Aproveitamento energético de Resíduos Sólidos

Apresentação em tema: "Aproveitamento energético de Resíduos Sólidos"— Transcrição da apresentação:

1 Aproveitamento energético de Resíduos Sólidos
II SIRS - Simpósio sobre Resíduos Sólidos USP – São Carlos Sergio Guerreiro Ribeiro UFRJ

2 POLÍTICA NACIONAL DE RESÍDUOS SÓLIDOS – COMPARAÇÃO COM A EUROPA
PARTE 1. POLÍTICA NACIONAL DE RESÍDUOS SÓLIDOS – COMPARAÇÃO COM A EUROPA PARTE 2. GERAÇÃO DE ENERGIA COM RSU –WASTE-to- ENERGY (WTE)

3 NO BRASIL AS POLÍTICAS DE GERENCIAMENTO DE RESÍDUOS SÓLIDOS TÊM SIDO ELABORADAS POR PESSOAS SEM A DEVIDA EXPERIÊNCIA NAS PRÁTICAS MODERNAS. OS DEBATES TEM SE LIMITADO AO MARKETING DE PREFERÊNCIAS PARTICULARES E INTERESSES POLÍTICOS ONDE OS ENFOQUES CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO NÃO SÃO PRIORIDADES. A PNRS FOI LANÇADA COMO A SALVAÇÃO DO PAÍS MAS NA VERDADE NÃO QUER MUDAR NADA EXCETO, TALVEZ, A CONSTRUÇÃO DE ALGUNS ATERROS SANITÁRIOS NO LUGAR DE LIXÕES O QUE É MUITO POUCO.

4 REINO UNIDO, FRANÇA, ITÁLIA e INDIA
PARA SE RECUPERAR O ATRASO  CIÊNCIA + PESQUISA  TECNOLOGIA  INFORMAÇÃO Prof. Nickolas J. Themelis EARTH ENGINEERING CENTER (EEC) COLUMBIA UNIVERSITY EM NY-2003 REINO UNIDO, FRANÇA, ITÁLIA e INDIA 2011 2010

5 Os objetivos do WTERT-Brasil são:
Conselho de Pesquisa em Tecnologia de Geração de Energia a Partir de Resíduos Progresso no Gerenciamento Sustentável de Resíduos Waste-to-Energy Research and Technology Council Advancing Sustainable Waste Management Os objetivos do WTERT-Brasil são: 1. Aproximar todos os grupos de pesquisa e desenvolvimento trabalhando nas diversas áreas pertinentes ao gerenciamento de resíduos, no Brasil, e compartilhar informações sobre o Gerenciamento Sustentável de Resíduos através do WTERT dos EUA ( ) e coligadas ao redor do mundo. 2. Identificar as tecnologias mais adequadas ao tratamento dos diversos materiais presentes nos resíduos do Brasil, estimular a pesquisa acadêmica de acordo com as necessidades e disseminar estas informações pelo País; paralelamente o WTERT – Brasil irá disponibilizar informações, em inglês, de modo que o resto do mundo possa acompanhar os problemas, soluções e oportunidades visando o progresso do gerenciamento dos resíduos no Brasil.

6 POLÍTICA NACIONAL DE RESÍDUOS SÓLIDOS – COMPARAÇÃO COM A EUROPA
PARTE 1. POLÍTICA NACIONAL DE RESÍDUOS SÓLIDOS – COMPARAÇÃO COM A EUROPA

7 $ HIERARQUIA PARA GERENCIAMENTO DOS RSU (ECC, COLUMBIA UNIV. 2008)
REDUÇÃO GERAÇÃO $ (EM GERAL) RECICLAGEM SOMENTE PARA ORGÂNICOS SEPARADOS NA ORIGEM COMPOSTAGEM ANAERÓBIA COMPOSTAGEM AERÓBIA INCINERAÇÃO COM GERAÇÃO DE ENERGIA (WTE) ATERRO MODERNO COM CAPTURA E USO DO CH4 ATERRO MODERNO COM CAPTURA E QUEIMA DO CH4 LIXO A CÉU ABERTO (LIXÃO) HIERARQUIA PARA GERENCIAMENTO DOS RSU (ECC, COLUMBIA UNIV. 2008)

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9 17.5 17.5

10 RECICLAGEM INCINERAÇÃO
RECICLAGEM MECÂNICA E RECUPERAÇÃO ENERGÉTICA DOS PLÁSTICOS NA EUROPA (2008) RECICLAGEM INCINERAÇÃO RECICLAGEM DE PLÁSTICOS NA EUROPA -2008

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12 $ (SEPARAÇÃO NA ORIGEM MELHORA)
PAPEL/PAPELÃO METAIS INDÚSTRIA VIDRO PETS $ (SEPARAÇÃO NA ORIGEM MELHORA) PROBLEMA ORGÂNICOS (POLUIÇÃO) PLÁSTICOS NÃO RECICLÁVEIS (DESPERDÍCIO) LIXO RESIDUAL (ATERROS)

13 LIXO DA CIDADE DO RIO DE JANEIRO (COMLURB)

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17 RESUMO SE CUSTAR CARO, O ERRADO VIRA “AMBIENTALMENTE ADEQUADO”
NA DEFINIÇÃO ACIMA O TERMO “ESGOTADAS TODAS AS POSSIBILIDADES DE TRATAMENTO......ECONOMICAMENTE VIÁVEIS” NÃO SIGNIFICA NADA POIS NÃO TOCA NO PROBLEMA FUNDAMENTAL QUE É A DISPOSICÃO DOS BIO-RESÍDUOS NOS ATERROS. PELO CONTRÁRIO, SE AS PREFEITURAS NÃO TIVEREM RECURSOS DEPOSITAM OS BIO-RESÍDUOS EM ATERROS E, COM O APOIO DA PNRS, CHAMAM ISTO DE “AMBIENTALMENTE ADEQUADO”. SEM MENCIONAR O PROBLEMA DA IMPOSSIBILIDADE DA RECICLAGEM DA MAIOR PARTE DOS PLÁSTICOS (COMBUSTÍVEIS) QUE AO SEREM DISPOSTOS EM ATERROS REPRESENTAM UM ENORME DESPERDÍCIO DE ENERGIA. RESUMO SE CUSTAR CARO, O ERRADO VIRA “AMBIENTALMENTE ADEQUADO”

18 VIENA ELEITA EM 2010 PELO WTERT A QUE MELHOR GERENCIA SEUS RSU
EXEMPLO A SER COPIADO WTERT 2010 International Awards The WTERT 2010 Award goes to the City of Vienna (Austria) for being one of the cleanest (as well as “most livable”!) cities in the world. Presented by Prof. N.J. Themelis; received on behalf of the City of Vienna by Mr. Rainer Kronberger, vice-head of the Waste Management Department (MA 48) of Vienna

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23 Saving resources and protecting climate –
PALESTRA DO Dr. MICHAEL WELTZIN, CONSULTOR CIENTÍFICO DO PARTIDO VERDE ALEMÃO NA 18ª CONFERENCIA NORTE AMERICANA SOBRE ENERGIA DO LIXO “CONSERVANDO RECURSOS E PROTEGENDO O CLIMA- CONCEITOS DA POLÍTICA DE RESÍDUOS DOS VERDES NA ALEMANHA” Saving resources and protecting climate – waste policy concept of Alliance 90 / The Greens in Germany 18th Annual North American Waste-to-Energy Conference Orlando, May 11-13, 2010

24 Plastic as one of the problems
PALESTRA DO Dr. MICHAEL WELTZIN, CONSULTOR CIENTÍFICO DO PARTIDO VERDE ALEMÃO NA 18ª CONFERENCIA NORTE AMERICANA SOBRE ENERGIA DO LIXO Plastic as one of the problems In Germany “only” 20 % of plastic waste is recovered by recycling, mostly it is going the way of Waste to Energy . reasons: “the smell of waste lasts for ever” strong technical limits of using plastic as recycling material during capture and processing up to 50 % sorting rests! sooner or later even recycling materials become a not recyclable waste! SÓ NO RIO DE JANEIRO TPD DE PLÁSTICOS VÃO PARA ATERROS. ISTO CORRESPONDE A APROX BEP/DIA OU (US$ 90/BARRIL) US$ 427 MILHOES/ANO

25 Treatment of MSW in the EU 27 in 2006
PALESTRA DO Dr. MICHAEL WELTZIN, CONSULTOR CIENTÍFICO DO PARTIDO VERDE ALEMÃO NA 18ª CONFERENCIA NORTE AMERICANA SOBRE ENERGIA DO LIXO Treatment of MSW in the EU 27 in 2006 Recycling (Incl. Composting) Waste-to-Energy Landfilling Source: EUROSTAT

26 There are still challenges to meet!
PALESTRA DO Dr. MICHAEL WELTZIN, CONSULTOR CIENTÍFICO DO PARTIDO VERDE ALEMÃO NA 18ª CONFERENCIA NORTE AMERICANA SOBRE ENERGIA DO LIXO Conclusions There are still challenges to meet! A sustainable handling of waste is a central element of environmental and climate protection. Establishing of re-use and take back systems Closing the loop for raw materials by an integrated product-design and an increasing of recycling Ending of landfilling as soon as possible. Leftovers should be used to generate heat and electricity by using the best available and reliable technology.

27 CONCLUSÕES (PARTE 1) A PNRS NÃO ESTIMULA NENHUMA SOLUÇÃO QUE NÃO SEJA ATERRO SANITÁRIO, NÃO ATACA O PROBLEMA DOS “ORGÂNICOS” E OS DEFINE COMO AMBIENTALMENTE ADEQUADOS. NÃO ESTABELECE QUE A RECUPERAÇÃO ENERGÉTICA (WTE) É SUPERIOR AOS ATERROS. PLÁSTICOS NÃO RECICLÁVEIS? NÃO ESTABELECE INCENTIVOS PARA A VENDA DA ENERGIA PRODUZIDA PELAS USINAS WTE QUE PODERIA VIABILIZÁ-LAS. NÃO MENCIONA A SEPARAÇÃO NA ORIGEM COMO BASE PARA A RECICLAGEM E COMPOSTAGEM COM ADUBO DE QUALIDADE. PARTE DO PRINCÍPO QUE A RECICLAGEM NO BRASIL É INCIPIENTE NO ENTANTO, EMBORA SEJA ESTIMULADA PELA POBREZA, APRESENTA ÍNDICES MUITO BONS. NÃO É POSSÍVEL QUE A SOCIEDADE ACEITE PASSIVAMENTE ESTA “NOVA” PNRS. PORQUE A MÍDIA NÃO CRITICA?

28 GERAÇÃO DE ENERGIA COM RSU –WASTE-to- ENERGY (WTE)
PARTE 2. GERAÇÃO DE ENERGIA COM RSU –WASTE-to- ENERGY (WTE)

29 USINA LIXO-ENERGIA CONVENCIONAL (“MASS BURNING”)
RECEPÇÃO DO LIXO GRELHA CALDEIRA LAVAGEM DE GASES

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31 “USINAS WTE REPRESENTAM UMA DAS MANEIRAS MAIS LIMPAS DE GERAÇÃO DE ENERGIA ÉLÉTRICA” – AGENCIA AMBIENTAL DOS EUA (USEPA)

32 USINA DE PARIS  4 Km DA TORRE EIFFEL

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34 EVITAR ATERROS  RECICLAGEM E INCINERAÇÃO
AUMENTAR EFIÊNCIA DAS USINAS DE INCINERAÇÃO

35 Usinas WTE de Alta Eficiência
Usinas WTE são exclusivas, isto é, não existem duas usinas exatamente iguais Cada cidade apresenta particularidades que precisam ser atendidas no projeto Sistema de recepção e armazenamento do lixo Sistema de alimentação da Caldeira Grelha móvel que permita a movimentação do lixo de modo a promover a combustão completa. Caldeira para produção de vapor Sistema de lavagem de gases Sistema de alimentação de ar de combustão e tiragem de gases Chaminé Sistema de manuseio e tratamento de cinzas Sistema de geração de energia (TV, gerador, conexões c/rede elétrica) Sistemas auxiliares (controle, ar comprimido, bombas,etc.) As partes mais críticas são a grelha, caldeira e lavagem de gases. As líderes do mercado são: Martin, Keppel Seghers, Von Roll, Fisia-Babcock. Em geral o vapor é produzido a 40 bar/400 °C devido a corrosão acentuada que ocorre nos superaquecedores, causada principalmente pelo cloro, acima desta temperatura. A corrosão é o maior problema nas usinas WTE e responsável pela baixa eficiência, em torno de 22%, alem de elevados custos de O&M e de paradas não programadas reduzindo o fator de capacidade.

36 VIABILIDADE ECONOMICA DE WTE PASSA PELO AUMENTO DA EFICIENCIA ELÉTRICA

37 ELEVAÇÃO DA EFICIÊNCIA ELÉTRICA
1. CICLOS DE VAPOR AVANÇADOS A 2. MENOR EXCESSO DE AR NA COMBUSTÃO 3. REDUÇÃO DA TEMPERATURA DA CHAMINÉ 4. DIMINUIÇÃO DAS PERDAS TÉRMICAS NA CALDEIRA 5. USO DE MOTORES ELÉTRICOS MAIS EFICIENTES PARA REDUÇÃO DO CONSUMO PRÓPRIO DA PLANTA

38 A SIEMENS DESENVOLVEU TV DE MÉDIO PORTE PARA USINAS DE BIOMASSA NA EUROPA DE ELEVADA EFICIÊNCIA USANDO CICLOS DE VAPOR COM REAQUECIMENTO. NO ENTANTO A VIABILIDADE ECONÔMICA REQUER VAPOR DE ALTA TEMPERATURA ( C). S EFICIÊNCIA ISENTRÓPIC A~ 85% - 90%

39 USINA WFPP AMSTERDÃ CASO MAIS BEM SUCEDIDO DE REAQUECIMENTO EM WTE.

40 As usinas WTE mais modernas e eficientes do mundo são:
Usinas WTE de Alta Eficiência As usinas WTE mais modernas e eficientes do mundo são: AVI Amsterdam: RSU, grelha Martin, 135 bar/440 °C, ciclo de vapor com reaquecimento, economizador externo. Zabalgarbi-Bilbao: RSU/GN, grelha Martin, 100 bar/540 °C, ciclo de vapor com reaquecimento, superaquecimento externo ciclo combinado com turbina a gás natural GE LM6000 (78% da energia proveniente do GN). Brescia: RSU, borra de esgoto, biomassa, grelha Martin, 61 bar/450 °C, ciclo de vapor simples. Rüdersdorf: CDR, grelha Fisia-Babcock, 90 bar/420 °C, ciclo de vapor com reaquecimento. Heringen: RSU/GN, grelha Fisia-Babcock, 81 bar/520 °C, ciclo de vapor simples, superaquecedor externo a gás natural sem turbina a gás. Nápoles: CDR, grelha Fisia-Babcock, 90 bar/500 °C, ciclo de vapor simples proteção especial no superaquecedor. Arhus/Dinamarca: RSU, grelha Fisia-Babcock, 42 bar/400 °C, ciclo de vapor simples, economizador externo (temperatura da chaminé 100 °C).

41 AVI AMSTERDAM: RSU, GRELHA MARTIN, bar/440 °C, CICLO DE VAPOR COM REAQUECIMENTO, ECONOMIZADOR EXTERNO.

42 ZABALGARBI-BILBAO: RSU/GN, GRELHA MARTIN, 100 BAR/540 °C, CICLO DE VAPOR COM REAQUECIMENTO, SUPERAQUECIMENTO EXTERNO CICLO COMBINADO COM TURBINA A GÁS NATURAL GE LM6000 (78% DA ENERGIA PROVENIENTE DO GN).

43 BRESCIA: RSU, BORRA DE ESGOTO, BIOMASSA, GRELHA MARTIN, 61 BAR/450 °C, CICLO DE VAPOR SIMPLES.

44 RÜDERSDORF: CDR, GRELHA FISIA-BABCOCK, 90 BAR/420 °C, CICLO DE VAPOR COM REAQUECIMENTO.

45 HERINGEN: RSU/GN, GRELHA FISIA-BABCOCK, 81 BAR/520 °C, CICLO DE VAPOR SIMPLES, SUPERAQUECEDOR EXTERNO A GÁS NATURAL SEM TURBINA A GÁS.

46 ARHUS/DINAMARCA: RSU, GRELHA FISIA-BABCOCK, 42 BAR/400 °C, CICLO DE VAPOR SIMPLES, ECONOMIZADOR EXTERNO (TEMPERATURA DA CHAMINÉ 100 °C).

47 Usinas WTE de Alta Eficiência
Todas apresentam eficiências elevadas, entre 28% e 34%, mas possuem alguns pontos negativos: corrosão elevada ou consumo excessivo de gás natural. O curioso é que todas são bastante diferentes entre si mostrando que há diversas maneiras de se aumentar a eficiência. As principais desvantagens destas soluções são: Superaquecimento do vapor na caldeira de lixo aumenta a corrosão, diminui a disponibilidade da usina alem de maior custo de O&M. Ciclos combinados como Zabalgarbi, usando turbina a gás de grande porte, consomem grandes quantidades de GN sendo que 80% da energia é gerada pelo gás o que tira o conceito de renovável de WTE. Superaquecedores externos como Heringen, não consomem tanto GN como Zabalgarbi mas a eficiência do gás é limitada pelo ciclo de vapor de 30% e ao custo atual do gás no Brasil não melhoram muito a viabilidade. A COMBINAÇÃO DE TODAS AS SOLUÇÕES ACIMA LEVA À MÁXIMA EFICIÊNCIA SIGNIFICATIVAMENTE ACIMA DE 30%. ESTA É A PROPOSTA DO CICLO COMBINADO OTIMIZADO (CCO)  UMA MANEIRA SIMPLES DE COMBINAR AS ROTAS INDIVIDUAIS ELIMINANDO OS INCOVENIENTES DE CADA UMA E MANTENDO AS VANTAGENS.

48 TRABALHO APRESENTADO NA 18ª
TRABALHO APRESENTADO NA 18ª. CONFERÊNCIA NORTE AMERICANA SOBRE WTE (NAWTEC18) CICLO COMBINADO OTIMIZADO (CCO) PARA ELEVAR A EFICIÊNCIA DAS USINAS WTE

49 PRINCÍPIOS FUNDAMENTAIS DO CICLO COMBINADO OTIMIZADO –CCO
BAIXO CONSUMO DE GAS NATURAL COM SUPER-AQUECEDOR EXTERNO USE GASES QUENTES APÓS O SUPER-AQUECEDOR PARA PRE-AQUECER O AR DO CHX QUE SERÁ MISTURADO COM A EXAUSTÃO DA TG  MISTURA É SIMILAR A EXAUSTÃO DE TG DE GRANDE PORTE MAS COM TEOR DE O2 MAIOR. USE CHX APÓS A CALDEIRA DE RSU PARA RECUPERAR ENERGIA DE BAIXA TEMP E PRE-AQUECER O AR DE COMBUSTÃO A 120 C EXTERNAL UPERHEATER & REHATER - SAKAI INTERNAL REHEATER – RÜDERSDOF TG DE PEQUENO PORTE  CONSUMO PRÓPRIO DA PLANTA A ESCOLHA DA TG E DA TEMP DO VAPOR IRÃO DEPENDER DO CUSTO DO GAS NATURAL  SOFTWARE DEDICADO DEVE INCLUIR PARÂMETROS FINANCEIROS PARA A OTIMIZAÇÃO DA TIR

50 SAKAI  SOMENTE SUPERAQUECEDOR EXTERNO – PRÉ-AQUECIMENTO DA ÁGUA DE ALIMENTAÇÃO APÓS SA EXTERNO.

51 SOFTWARE DEDICADO PARA USINAS COM CICLO COMBINADO OTIMIZADO -CCO

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54 DISCUSSÕES TÉCNICAS SOBRE CICLO COMBINADO OTIMIZADO
LEUVEN - BELGICA

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56 MAS O QUE É O COMBUSTÍVEL LIXO? FRAÇÃO SÊCA + H2O + INERTES
C6HmOn

57 LIXO ITALIANO PCI Fração Sêca Itália  C6H9,1O3,21 (PCI SKREIBERG = 9.82 MJ/Kg) (PCI DULONG = 9.24 MJ/Kg) Fração Sêca New York (Themelis)  C6H9,3O3,5

58 PCS 1 lb de CH4 + 2 O2  CO H2O BTU 0,75 lb C + 0,25 lb H2 0.75 lb de C + 2 O2  CO BTU 0.25 lb de H2 + (1/2) O2  H2O BTU SOMA BTU DIFERENÇA = BTU CALOR DE FORMAÇÃO (depende das ligações químicas entre os átomos)

59 ESTUDO COMPARANDO MASS BURNING COM MBT (CDR PARA INCINERAÇÃO E ORGÂNICOS PARA DIGESTÃO ANAERÓBIA) C6H9,1O3,21 (fração sêca Rio ~ Itália) RIO DE JANEIRO

60 PCS FRAÇÃO SÊCA PCI FRAÇÃO SÊCA PCI FRAÇÃO ÚMIDA

61 PCI SKREIBERG 8,296 MJ/Kg 1.981 Kcal/Kg DULONG 7,795 MJ/Kg
ITÁLIA PCI SKREIBERG 8,296 MJ/Kg 1.981 Kcal/Kg DULONG ,795 MJ/Kg 1.861 Kcal/Kg

62 SEPARANDO ORGÂNICOS DO LIXO MISTURADO (NA ORIGEM OU MBT)
C6H10,24O4,7 PCI SKREIBERG 1,719 MJ/Kg 410,6 Kcal/Kg DULONG ,386 MJ/Kg 331,1 Kcal/Kg

63 PCI SKREIBERG 15,90 MJ/Kg 3.798 Kcal/Kg DULONG ,21 MJ/Kg 3.632 Kcal/Kg

64 COMPARAÇÃO MASS BURNING X MBT  1.000 TON/DIA
( plasticos = 20,31% com 55,5% de C fossil  112,72 fossil / 241 total = 46,8%) MASS BURNING (PCI = 8,29 KJ/Kg) ENERGIA TÉRMICA = 96,02 MWt Ef. = 22% Energia Elétrica = 21,12 MWe Ef. = 30% Energia Elétrica = 28,81 MWe INCINERAÇÃO CDR (464T/D) + DIG ANAE ORGÂNICOS (536 T/D) ( plasticos  112,72 fossil / 190 total = 59,3%) RESOL. ANEEL 271 < 50% ! 2.1 CDR (PCI = 15,90 KJ/Kg) ENERGIA TÉRMICA = 85,34 MWt Ef. = 22% Energia Elétrica = 18,78 MWe Ef. = 30% Energia Elétrica = 25,60 MWe 2.2 DIGESTÃO ANAERÓBIA DOS ORGÂNICOS A CONCENTRAÇÃO DOS PLÁSTICOS NO MBT INVIABILIZA O ÚNICO INCENTIVO DISPONÍVEL PARA A ENERGIA GERADA NA QUEIMA DO LIXO, ALEM DE SER MUITO MAIS CARO E DESNECESSÁRIO DO PONTO DE VISTA DA MANUTENÇÃO DA COMBUSTÃO AUTO-SUSTENTADA 24,3 MWe 31,12 MWe Energia Elétrica = 5,52 MWe (VER ADIANTE)

65 1000 t/d 464 t/d 536 t/d

66 1 LIBRA ~ R$ 2,60 R$ 148 – R$ MÉDIA = R$ 218

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68 Brasil  90 MWt (PCI CHINA ~ 3,2 MJ/Kg)

69 CONSIDERAÇÕES ECONÔMICAS

70 EXISTE UM EQUIVOCO ORIGINAL QUE DEVE SER SANADO
O LIXO DO BRASIL, POR SER MAIS ÚMIDO, PRECISA MUITO MENOS AR PARA QUEIMAR E A VAZÃO DE GASES É 30% MENOR DO QUE NOS EUA e EUROPA POR TONELADA. O CUSTO DA PLANTA É DIRETAMENTE PROPORCIONAL A VAZÃO DE GASES. A AGUA NÃO TEM IMPACTO NOS CUSTOS DE CAPITAL NEM DE MANUTENÇÃO. (O texto abaixo é do doc. WASTE INCINERATION da EC – A BÍBLIA DA INCINERAÇÃO NA EUROPA) 1 TON DE LIXO BRASILEIRO (PCI ~ 7500 KJ/KG) EQUIVALE A APROX. 0,70 TON DE LIXO EUROPEU/EUA (PCI 10 – 11 KJ/KG). PORTANTO O CUSTO DE CAPITAL QUANDO REFERIDO AO NUMERO DE TONELADAS DEVE APLICAR UM REDUTOR DE 30% EM RELAÇÃO AOS EUA. ISTO É FUNDAMENTAL COMO DESCRITO ACIMA

71 1 Kg Lixo EUA  4,15 Kg de ar 1 Kg Lixo Brasil  3,22 Kg de ar
USINAS DE INCINERAÇÃO SÃO CARAS MAS PODEM SE VIABILIZAR NO BRASIL EQUÍVOCO ORIGINAL  TUDO SE BASEIA NA TONELADA DE LIXO (CUSTO/TON; MWhe / TON; MWht/ TON; etc….) O QUE É O LIXO QUE VAI PARA A CALDEIRA? FRAÇÃO SECA (C6H10O4) ÁGUA (H2O) CINZAS (INERTES) PCI (KJ/Kg) EUA % % % EUROPA % % % BRASIL % % % ENERGIA  1 Kg ,424 Kg 1,808 Kg 0,616 Kg 1 Kg de ar = 0,23 Kg de O2 + 0,77 Kg de N2  1,424 Kg de O2 = 6,191 Kg de ar SEM EXCESSO DE AR (ESTEQUIOMÉTRICA ou LAMBDA = 1) 1 Kg Lixo EUA  4,15 Kg de ar Kg Lixo Brasil  3,22 Kg de ar (22% a menos que EUA)

72 LIXO COM ELEVADA UMIDADE CUSTA MENOS PARA QUEIMAR POR TONELADA (CUSTO PROPORCIONAL A VAZÃO DE GASES)
UMA TON DE LIXO BRASILEIRO  22% MENOS COMBUSTÍVEL SÊCO (C6H10O4) QUE EUA (MENOS AR PARA QUEIMAR) 83% MAIS ÁGUA QUE EUA (MENOS AR PARA RESFRIAR) WTE NO BRASIL / CHINA DEVE CUSTAR MENOS 20-30% POR TON DO QUE NOS EUA E NA EUROPA

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74 PROJETO CCO TON/D CUSTO ESPECIFICO CAPITAL = US$ 134,500/tpd CUSTO ESPECIFICO O&M = US$ 21/TON

75 COVANTA RELEASED THIS DOCUMENT DURING MY VISIT IN WITH CEMIG EXECUTIVES (IN PORTUGUESE) TO SEAMASS AND HEMPSTEAD

76 EFICIÊNCIA ( MWhe/MWht)
CAPITAL  EUA ~ US$ / (TON/dia)  BRASIL ~ US$ / (TON/dia) USINA DE 792 TPD  R$ TAXA DE LIXO = R$ 30/ton ~ R$ 70/ton MWhe = R$ 150 O&M = R$ 40/ton ~ R$ 50/ton VIABILIDADE VAI DEPENDER DA TIR, IMPOSTOS (PIS/COFINS; IR; CSLL; ETC…) E DA: EFICIÊNCIA ( MWhe/MWht)

77 A

78 Para que as usinas WTE sejam viabilizadas no Brasil:
Conclusões (Parte 2) Para que as usinas WTE sejam viabilizadas no Brasil: Reconhecer que as taxas de disposição final (TDF) pagas pelas prefeituras não irão aumentar a níveis europeus. Mesmo que isto ocorra em alguns casos, como em algumas cidades de São Paulo, o risco de inadimplência por fatores políticos traz incertezas aos investidores privados. O aumento da eficiência associado ao elevado custo da energia elétrica é a melhor maneira de viabilizar as usinas WTE no Brasil a curto prazo. Os estudos de viabilidade devem levar em conta a energia térmica contida (MWt) nos RSU e não a massa por unidade de tempo (ton/h) para a determinação do valor do investimento.

79 Conclusões O pré-processamento dos RSU para separar os orgânicos, para DA, recicláveis e produção de CDR para incineração (MBT) é a pior solução sobre todos os aspectos: energético, ambiental e econômico (refs. 3,10). Usinas WTE convencionais (40 bar/ 400 °C) só seriam viáveis com valores muito elevados do MWh e/ou da TDF. Gaseificação e Pirólise não apresentam confiabilidade para RSU e tem sido abandonadas na Europa sendo adotadas apenas no Japão com custos elevados. Ciclos combinados GN/RSU tipo Zabalgarbi consomem muito GN e as usinas não deveriam ser despachadas 100% do tempo pois o ONS prioriza energia incentivada apenas de fontes renováveis. Tambem a resolução 271 da ANEEL, isenção de 100% da TUSD e da TUST, só se aplica se pelo menos 50% da energia for renovável (isto é atendido pelo CCO mesmo usando-se GN).

80 Conclusões O Ciclo combinado Otimizado (CCO) alem de viabilizar WTE nas condições atuais do Brasil é a melhor aplicação para geração de energia com biogás de aterros, sendo viável mesmo sem os créditos de carbono. Qualquer que seja a solução de incineração adotada o CCO sempre irá melhorar a viabilidade uma vez que a elevação da eficiência é obtida sem os aumentos de custos geralmente associados. O CCO flexibiliza o projeto quanto ao tamanho da usina podendo atender aos limites de 30 MWe (resol. 271 ANEEL) e R$ 48 milhões do lucro presumido para usinas de 400 a ton/dia com alta eficiência. O teor de cinzas por tonelada de lixo processado é proporcional a fração sêca do lixo e portando menor para o Brasil do que para a Europa e outros. Isto reduz consideravelmente o custo de O&M que tem sua maior parcela no custo do tratamento das cinzas. Caso usemos o biogás de aterro com o CCO, isto é, a usina seja próxima ao aterro, pode-se usar as cinzas como cobertura.