centro Tecnológico

54 USINA MODELO: administração e laboratórios

55 USINA MODELO: Recepção de resíduos e Torre de Refrigeração

56 USINA MODELO: esteira de seleção de recicláveis

57 USINA MODELO: vista geral da Área de Processo

58 USINA MODELO: Forno e Câmara de Pós-Queima

59 USINA MODELO: Caldeira de Recuperação

60 USINA MODELO: Conjunto Turbo-gerador .

61 USINA MODELO: Sistema de Lavagem de Gases

62 USINA MODELO: Tanque de Decantação de sais