GERAÇÃO DE ENERGIA TÉRMICA UTILIZANDO A BIOMASSA
PROVENIENTE DOS RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS
M.Sc. Marcelo Langer
Maio, 2012
II CONGRESSO SULAMERICANO DE ENERGIAS RENOVÁVEIS E MEIO AMBIENTE:alternativas de
sustentabilidade
Apresentações
•Palestrante
•Público
Perfil do lixo produzido nas grandes cidades brasileiras:
1. 39%: papel e papelão
2. 16%: metais ferrosos
3. 15%: vidros
4. 8%: rejeitos
5. 7%: plástico filme
6. 2%: embalagens longa vida7. 1%: alumínio
Problema Ambiental e Social?
JÁ ULTRAPASSAMOS A QUESTÃO SOCIAL E AMBIENTAL!
ESSA É UMA QUESTÃO ECONÔMICA?!
POR QUE?
O lixo é uma fonte de riquezas. As indústrias de reciclagem produzem papéis, folhas de alumínio, lâminas de borracha, fibras e energia elétrica, gerada com a combustão.
No Brasil, a cada ano são desperdiçados R$ 4,6 bilhões porque não se recicla tudo o que poderia.
O Brasil é considerado um grande "reciclador" de alumínio, mas ainda reaproveita pouco os vidros, o plástico, as latas de ferro e os pneus que consome.
A cidade de São Paulo produz mais de 12.000 toneladas de lixo por dia, com este lixo, em uma semana dá para encher um estádio para 80.000 pessoas.
Somente 37% do papel de escritório é realmente reciclado, o resto é queimado. Por outro lado, cerca de 60% do papel ondulado é reciclado no Brasil.
Um litro de óleo combustível usado pode contaminar 1.000.000 de litros de água.
Menos de 50% da produção nacional de papel ondulado ou papelão é reciclado atualmente, o que corresponde a cerca de 720 mil toneladas de papel ondulado. O restante é jogado fora ou inutilizado.
Pesquisas indicam que cada ser humano produz, em média, um pouco mais de 1 quilo de lixo por dia. Atualmente, a produção anual de lixo em todo o planeta é de aproximadamente 400 milhões de toneladas.
Estamos falando de resíduos sólidos, não podemos nos esquecer dos resíduos gasosos
Classes de Resíduos
De acordo com a Origem:
Resíduos hospitalar ou de Serviços de Saúde (remédios) Domiciliar (perigosos/contaminantes) Agrícola (embalagens defensivos agrícolas) Comercial (papel, papelão e isopor) – logística reversa Industrial (escórias e rejeitos perigosos) – logistica reversa Entulho (construção civil e reformas – 100% reaproveitáveis) Público ou de varrição (variado e diversificado – compostagem) Sólidos Urbanos (é o nome usado para denominar o conjunto
de todos os tipos de resíduos gerados nas cidades e coletados pelo serviço municipal (domiciliar, de varrição, comercial e, em alguns casos, entulhos).
Portos, Aeroportos, Terminais Rodoviários e Ferroviários (resíduos sépticos)
Mineração (solos removidos, metais pesados)
Classes de ResíduosDe acordo com o Tipo: Reciclável Não Reciclável (resíduos recicláveis contaminados)
De acordo com a Composição Química: Orgânicos
Poluentes Orgânicos Persistentes (pesticidas – Convenção de Estocolmo)
Poluentes Orgânicos Não Persistentes (pesticidas biodegradáveis, detergentes – organosfosforados e carbamatos)
Inorgânicos (vidros, plásticos, borrachas, etc.)
Classes de ResíduosDe acordo com a Periculosidade• Perigosos (Classe I) – inflamabilidade,
corrosividade, reatividade, toxicidade e/ou patogenicidade
• Não Perigosos (Classe II) – não apresentam riscos à sociedade e/ou ao meio ambiente– Classe II A (Não Inertes) – biodegradáveis,
combustibilidade e solubilidade em água– Classe II B (Inertes) –Não solubilizam, porém
alteram a cor, turbidez, dureza e sabor
Caracterização
Determinar as características
•Físicas – (granulometria, peso, volume, resistência mecânica, etc.)
•Químicas – (reatividade, composição, solubilidade, etc.)
NormasAlgumas normas utilizadas nesse procedimento
são:
• ABNT NBR10004/2007 – Resíduos Sólidos – ClassificaçãoABNT NBR10005:2004 – Procedimento para obtenção de extrato lixiviado de resíduos sólidosABNT NBR10006:2004 – Procedimento para obtenção de extrato solubilizado de resíduos sólidosABNT NBR10007:2004 – Amostragem de resíduos sólidosABNT NBR12808:1993 – Resíduos de Serviços de Saúde – ClassificaçãoABNT NBR14598:2000 – Produtos de petróleo – Determinação do ponto de fulgor pelo aparelho de vaso fechado Pensky-MartensUSEPA – SW846 – Test methods for evaluating solid waste – Physical/chemical methods
NOSSAS AÇÕES•Dinâmica com o público ouvinte
Tempo para checarmos as nossas bolsas
O que temos dentro de nossas bolsas? {1} e [2]
Podemos usá-los, evitá-los ou eliminá-los?
Nossa ContribuiçãoEXPECTATIVA DE VIDA: 78 ANOS• 50 toneladas de alimentos consumidos,
gerando 8,5 t de resíduos derivados de nossa alimentação
• 3.900 fraldas enquanto bebes, ou seja, emitimos CO2 desde nosso inicio de vida
• 4.278 rolos de papel higiênico e 2.865 kg de fezes
• 1,0 a 1,5 litros de gases por dia• 155 litros de esgoto/dia• 10.000 barras de chocolate na vida
Nossa Contribuição• 7.700 banhos, consumo de 1 bilhão
de ÁGUA• 10.000 copos de cerveja e 1.800
garrafas de vinho• 40 toneladas de lixo enviados para
lixões em toda a nossa vida• 317km de caminhada todos os
anos / 25.000 km na vida• Conduzimos nossos carros725mil
km
Nossa Contribuição• 8 anos gastos na frente da TV• 533 livros durante a vida • 3% mal lêem, e 40% escolhem não ler• 2.455 jornais - 1,5 toneladas • 24 árvores consumidas para nosso
consumo• 70.230 xícaras de chá na vida• 314 visitas a médicos, resultando em
receitas e remédios, com 60 anos, teremos ingerido 30.000 comprimidos
• 61 litros de lágrimas
Destinações dos resíduos sólidos Urbanos
RSU
• LIXÕES
• ATERROS CONTROLADOS
• ATERROS SANITÁRIOS
• UNISAS DE PRODUÇÃO DE TERMOENERGIA
•47% aterros sanitários•22% aterros controlados•30,5% lixões•0,4% compostagem•0,1% triagem
Estes números referem-se aos volumes em porcentagem dos resíduos coletados
Proporção de municípios, por condição de esgotamento sanitário, segundo as Grandes Regiões - 2000
Grandes Regiões
Proporção de municípios, por condição de esgotamento sanitário (%)
Sem coleta Só coletam Coletam e tratam
Brasil 47,8 32,0 20,2
Norte 92,9 3,5 3,6
Nordeste 57,1 29,6 13,3
Sudeste 7,1 59,8 33,1
Sul 61,1 17,2 21,7
Centro-Oeste 82,1 5,6 12,3
Dispositivo tipo câmara, enterrado, destinado a receber o esgoto para separação e sedimentação do material orgânico e mineral, transformando-o em material inerte; Poço seco escavado em terra, destinado a receber e acumular todo o esgoto;
Valas ou valetas por onde escorre o esgoto a céu aberto em direção a cursos d'água ou ao sistema de drenagem, atravessando os terrenos das casas ou as vias públicas; lançamento do esgoto sem tratamento, diretamente em rios, lagos, mar, etc.
LIXÃO
LIXÃOQUESTÃO SOCIAL OU AMBIENTAL ?
ATERRO CONTROLADO
ATERRO CONTROLADO
Aterro Sanitário
ATERRO SANITÁRIO
59% dos municípios dispõem seus resíduos sólidos em lixões
13% em aterros sanitários17% em aterros controlados0,6% em áreas alagadas0,3% têm aterros especiais2,8% têm programas de reciclagem0,4% provêm compostagem0,2% incineração
A maioria dos municipios ainda tem lixões
2 DOS MAIORES PROBLEMAS MUNDIAIS E
BRASILEIROS
ESCASSEZ DE ENERGIA ELÉTRICA
ESPAÇO PARA DISPOSIÇÃO FINAL DE RESÍDUOS
RECONHECENDO NOSSA CARÊNCIA
FELIZMENTE JÁ EXISTE A SOLUÇÃO PARA ESTES DOIS PROBLEMAS, EM UMA ÚNICA SOLUÇÃO:
a produção de energia elétrica a partir de
resíduosIncineração ou Biodegradação
?
De acordo com asnovas estimativas, que contemplam o
período até 2021, o crescimento médio anual da demanda total de
eletricidade (que inclui consumidores cativos, consumidores livres e
autoprodutores) será de 4,5% ao ano no período, passando de 472 mil
gigawatts-hora (GWh) em 2011 para 736 mil GWh em 2021.
DEMANDA ENERGÉTICA BRASILEIRA
Brasil. Projeções da demanda total de energia elétrica e do PIB
Ano Consumo (mil GWh) PIB (109R$ 2010) Intensidade (kWh/R$ 2010)
2011 472 3.804 0,124
2016 593 4.717 0,126
2021 736 6.021 0,122Período Consumo (% ao
ano)PIB (% ao ano) Elasticidade
2011 - 2016
4,7 4,4 1,06
2016 - 2021
4,4 5,0 0,88
2011 - 2021
4,5 4,7 0,96
E ESSE NÚMERO CRESCERÁ MUITO COM A NOVA DETERMINAÇÃO POLÍTICA DE CRESCIMENTO ECONÔMICO NACIONAL , POIS NOSSO CRESCIMENTO É UM DOS MENORES DA AMÉRICA DO SUL
O lixo é economicame
nte viável?
BIOGÁS
BIOTERMOENERGIA
TERMOENERGIA
De fato, cada 200 t/dia da fração orgânica dos resíduos sólidos
domiciliares permitem a implantação de uma Usina Termelétrica com a
potência de 3 MW, capaz de atender uma população de 30 mil habitantes.
Isso quer dizer que, se a fração orgânica (60%) de todo o lixo
domiciliar brasileiro, que é da ordem de 120.000 t/dia, fosse utilizada para produzir energia elétrica, poderíamos implantar Usinas Termelétricas com
potência significativa, cujo valor seria apreciável.
• As 120.000 t / dia de lixo produzidas no Brasil, sendo cerca de 72.000 t / dia (60%) de lixo orgânico, permitiriam a implantação de um parque gerador com a potência instalada de 1.080 MW, capaz de permitir aos municípios uma economia da ordem de R$ 1 bilhão por ano e de mais cerca de R$ 500 milhões de custos evitados de disposição final em Aterros Sanitários.
• A economia seria, portanto, de R$ 1, 5 bilhão / ano para o país como um todo.
ECONOMIA RESULTANTE DA RECICLAGEM DO LIXO
ECONOMIA
G = V -V -C +W +M +H +A
Ganho =Venda de recicláveis
Venda de recicláveis
Custo da Reciclagem
Economiade
Energia
Economia deMatéria Prima
Economia de Recursos
Hídricos
Economia de Custos
Ambientais
POSSÍVEL 5.835,9 = 1.273,3 -1.273,3 -382,0 1.338,9 4.170,7 704,0 4,5
OBTIDA 1.191,6 = 363,3 -363,3 -109,0 340,3 735,6 223,9 0,8
PERDIDA 4.644,5 = 744,4 -744,4 -273,0 998,6 3.435,1 480,1 3,7
Fonte: Sabetai Calderoni, "Os Bilhões Perdidos no Lixo", Ed. Humanitas, 1997, Capítulo 15, Quadro 15.18, Quadro 15.19 e Quadro
15.20, pp. 284 a 286.
Ressalvas ainda em questão
Emissão de dioxinas e furanos, gases
potencialmente perigosos para a saúde humana, e
que, suspeita-se, poderiam induzir até o câncer.
USINA TERMOELÉTRICA DE
RECICLAGEM TERMO SELETIVA -
UTRT
USINA VERDE
USINA VERDE
VISTA GERAL
ESTEIRA DE RECICLÁVEIS
FORNO DE INCINERAÇÃO
CALDEIRA DE RECUPERAÇÃO E TURBO DE GERAÇÃO
EXEMPLOS DE USINAS
BR: UNAÍ
CAPACIDADE DE COGERAÇÃO
ENERGIA TÉRMICA
•É derivada da movimentação das partículas atômicas, associada a temperatura de um corpo (devido a sua movimentação, vibração ou rotação), que corresponde a energia cinética e que se transfere de um corpo para outro, denominado de calor
Na esteira das alterações normativas, finalmente, a partir de julho de 2000, já é permitido a qualquer empresa produzir energia e vendê-la, a qualquer consumidor, desde que seja de ao menos 3 MW a potência instalada correspondente à energia comercializada.
O Processo TERMOSELETIVO transforma resíduos de todo os tipos em:
• Gás de síntese para uma grande variedade de usos
• Matérias primas minerais e metálicas • As emissões do Processo TERMOSELETIVO
são drasticamente abaixo dos limites legais
• O Processo TERMOSELETIVO destrói completamente as dioxinas e furanos.
• O Processo TERMOSELETIVO é um sistema compacto, modular e econômico.
INTRODUÇÃO
• Soluciona as demandas para eliminar os Resíduos SA totalidade dos produtos retorna ao ciclo de matérias primas
• Não produz resíduos tóxicos e os classificados como resíduos contaminantes
• Diminuiu o impacto sobre os recursos naturais do paísólidos Urbanos, Industriais e Hospitalares, respeitando o meio ambiente
Características PONTUAIS
LocalidadeEnergia
Conservada (MWh
UTE (fator de
capacidade 80%)
UHE (fator de
capacidade 50%)
Porto Alegre 83.321 12 MW 19 MW
Curitiba 40.936 5.8 MW 9 MW
Quadro comparativo – quantidade de energia
conservada
INCENTIVOS POLÍTICO FINANCEIROS
QUAL O CAMINHO DEVEMOS TRILHAR?
SÓ HÁ UM ÚNICO CAMINHO
PARCERIAS TECNOLÓGICAS
PARA INOVAÇÃO, COM ATUAÇÃO
POLÍTICA E SOCIAL