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FUNDAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE RONDÔNIA
CAMPUS PROFESSOR FRANCISCO GONÇALVES QUILES
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
Caique Santana Pereira
ANÁLISE DE VIABILIDADE ECONÔMICA NA UTILIZAÇÃO DO BIOGÁS PARA
GERAÇÃO DE ENERGIA E OBTENÇÃO DE CRÉDITOS DE CARBONO EM UM
ATERRO SANITÁRIO DO ESTADO DE RONDÔNIA
CACOAL - RO
2018
Caique Santana Pereira
ANÁLISE DE VIABILIDADE ECONÔMICA NA UTILIZAÇÃO DO BIOGÁS PARA
GERAÇÃO DE ENERGIA E OBTENÇÃO DE CRÉDITOS DE CARBONO EM UM
ATERRO SANITÁRIO DO ESTADO DE RONDÔNIA
Monografia apresentada ao Departamento de Engenharia de Produção da Fundação Universidade Federal de Rondônia, Campus Professor Francisco Gonçalves Quiles - Cacoal, como requisito para obtenção de título de bacharel em Engenharia de Produção.
Orientador: Prof. M.e André Grecco Carvalho.
Co-orientadora: Prof.ª M.a Graziela Luiz Franco Martinez
Área de concentração: Engenharia econômica e engenharia da sustentabilidade.
CACOAL - RO
2018
Dedico este trabalho aos melhores pais,
Euda e Adalto, meus eternos professores,
que nunca mediram esforços para que este
sonho fosse possível.
AGRADECIMENTOS
Agradeço, primeiramente à toda minha família e, como diz meu estimado primo Gabriel “eu amo todos vocês”. Não poderia deixar de expressar, aqui, meu enorme agradecimento aos melhores pais do mundo, dona Euda Maria e o senhor Adalto Alexandre, pelo apoio, compreensão, conselhos e todo o carinho do mundo ao longodesta caminhada chamada vida. Sou grato aos meus queridos irmãos, Debora, em especial ao Euller, por toda união, apoio, paciência, confiança e ajuda nas árduas coletas de dados, neste trabalho.
À dona Maria Paula, em que ao mesmo tempo é namorada, melhor amiga, companheira de estudos, balada, cinema, séries, jogos, também foi corretora de gramática e semântica, os meus mais sinceros agradecimentos por todo o seu amor,carinho, paciência, apoio e compreensão, sem você, certamente a caminhada, até aqui, seria muito mais exaustiva e dolorosa.
Expresso minha gratidão à Universidade Federal de Rondônia, campus de Cacoal, em especial aos professores do Departamento de Engenharia de Produção, que contribuíram, não só em minha formação acadêmica, mas na minha vida pessoal e profissional. Ressalto aqui, também, minha imensa gratidão aos meus orientadores M.e Andre Grecco e M.a Graziela Luiz Franco Martinez, que se dispuseram em guiareste teimoso e atrapalhado acadêmico ao longo deste projeto.
Reitero meu agradecimento aos meus professores da escola que, diga-se de passagem, sempre foram os melhores, em especial ao professor Antônio Aparecido da Silva (Toninho), que no início da minha jornada como aluno, foi o responsável pordespertar o imenso amor pela matemática, ao ganhar o seu, tão disputado e inestimável “PARABÉNS 10”.
À empresa MFM Soluções Ambientais, deixo aqui o meu sincero obrigado, se não fosse pela ajuda e apoio financeiro, este trabalho, certamente, não seria concluído. Em especial aos senhores Allan Muller, Valdiney Silva e Sidcley Sotele que, ao longodesta pesquisa, não mediram esforços para que o meu trabalho fosse desenvolvido da melhor maneira possível.
Gratidão aos companheiros e amigos da faculdade, em especial à “Congregação do Cálculo”, professor Esp. Edimar Pereira da Silva (mestre supremo da zoeira), Ezequiel e Ismael Hottes, Wesley Gonçalves e Sidney Junior. Agradeço a companhia, pelos favores prestados, pela troca de conhecimento e parceria nas tão sofridas coletas de dados no aterro.
Por fim, agradeço ao Cláudio Junior pela grande ajuda nas coletas de dados no aterro sanitário e a Doutoranda Marta Vieira, pelas aulas de português e revisões ortográficas realizadas neste trabalho. E a todos que, direta ou indiretamente, ajudaram na conclusão deste projeto.
“A estratégia de ontem foi o que nos
possibilitou sobreviver até agora, mas uma
nova estratégia deve ser criada se
quisermos garantir a sobrevivência no
futuro.”
Paul Levesque, 2012
RESUMO
O aumento significativo na produção de Resíduos Sólidos Urbanos - RSU, é consequência de uma sociedade que, embora ao longo dos anos vem se modernizando e se desenvolvendo, também consome cada vez mais produtos e bens, mesmo que a vida útil do anterior não tenha se exaurido. Como consequência disto, atrelado à falta de uma política pública eficiente de gestão de resíduos, ocorre um aumento descontrolado na produção de RSU, que além de trazer muitos problemas ambientais, afeta a saúde pública por meio da contaminação das fontes de abastecimento de água, trazendo diversos e graves problemas sociais, principalmente em grandes centros comerciais. Como forma de mitigar e combater esses problemas sociais, o governo criou o Plano Nacional de Resíduos Sólidos - PNRS, que tem como objetivo principal estabelecer um plano em nível nacional de gerenciamento dos resíduos sólidos, que por meio da Lei nº 12.305 de 2010, institui que todos os RSU devem ser enviados para aterros sanitários. Os aterros sanitários,considerados como umas das melhores maneiras de destinação final dos resíduos, também podem ser tornar atrativos no âmbito econômico e ambiental, já que devido a ação de microrganismos decompositores, o aterro acaba produzindo biogás, sendo este, passível de aproveitamento energético, gerando créditos de carbono devido a não emissão de metano – CH4 na atmosfera. Além disso, possui um potencial poluidor 21 vezes maior que o carbono – CO2. Portanto, esse estudo tem como objetivo avaliar a viabilidade econômica da utilização do biogás para geração de energia e obtenção de créditos de carbono em um aterro sanitário, localizado no estado de Rondônia. Para tal, foi realizado um estudo gravimétrico para determinar acaracterística dos RSU, demonstrando que 30% dos resíduos são constituídos de papel, papelão e tecidos e 29% de restos de alimentos, seguido de uma análise experimental do biogás com a finalidade de determinar o percentual de CH4 presenteno biogás do aterro sanitário, que de acordo com a pesquisa apresenta-se com 72% de CH4. Só assim, foi possível determinar, por meio da metodologia criada pelo Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas - IPCC, a vazão teórica de CH4 como 9,5 milhões de m³/ano, considerando 75% de eficiência de coleta. Essa vazão pode produzir cerca de 1,6 MWh de energia elétrica. No entanto, essa produção de energia requer um investimento estimado de R$ 5,37 milhões o que ao final de um período creditício de 20 anos, renderia, de acordo com a análise econômica realizada, um Valor Presente Líquido – VPL de R$ 206,5 mil com uma Taxa Interna de Retorno – TIR de 6,2%, para um Payback descontado de 19 anos e 10 meses. O projeto poderia tomar-se mais atraente financeiramente caso houvessea venda das 29.518 toneladas de CO2 não emitidas por ano. As receitas oriundas dos créditos de CO2 alavancariam o VPL do projeto para aproximadamente R$ 10,5 milhões, com uma TIR de 23,86%, com um tempo de recuperação de capital bem menor: de 4 anos e 5 meses.
Palavras-chave: aterro sanitário; biogás; emissão de CH4; energia; créditos de carbono.
ABSTRACT
The significant increase in the production of Urban Solid Waste - MSW is a
consequence of a society that, although it has been modernizing and developing
over the years, also consumes more and more products and goods, even if the
exhausted. As a consequence of this, coupled with the lack of an efficient public
policy on waste management, there is an uncontrolled increase in the production of
MSW, which, in addition to causing many environmental problems, affects public
health through the contamination of water supply sources. several serious social
problems, especially in large shopping centers. As a way to mitigate and combat
these social problems, the government created the Plano Nacional de Resíduos
Sólidos (PNRS - National Solid Waste Plan), whose main objective is to establish a
national plan for solid waste management, which, through Law 12305 of 2010,
establishes that all MSW should be sent to landfills. Sanitary landfills, considered as
one of the best ways to dispose of waste, can also be attractive in the economic and
environmental scope, because of the action of decomposing microorganisms, the
landfill ends up producing biogas, which can be used for energy, generating carbon
credits due to non-emission of methane - CH4 in the atmosphere. In addition, it has a
potential polluter 21 times greater than carbon - CO2. Therefore, this study aims to
evaluate the economic viability of the use of biogas to generate energy and obtain
carbon credits in a landfill, located in the state of Rondônia. To do this, a gravimetric
study was carried out to determine the characteristics of the MSW, demonstrating
that 30% of the residues are composed of paper, paperboard and fabrics and 29% of
food residues, followed by an experimental biogas analysis in order to determine the
percentage of CH4 present in the landfill biogas, which according to the research
presents 72% CH4. Only then, it was possible to determine, using the methodology
created by the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), the theoretical
CH4 flow rate as 9.5 million m³ / year, considering 75% collection efficiency. This flow
can produce about 1.6 MWh of electricity. However, this energy production requires
an estimated investment of R$ 5.37 million which at the end of a 20-year credit
period would yield, according to the economic analysis, a Net Present Value - NPV of
R$ 206, 5 thousand with an Internal Rate of Return (IRR) of 6.2%, for a Discounted
Payback of 19 years and 10 months. The project could be made more financially
attractive if there were 29,518 tonnes of CO2 emitted per year. Revenues from CO2
credits would leverage the project's NPV to approximately R$ 10.5 million, with a
23.86% IRR, with a much shorter recovery time of 4 years and 5 months.
Keywords: sanitary landfill; biogas; CH4; energy; carbon credits.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Composição gravimétrica do RSU do Brasil ............................................ 33
Figura 2 - Disposição final de RSU no Brasil por tipo de destinação (t/dia) ............. 34
Figura 3 - Disputa entre catador, moscas e urubus em lixão ................................... 36
Figura 4 - Funcionamento de um aterro controlado ................................................. 37
Figura 5 - Funcionamento de um aterro sanitário .................................................... 38
Figura 6 - Esquema de tratamento de chorume em um aterro ................................ 41
Figura 7 - Estrutura construtiva do dreno vertical .....................................................47
Figura 8 - Construção do dreno vertical ................................................................... 48
Figura 9 - Oferta interna de energia elétrica por fonte ............................................. 49
Figura 10 - Utilização de biomassa para a produção de energia elétrica ................ 50
Figura 11 - Sistema de captação e queima do biogás ............................................. 55
Figura 12 - Desenho esquemático do funcionamento do motor de Ciclo Otto ......... 58
Figura 13 - Percentual de projetos de MDL registrados na ONU ............................. 66
Figura 14 - Projetos de MDL brasileiros registrado por categoria ............................ 67
Figura 15 - Fluxograma das etapas da pesquisa ..................................................... 71
Figura 16 - Caixa de água utilizada para medir o volume de RSU analisado .......... 73
Figura 17 - Processo de homogeneização dos RSU ............................................... 73
Figura 18 - Processo de quarteamento da amostra ................................................. 74
Figura 19 - Método de separação de RSU, de acordo com suas categorias ........... 75
Figura 20 - Processo de separação dos RSU por categoria .................................... 75
Figura 21 - Processo de pesagem dos RSU ............................................................ 76
Figura 22 - Componentes do kit de análise de composição do biogás .................... 77
Figura 23 - Desenho esquemático da localização dos flares analisados ................. 78
Figura 24 - Procedimento de coleta do biogás nos flares ........................................ 79
Figura 25 - Processo inicial de análise do biogás coletado ...................................... 80
Figura 26 - Processo final de análise do biogás coletado ........................................ 81
Figura 27 - Metodologia de leitura da porcentagem de CH4 presente no biogás ..... 82
Figura 28 - Imagem aérea da área operacional do aterro sanitário de Cacoal ............... 89
Figura 29 - processo de tratamento de chorume no aterro sanitário ....................... 90
Figura 30 - Queima do biogás nos flares do aterro sanitário ................................... 91
Figura 31 - Percentual de participação por categoria de RSU ................................. 94
Figura 32 - Composição gravimétrica dos RSU coletados no aterro de Cacoal X estimativa do Brasil .................................................................................................. 95
Figura 33 - Comparativo entre a geração per capita de RSU ................................ 102
Figura 34 - População X taxa de crescimento do estado de Rondônia ................. 104
Figura 35 - Volume de produção de CH4 durante a vida útil do aterro (em centenas de m³ de CH4) ......................................................................................................... 106
Figura 36 - Volume de produção de CH4 durante a vida útil e após o fechamento do aterro (em centenas de m³ de CH4) ....................................................................... 107
Figura 37 - Comparativo entre a demanda necessária para alimentação do grupo gerador e a capacidade de captação de CH4 ......................................................... 111
Figura 38 - Variação anual do valor de 1 ton de credito de CO2 ........................... 115
Figura 39 - Demonstrativo do tempo de reocupação do capital para geração de energia elétrica ....................................................................................................... 121
Figura 40 - Demonstrativo do tempo de reocupação do capital para geração de energia elétrica e obtenção de créditos de CO2 ..................................................... 125
Figura 41 - Analise de sensibilidade do projeto de geração de energia elétrica no aterro sanitário de Cacoal-RO ................................................................................ 127
Figura 42 - Analise de sensibilidade do projeto de venda de energia elétrica e créditos de CO2 no aterro sanitário de Cacoal-RO ................................................ 130
LISTA DE QUADROS
Quadro 1 - Classificação dos resíduos, quanto à origem.........................................30
Quadro 2 - Classificação dos resíduos, quanto à periculosidade.............................31
Quadro 3 - Descrição das coletas........................................................................... 92
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Quantidade de RSU coletado por regiões do Brasil ................................ 32
Tabela 2 - Composição básica do biogás de aterros sanitários ............................... 44
Tabela 3 - Poder calorífico dos produtos de resíduos urbanos e industriais ............ 52
Tabela 4 - Usinas com aproveitamento energético do biogás de aterro no Brasil e suas respectivas características ............................................................................... 52
Tabela 5 - Composição do COD .............................................................................. 84
Tabela 6 - Lista municípios que depositam seus RSU no aterro sanitário de Cacoal ................................................................................................................................... 92
Tabela 7 - Resultado do estudo gravimétrico ........................................................... 93
Tabela 8 - Percentual de participação de RSU do COD .......................................... 97
Tabela 9 – Análise da concentração de CH4 no biogás do aterro sanitário de Cacoal ................................................................................................................................... 98
Tabela 10 – Análise da concentração média de CH4 no biogás do aterro sanitário de Cacoal....................................................................................................................... 99
Tabela 11 - Comparativo dos valores de COD, CODf, L0 e F utilizados por outros autores em outros aterros ...................................................................................... 100
Tabela 12 - Taxa de produção de RSU por habitante urbano ............................... 102
Tabela 13 – Variáveis utilizadas na Eq.1 para determinar a vazão de CH4 ........... 103
Tabela 14 - Perspectiva de crescimento populacional e de RSU depositados no aterro sanitário de Cacoal ...................................................................................... 105
Tabela 15 - Valores sugeridos de k sugeridos pelo Banco Mundial ....................... 107
Tabela 16 – Potencial de energia gerada no aterro sanitário ................................. 109
Tabela 17 – Potencial de créditos de CO2 obtidos no aterro sanitário de Cacoal .. 113
Tabela 18 - Custos de investimento em equipamentos e rede de captação para implementação da usina de aproveitamento energético do biogás ....................... 116
Tabela 19 - Custos de investimento em instalações para implementação da usina de aproveitamento energético do biogás .................................................................... 117
Tabela 20 - Custos anuais de operação e manutenção da usina de aproveitamento energético do biogás .............................................................................................. 118
Tabela 21 – Saldo líquido de caixa do projeto de geração de energia .................. 120
Tabela 22 - Itens e custos envolvidos na obtenção de créditos de carbono .......... 122
Tabela 23 – Saldo líquido de caixa do projeto de geração de energia e obtenção de créditos de CO2 ....................................................................................................... 124
Tabela 24 - Análise de sensibilidade do preço da energia ..................................... 126
Tabela 25 - Análise de sensibilidade do custo de equipamentos e instalações ..... 126
Tabela 26 - Análise de sensibilidade do custo M&O .............................................. 126
Tabela 27 - Análise de sensibilidade do custo de equipamentos, instalações e M&O ................................................................................................................................. 126
Tabela 28 - Análise de sensibilidade do preço da energia ..................................... 128
Tabela 29 - Análise de sensibilidade do preço do credito de CO2 .......................... 128
Tabela 30 - Análise de sensibilidade do preço da energia do credito de CO2 ........ 128
Tabela 31 - Análise de sensibilidade do custo de equipamentos e instalações ..... 128
Tabela 32 - Análise de sensibilidade do custo manutenção e operação ............... 129
Tabela 33 - Análise de sensibilidade do custo de equipamentos, instalações manutenção e operação ......................................................................................... 129
LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas
ABRELPE Associação Brasileira de Empresas de Limpeza Pública e Resíduos
Especiais
ANEEL Agência Nacional de Energia Elétrica
BASA Banco da Amazônia
BEN Balanço Energético Nacional
CCEE Câmara de Comercialização de Energia Elétrica
CE Conselho Executivo
CH4 Metano
CIMGC Comissão Interministerial de Mudança Global do Clima
CO2 Dióxido de carbono
COFINS Contribuição para o Financiamento da Seguridade Social
CONAMA Conselho Nacional do Meio Ambiente
COOGD Cooperativa Rondoniense de Geração Distribuída de Energia Elétrica
COP-7 Seventh session of the Conference of the Parties “Sétima Sessão da
Conferência das Partes”
DCP Documento de Concepção do Projeto
EIA Estudo de Impacto Ambiental
EMBRAPA Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária
EOD Entidades Operacionais Designadas
EPE Empresa de Pesquisa Energética
FEMA Fundação Estadual do Meio Ambiente de Minas Gerais
FIRJAN Federação das Indústrias do Estado do Rio de Janeiro
GEE Gases de efeito estufa
IBAMA Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais
Renováveis
IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
ICLEI Governos Locais pela Sustentabilidade
ICMS Imposto sobre Circulação de Mercadorias e Serviços
IGPM Índice Geral de Preços de Mercado
IPCC Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas
M&O Manutenção e operação
MDL Mecanismo de Desenvolvimento Limpo
MMA Ministério do Meio Ambiente
NBR Norma Brasileira Regulamentadora
ONU Organização das Nações Unidas
PCH Pequenas Centrais Hidroelétricas
PEAD Polietileno de alta densidade
PIS Programa de Integração Social
PNRS Política Nacional de Resíduos Sólidos
PNUD Programa das Nações Unidas para o Desenvolvimento
Proinfa Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia Elétrica
RCE Reduções Certificadas de Emissões
RECESA Rede Nacional de Capacitação e Extensão Tecnológica em
Saneamento Ambiental
RIMA Relatório de Impacto Ambiental
RSU Resíduos Sólidos Urbanos
SABESP Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo
SELIC Sistema Especial de Liquidação e Custódia
SNIS Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento
TIR Taxa Interna de Retorno
Ton Tonelada
USEPA United States Environmental Protection Agency
VPL Valor Presente Líquido
LISTA DE SÍMBOLOS
CH4 metano
CO2 dióxido de carbono
COD Carbono Orgânico Degradável
CODf Carbono Orgânico degradável dissociada (CODf)
GWh Gigawatt hora
H2 Hidrogênio
K Constante de decaimento
kW Quilowatt
kWh Quilowatt hora
L0 Potencial de geração de metano
m3 Metro cúbico
MW Megawatt
MWh Megawatt hora
N2 Nitrogênio
O2 Oxigênio
Ton Tonelada
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO.........................................................................................................23
1.1 Tema.......................................................................................................24
1.2 Problema.................................................................................................24
1.3 Objetivo geral..........................................................................................26
1.4 Objetivos específicos..............................................................................26
1.5 Justificativa.............................................................................................26
2 RESÍDUOS SÓLIDOS.............................................................................................29
2.1 Resíduos Sólidos Urbanos - RSU..........................................................32
2.1.1 Gerenciamento de RSU no Brasil....................................................33
2.2 Destinação final de resíduos sólidos......................................................35
2.2.1 Lixões...............................................................................................35
2.2.2 Aterro controlado..............................................................................36
2.2.3 Aterro sanitário.................................................................................37
2.2.4 Operação e desenvolvimento de Aterros Sanitários.......................38
3 GERAÇÃO DE BIOGÁS EM ATERRO SANITÁRIO..............................................43
3.1 Decomposição da matéria orgânica.......................................................43
3.2 Fatores que influenciam a produção de biogás.....................................45
3.3 Sistema de captura do biogás................................................................47
3.4 Sistema energético brasileiro.................................................................49
3.4.1 Potencial de geração de energia em aterro sanitário......................51
4 TECNOLOGIAS PARA GERAÇÃO DE ENERGIA A PARTIR DO BIOGÁS..........55
4.1 Purificação do biogás.............................................................................56
4.2 Motores de combustão interna – Ciclo Otto...........................................57
4.3 Turbinas e microturbinas a gás..............................................................58
4.4 Caldeiras a vapor - cogeração...............................................................60
5 CRÉDITOS DE CARBONO.....................................................................................61
5.1 Procedimentos para obtenção de créditos de carbono..........................63
5.2 Mercado de créditos de carbono no Brasil e no mundo.........................66
6 METODOLOGIA......................................................................................................69
6.1 Etapas da pesquisa................................................................................71
6.1.1 Primeira etapa da pesquisa.............................................................72
6.1.2 Segunda etapa da pesquisa............................................................72
6.1.2.1 Estudo gravimétrico no RSU.....................................................72
6.1.2.2 Análise da composição do biogás............................................76
6.1.2.3 Metodologia de cálculo da vazão do biogás.............................82
6.1.3. Terceira etapa do projeto................................................................86
6.2 Aspectos éticos da pesquisa..................................................................88
6.3 Objeto da pesquisa.................................................................................88
6.4 Local da Pesquisa..................................................................................89
7 RESULTADOS E ANÁLISE DE DADOS.................................................................92
7.1 Carbono degradável e carbono degradável dissociada.........................97
7.2 Composição do biogás...........................................................................98
7.3 Fator de correção do metano (FCM)....................................................100
7.4 Potencial de geração de metano dos resíduos (L0)............................100
7.5 Quantidade de CH4 produzido..............................................................101
7.5.1 Estimativa de produção futura de CH4...........................................104
7.5.2 Fechamento do aterro sanitário.....................................................106
7.6 Determinação da quantidade de energia gerada.................................108
7.7 Determinação da quantidade de créditos de carbono obtidos.............113
7.8 Viabilidade econômica..........................................................................116
7.8.1 Custos relacionados a geração de energia elétrica.......................116
7.8.2 Fontes de financiamento................................................................118
7.8.3 Análise econômica da geração de energia elétrica.......................119
7.8.4 Custos relacionados a obtenção de créditos de CO2....................122
7.8.5 Analise econômica da venda de energia e créditos de CO2..........123
7.8.6 Analise de sensibilidade.................................................................125
8 CONSIDERAÇÕES FINAIS...................................................................................131
REFERÊNCIAS.........................................................................................................136
ANEXO A..................................................................................................................146
APÊNDICE A............................................................................................................149
APÊNDICE B............................................................................................................151
1 INTRODUÇÃO
A população mundial tem aumentado anualmente, esse crescimento
proporcionou um avanço descontrolado na produção de lixo, principalmente nos
grandes centros urbanos. A sociedade consumista, progressivamente compra e
descarta produtos sem nenhuma consciência dos danos ao meio ambiente. Em
2016, a população mundial produziu mais de 1,3 bilhões de resíduos sólidos,
número esse que só tende a crescer cada vez mais (ABELPRE, 2016).
No Brasil, de acordo com pesquisa realizada pela Associação Brasileira de
Empresas de Limpeza Pública e Resíduos Especiais – ABRELPE (2016) em 2016, a
quantidade de resíduos coletados foi de 71,3 milhões de toneladas. Porém, só a
metade de todo esse montante foi disposto de maneira correta, conforme
estabelecido na lei nº 12.305 de 2010. Esta lei determina que todos os resíduos
sólidos urbanos – RSU, devem ser enviados para aterros sanitários, sendo este
considerado pelo Ministério do Meio Ambiente – MMA como a maneira mais segura
e viável de destinação de resíduos (BRASIL, 2010).
Embora, seja considerado como um local de destinação correta de RSU, os
aterros sanitários acabam produzindo Gases de Efeito Estufa - GEE, devido à ação
dos microrganismos que consomem os materiais orgânicos e produzem gases que
em sua maioria são compostos por metano - CH4 e dióxido de carbono - CO2.
Segundo o MMA (2014), esses gases contribuem de maneira significativa para o
aumento do efeito estufa, porém o CH4 é passível de aproveitamento, podendo ser
usado para a geração de energia, que representa uma reutilização sustentável e
inteligente aos resíduos.
A geração de energia utilizando o biogás como alternativa para combustíveis
fósseis podem se tornar viável no âmbito ambiental e econômico, devido aos
rendimentos auferidos das vendas com energia elétrica e comercialização dos
créditos de carbono (MACHADO,2015).
Ainda segundo Machado (2005), a produção de energia elétrica em aterros
sanitários é configurada como um mecanismo de desenvolvimento limpo - MDL,
sendo este uma das medidas criadas pela Organização das Nações Unidas - ONU,
23
para fazer com que países industrializados cumpram suas metas de redução de
emissões de GEE, conforme o acordo assinado no Protocolo de Kyoto, em 1998. O
Protocolo de Kyoto garante aos países, empresas ou organizações, créditos de
carbono oriundos de MDL que evitam que GEE sejam enviados à atmosfera, sendo
a estes pagos um valor proporcional em toneladas de CO2 não emitidos.
O Brasil possui uma posição importante no mercado de créditos de carbono,
sendo um dos 3 principais criadores de projetos de MDL do mundo. Essa posição de
destaque mundial advém, principalmente por projetos em aterros sanitários que
aproveitam o biogás produzido e os convertem em energia, obtendo receita e
proporcionando de maneira sustentável o desenvolvimento de suas operações
(FIRJAN, 2016).
Atualmente, o grande desafio da sociedade é encontrar, no meio em que vive,
maneiras de mitigar os impactos causados ao meio ambiente pelo excesso de
consumo de produtos, muitas vezes desnecessários. É sabido que adotar políticas
sociais que contrariam o capitalismo e o consumo exagerado, podem causar vários
problemas econômicos, como desemprego, alta dos preços de produtos, crise
energética, entre outros. Sendo assim, é preciso encontrar alternativas ao
desenvolvimento econômico que sejam pautados em energias mais limpas e menos
poluentes como as geradas pelo biogás em aterros sanitários.
1.1 Tema
O tema desse projeto é a identificação da viabilidade econômica da utilização do biogás, produzido no aterro sanitário de Cacoal-RO, para geração de energia e obtenção de créditos de carbono.
1.2 Problema
A disposição dos resíduos sólidos está assumindo papel de destaque entre a
sociedade mundial, motivada principalmente, pelos aspectos ligados à veiculação de
doenças que afetam à saúde pública, por meio da contaminação de cursos d’água e
lençóis freáticos e pelas questões sociais ou, ainda, pelas pressões advindas de
atividades de lazer e turismo (VANZIN, 2006). Fato é que vários setores
governamentais e sociedade civil começam a se mobilizar para enfrentar o
problema, que, por muito tempo, foi deixado em segundo plano.
24
A disposição final dos resíduos sólidos é um dos graves problemas
ambientais enfrentados pelos grandes centros urbanos de todo o planeta e tende a
agravar-se com o aumento do consumismo. Uma das alternativas de disposição final
desses resíduos são os aterros sanitários, que, por sua vez, têm como subproduto a
emissão de gases provenientes da decomposição do material orgânico. Os
principais constituintes desses gases são o CO2 e o CH4, sendo este último, passível
de coleta e utilização para a geração de energia (LANDIM E AZEVEDO, 2008).
O consumo exacerbado dos recursos naturais e a crescente agressão ao
meio ambiente são apontados como fatores de desequilíbrio do ecossistema.
Porém, a economia mundial passa por uma reestruturação em busca de um modelo
sustentável de desenvolvimento (MMA,2017). De acordo com Landim e Azevedo
(2008), após o racionamento de energia elétrica em 2001, a diversificação da matriz
energética brasileira passou a ser fator estratégico e em abril de 2002 foi criada a
Lei 10.438, que estabelece o Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de
Energia Elétrica - Proinfa, para viabilizar os projetos de geração de energia
alternativa.
Neste contexto a busca por soluções na área de resíduos sólidos urbanos
reflete a demanda da sociedade que pressiona as organizações por mudanças
motivadas pelos elevados custos socioeconômicos e ambientais. Se manuseado
adequadamente, os resíduos sólidos adquirem valor comercial e podem ser
utilizados em forma de novas matérias-primas ou novos insumos havendo a
possibilidade gerar receitas a partir de coletas seletivas, geração de energia e venda
de créditos de carbono (MMA, 2017).
O estudo de um projeto de aproveitamento do biogás produzido em aterros
sanitários poderá gerar efeitos positivos no âmbito social, ambiental e econômico,
pois não só tende a diminuir os impactos ambientais gerados pela emissão de gases
de efeito estufa, também proporcionará a abertura de novos mercados, geração de
emprego e renda. Diante disso, é importante para o âmbito econômico levantar
dados que respondam a seguinte questão: É viável, economicamente, a utilização
do biogás para geração de energia e obtenção créditos de carbono em um aterro
sanitário no estado de Rondônia?
25
1.3 Objetivo geral
Analisar a viabilidade econômica da utilização do biogás para geração de
energia e obtenção de créditos de carbono em um aterro sanitário localizado no
estado de Rondônia.
1.4 Objetivos específicos
Para que o objetivo geral seja atingido, foram definidos os seguintes objetivos
específicos:
A. Caracterizar os resíduos gerados no aterro sanitário do município de Cacoal-
RO por meio de um estudo gravimétrico;B. Determinar a vazão e a composição do biogás produzido no aterro sanitário; C. Mensurar a quantidade de energia e créditos de carbono obtidos por meio da
utilização do biogás produzidos no aterro sanitário de Cacoal-RO;D. Análise econômica dos custos e receitas envolvidos na geração de energia a
partir da utilização do biogás;E. Análise econômico financeira quanto a obtenção de créditos de CO2.
1.5 Justificativa
A Fundação Estadual do Meio Ambiente de Minas Gerais – FEMA salienta que, apósa disposição dos RSU nos aterros sanitários, os componentes orgânicos presentes começam a sofrer reações bioquímicas e gerar gases. Em sua maioria, esses gases são compostos por CH4 e CO2, que, quando em contato com a atmosfera, são responsáveis pelo efeito estufa. Vale ressaltar que o CH4 tem um potencial poluidor 21 vezes maior que o CO2 (FEMA, 2009).
Com o objetivo de mitigar os possíveis impactos sobre o aquecimento global, justifica-se a utilização do gás de aterro, como uma medida de redução direta e indireta da emissão de GEE, reduzindo o impacto desses gases sobre as mudanças climáticas globais.
São citados, ainda, por Landim e Azevedo (2008) como benefícios da utilização do biogás, o aumento da qualidade ambiental nas comunidades vizinhas, devido à redução da emissão de odores e a redução do risco de explosões. Em relação aos benefícios econômicos, os municípios, concessionárias e/ou investidores privados do aterro poderão obter receita por meio da produção e fornecimento de energia elétrica para a rede de energia local.
Outra vantagem da utilização da energia proveniente do biogás de aterro sanitário é que a mesma ganha importância frente as novas políticas de geração de energia, visto que podem reduzir o consumo de combustíveis fósseis, o que pode proporcionar não só a redução dos impactos ambientais como também diminui a dependência de cidades do interior de combustíveis fosseis, para geração de
26
energia. Isso acarreta a descentralização da geração de energia de uma única fonte,reduzindo as perdas e os custos de transmissão, já que uma geração está próxima ao centro de carga e à captação do biogás.
Outro benefício econômico é a possibilidade de obtenção de créditos de carbono. O pagamento de créditos de emissão (créditos de carbono) é um mecanismo introduzido pelo Protocolo de Kyoto em 1998, que tem por objetivo incentivar ações que buscam a diminuição da emissão dos GEE. Os créditos podem ser obtidos por meio da criação de projetos de MDL, que ao serem certificados pelos órgãos regulamentadores, fornecem as empresas ou países detentores créditos, que podemser negociados com outras empresas ou países que não cumpriram suas metas de redução de emissões.
Estudar e criar mecanismos sustentáveis para destinação e aproveitamento dos gases de efeito estufa tais como, o CH4 e o CO2 que são produzidos em grandes quantidades nos aterros, é uma maneira de mitigar, da melhor forma possível, os impactos ao meio ambiente e, ao mesmo tempo, potencializar os recursos disponíveis na organização proporcionando alternativas de geração de renda com a venda de energia e créditos de carbono. A obtenção de créditos de carbono pode viabilizar a implantação de sistemas de captação e aproveitamento do gás, de maneira a contribuir com o meio ambiente, podendo também gerar uma renda extra aos operadores do aterro (MACHADO, 2015).
Justifica-se esse estudo, também, por demonstrar a importância dos aterros sanitários para a sociedade. Os aterros sanitários são configurados como empresas que proporcionam a destinação final de maneira correta aos RSU, e como qualquer outra organização a mesma possui custos, despesas e receitas. E é justamente nesse tipo de organização que a gestão eficiente dos processos e recursos são cruciais, sendo os erros inaceitáveis, pois, os mesmos podem trazer sérias consequências, não só para o meio ambiente, mas também para a integridade financeira da empresa.
27
2 RESÍDUOS SÓLIDOS
Segundo o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística - IBGE (2017), a
população mundial deverá chegar a 9,3 bilhões em 2050, um crescimento de 50%
em relação à população atual, esse fato deverá ocorrer, principalmente, nos países
em desenvolvimento, que concentrarão, nesse período, 85% da população mundial.
O crescimento da população, junto com o consumismo representa o modelo
das sociedades modernas, e são o fator principal para o aumento acelerado na
geração de resíduos em todo o planeta. Além do crescimento populacional, outros
fatores como o desenvolvimento econômico, a urbanização e a revolução
tecnológica estão proporcionando mudanças na maneira de viver e nos modos de
produção e consumo da sociedade. Segundo Gouveia (2012), esses fatores
influenciam diretamente o aumento da produção de resíduos sólidos, não só em
quantidade como também em diversidade, principalmente, nas grandes metrópoles.
O MMA (2014) explica que, o governo já se atentou ao grande problema
causado pelo crescimento do volume de resíduos sólidos, produzidos no Brasil, e já
vem discutindo há algumas décadas, nas esferas nacional e internacional, formas de
conscientizar a população com relação ao meio ambiente. A aprovação da PNRS,
em 2010, proporcionou um avanço para a gestão ambiental do Brasil. A PNRS
favoreceu para a transformação do modo de agir e pensar de toda a sociedade,
principalmente em relação as formas de produção, consumo e destinação do que
até agora era denominado como lixo (MMA, 2017).
O lixo e resíduos sólidos possuem definições diferentes. Segundo Andreoli
(2014), lixo pode ser entendido como algo que não há mais meios de utilização e
aproveitamento; pode ser definido como coisas inúteis, imprestáveis, velhas e sem
valor; é todo e qualquer material que perdeu a sua utilidade e deve ser descartado.
Já os resíduos sólidos poderão ser matéria-prima para a produção de novos
artefatos havendo a possibilidade de reutilização.
A Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT por meio da Norma
Brasileira Regulamentadora - NBR 10004:2004 define resíduos sólidos como:
28
Resíduos nos estados sólido e semissólido, que resultam de atividades de
origem industrial, doméstica, hospitalar, comercial, agrícola, de serviços e de
varrição. Ficam incluídos nesta definição os lodos provenientes de sistemas
de tratamento de água, aqueles gerados em equipamentos e instalações de
controle de poluição, bem como determinados líquidos cujas
particularidades tornem inviável o seu lançamento na rede pública de
esgotos ou corpos d'água, ou exijam para isso soluções técnica e
economicamente inviáveis em face à melhor tecnologia disponível. (ABNT,
2004, p. 1).
O Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis - IBAMA, por meio da Instrução Normativa nº 13, de 18 de dezembro de 2012, complementa dizendo que resíduo sólido é todo material, substância, objeto ou bem descartado resultante de atividades humanas em sociedade, bem como gases contidos em recipientes e líquidos que de acordo com sua composição torna-se inviável o seu lançamento na rede pública de esgotos ou em corpos d'água (IBAMA, 2012).
Os resíduos sólidos são classificados de acordo com a atividade que lhe deu origem ou o procedimento o no qual o mesmo foi utilizado, além de seus constituintes e características. Assim, o Art. 13 da Lei nº 12.305 de 2010 faz a classificação dos resíduos, este sendo classificado quanto à origem e quanto à periculosidade (BRASIL, 2010). O Quadro 1 apresenta como os resíduos podem ser classificados em relação à origem:
Quadro 1 - Classificação dos resíduos, quanto à origem.
I - Quanto à ORIGEM:
a) Resíduos domiciliares Os originários de atividades domésticas em residências urbanas;
b) Resíduos de limpeza urbana Os originários da varrição, limpeza de logradouros e vias públicas e outros serviços de limpeza urbana;
c) Resíduos sólidos urbanos Os englobados nas alíneas "a" e "b";
d) Resíduos de estabelecimentos comerciais e prestadores de serviços
Os gerados nessas atividades, excetuados os referidos nas alíneas "b", "e", "g", "h" e "j";
e) Resíduos dos serviços públicos de saneamento básico
Os gerados nessas atividades, excetuados os referidos na alínea "c";
f) Resíduos industriais Os gerados nos processos produtivos e instalações industriais;
(Continua)
(Conclusão)
I - Quanto à ORIGEM:
g) Resíduos de serviços de saúde Os gerados nos serviços de saúde
29
h) Resíduos da construção civil Os gerados nas construções, reformas, reparos e demolições de obras de construção civil.
i) Resíduos agrossilvopastoris Os gerados nas atividades agropecuárias e silviculturais, incluídos os a insumos utilizados nessas atividades;
j) Resíduos de serviços de transportes
Os originários de portos, aeroportos, terminais alfandegários, rodoviários e ferroviários.
k) Resíduos de mineração Os gerados na atividade de pesquisa, extração ou beneficiamento de minérios;
Fonte: Adaptado de BRASIL (2010).
Em relação à periculosidade dos resíduos, o Quadro 2 representa sua classificação:
Quadro 2 - Classificação dos resíduos, quanto à periculosidade.
II - Quanto à PERICULOSIDADE
A) Resíduos Perigosos: Aqueles que, em razão de suas características de inflamabilidade, corrosividade, reatividade, toxicidade, patogenicidade, carcinogenicidade, teratogenicidade e mutagenicidade, apresentam significativo risco à saúde pública ou à qualidade ambiental.
B) Resíduos Não Perigosos Aqueles não enquadrados na alínea "a".
Fonte: Adaptado de BRASIL (2010).
O aterro sanitário, que tem participação fundamental neste estudo, é uma espécie de depósito, no qual são descartados resíduos sólidos provenientes de residências, comércio e empresas cuja autorização de destinação de seus resíduos é aceita paraos aterros. Porém, os resíduos produzidos por comércio e determinadas empresas só podem ser descartados em aterros sanitários se forem classificados como resíduos de classe II – A.
A ABNT, por meio da NBR 10004:2004, classifica como resíduos de classe II
– A, resíduos não inertes, na forma sólida ou mistura de resíduos sólidos que não se
enquadram na Classe I (perigosos) ou na Classe II – B (resíduos que não se
degradam ou não se decompõem quando dispostos no solo). Resíduos de classe I –
A, podem ter propriedades como combustibilidade, biodegradabilidade ou
solubilidade em água. São, basicamente, os resíduos com as características do lixo
doméstico, denominados como RSU (ABNT, 2004).
2.1 Resíduos Sólidos Urbanos - RSU
A Lei 12.305, de 2 de agosto de 2010, em seu art. 13, item I, subitem I, define RSU como: os originários de atividades domésticas em residências urbanas (resíduos domiciliares) e os originários da varrição, limpeza de logradouros e vias públicas e outros serviços de limpeza urbana (resíduos de limpeza urbana) (BRASIL, 2010).
30
A Lei nº 11.445, de 5 de janeiro de 2007, que estabelece diretrizes nacionais para o saneamento básico, em seu Art. 6º diz que, os resíduos originários de atividades comerciais, industriais e de serviços os quais não tenham que sofrer nenhum tratamento especial ou até mesmo os resíduos que já sofreram tratamento e não trazem mais riscos à saúde humana, por decisão do poder público, podem ser considerados RSU (BRASIL, 2007).
Segundo a ABRELPE (2016), os números referentes à geração de RSU revelam um total anual de quase 78,3 milhões de toneladas no país. O montante coletado em 2016 foi de 71,3 milhões de toneladas, o que registrou um índice de cobertura de coleta de 91% para o país.
A população brasileira apresentou um crescimento de 0,8% entre 2015 e
2016, enquanto a geração per capita de RSU registrou queda de, cerca de 3% no
mesmo período, totalizando 214.405 t/dia de RSU gerados, sendo que 91% de todo
o resíduo produzido, cerca 195.452 t/dia, foram coletados no país como mostra a
Tabela 1 (ABRELPE, 2016).
Tabela 1 - Quantidade de RSU coletado por regiões do Brasil
Fonte: Adaptado
de ABRELPE
(2016).
Como
pode ser observado
na Tabela 1, o sudeste produz e coleta cerca de 51% de todo o RSU produzido no
Brasil, seguido da região nordeste que possui o percentual de 22%. A região norte
possui o menor percentual de produção e coleta de resíduo do país, com apenas
6%.
Na maior parte das regiões do Brasil, o RSU é composto por matéria
orgânica, que corresponde a 51% do total (ABRELPE, 2016), a Figura 1 apresenta a
composição gravimétrica dos resíduos sólidos urbanos no Brasil.
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RegiãoRSU total (t/dia)
2015RSU total (t/dia)
2016Norte 12.692 12.500Nordeste 43.894 43.355Centro-Oeste 16.217 15.950Sudeste 104.631 102.620Sul 21.316 20.987Brasil 198.750 195.452
Figura 1 - Composição gravimétrica do RSU do Brasil.
Fonte: Adaptado de ABRELPE (2016).
Como pode ser observado no gráfico da Figura 1, 49% dos componentes do RSU, no Brasil, são compostos por resíduos recicláveis (Metais; Vidro; Papel, papelão e tetrapak; Plástico e outros), que na maior parte do país não passam por coleta seletiva e acabam sendo aterrados, juntamente com os materiais orgânicos que não são utilizados em outros processos (ABRELPE, 2016).
2.1.1 Gerenciamento de RSU no Brasil
A Lei nº 12.305, de 2 de agosto de 2010, que institui a PNRS, determina que pessoas físicas ou jurídicas, de direito público ou privado, responsáveis, direta ou indiretamente, pela geração de resíduos sólidos, desenvolvam ações relacionadas ao gerenciamento de resíduos sólidos, sendo estes, responsáveis por fornecer a destinação final ambientalmente adequada (BRASIL, 2010).
De acordo com a PNRS, os aterros obedecem às normas operacionais específicas que garantem a segurança e saúde pública de modo a evitar danos ou riscos ao meio ambiente, minimizando os impactos ambientais adversos (BRASIL, 2010).
Segundo a ABRELPE (2016), de todo RSU produzido pelos brasileiros, 41,7 milhõesde toneladas foram enviados para aterros sanitários. Porém, 3.331 municípios
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brasileiros, não forneceram de forma adequada um destino aos RSU, e enviaram mais de 29,7 milhões de toneladas de resíduos, correspondentes a 41,6% do coletado em 2016, para lixões ou aterros controlados, que não possuem o conjunto de sistemas e medidas necessários para proteção do meio ambiente contra danos e degradações. Como demonstrado na Figura 2 a disposição final dos RSU coletados no Brasil, demonstrou piora quando comparado ao índice do ano de 2015, de 58,7%,para 58,4%.
Figura 2 - Disposição final de RSU no Brasil por tipo de destinação (t/dia).
Fonte: ABRELPE (2016).
Os índices de disposição final de RSU apresentaram regressão quanto ao encaminhamento ambientalmente correto dos RSU coletados, passando de 58,7% para 58,4% do montante anual disposto em aterros sanitários. Segundo a ABRELPE(2016), existem, ainda, vários municípios brasileiros que destinam seus resíduos para unidades inadequadas como lixões e aterros controlados, que receberam mais de 81 mil toneladas de resíduos por dia, com elevado potencial de poluição ambiental e impactos negativos na saúde.
2.2 Destinação final de resíduos sólidos
O aterro sanitário é o método de disposição final de RSU mais correto, do ponto de vista ambiental, e também o mais economicamente viável, utilizado no Brasil. A disposição final é a última etapa do sistema de gerenciamento de resíduos sólidos e,também a mais preocupante, porque representa risco ambiental e sanitário. No Brasil são utilizadas, basicamente, três formas de disposição final de resíduos sólidos: lixão, aterro controlado e aterro sanitário (ORSATI, 2006).
33
2.2.1 Lixões
Segundo o Programa das Nações Unidas para o Desenvolvimento – PNUD
(2010, p. 7), os lixões “são vazadouros a céu aberto, onde o lixo é lançado sobre o
terreno sem qualquer cuidado ou técnica especial”. O lixão é caracterizado como a
pior forma de deposição final de RSU utilizado no Brasil, consiste na simples
disposição sobre o solo, sem medidas de proteção ao meio ambiente ou à saúde
pública (CECCHINI, 2011).
Os resíduos depositados em um lixão causam poluição ao solo, ao ar e à
água; atraem vetores de doenças; não restringem os resíduos de serem levados
pela ação do vento e por animais; não controla o risco de deslizamentos, fogo e
explosões; e não possuem nenhum tipo de controle de acesso, geralmente, são
operados por catadores de lixo (PNUD, 2010).
A FEMA (2009) completa que o crescimento populacional, atrelado ao
desenvolvimento desenfreado das grandes cidades, são fatores que dificultam as
ações e o manejo dos resíduos sólidos, os quais, muitas vezes, são depositados em
locais não preparados para recebê-los, como os lixões e podem provocar graves
problemas socioambientais. Um exemplo de lixão é mostrado na Figura 3.
Figura 3 - Disputa entre catador, moscas e urubus em lixão.
34
Fonte: Paula Fróes (G1) (2016).
A Figura 3, retrata o cotidiano dos catadores de lixo no maior lixão a céu aberto da América Latina, localizado na capital brasileira, Distrito Federal. Os catadores de lixoe a comunidade em geral estão expostos à doenças, devido a contaminação das águas subterrâneas e a proliferação de moscas, mosquitos, baratas e ratos, além deoutros animais, como urubus, que são atraídos pela comida (CECCHINI, 2011).
2.2.2 Aterro controlado
O PNUD (2010), considera o aterro controlado como uma técnica de disposição de resíduos sólidos que consiste em transformar antigos lixões em aterros controlados, causando menores riscos à saúde pública e minimizando os impactos ambientais.
Esta forma de disposição produz, em geral, poluição localizada, pois, semelhantemente ao aterro sanitário, a extensão da área de impacto é minimizada. Porém, geralmente não dispõe de impermeabilização de base1 (comprometendo a qualidade das águas subterrâneas), nem sistemas de tratamento de chorume2 ou de dispersão dos gases gerados. (FARIA, 2010). Um esquema do funcionamento do aterro controlado é demonstrado na Figura 4.
Figura 4 - Funcionamento de um aterro controlado.
Fonte: Buglia (2015).
Gontow (2016) ressalva que o aterro controlado já não é mais considerado como ummétodo adequado para a disposição final de resíduos, pois o mesmo gera impactos consideráveis ao meio ambiente, pois não atende os requisitos do PNRS.
1 A base do aterro deve ser impermeabilizada com material adequado, que impossibilite a passagem do chorume ou percolado para o solo e subsolo. Geralmente são usadas diferentes camadas de argila, solo compactado e/ou material sintético especial.
2 Chorume é uma substância líquida resultante do processo de putrefação (apodrecimento) de matérias orgânicas. Este líquido é muito produzido em lixões e aterros sanitários. É viscoso e possui um cheiro muito forte e desagradável.
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2.2.3 Aterro sanitário
O aterro sanitário é caracterizado pela PNRS como a forma mais viável economicamente e ambientalmente segura de disposição de RSU (BRASIL, 2010). O PNUD (2010, p.7) define aterro sanitário como uma série de práticas que “consiste na disposição do lixo coletado no solo, utilizando-se métodos de engenharia para confinar os despejos na menor área e volumes possíveis e cobri-loscom uma camada de terra ao final da jornada diária ou em períodos mais frequentes”.
Os fundamentos de engenharia para a operação do aterro sanitário são caracterizados pelos projetos de sistemas de drenagem das laterais externas e superficiais para o escoamento das águas de chuva, drenagem do interior da célula para a coleta do percolado drenado e, de drenagem e queima dos gases gerados durante o processo de decomposição da matéria orgânica (ORSATI, 2006). A Figura 5 demonstra o esquema de funcionamento de um aterro sanitário, onde é possível observar a diferença do mesmo para o aterro controlado.
Figura 5 - Funcionamento de um aterro sanitário.
Fonte: Buglia (2015).
O aumento de aproveitamento dos resíduos, por meio de processos como reciclagem e compostagem, além de ampliar a vida útil dos aterros sanitários, auxiliaem questões ambientais e segue os preceitos da PNRS (BRASIL, 2010).
2.2.4 Operação e desenvolvimento de Aterros Sanitários
Para que o aterro sanitário atenda às suas definições, é necessário que haja o controle de três fatores que influenciam diretamente o seu índice de qualidade sendoeles de ordem sanitária, ambiental e operacional (PNUD, 2010). As deficiências de ordem sanitária frequentemente encontradas são: fogo, fumaça, odor, macrovetores (cachorros, gatos, porcos, urubus, ratos) e microvetores de doenças (moscas, mosquitos, bactérias, fungos) (OBLADEN, OBLADEN e BARROS, 2009). Quanto aos fatores de ordem ambiental que geralmente são encontrados, caracterizam-se
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por poluição do ar, poluição das águas superficiais e subterrâneas, poluição do solo e prejuízos à estética e paisagens locais (RECESA, 2008).
Ainda, segundo a Rede Nacional de Capacitação e Extensão Tecnológica em
Saneamento Ambiental - RECESA (2008), as deficiências de ordem operacional são:
estradas intransitáveis na época de chuva, falta de controle da área, falta de
inspeção dos resíduos recebidos, pesagem e ausência de critérios de disposição.
Para a construção e operação de um aterro sanitário há necessidade de participaçãode uma equipe de pessoas que devem estar bem treinadas e cientes de suas funções específicas. As responsabilidades são delegadas aos componentes das equipes encarregadas da operação e manutenção do aterro e é de fundamental importância que o fator principal seja atendido, a preservação ambiental da região onde o aterro será implantado (OBLADEN, OBLADEN E BARROS, 2009).
Outro fator de deveras importância para o funcionamento do aterro sanitário é a seleção do local de instalação. Monteiro (2001), ressalta que, para a operação de um aterro deve-se criar processos de seleção de áreas. Processos esses que devem conter os seguintes passos:
A. Seleção preliminar das áreas disponíveis no município; B. Estabelecimento do conjunto de critérios de seleção; C. Definição de prioridades para o atendimento aos critérios estabelecidos.
Depois de escolhida a melhor localização possível, é necessário que se faça o Estudo de Impacto Ambiental – EIA, obedecendo a resolução do Conselho Nacional do Meio Ambiente - CONAMA nº 237, de 19 de dezembro de 1997 que estabelece que todas as atividades utilizadoras de recursos ambientais consideradas de significativo potencial de degradação ou poluição, dependerão do EIA e do respectivo Relatório de Impacto Ambiental - RIMA para seu licenciamento ambiental (CONAMA, 1997).
De acordo com o CONAMA (1997), o EIA e o RIMA consistem em estudos técnicos que buscam levantar os pontos positivos e negativos do aterro sanitário a ser implantado com relação aos meios físico, biótico (flora e fauna) e aspectos relacionados ao homem, visando diminuir os impactos causados no meio ambiente. Depois de instalado, Monteiro (2001) explica que o aterro sanitário deve contar, necessariamente, com duas unidades: unidade operacional e de apoio:
Unidade operacional:
A. Células de lixo domiciliar;B. Impermeabilização de fundo (obrigatória) e superior (opcional);C. Sistema de coleta e tratamento dos líquidos percolados (chorume);D. Sistema de coleta e queima (ou beneficiamento) do biogás;E. Sistema de drenagem e afastamento das águas pluviais;F. Sistemas de monitoramento ambiental, topográfico e geotécnico;G. Pátio de estocagem de materiais.
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Unidade de apoio:
A. Cerca e barreira vegetal;B. Estradas de acesso e de serviço;C. Balança rodoviária e sistema de controle de resíduos;D. Guarita de entrada e prédio administrativo;E. Oficina e borracharia.
Os serviços de impermeabilização inferior, drenagem e tratamento de chorume, são considerados por Obladen, Obladen e Barros (2009), como as atividades mais críticas de um aterro sanitário.
Os serviços de impermeabilização devem ser iniciados logo após a conclusão da remoção da camada de solo superficial da área a ser aterrada. Deve ser instalado uma manta de polietileno de alta densidade - PEAD ou na execução de uma camadade argila com coeficiente de permeabilidade inferior a 10-6 cm/s e espessura superiora 80 cm, que pode ser substituída pelo terreno natural, desde que com as mesmas características (RECESA, 2008).
Concluída a implantação da camada de impermeabilização, passa se à execução dos canais de drenagem da tubulação de coleta de chorume. A coleta do chorume deve ser feita por drenos implantados sobre a camada de impermeabilização inferiore projetados em forma semelhante a uma espinha de peixe, com a utilização de drenos secundários que direcionaram o chorume coletado para um dreno principal que irá levá-lo até a estação de tratamento (MOREIRA, 2001).
Segundo Obladen, Obladen e Barros (2009), uma das formas usuais para o tratamento de chorume é por meio de lagoas aeróbias. Moreira (2001) explica que, antes de passar para as lagoas de tratamento, deve ser realizado o peneiramento mecânico e em seguida transportado para um tanque de equalização onde o chorume deve ficar retido, pelo menos 24 horas, para homogeneizar ao máximo a sua composição. A Figura 6 mostra o esquema de funcionamento do tratamento de chorume em um aterro sanitário.
Figura 6 - Esquema de tratamento de chorume em um aterro.
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Fonte: Moreira (2001).
Segundo a Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo -SABESP (2009), as lagoas aeróbicas devem ser profundas de 3 a 5 metros, para reduzir a penetração de luz nas camadas inferiores. Além disso, é lançada uma grande carga de matéria orgânica, para que o oxigênio consumido seja maior que o produzido.
Já as lagoas de polimento têm como objetivo a remoção de organismos patogênicos, pois a mesma possui profundidade reduzida, facilitando a penetração da luz solar na massa líquida, o que contribui para a atividade fotossintética acentuada. Esse processo se realizado de maneira correta, proporciona a remoção de bactérias e vírus em torno de 99,99% o que é ótimo para o corpo receptor (SABESP, 2009).
Para que o aterro mantenha as suas especificações necessárias para destinação correta dos RSU é necessária a realização de procedimentos de manutenção. De acordo com a lei 9.605 de 1998, que dispõe sobre as sanções penais e administrativas derivadas de condutas e atividades lesivas ao meio ambiente (BRASIL, 1998); lei nº 12.651, de 25 de maio de 2012 que dispõe sobre a proteção da vegetação nativa (BRASIL, 2012); e as instruções normativas do IBAMA nº 146, de 10 de janeiro de 2007 e nº 154, de 01 de Março de 2007, em seu conjunto, estabelecem a necessidade da manutenção e supervisão ambiental do empreendimento, e em especial, o monitoramento e o acompanhamento das condições ambientais afetadas, direta ou indiretamente, pelo aterro em operação (BRASIL, 2007a; BRASIL, 2007b).
Segundo Obladen, Obladen e Barros (2009) para o monitoramento e manutenção doaterro, deverão ser observadas as seguintes características:
A. Qualidade do ar; B. Poluição sonora; C. Qualidade das águas: superficiais; subterrâneas;D. O controle do solo; E. Recuperação vegetal; F. Preservação da fauna terrestre; G. Preservação dos ecossistemas aquáticos; H. Controle do efluente tratado.
O projeto e a construção de aterros sanitários são atividades contínuas que se findam quando toda a capacidade disponível ou permitida na área tenha sido esgotada. Quando isto acontece, o aterro deve ser fechado, o que significa que a instalação não poderá mais receber resíduos (MONTEIRO, 2001). Para assegurar o funcionamento dos controles ambientais no fechamento e durante o período posterior, deve-se desenvolver um plano de monitoramento e fechamento, para que o aterro não cause problemas potenciais para a comunidade, que são potencialmente agravados com o passar do tempo (RECESA, 2008). Para Obladen,Obladen e Barros (2009), em um plano de monitoramento e fechamento, deve-se considerar os seguintes pontos:
A. Projeto da camada de cobertura de selagem;B. Sistema de controle de águas superficiais e de drenagem;
39
C. Controle dos gases do aterro;D. Controle do tratamento dos percolados; E. Sistema de monitoramento ambiental.
Em muitas situações, após o fechamento, o aterro permanece sofrendo os processos naturais de decomposição sem gerar riscos. Entretanto, se não fechados adequadamente, os próprios, podem causar impactos sobre a saúde pública ou sobre o ambiente, devido a produção de gases, que, mesmo após a selagem do aterro continuam sendo produzidos durante um longo período de tempo (GOUVEIA, 2012).
3 GERAÇÃO DE BIOGÁS EM ATERRO SANITÁRIO
O processo de geração de gases em aterros é dividido em 4 fases, sendo que
a geração de CH4 começa na terceira fase, intensificando-se na quarta fase
(metanogênica) (LOBO, 2005).
Segundo Borba (2006), a duração de cada fase pode variar de acordo com as
condições próprias de cada aterro. Os resíduos vão sendo depositados nos aterros e
ao longo do tempo os processos de decomposição os afetam de forma diferente,
conforme a fase em que se encontram. Quanto mais novos os resíduos, maior o
índice de produção de CH4. Em contrapartida, resíduos com maior tempo de
aterramento em condições de umidade adequada produzem menores quantidades
de CH4, pois os mesmos já sofreram os processos de biodegradação.
Um aterro de resíduos sólidos pode ser considerado como um biodigestor em
que as principais entradas são os resíduos e a água, e as principais saídas são os
gases e o chorume (BORBA, 2006).
3.1 Decomposição da matéria orgânica
A decomposição da matéria orgânica acontece por meio da digestão anaeróbica e pode ser definida como a conversão de material orgânico em CO2, CH4 e lodo por meio de bactérias, em um ambiente pobre em oxigênio. Este processo é uma das formas mais antigas de digestão e ocorre naturalmente na ausência de oxigênio, como em plantações de arroz, águas paradas e estações de tratamento de esgoto (TOLMASQUIM, 2016).
De acordo com Vieira et al (2015), o biogás de aterro sanitário de RSU é composto por vários gases, sendo o CH4 e o CO2 seus principais constituintes. A Tabela 2 apresenta os valores típicos de sua composição.
Tabela 2 - Composição básica do biogás de aterros sanitários.Gases Porcentagem
40
Metano (CH4) 40 - 50%Dióxido de Carbono 35 - 45%Nitrogênio do ar 05 - 15%Oxigênio do ar 01 - 03%Vapor de água Saturado
Fonte: Adaptado de Vieira et al (2015).
Ainda, segundo o estudo de Tolmasquim (2016, p.188), “a digestão anaeróbica consiste numa sequência de interações metabólicas com a atuação de diversos grupos de microrganismos”. A produção de metano pode ocorrer em várias faixas detemperaturas, mas aumenta significativamente em duas fases: mesofílica, entre 25-40°C – e termofílica, entre 50-65°C.
Lobo (2005) descreve a biodigestão como uma série de etapas de degradação anaeróbia que ocorrem em quatro fases:
I. Hidrólise: é a primeira fase do processo, em que a matéria orgânica é
quebrada em parte menores e mais simples; II. Acidogênese: os produtos da hidrólise são convertidos em substratos
para metanogênese; III. Acetogênese: também converte os produtos da acidogênese que não
sofrem metagênese diretamente; IV. Metanogênese: é a produção de CH4 devido a decomposição do
material orgânico pelas bactérias anaeróbias. É a fase mais crítica e
mais lenta da biodigestão, é extremamente influenciada pelas
condições de operação, como temperatura, composição do substrato,
taxa de alimentação, tempo de retenção, pH, concentração de amônia
entre outros,
Além dos componentes do RSU, outro fator que pode influenciar na duração das fases, é a disponibilidade de nutrientes, a umidade dos resíduos, a passagem de umidade pelo aterro e o grau de compactação inicial (LOBO, 2005). Em condições normais, a velocidade de decomposição, medida por meio da produção de gás, chega ao máximo nos dois primeiros anos e logo decresce lentamente por 25 anos ou mais (TOLMASQUIM, 2016).
Porém, as fases de um aterro não podem ser claramente definidas, já que novos resíduos são depositados diariamente. Desta forma, enquanto alguns locais com resíduos novos estão passando pela fase anaeróbia, outros locais com resíduos mais antigos estão passando por fases de geração de CH4 (BORBA, 2006).
3.2 Fatores que influenciam a produção de biogás
O biogás é gerado como resultado de processos físicos, químicos e microbiológicos que ocorrem no interior da célula da aterrada. Os processos microbiológicos dominam o processo de geração do gás devido à natureza orgânica da maioria dos resíduos. Esses processos são sensíveis ao meio ambiente e, portanto, há
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numerosas condições naturais e antrópicas que afetam a população microbiológica e, dessa forma, a taxa de produção do biogás (BRITO FILHO, 2005).
De acordo com os estudos de Borba (2006), os principais fatores que influenciam naprodução do biogás são: composição do resíduo, umidade, tamanho das partículas, temperatura, pH, idade do lixo e projeto do aterro. A importância de cada um desses fatores é explicada a seguir.
I. Composição do resíduo: A composição dos resíduos é o fator primordial para a geração de biogás, e quanto maior a porcentagem de material orgânico no resíduo, maior o potencial de geração de CH4 e vazão de biogás (PERCORA, 2006). Os principais nutrientes (substrato) dos microrganismos são carbono, nitrogênio e sais orgânicos. a maioria dos resíduos residenciais e comerciais de um município é biodegradável, o restante consiste geralmente em matériasnão biodegradáveis tais como: concreto, cinzas, solo, materiais plásticos e outros materiais (BORBA, 2006);
II. Umidade: Depois da composição gravimétrica dos resíduos, o teor de umidade é o fator mais importante para a taxa de produção de biogás no aterro. há uma faixa ideal de umidade, porém quanto maior o teor de umidade, maior será a taxa de produção de gás (FERNANDES, 2009). O teor de umidade em um aterro convencional mudará ao longo do tempo. Essas alterações, são resultados das mudanças na infiltração de águas superficiais devido aos períodos sazonais de chuva e liberação de água como resultado da decomposição dos resíduos (BORBA, 2006);
III. Tamanho das partículas: Quanto menor o resíduo, maiores são as taxas de biodegradação do mesmo. Desta forma observa-se um aumento da velocidade de degradação quando a massa é composta por resíduos menores (ZANTA E FERREIRA, 2003);
IV. Temperatura: A temperatura da célula influencia na produção de gases, pois os microrganismos que atuam no processo não controlam a sua própria temperatura corporal, seguindo a temperatura do ambiente em que se encontram (BORBA, 2006). Zanta e Ferreira (2003) complementam dizendo que à velocidade das reações, podem ser duplicadas cada vez que a temperatura aumenta em 10°C;
V. PH: O pH dos lixiviados do aterro sanitário são controlados pela presença de metabólitos da fermentação dos resíduos orgânicos ou pela solubilização das espécies químicas a partir dos resíduos não orgânicos (BRITO FILHO, 2005);
VI. Idade do lixo: Num aterro os resíduos vão sendo depositados ao longo do tempo e os processos de decomposição os afetam de forma diferente, conforme a fase em que se encontram. Resíduos novos possuem maior potencial de geração de CH4 do que resíduos antigos que, em condições de umidade adequada, já passaram pelos processos de biodegradação (BORBA,2006);
VII. Projeto do aterro: Atualmente os projetos de aterros de resíduos sólidos procuram otimizar a geração de CH4 e controlar a produção de chorume. Para
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isso, os projetos utilizam três elementos básicos: impermeabilização de fundo,drenagem de chorume e cobertura adequada dos resíduos (PECORA, 2006).
3.3 Sistema de captura do biogás
O sistema de captura do biogás é feito por meio de um sistema de drenagem,
e tem a função de escoa-los para que os mesmos não escapem pelo subsolo e
entrem em contato com a atmosfera. O transporte do biogás deve ser controlado
pela construção de uma rede de drenagem adequada, que normalmente é
posicionada em pontos estratégicos do aterro. Esses drenos atravessam todo o
aterro no sentido vertical, partindo do sistema de impermeabilização da base até a
parte superior da célula aterrada (BRITO FILHO, 2005). Um exemplo de dreno
vertical e mostrado na Figura 7.
Figura 7 - Estrutura construtiva do dreno vertical
Fonte: RECESA (2008).
Um fator condicionante para o dimensionamento dos drenos é a vazão do gás
a ser drenado, por isso os dados mostrados na figura 7, não devem ser
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considerados como padrão. Entretanto, como não existem modelos de cálculos
comprovados, normalmente os drenos são construídos de maneira empírica,
prevalecendo o bom senso de quem o projeta (RECESA, 2008.).
Associados aos drenos verticais, projetam-se drenos horizontais e
subverticais, que tornam a drenagem mais eficiente pela massa de lixo. Esses
drenos podem ser interligados ao sistema de drenagem de percolados, dependendo
da alternativa de solução de tratamento adotado para o aterro sanitário (LOUREIRO,
2005).
Os drenos de biogás nos aterros sanitários, geralmente são constituídos por linhas de tubos perfurados, sobrepostos e envoltos por uma camisa de brita, conforme ilustrado na Figura 8. Os drenos atravessam verticalmente a massa de resíduos aterrados, indo da base até a superfície superior constituindo uma chaminé (RECESA, 2008).
Figura 8 - Construção do dreno vertical.
Fonte: Sousa (2017).
Ainda, segundo a RECESA (2008), a forma mais comum e menos custosa para tratar o biogás é queimá-lo, convertendo o CH4 em CO2, pois dessa maneira diminui-se o efeito poluidor causado por ele na atmosfera. O biogás que, em sua maioria, é constituído pelo CH4, possui um potencial poluidor, para o efeito estufa, 21 vezes maior do que o CO2.
Loureiro (2005), também recomenda que se queime o biogás que seria emitido para atmosfera. Entretanto o autor ressalta que a alternativa mais sustentável é a avaliação da possibilidade de recuperação energética, uma vez que o biogás apresenta concentrações iniciais de CH4 na ordem de 40% (alguns meses após o aterramento), estabilizando-se em valores em torno de 60% a 65% (cerca de um a dois anos após aterramento). Esses valores podem variar, dependendo da
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composição dos resíduos e seu tempo de degradação. O CH4 tem um poder calorífico de 5.800 kcal/Nm³ (BRITO FILHO, 2005).
3.4 Sistema energético brasileiro
O Balanço Energético Nacional - BEN de 2016, demonstra em seus relatórios que o Brasil dispõe de uma matriz elétrica de origem predominantemente renovável, com destaque para a geração hidráulica, que responde por 64% da oferta interna, como mostra a Figura 9. As fontes renováveis representam 75,5% da oferta interna de eletricidade no Brasil, que é resultante da soma dos montantes referentes à produção nacional mais as importações, que são essencialmente de origem renovável (EPE, 2016).
Figura 9 - Oferta interna de energia elétrica por fonte.
Fonte: Adaptado da Empresa de pesquisa energética - EPE (2016).
Apesar de ser uma fonte de energia limpa e renovável, as hidroelétricas apresentam dificuldades para sua expansão e operação, devido aos impactos socioambientais causados e, principalmente, devido à sua interferência em áreas de proteção ambiental e de ocupação indígena (TOLMASQUIM, 2016).
Por isso, Freitas (2016) ressalta a importância de variar a matriz energética brasileirae explorar novas tecnologias para geração de energia elétrica. A biomassa, originárias de diversas fontes, sempre foi um vetor importante na matriz energética brasileira, respondendo atualmente por cerca de 8% da produção total de energia consumida no país (EPE, 2016).
Caracteriza-se como biomassa, a energia química, produzida pelas plantas na forma de hidratos de carbono, por meio da fotossíntese – processo que utiliza a radiação solar como fonte energética. Essa energia química pode ser liberada diretamente por combustão, ou convertida através de algum processo em outras fontes energéticas (LANDIM E AZEVEDO, 2008)
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Segundo a Agencia Nacional de Energia Elétrica - ANEEL (2017a) dentre todos os tipos de biomassa existentes no Brasil, a mais utilizada para geração de energia elétrica é o bagaço de cana de açúcar com 79% de toda a produção, em seguida estão os resíduos de madeira e o biogás com 10% e 3% respectivamente, como mostra a Figura 10.
Figura 10- Utilização de biomassa para a produção de energia elétrica.
Fonte: adaptado de ANEEL (2017a).
O biogás produzido por meio dos RSU apresenta uma pequena porcentagem de produção de energia em relação a outros tipos de produção de biomassa. Porém, esse tipo de geração de energia pode crescer muito no Brasil devido às leis federais que obrigam os municípios a fornecerem aos RSU a destinação correta. A Lei 12.305 que trata da destinação correta dos RSU começa a dar resultado.
Segundo ABRELPE (2016), em 2016, 58,4% ou 41,7 milhões de toneladas de RSU produzidos pelos brasileiros foram enviadas para aterros sanitários. Com o aumento da destinação correta dos RSU, investimentos em tecnologias para a conversão do biogás em energia poderão tornar-se cada vez mais viáveis e atraentes, do ponto devista econômico (TOLMASQUIM, 2016).
O aproveitamento energético de rejeitos urbanos e industriais, sólidos e líquidos, deve ser buscada, pois possibilita a produção do biogás para geração de energia elétrica e promove um destino correto para estes rejeitos, o que influencia na diminuição do impacto ambiental provocado pelo descarte inadequado. O que deve ser considerado é a capacidade de geração de biogás, a capacidade de fornecimento de rejeitos, os custos de implantação da planta geradora do biogás e da planta geradora termelétrica, entre outros aspectos (FREITAS, 2016).
3.4.1 Potencial de geração de energia em aterro sanitário
Devido aos problemas do aquecimento global e principalmente a crise energética, países do mundo inteiro tem investido em tecnologias para o aproveitamento de biogás gerados a partir de RSU. O biogás se caracteriza como uma fonte de energia
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renovável e possui a vantagens como a diminuição da dependência de energias fósseis, como petróleo e carvão mineral, além de contribuir para a redução de emissões de GEE (FEMA, 2009).
Partindo desse pressuposto, Tolmasquim (2016), acredita que as tecnologias de digestão anaeróbia e de aproveitamento do biogás têm-se revelado eficazes no tratamento e valorização de resíduos e na mitigação do efeito estufa, evitando custos ambientais correspondentes ao uso de fontes convencionais de energia elétrica.
Verifica-se, entretanto, que principalmente nos aterros das grandes cidades em que há maior concentração de pessoal e consequentemente maior produção de RSU, que embora haja um potencial de aproveitamento do biogás para geração de energia, são relativamente poucos os projetos de aproveitamento do biogás. Porém, isso é um fato que não acorre somente no Brasil, há vários outros países do mundo, como os Estados Unidos, Canadá e alguns centros europeus que também não aproveitam a capacidade de geração de energia que o biogás proporciona (FEMA, 2009).
A ANEEL (2017b), atribui essas dificuldades aos estudos de viabilidade técnica e econômica, indicando que ainda há espaço para o aperfeiçoamento tecnológico e o emprego dessa fonte de energia em escala regional. O poder calorífico do biogás está diretamente relacionado com a quantidade de CH4 existente na mistura gasosa. A Tabela 3 demonstra os índices de poder calorífico e o potencial de geração de energia, geralmente encontrados no biogás RSU.
Tabela 3 - Poder calorífico dos produtos de resíduos urbanos e industriais.
Produtos Poder calorífico (Kcal)Potencial de geração
elétrica (kWh/kg)
Biogás de Rejeitos urbanos 4.500 a 6.000 kcal/m³ 5,815 a 8,141 kWh/m³
Biogás de Rejeitos urbanos purificado
12000 kcal/m³ 13,956 kWh/kg
Fonte: Adaptado de TOLMASQUIM (2016).
De acordo com a composição do RSU produzido no Brasil, é possível gerar uma produção média de biogás de 0,15 m³ por kg de rejeito (FREITAS, 2016). Devido ao elevado teor de umidade da fração orgânica dos RSU, em torno de 50% em peso, o aproveitamento energético deste resíduo por incineração é pouco eficiente, sendo sua biodigestão para produção de biogás mais indicada. Por esta razão, o conteúdo energético desta fonte de biomassa é estimado em termos da quantidade de CH4, potencialmente recuperável por biodigestão. (TOMASQUIM, 2016).
Sistemas de conversão de biogás em eletricidade apresentam diferentes especificações, de maneira geral, estima-se que são necessários de 670 a 800 m3/h de biogás com uma concentração de 50% de CH4 para garantir a instalação de 1 MW (PNUD, 2010). O Brasil conta atualmente com 12 usinas de biogás de aterro (ANEEL, 2017b), como apresentado pela Tabela 4.
Tabela 4 - Usinas com aproveitamento energético do biogás de aterro no Brasile suas respectivas características.
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Usina Data Operação Potência (kW) Município
Salvador 22/12/2010 19.730 Salvador - BA São João Biogás 27/03/2008 24.640 São Paulo - SP Energ-Biog 18/12/2002 30 Barueri - SP
(Continua)
(Conclusão)
Usina Data Operação Potência (kW) Município
Asja BH 03/01/2013 1.425,60 Belo Horizonte - MG
Arrudas 16/12/2009 2.400 Belo Horizonte - MG
Ambient 14/03/2011 1.500 Ribeirão Preto - SP
Biotérmica Recreio 24/06/2015 8.556 Minas do Leão - RS
Uberlândia 01/12/2011 2.852 Uberlândia - MG
CTR Juiz de Fora 01/08/2013 4.278 Juiz de Fora - MG
Itajaí Biogás 01/02/2013 1.065 Itajaí - SC
Termoverde Caieiras 15/07/2016 29.547 Caieiras - SP
Guatapará 29/08/2014 5.704 Guatapará - SP
Bandeirantes 03/11/2014 4.624 São Paulo - SP
Curitiba Energia 11/01/2016 8.556 Fazenda Rio Grande - PR
Tecipar 30/10/2015 4.278 Santana de Parnaíba - SP
Asja Sabará 30/06/2017 5.704 Sabará - MG
Potência Total: 125.330 kW
Fonte: Adaptado de ANEEL (2017b).
O Decreto nº 5.163 de 30 de julho de 2004 que regulamenta a comercialização de energia elétrica, classifica como empreendimentos de geração distribuída, as usinas conectadas diretamente ao sistema de distribuição do comprador. Entre essas usinas estão pequenas centrais hidrelétricas - PCH, termelétricas a biomassa e cogeração de energia (BRASIL, 2004).
Entre as opções de comercialização de energia, existe a venda direta as concessionárias de distribuição local ou pelo processo de chamada pública às concessionárias de distribuição. Na venda direta, a tarifa da geração será a mesma definida no último reajuste ou revisão tarifária da distribuidora, atualizada anualmente pelo Índice Geral de Preços de Mercado - IGPM. O contrato será valido até o fim do prazo firmado com a compradora (ANEEL, 2005).
A ANEEL (2005) ainda destaca que, para o processo de implantação de uma central geradora de energia elétrica, a distribuidora ou transmissora local deve ser consultada para que sejam avaliadas as alternativas para conexão ao sistema elétrico, bem como a necessidade de obras e estimativa de custos e prazo para efetivá-las. Para que uma central geradora possa operar comercialmente, a ANEEL deve ser, formalmente, informada sobre o novo empreendimento e, posteriormente, emita os atos legais permitindo a operação.
Para se tornar produtor independente ou autoprodutor de energia, um aterro sanitário ou qualquer outra empresa, deve aderir à Câmara de Comercialização de
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Energia Elétrica - CCEE. Para isto, é necessário providenciar os documentos solicitados pela CCEE, além de abrir uma conta corrente específica para as liquidações financeiras do mercado de energia e adequar de acordo com as especificações da ANEEL o sistema de medição de energia produzida (CCEE, 2009).
Outro fator importante para atuar no mercado de fornecimento de energia é certificarque seja produzido montantes suficientes para atender os contratos de venda de energia firmados em contrato. Do contrário, este gerador pode ficar sujeito à aplicação de penalidades pela CCEE e/ou a elevados preços de curto prazo. Desta forma, é necessário gerenciar mensalmente o quantitativo de energia produzido nas unidades geradoras, avaliando se os recursos disponíveis atendem integralmente aos contratos de venda firmados (CCEE, 2009).
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4 TECNOLOGIAS PARA GERAÇÃO DE ENERGIA A PARTIR DO BIOGÁS
Converter energia elétrica em combustível é um método de transformação de um tipo de energia em outro. Para converter biogás em outro tipo de energia é necessário realizar vários processos químicos no qual as moléculas do biogás, por meio de uma combustão controlada, transformam-se em energia mecânica. Essa energia mecânica, por sua vez, é capaz de acionar um alternador, o qual fornecerá energia elétrica para o sistema (FIGUEIREDO, 2011). A Figura 11 demonstra o modelo conceitual do sistema de captação e queima do biogás.
Figura 11 - Sistema de captação e queima do biogás
Fonte: Pecora apud Brasmetano, (2006).
Como demonstrado na Figura 11, o processo de geração de energia tem início na deextração do biogás do aterro sanitário por meio da rede de captação. A rede de captação é composto basicamente por drenos horizontais e verticais, sopradores e filtros para a remoção de material particulado. Depois o biogás é transportado por meio de dutos até a unidade de queima enclausurada, sendo essa opcional, é utilizada quando o grupo moto gerador não está em operação, evitando que o biogásseja emitido para atmosfera. Quando o biogás chega na unidade moto geradora o mesmo serve de combustível para acionar os um alternadores e produzir a energia elétrica. A energia elétrica então passa pela unidade de elevação de tensão (transformador) e é distribuída por meio das linhas de transmissão (ICLEI, 2009).
Um dos processos mais importantes na produção de energia por meio do biogás processo, é a filtração e purificação do mesmo, isso garante que a queima seja feito de maneira eficiente, sem trazer danos ao motor.
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4.1 Purificação do biogás
Para aumentar o poder calorífico e a eficiência térmica, é necessário purificar e trataro biogás produzido em aterros sanitários. A purificação é importante, pois, ela também elimina a característica corrosiva do biogás (GOTOW, 2016).
Para determinadas aplicações, o biogás só pode ser usado se o mesmo for purificado. A purificação consiste na retirada da água e do CO2, presentes na mistura.Além desses, também é retirado o sulfeto de hidrogênio, pois o mesmo apresenta características corrosivas (OLIVEIRA, 2009). Para que a purificação do biogás seja realizada de maneira correta é necessária a realização de uma série de etapas, sendo elas:
I. Remoção de umidade: Constituído de um sistema de desumidificador que tempor finalidade a remoção das partículas de água do biogás. Esse processo pode ser realizado com a utilização de sílica gel ou outro produto que retenha umidade. (PECORA, 2006).
II. Retirada de gás sulfídrico e óxido férrico: Consiste na passagem do biogás por uma mistura gasosa composta por óxido de ferro III (Fe2O3) e aparas de madeira. Ao passar por esse composto, o gás sulfídrico fica retido e o biogás sai purificado. Esse processo é considerado o processo mais barato e simplesde purificação (FRARE, GIMENES E PEREIRA, 2009).
III. Remoção do CO2: Pode ser removido de várias maneiras. A mais comum consiste na lavagem do biogás com água. Esse método tem como desvantagem a necessidade de utilização de grandes quantidades de água, além de ter sua eficiência atrelada à pressão e temperatura do gás. Outro processo que pode ser utilizado para remoção de CO2 é a utilização de hidróxidos de sódio, potássio ou cálcio (OLIVEIRA, 2009).
Depois de purificado, o biogás pode ser utilizado para queima de maneira mais eficiente, aumentando a produção de energia. Tolmasquim (2016), salienta que existem tecnologias que ainda estão em fase de estudos, como as células de combustíveis, que possuem um potencial promissor quanto a transformação de biogás em energia. Dentre as tecnologias convencionais para a transformação do biogás em energia, destacam-se caldeiras, turbinas a gás e motores de combustão interna.
4.2 Motores de combustão interna – Ciclo Otto
Os motores de combustão interna utilizados para a conversão de biogás em energia elétrica são acoplados a geradores elétricos, formando os moto-geradores. Os motores geralmente usados são o de Ciclo Otto (para etanol, biogás, gás natural ou gasolina) ou do Ciclo Diesel (para óleo diesel) (TILLMANN, 2013).
Como o combustível é o biogás natural, os motores mais indicados são de Ciclo Otto, que podem gerar a partir de biogás, energia elétrica a uma eficiência que varia de 29,7% até 37% para equipamentos de 100 KW até 5 MW de potência,
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respectivamente. A eficiência global em cogeração, da forma inversa, varia de 78% a73% (TOLMASQUIM, 2016).
Nos motores de combustão interna de Ciclo Otto, a combustão ocorre pela explosão do combustível por meio de uma fagulha na câmara de combustão. O funcionamento do Ciclo Otto ocorre com a expansão/resfriamento adiabático, seguido do resfriamento a volume constante, aquecimento/compressão adiabático e aquecimento a volume constante. A válvula por onde o ar entra abre e permite a entrada de ar no cilindro. A vela de ignição fornece a mistura no cilindro criando a explosão. Por meio da explosão a força é transferida para o pistão que desce e sobeem um movimento constante. A força do pistão é transferida para a manivela devido ao eixo responsável pela transmissão (TILLMANN, 2013). O esquema do funcionamento do motor de Ciclo Otto é mostrado na Figura 12.
Figura 12 - Desenho esquemático do funcionamento do motor de Ciclo Otto.
Fonte: Bertulani (1999).
A eficiência térmica do Clico Otto é dada em função da taxa de compressão e são diretamente proporcionais. Motores à álcool são interessantes para utilização de biogás, pois possui taxa de compressão mais elevada. Com isso, o biogás pode ser utilizado diretamente em motores estacionários, necessitando apenas da purificação.Porém, quando o teor de CH4 presente no biogás é menor que 50%, os motores
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estacionários podem apresentar menor eficiência. Fabricantes como General Electric, Jenbacher, Caterpillar e Cummins já possuem motores preparados para utilizar o biogás como combustível (FIGUEIREDO, 2011). As vantagens dos motores de combustão interna, além do baixo custo, é a confiabilidade e menores exigências para processamento (GONTOW, 2016).
4.3 Turbinas e microturbinas a gás
A utilização de turbinas a gás para geração de eletricidade é mais usual em aterros com grandes fluxos de biogás, ideal para projetos de 3 a 4 MW, no mínimo (TOLMASQUIM, 2016). Mendes (2005) afirma que a viabilidade do projeto e a eficiência do sistema aumentam de acordo com dimensão do programa de geração de biogás de aterros, podendo ser uma alternativa mais adequada para grandes plantas de geração instaladas em grandes metrópoles.
A eficiência pode ser aumentada, chegando a 40 %, quando são utilizadas plantas de ciclo-combinado, com recuperação do calor perdido. Entretanto, para projetos menores, onde a vazão de biogás não possibilita a instalação de uma turbina convencional, aconselha-se o uso de microturbinas (TILLMANN, 2013).
As microturbinas são aplicadas em projetos de pequeno porte com menos de 1 MW de potência, atendendo à demanda de eletricidade do próprio aterro ou de locais próximos (MENDES, 2005). É uma tecnologia nova e normalmente não são empregadas para o aproveitamento do biogás. Após a diminuição considerável da produção de biogás do aterro, as microturbinas podem ser transferidas para outro local, sem grandes dificuldades, por serem de pequeno porte.
Em grandes projetos, em que o biogás não está sendo consumido, microturbinas podem ser instaladas atendendo esse excedente de energia que está sendo perdida(MENDES, 2005). Além do tamanho, as microturbinas possuem vantagens como, baixos níveis de ruídos e vibrações, dimensões reduzidas, simplicidade de instalação e capacidade de funcionamento com o biogás em baixa concentração de CH4 (GONTOW, 2016).
Em geral, existem dois tipos de turbinas a gás: com ciclo de operação fechado e ciclo de operação aberto. Segundo Figueiredo (2011), nas turbinas de ciclo fechado, os gases deixam a turbina e passam por um trocador de calor, onde sofrem resfriamento e depois entram novamente no compressor. Essa configuração apresenta maior aproveitamento de calor do que nas turbinas de ciclo aberto.
Porém, as de ciclo aberto são mais usuais, pois seu processo é mais simples e não tem adição de calor, trabalha em regime adiabático, o que possibilita o aumento da compressão, fazendo com que a câmara de combustão, quando em contato com o combustível reaja e inicie o processo de queima. Quando o processo de queima se inicia, a temperatura eleva-se e os gases são liberados, fazendo com que as turbinas se movimentem, criando a energia mecânica (FIGUEIREDO, 2011).
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4.4 Caldeiras a vapor - cogeração
As caldeiras para vapor de água são equipamentos que produzem vapor a partir da queima de um combustível e podem ser divididos em dois grandes grupos: aquatubulares e flamotubulares.
Nas caldeiras aquatubulares a água é aquecida e passa pelo interior das tubulações que devem estar envoltas por gases quentes da combustão. Já, nas flamotubulares, os gases circulam dentro dos tubos que atravessam o reservatório da água a ser aquecida (FIGUEIREDO, 2011).
Figueiredo (2011), complementa dizendo que a energia térmica fornecida à caldeira, devido a combustão, faz com que a água seja aquecida e entre em vaporização. O vapor gerado deve ser conduzido até uma turbina de vapor. A turbina é movimentadadevido a expansão do gás, gerando energia mecânica, que por sua vez, aciona um alternador que produz energia elétrica.
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5 CRÉDITOS DE CARBONO
No início dos anos 2000, criou-se um mercado voltado para a elaboração de projetosde redução da emissão dos GEE, que aceleram o processo de aquecimento do planeta. Esse novo mercado ganhou o nome de comércio de créditos de carbono, que surgiu a partir de uma das conferências da Organização das Nações Unidas - ONU, na qual foi criado o Protocolo de Kyoto; protocolo esse que só entrou em vigorno ano de 2005, quando foi retificado (NÁPRAVNIK FILHO, 2007)
O Protocolo de Kyoto é um acordo internacional elaborado para estabelecer que os países desenvolvidos deveriam reduzir, entre 2008 e 2012, suas emissões de GEE em média 5,2%, em relação aos níveis emitidos em 1990. Em 2011 tais metas foram atualizadas e ampliadas para 25% a 40% nas emissões até o ano 2020, para os países desenvolvidos (MMA, 2014).
O protocolo de Kyoto baseia-se na ideia de um comércio livre de créditos de carbono, onde países desenvolvidos se comprometem a diminuir a emissão GEE, naatmosfera sem que, para isso, tenham que mudar o seu sistema produtivo e econômico. Para esses países basta comprar esses créditos de países que emitiramGEE abaixo da média permitida (ONU, 1998). Pois de fato, se países menos desenvolvidos emitem quantidades menores GEE, os mesmos possuem créditos de emissão ou créditos de carbono.
Para Khalili (2003), créditos de carbono são certificados que autorizam ou fornecem aos que o detêm o direito de emitir GEE. O princípio é básico: agências de proteção ambiental reguladoras emitem certificados autorizando emissões de GEE. Países, indústrias ou empresas que mais poluem recebem metas para a redução de suas emissões. Aqueles que cumprirem suas metas, e emitirem menos ainda, recebem bônus negociáveis na proporção de suas responsabilidades. Os bônus, cotado em dólares, equivale a uma tonelada de poluentes.
Quem não cumpre as metas de redução estabelecidas por lei, tem que comprar certificados de outros mais bem-sucedidos. O sistema tem a vantagem de permitir que cada entidade estabeleça seu próprio ritmo de adequação às leis ambientais. Estes certificados podem ser comercializados por intermédio de Bolsas de Valores e de Mercadorias (ONU, 1998).
O MMA define créditos de carbono como uma unidade comercial, com objetivos monetários que representa uma tonelada de CO2 não emitida na atmosfera, essa moeda poderá ser negociada e vendida no mercado de carbono. Mercado de carbono é o campo de trocas regulado pelo Conselho Executivo - CE do MDL (MMA,2014). O MDL é um mecanismo do Protocolo de Kyoto, que prevê a redução certificada das emissões. Uma vez conquistada essa certificação, quem promove a redução da emissão de gases poluentes tem direito a créditos de carbono e pode comercializá-los com os países que têm metas a cumprir (BRAZ, 2003).
A aprovação do Protocolo de Kyoto, criou para os países em desenvolvimento, um mercado de exportação para o qual há compradores certos e desejosos. O Protocolo
55
possui três mecanismos de flexibilidade que, para Nápravnik Filho (2007), auxiliam as partes a cumprirem suas respectivas metas, são eles:
A. Mecanismo da implementação conjunta de projetos: ocorre quando um país
desenvolvido citado no quadro3 da ONU, que trata das mudanças climáticas,
investe em projeto de redução de emissões localizado em outro país também
citado no quadro, as reduções atingidas são rateadas entre os participantes;B. MDL: promove o desenvolvimento sustentável nos países em
desenvolvimento e auxilia os países listados no quadro da ONU a cumprirem
suas metas de redução de emissões, permitindo aos países industrializados
investirem em projetos de redução de emissões em países em
desenvolvimento e receberem créditos pelas reduções conquistadas; eC. Comércio de emissões: é um mecanismo de mercado, o qual permite aos
emissores (países, companhias ou fábricas) comprarem e venderem direitos
de emissões para outros emissores.
A elaboração de atividades de projeto de MDL segue uma série de etapas e regras, para que haja eficiência e confiabilidade no sistema, no que se refere ao total de reduções de emissões, por isso foram criadas entidades nacionais e internacionais que certifiquem que o ciclo do MDL seja executado da forma correta.
5.1 Procedimentos para obtenção de créditos de carbono
Existem três formas de se obter uma certificação de crédito de carbono, de acordo com o ONU (1998):
A) Unidades de remoção: utilizam a terra como base, as mudanças no uso da
terra e o reflorestamento;B) Unidades de redução de emissões: são gerados por meio de um projeto de
implementação conjunta que consiste na união de dois países, sendo
obrigatoriamente um país desenvolvido citado no quadro da ONU como
grande emissor de GEE e outro em desenvolvimento que não esteja no
quadro na ONU. Os dois se unem para criar procedimentos que resultem em
reduções de GEE. O país desenvolvido entra com o dinheiro para que o
processo seja realizado e o outro país cede os terrenos ou instalações para
execução do projeto. No final esses países rateiam os créditos adquiridos;C) Reduções certificadas de emissões: são geradas a partir de uma atividade de
projeto de MDL.
3 Quadro da ONU refere-se a uma lista de países que se comprometeram a cumprir suas metas estabelecidas de redução de GEE.
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O MDL está previsto no Art. 12 do Protocolo de Kyoto, o qual estabelece que as atividades que promovam a mitigação ou redução dos GEE tem um potencial de obtenção de certificados, denominados Reduções Certificadas de Emissões - RCE. O Protocolo, ainda, complementa explicando que quando implementadas individualmente por países não integrantes do quadro da ONU como grandes emissores de GEE, caberá a estes países negociarem os créditos de carbono com os países compromissados no termo (ONU, 1998).
Segundo Lopes (2002), para que as atividades de projeto do MDL, sejam certificadas, estas deverão ser submetidas a um processo de aferição e verificação por meio de instituições e procedimentos estabelecidos na Seventh Session of the Conference of the Parties (“Sétima Sessão da Conferência das Partes”) - COP-7. Dentre as instituições relacionadas ao MDL destacam-se as indicadas:
I. CE do MDL: É formado por membros representantes dos países integrantes do Protocolo tal conselho será responsável por supervisionar o funcionamentodo MDL, credenciando as entidades operacionais. Quando validadas pelas Entidades Operacionais Designadas - EOD o conselho emitirá o RCE e irá fiscalizar o desenvolvimento e operação do projeto MDL;
II. Autoridade Nacional Designada: os países que se propõem a participar do projeto de criação de MDL devem designar, junto à ONU, uma autoridade nacional para gerenciamento do MDL. No Brasil, a autoridade nacional designada é a Comissão Interministerial de Mudança Global do Clima – CIMGC. A CIMGC tem como função aprovar os projetos considerados promissores ao MDL, além de definir critérios nacionais de avaliação, sendo presidida pelo Ministério da Ciência e Tecnologia.
III. EOD: são entidades nacionais ou internacionais credenciadas pelo CE. As responsabilidades das EOD consistem em: validar atividades de projetos do MDL, verificar e certificar reduções de emissões de GEE; manter uma lista pública de atividades de projetos do MDL; enviar um relatório anual ao CE.
Lopes (2002), ainda, salienta que as instituições avaliadoras possuem uma série de critérios para que as atividades de projeto de redução de emissões sejam consideradas elegíveis, dentre elas:
I. Participação voluntária;II. Aprovação do país no qual essas atividades sejam desempenhadas;
III. Atingir os objetivos de desenvolvimento sustentável, definidos pelo país no qual as atividades de projeto forem implementadas;
IV. Reduzir as emissões de GEE de forma adicional ao que ocorreria na ausênciada atividade de projeto do MDL;
V. Consideração da opinião de todos os envolvidos que sofrerão os impactos das atividades de projeto;
VI. Não ocasionar impactos colaterais negativos ao meio ambiente local; VII. Proporcionar benefícios mensuráveis, reais e de longo prazo;
VIII. Criação de medidas mitigadoras aos GEE.
Para que um projeto de redução de GEE seja eficiente e reflita precisamente os níveis de redução que teriam sido alcançados na ausência do MDL, são necessários
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múltiplos estágios de controle para que a confiabilidade do mesmo seja garantida (BRAZ, 2003). Desta forma, para que resultem em créditos de carbono, as atividades de projeto do MDL devem, necessariamente, passar pelo ciclo do projeto que, segundo Lopes (2003) apresentam as seguintes etapas:
A. Elaboração do Documento de Concepção do Projeto – DCP: asseguram a transparência e eficiência às atividades de projeto de MDL.
B. Validação/Aprovação: É um relatório que consta a avaliação e aprovação da autoridade nacional designada, que no Brasil é a CIMGC;
C. Registro: é a aceitação formal de um projeto validado como atividade de projeto do MDL, pelo Conselho Executivo;
D. Monitoramento: envolve a coleta e o armazenamento de todos os dados necessários para calcular a redução das emissões de GEE, de acordo com o DCP, que tenha ocorrido dentro dos limites da atividade de projeto e dentro doperíodo de obtenção dos créditos;
E. Verificação/Certificação: é um processo de auditoria periódico e independentepara revisar os cálculos relativos à redução de emissões ou à remoção de CO2 resultantes do MDL;
F. Emissão e aprovação das RCE: é a comprovação de que as reduções de emissões de GEE decorrentes das atividades de projeto são reais, são emitidas pelo CE do MDL.
O Brasil, ainda não é obrigado a criar metas para reduzir as emissões de GEE por meio do Protocolo de Kyoto, mas desempenha um papel muito importante no cenário mundial quando a criação e desenvolvimento de MDL (TORRES, FERMAM E SBRAGIA, 2016).
5.2 Mercado de créditos de carbono no Brasil e no mundo
No ano de 2016, segundo a Federação das Indústrias do Estado do Rio de Janeiro - FIRJAN, havia no mundo inteiro 7.689 projetos em MDL registrados no CE da ONU, que geram anualmente 997 milhões de créditos de carbono. Como demonstrado na Figura 13, de todos os projetos reconhecidos pela ONU, 48,9% pertencem a China, que ocupa a liderança no mercado de crédito de carbono, a mesma é detentora de 3.763 projetos registrados, seguida da Índia com que corresponde a 20,8 %, com 1.596 projetos aprovados. O Brasil é o terceiro no ranking com a parcela de 4,4% ouem números totais 339 projetos aprovados. (FIRJAN, 2016).
Figura 13 - Percentual de projetos de MDL registrados na ONU.
58
Fo
nte: Adaptado de Firjan (2016).
China, Índia, Brasil, Vietnã e México somam mais de 80% dos projetos de
MDL registrados, gerando cerca de 797 milhões de RCE ao ano (FIRJAN, 2016).
Segundo Machado (2015), o Brasil se destaca no cenário internacional como um importante ator ligado ao MDL. Os principais projetos de MDL, no Brasil, estão ligados ao setor energético, com 199 projetos. O país apresenta, também, 120 projetos de redução de gás CH4, subdivididos em emissões de CH4 evitadas, capturade CO2 e aterros sanitários. Os aterros sanitários contribuem com 51 projetos de redução de CH4 e emissões fugitivas de CO2 (FIRJAN, 2016). A Figura 14 mostra a distribuição dos projetos brasileiros registrados no Conselho Executivo do MDL por categoria.
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Figura 14 - Projetos de MDL brasileiros registrado por categoria
Fonte: Adaptado de FIRJAN (2016).
Dos 382 projetos de MDL registrados em diversos setores no Brasil, 51 são realizados em aterros sanitários. Isso mostra que o mercado de créditos de carbono pode ser uma oportunidade promissora para promover a sustentabilidade social e ambiental do desenvolvimento municipal no país, por meio do estímulo a uma gestão mais apropriada dos resíduos sólidos urbanos (TORRES, FERMAM E SBRAGIA, 2016).
Machado (2015) complementa que o aproveitamento energético do gás de aterro sanitário no Brasil não era comum até a assinatura do Protocolo de Kyoto. Sendo assim, esta atividade é considerada adicional e elegível para receber os créditos de carbono. Existem diversos tipos de projetos de aproveitamento energético em aterros sanitários no Brasil, como nos aterros: Bandeirantes, Nova Iguaçu e São João, que já produzem energia elétrica através da queima de biogás.
Os projetos de MDL em aterros sanitários são mais vantajosos, ainda, se levar em consideração que o CH4 tem um potencial poluidor 21 vezes maior que o CO2, nessamesma lógica uma tonelada de CH4 vale 21 vezes mais do que uma tonelada de CO2 (FEMA, 2009). Por isso, é importante investir em projetos de MDL em aterros sanitários no Brasil. O fato de contribuir para redução das emissões, não apenas contribui para o meio ambiente, mas também geram oportunidades de receitas por
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meio das RCE, sendo esse o principal atrativo para as empresas e nações, que são obrigadas a cumprirem as metas estipuladas pelo Protocolo, vejam no Brasil um mercado potencial de investimento na geração de créditos de carbono (MACHADO, 2015).
Adicionalmente, investimentos na geração de energia, que utiliza do biogás como fonte combustível, podem ser viáveis economicamente devido à apropriação de receitas, oriundas da venda da energia elétrica e da comercialização dos créditos decarbono. Nesse contexto, incentivos públicos para a elaboração e implantação de projetos de recuperação e queima de biogás são justificáveis sob a ótica do desenvolvimento sustentável (PNUD, 2010).
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6 METODOLOGIA
Diante dos objetivos propostos e do problema analisado, a pesquisa foi dividida em dois aspectos. Para Vergara (2010), uma pesquisa pode ser caracterizada da seguinte maneira: quanto aos fins e quanto aos meios.
Quanto aos fins, essa pesquisa foi caracterizada como um estudo descritivo, pois, buscou-se descrever a viabilidade econômica do aproveitamento do biogás gerado em aterros sanitários para geração de energia e obtenção de créditos de carbono. Para Vergara (2010), a pesquisa descritiva tem como objetivo descrever as características de certa comunidade delimitada. Gil (2006), destaca, como característica principal de uma pesquisa descritiva o uso de procedimentos padronizados para coletas de informações, tais como modelos matemáticos e questionários/entrevistas.
O estudo também se classificou como explicativo, pois, Vergara (2010) explica que apesquisa explicativa tem como propósito, explicar algo e torná-lo transparente e compreensivo. Para Gil (2006), a pesquisa explicativa é uma continuação de uma pesquisa descritiva, partindo da ideia de que a identificação dos fatores que determinam um fenômeno, requer que este esteja, consideravelmente, relatado e detalhado.
Quanto aos meios, a pesquisa é: bibliográfica, laboratorial e de levantamento de dados.
As pesquisas bibliográficas consistem em elaborar um trabalho baseado em outro, jádesenvolvido (MARCONI E LAKATOS, 2008). Michel (2005) complementa dizendo que a pesquisa bibliográfica pode ser classificada como a investigação de soluções para problemas por meio, de outros estudos e projetos, podendo auxiliar também na definição dos objetivos. A pesquisa bibliográfica, é um estudo baseado em materiais disponíveis ao público como: documentos de órgãos públicos, livros, sítios eletrônicos, artigos científicos, teses e dissertações (GIL, 2006).
Também, caracterizou-se como uma pesquisa de laboratório, devido a impossibilidade de realização de alguns procedimentos em campo (VERGARA, 2010). Lima (2008), complementa que pesquisa em laboratório tem a característica de descrever e explicar fenômenos que ocorrem em situações controladas. Segundo Michel (2005), a pesquisa de laboratório geralmente é caracterizada por ser mais complexa do que as demais, entretanto seus resultados fornecem resultados mais exatos, pois exige equipamentos mais precisos e ambientes adequados.
Essa pesquisa se caracterizou, também, como pesquisa de levantamento de dados, pois utilizou-se procedimentos estatísticos, para representar uma amostra significativa de todo o universo de investigação (GIL, 2006). Ainda, Gil (2006) diz quea pesquisa de levantamento de dados baseia-se na coleta de informações de uma amostra como um todo para, em seguida, por meio de uma análise quantitativa, obterem-se as conclusões dos dados coletados.
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Em relação à abordagem utilizada, a presente pesquisa foi inserida em duas abordagens, no âmbito qualitativo e quantitativo.
A pesquisa qualitativa considera que há uma abordagem dinâmica entre o mundo real e o sujeito, ou seja, algo que não possa ser traduzida em números (PRODANOV E FREITAS, 2013). Marconi e Lakatos (2008), salientam que a análise qualitativa se preocupa em analisar e compreender as características mais marcantes do comportamento humano, fornecendo uma análise mais detalhada sobre os hábitos, atitudes e tendências de comportamento.
A pesquisa quantitativa é caracterizada por Prodanov e Freitas (2003) como a transformação de informações e opiniões em números, para que essas informações possam ser analisadas. Esse tipo de abordagem utiliza como ferramenta, as técnicas estatísticas, diversificando das mais básicas como percentual e média, até técnicas mais complexas como coeficiente de relação e análise de regressão (MARCONI E LAKATOS, 2008).
Para que todos os objetivos almejados fossem alcançados, tornou-se necessária a delimitação de um método de pesquisa condizente com o tema do trabalho proposto.Marconi e Lakatos (2008) definem método como uma associação de eventos sistemáticos e racionais, que com maior convicção e organização permite alcançar as metas propostas.
O método que mais se enquadrou no estudo foi o método indutivo. Segundo Marconie Lakatos (2008), o método de indução consiste em um processo mental, no qual, analisa-se dados particulares, dados esses que necessitam ser constatados, para que se possa deduzir uma verdade universal. Entretanto, uma peculiaridade que nãopode ser esquecida é que no método indutivo, assim como no método dedutivo, ideias são fundamentadas e baseadas em premissas, maiores e menores, contudo, nem sempre as premissas maiores abrangem todas as verdades das premissas menores, sendo assim a conclusão não pode ser válida para todos os casos (MICHEL, 2005).
6.1 Etapas da pesquisa
Para a execução da pesquisa, dividiu-a em três etapas. A Figura 15 mostra
os componentes de cada etapa, assim como a sequência que foi obedecida.
Figura 15 - Fluxograma das etapas da pesquisa.
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Fonte: Elaborado pelo autor (2018).
6.1.1 Primeira etapa da pesquisa
Na primeira etapa foi realizado o levantamento bibliográfico dos assuntos pertinentesa esse projeto, adotando fontes confiáveis.
6.1.2 Segunda etapa da pesquisa
A segunda etapa consistiu no levantamento dos dados necessários para realização do projeto.
6.1.2.1 Estudo gravimétrico no RSU
O estudo gravimétrico foi realizado no aterro sanitário do município de Cacoal. Segundo PNUD (2010), o estudo gravimétrico fundamenta-se em um método analítico quantitativo, cujo procedimento é embasado na separação e pesagem de um elemento ou um composto do elemento na forma mais pura possível. O elemento ou composto foi separado de uma quantidade conhecida da amostra ou substância analisada.
A partir do estudo gravimétrico foi possível determinar a composição do biogás, pois a composição do RSU é o fator mais determinante para a formação do mesmo. A primeira parte da gravimetria consistiu em separar e definir a amostra. Para que a
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1ª Etapa
Aferiu-se a disponibilidade das fontes de pesquisa do projetoRevisão bibliográfica
2ª Etapa
Estudo gravimétrico Determinação da composição do biogás Análise da vazão do biogás
3ª Etapa
Quantitativo de energia gerada a partir da composição e vazão do biogásQuantidade de créditos de carbono obtidos Viabilidade econômica definindo os custos e receitas obtidas pela venda da energia com e sem a venda dos créditos de carbono
análise gravimétrica se aproximasse, o máximo possível, da realidade, foram seguidos os passos recomendados pela ABNT NBR 10007: 2004.
A amostra selecionada obedeceu as normas de ABNT NBR 10007: 2004, e
seguiu o modelo realizado por Monteiro (2001), o qual diz que deve-se analisar 3 m³
(3000 litros) de RSU. Para tal, foi utilizada uma caixa de água de 500 Litros para
cada amostra que, ao final de 6 coletas, totalizou 3000 Litros.
Sendo assim, o estudo prosseguiu da seguinte maneira: ao chegar o
caminhão de coleta de RSU ao aterro, foi solicitado que uma retroescavadeira
separasse, aletoriamente, uma amostra de RSU, a qual foi depositada em cima de
uma lona de PVC de 5m de comprimento por 5m de largura. Em seguida, foi enchida
a caixa de 500 litros com o RSU selecionado, como mostra a Figura 16.
Figura 16 - Caixa de água utilizada para medir o volume de RSU analisado.
Fonte: Arquivo pessoal (2018).
O RSU depositado dentro da caixa foi despejado sobre a lona e, então homogeneizado. Depois de homogeneizado, a amostra foi disposta de forma quadricular apresentada na Figura 17.
Figura 17 - Processo de homogeneização dos RSU.
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Fonte: Arquivo pessoal (2018).
Subsequentemente, foi realizado o quarteamento, exemplificado na Figura 18, que consistiu na separação do total de resíduos em quatro partes. Em seguida, descartaram-se duas partes diametralmente opostas; as outras duas partes restantes, foram novamente homogeneizadas e o processo de quarteamento foi repetido até que se obtivesse o volume final desejado. Após a coleta da amostra, o resíduo excedente do quarteamento foi reencaminhado para frente de trabalho do aterro.
Figura 18 - Processo de quarteamento da amostra.
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Fonte: Arquivo pessoal (2018).
Depois de quarteado, iniciou-se o processo de separação, separando os RSUpor categorias específicas, como demonstram as Figuras 19 e 20. Neste estudo, as categorias estudadas foram:
A. Papel, papelão e tecidos;B. Resíduos de parques e jardins (poda);C. Restos de alimentos;D. Madeira; eE. Outros.
Figura 19 - Método de separação de RSU, de acordo com suas categorias.
67
Fonte: Arquivo pessoal (2018).
Figura 20 - Processo de separação dos RSU por categoria.
Fonte: Arquivo pessoal (2018).
Depois de separado os RSU, de acordo com as suas características, realizou-se o processo de pesagem. Para este processo foi utilizada a Balança Digital Portátil comGancho da marca Tomate modelo STC-02. Esta balança eletrônica de precisão tem a capacidade máxima de 50kg. A Figura 21 demostra o procedimento de pesagem utilizando a balança de gancho portátil.
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Figura 21 - Processo de pesagem dos RSU.
Fonte: Arquivo pessoal (2018).
O peso de todos os RSU analisados de acordo com suas características foram anotados e posteriormente compilados e trabalhados no Microsoft Office Excel 2013.
6.1.2.2 Análise da composição do biogás
A análise da composição do biogás foi realizada por meio de um experimento laboratorial envolvendo a coleta e análise do biogás gerado no aterro sanitário. O experimento foi realizado utilizando o kit desenvolvido pela Alfakit em parceria com aEmpresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária - EMBRAPA para análise de biogás, denominado “kit de análise do Biogás”, composto pelos acessórios mostrados na Figura 22.
Figura 22 - Componentes do kit de análise de composição do biogás.
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Fonte: Arquivo pessoal (2018).
O kit utiliza o método de Orsat para análise da composição de CO2 e CH4 presentes no biogás. O método de Orsat consiste na inserção do biogás em pipetas, adicionando, em seguida, uma solução de hidróxido de sódio ou potássio que consome lentamente o CO2, fazendo com que o mesmo desapareça da composição; desse modo é possível medir a concentração do CH4 por meio da diferença entre o volume inicial e final do biogás (DIAS E RAJOY, 2012).
O kit de análise desenvolvido pela Alfakit possui acessórios para analisar outros componentes do Biogás, porém os acessórios utilizados para determinar a composição do biogás no aterro foram:
A. 2 Bags para coleta do biogás;
B. 2 Seringas para gás carbônico;
C. 1 Seringa de vidro;
D. 2 cubetas de vibro;
E. 1 suporte analisador de gás carbônico (mini-orsat);
F. 1000 mL de água desionizada; e
G. 500 mL de solução de Pré-tratamento 2.
Antes de realizar as coletas e análise do biogás, foi necessário determinar o número e em quais flares (pontos de saída de biogás) seriam realizadas as coletas. Para abranger a maior área possível do aterro e tornar os dados coletados o mais realista possível, foram escolhidos de um total de 30, 6 flares, sendo 3 destes, dispostos na primeira camada da célula 1, portanto, possuindo RSU mais antigo, e os outros 3 flares dispostos na segunda camada da célula 1, possuindo RSU mais novos. O esquema de coleta, assim como a posição dos flares é ilustrada na Figura 23.
Figura 23 - Desenho esquemático da localização dos flares analisados.
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Fonte: Adaptado de Google Maps (2018).
Conforme ilustrado na Figura 23, os flares 1, 2 e 3, denominados neste estudo de F-1, F-2 e F-3, estão localizados na segunda camada da célula 1, e os flares 4, 5 e 6 estão localizados na primeira camada da célula 1.
Para iniciar a análise, primeiramente, foi necessário coletar o biogás nos flares. Como na maior parte do aterro os flares ficam queimando o biogás, em alguns casosfoi necessário utilizar baldes de água e/ou extintores para apagar o fogo. A Figura 24A ilustra a execução desse procedimento.
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Figura 24 - Procedimento de coleta do biogás nos flares.
Fonte: Arquivo pessoal (2018).
Depois de o fogo ser completamente apagado, foi necessário aguardar alguns minutos para que o flare resfriasse por completo; então iniciou-se o processo de coleta do biogás. Para a coleta do biogás, foi necessário acoplar, em um saco plástico, um pino por onde o biogás percorre para entrar dentro do bag coletor do kit de análise, conforme Figura 24B. O tempo de enchimento do bag coletor variou entre 20 e 15 minutos. Na Figura 24C e 24D observa-se o volume do bag coletor no final do experimento.
Imediatamente, após a coleta do biogás, o mesmo foi analisado, como especificado no manual do kit de análise. Antes de iniciar esta análise, foi verificada as posições de entrada e saída dos gases. Com o suporte na posição horizontal, foi verificado seas seringas e as mangueiras estavam corretamente conectadas, como mostra a Figura 25.
Figura 25 - Processo inicial de análise do biogás coletado.
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Fonte: Arquivo pessoal (2018).
Em seguida, foi coletado 5ml da solução pré–tratamento 2, com a seringa de plásticoe, posteriormente, foi conectada a mesma no suporte conforme a Figura 25A. Logo após esse procedimento, foi necessário retirar qualquer tipo de gás externo da mangueira da bolsa de biogás para evitar a contaminação do material coletado. Após, foi conectada a mangueira no suporte, conforme Figura 25B.
Depois de conectado, o biogás presente na bolsa foi sugado para a seringa de vidro.Foi coletado 20ml de biogás, seguindo o manual da Alfakit. Logo após sugar o biogás da bolsa, o registro foi imediatamente fechado e a válvula azul foi disposta naposição A. Sendo assim, a válvula azul foi novamente aberta de forma que o gás presente na seringa de vidro fosse lentamente transferido para a seringa de plástico que continha a solução pré-tratamento 2, conforme Figura 25C.
Esse procedimento foi realizado com cautela, pois não pode haver transferência da solução pré-tratamento 2 para a seringa de vidro. Quando todo o biogás presente naseringa de vidro foi transferido para a seringa de plástico (Figura 25D), a válvula azulfoi totalmente fechada de maneira que, quando o suporte fosse agitado não houvesse a transferência de líquido e gás para o meio externo.
O suporte foi agitado juntamente com a solução por 2 minutos, como mostra aFigura 26A. Passado o tempo de agitamento necessário, retornou-se a válvula vermelha para a posição A e o conjunto na posição vertical de forma que a seringa plástica ficasse posicionada na parte inferior do suporte. Posteriormente, a seringa foi pressionada e todo o gás presente foi transportado para a seringa de vidro. A Figura 26B e 26C demonstram como foi realizado esse procedimento. Esse
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processo foi realizado de maneira cautelosa para que a solução presente na seringa não fosse junto com o gás para a seringa de vidro.
Figura 26 - Processo final de análise do biogás coletado.
Fonte: Arquivo pessoal (2018).
Sendo assim, foi possível visualizar, no suporte, a porcentagem da concentração de CH4 presente na amostra de biogás analisada. A Figura 27 demonstra como foi realizada a leitura.
Figura 27 - Metodologia de leitura da porcentagem de CH4 presente no biogás.
Fonte: Arquivo pessoal (2018).
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Ao final de cada amostra, o kit foi higienizado para que uma nova análise fosse realizada. Com o objetivo de obter o valor mais real possível, todas as amostras foram feitas em duplicatas. Depois foi calculada a composição média diária de CH4
dos 6 flares analisados, em seguida a composição média de CH4 dos 6 dias de coleta.
6.1.2.3 Metodologia de cálculo da vazão do biogás
Para a estimativa teórica de produção de biogás, foi utilizado o modelo criado pelo Intergovernamental Painel On Climate Change – IPCC (“Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas”). O procedimento para estimar a produção de biogás utilizou um modelo teórico de estimativa como ferramenta de previsão do volume de metano a ser gerado pelo período de tempo considerado (IPCC, 1996). Sendo assima vazão anual de CH4 foi calculada por meio da Eq. 1.
LFG=(PopUrb×TaxaRSU×RSDf ×Lo−R)×(1−OX )(Eq. 1)
Onde:
LFG: Vazão de metano (toneladas de CH4/ano); PopUrb: Número de habitantes residentes na área urbana; TaxaRSU: Resíduos sólidos urbanos gerados, dado em toneladas de
RSU/habitante x ano;RSDf: Fração dos resíduos que é coletada e depositada no aterro sanitário;L0: Potencial de geração de metano dos resíduos em toneladas de
CH4/toneladas de resíduo; R: Metano que é captado e aproveitado em toneladas de CH4/ano; OX: Fator de oxidação do metano na superfície do aterro sanitário.
O fator de oxidação do metano (OX) representa a quantidade de metano que é oxidada, seja na camada de resíduos ou na superfície do aterro. De acordo com o IPCC (1996), esse fator ainda vem sendo estudado e enquanto novos dados não são apresentados utiliza-se o valor de OX como sendo zero.
O potencial de geração de metano dos resíduos (L0) é um dado de muita importância, além de ser utilizado na própria metodologia desenvolvida pelo IPCC (1996), também pode ser utilizado em outras metodologias e até mesmo em softwares desenvolvidos para estimativa de metano gerado em aterros sanitários. O potencial de geração de CH4 dos resíduos (L0), foi calculado por meio da Eq. 2:
L0=FMC×COD×CODf×F×43 (Eq. 2)
Onde:
L0: O potencial de geração de metano dos resíduos em toneladas de CH4/Kg de RSU;
FMC: Fator de correção de CH4;
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COD: Carbono orgânico degradável, dado em tonelada de C/tonelada de resíduo;
CODf: Fração de COD dissociada; F: Fração do CH4 presente no biogás em volume; (4/3): Fator de conversão do carbono em CH4, dado em tonelada de
CH4/tonelada de C.
O FCM pode ser de 1 para locais adequados, com deposição controlada de lixo, material de cobertura, compactação mecânica e nivelamento do terreno (IPCC, 1996).
O valor de F, representa a fração de metano que está presente no biogás. Esse fatorvaria de acordo com a composição gravimétrica dos RSU, assim como umidade e temperatura. Esse fator foi determinado por meio da análise da composição do biogás, utilizando o kit de análise específico para essa finalidade.
Outra variável que foi determinada é o Carbono Orgânico Degradável - COD, presente nos resíduos que leva em conta a composição gravimétrica dos RSU (IPCC, 1996). O COD foi calculado por meio da Eq.3 utilizando os dados fornecidos pela Tabela 5:
COD=(0,4×A )+(0 ,15×B )+(0 ,15×C )+(0,3×D ) (Eq. 3)
Tabela 5 - Composição do COD.Tipo de resíduo % de COD em massa
A - Papel, papelão e tecidos 40B - Resíduo de parques e jardins (poda) 15C - Restos de alimentos 15D – Madeira 30
Fonte: Adaptado de IPCC (1996).
Segundo o IPCC (1996), há ainda a Fração Dissociada de Carbono Orgânico Degradável - CODf, que consiste na fração de carbono que é disponível para a decomposição bioquímica e varia em função da temperatura na zona anaeróbia do aterro sanitário, sendo calculada pela Eq.4:
CODf=(0 ,014×T )+0 ,28 (Eq. 4)
Onde:
CODf: Fração dissociada de carbono orgânico degradável; e
T: Temperatura na zona anaeróbia (ºC).
Para estimar a quantidade de biogás que irá ser produzido durante a vida útil do aterro sanitário, primeiro foi necessário buscar quais as cidades da região depositamo RSU no aterro sanitário de Cacoal, em seguida qual é o número de habitantes. Com os dados populacionais tabelados e considerando que somente a população dazona urbana destas cidades enviam seus resíduos para o aterro sanitário, foi utilizado o percentual de residentes em zona urbana do estado de Rondônia, para
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identificar o número de habitantes que depositam seus RSU no aterro sanitário de Cacoal. Em seguida, utilizou-se a taxa de crescimento populacional do estado de Rondônia para os próximos 30 anos para estimar o número de habitantes que continuarão depositando seus resíduos no aterro sanitário de Cacoal.
De acordo com dados fornecidos pelo aterro sanitário de Cacoal, os 15 municípios, juntos, enviam cerca de 150 Ton/dia de RSU para o aterro (Informação verbal)4. Sendo assim, foi considerado que, conforme a população urbana destas cidades aumenta, cresce também a quantidade de resíduos depositados no aterro. Sendo assim, foi possível estimar a quantidade de resíduos que deverão ser depositados no aterro para os próximos 25 anos5.
Em seguida, aplicou-se a equação 1, alterando anualmente as variáveis, PopUrb (número de habitantes residentes na área urbana) e TaxaRSU (resíduos sólidos urbanos gerados, dado em toneladas de RSU/habitante ao ano), para obter a quantidade de CH4 emitidas em Ton/ano. Foi utilizada, também, a metodologia desenvolvida pela United States Environmental Protection Agency – USEPA (1997), recomendada para determinar o fluxo anual de biogás após o seu fechamento. Sendo assim, o fluxo de CH4 calculado após o fechamento do aterro foi estimado pormeio da Eq. 5:
LFG=F×R×L0×(e−K×c−e−K×t
) (Eq. 5)
LFG: Vazão de metano (m3 de CH4/ano); F: Fração de metano presente no biogás; R: Resíduos que serão depositados durante a vida útil do aterro em kg
RSU/ano;L0: Potencial de geração de biogás em m³ de biogás/kg resíduo;K: Constante de decaimento; c: Tempo decorrido em anos desde que o aterro foi fechado; et: Tempo decorrido em anos desde que o aterro foi aberto.
Nesse método, houve a utilização da constante de decaimento (k), que pode ser interpretada como sendo a taxa específica de degradação do resíduo, a qual depende tanto do tipo de matéria orgânica presente no resíduo, quanto do estabelecimento das condições de umidade necessárias à atividade biológica. Os valores sugeridos na literatura associam o parâmetro k à precipitação e consideram que em locais com alta pluviometria (acima de 1.000 mm/ano) os valores ficam entre0,02 e 0,09 (WORLD BANK, 2004).
6.1.3. Terceira etapa do projeto
A terceira etapa do projeto é realizada com os dados obtidos na segunda etapa. Para determinar a quantidade de energia gerada a partir da composição e vazão do
4 Informação fornecida por Valdiney Leite Lima, durante a visita ao aterro sanitário de Cacoal -RO em março de 2018.
5 O tempo total de vida útil do aterro sanitário foi estimado pela Empresa MFM Soluções ambientais em 65 anos (ADERBAL, 2017). Porém estudos da ABRELPE (2015), ressaltam que aterros sanitários geralmente possuem entre 20 e 25 anos variando de acordo com a área disponível para aterramento.
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biogás foi necessário estimar a potência gerada no motor utilizado. Para o cálculo dapotência foi utilizada a Eq. 6, assim como recomenda a FEMA (2009).
Pot=LFG×PCI×η860 (Eq. 6)
Onde:
Pot: Potência gerada; LFG: Vazão de metano em m³ de CH4/ano; PCI: Poder calorífero do biogás;
η : Eficiência elétrica do motor; e860: Conversão kcal para kW.
Depois de calculada a potência, foi utilizada a Eq. 7 para calcular a energia produzida pelo motor escolhido.
E=Pot×24×Disp (Eq. 7)
Onde:
E: Energia disponível (kWh/ano);Pot: Potência gerada (MW);24: Fator de conversão (h/dia); eDisp: quantidade de dias trabalhados no ano (dia/ano).
Para analisar a quantidade de créditos de carbono que serão obtidos, foi necessário calcular quanto de biogás que será queimado no projeto MDL, que neste caso é o projeto de geração de energia. A quantidade de biogás queimado no processo de geração de energia multiplicado pela eficiência do motor fornece a quantidade de emissões para atmosfera evitadas (PNUD, 2010). A Eq. 8 fornece o cálculo da quantidade de créditos de carbono obtidos.
MDL=LFGx×η (Eq. 8)
Onde:
MDL: Quantidade de créditos de carbono obtidos;LFGx: Vazão de metano em tonelada CH4/h (Emissões de metano que seriam
geradas durante o período de atividade do MDL devidas a disposição de RSU em aterros); e
η : Eficiência elétrica do motor [eficiência de desgaseificação do motor (%)].
A análise final de todo o projeto foi por meio da viabilidade econômica. Foi realizado o levantamento dos custos necessários para a instalação da usina geradora de energia, assim como as receitas, obtidas pela venda de energia e créditos de carbono. Para analisar a viabilidade, foram aplicadas as técnicas de análise econômica como: Valor Presente Líquido – VPL, Taxa interna de retorno – TIR, Payback (prazo ou tempo de recuperação do capital investido no projeto) e análise de sensibilidade.
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Segundo Ross, Westerfield e Jaffe (2002), o VPL de um projeto de investimento pode ser expresso pela equação 9.
VPL=−(C0 )+∑J=1
K FC j
(1+ I ) j(Eq. 9)
C0: Quantia a ser investida no projeto;
FCj: Fluxo de caixa líquido no período (R$);I: Taxa de juros do projeto (%); ej: Período considerado 0, 1, 2, ...k (ano).
O projeto é considerado viável financeiramente quando o VPL é positivo; é inviável financeiramente quando o VPL é negativo. Quanto maior o VPL, maior é a rentabilidade do projeto e maior é o retorno do investimento.
Além de analisar se o projeto é viável ou não, é importante saber a taxa de retorno que a empresa e investidores irão receber em relação à quantidade investida no projeto. Sendo assim, segundo Ross, Westerfield e Jaffe (2002), a TIR pode ser calculada pela equação 10.
0=∑j=0
k FC j
(1+TIR ) (Eq. 10)
Onde:
FCj: Fluxo de caixa líquido no período j; TIR: Taxa interna de retorno; e
j : Período considerado 0, 1, 2, ...k.
A análise de sensibilidade auxilia na tomada de decisão, pois serão avaliadas eventuais alterações nos valores do projeto, para que não admita dúvidas sobre o que aconteceria com o projeto se houver variação no fluxo de caixa, VPL e TIR (HIRSCHFELD, 2010).
6.2 Aspectos éticos da pesquisa
A pesquisa seguiu os aspectos éticos relacionados às fontes bibliográficas
utilizados no estudo, respeitando a integridade das informações.
6.3 Objeto da pesquisa
O sujeito de pesquisa é o objeto da investigação. Trata-se da unidade funcional daquilo que será pesquisado. Pode ser constituída de objetos, fatos, fenômenos ou pessoas cujo respeito faz-se o estudo com dois objetivos principais: ou de melhor
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compreendê-los ou com a intenção de agir sobre eles (MARCONI E LAKATOS, 2003).
O objeto da pesquisa foi o aterro sanitário localizado no município de Cacoal. O aterro tem capacidade para receber até 380 toneladas de lixo por dia, possui uma área de 138 hectares e fica localizado a 24 quilômetros do centro do município de Cacoal.
6.4 Local da Pesquisa
A pesquisa foi realizada no aterro sanitário de Cacoal, no qual pertence a empresa MFM Soluções Ambientais. O aterro está localizado no Lote Rural, 50-58, Setor Prosperidade, Gleba 4 no município de Cacoal, em Rondônia. As atividades do aterro começaram no dia 5 de janeiro de 2016, sendo ele o segundo aterro sanitário do estado. O Aterro Sanitário Regional de Cacoal tem capacidade de receber os resíduos sólidos de até 19 municípios da Região Central, Zona da Mata e Vale do Guaporé.
Porém, segundo informações do gerente do aterro, são depositadas diariamente cerca de 150 toneladas de resíduos, provindos de 15 municípios do estado, sendo eles: Alta Floresta d'Oeste, Alto Alegre dos Parecis, Cacoal, Castanheiras, Espigão d'Oeste, Ministro Andreazza, Nova Brasilândia D'oeste, Novo Horizonte do Oeste, Parecis, Pimenta Bueno, Presidente Médici, Rolim de Moura, Santa Luzia d'Oeste, São Felipe d’Oeste e São Miguel do Guaporé. A área total do aterro é de 138 hectares e a vida útil do mesmo, calculado pela empresa MFM soluções ambientais é de 65 anos (ADERBAL, 2017). Na Figura 28 é demonstrada a imagem aérea da área operacional do aterro.
Figura 28 - Imagem aérea da área operacional do aterro sanitário de Cacoal.
Fonte: MFM SOLUÇÔES AMBIENTAIS (2016).
A empresa também realiza a coleta e, posteriormente, o tratamento do chorume produzido. Para isso, possui 3 lagoas de tratamento, sendo duas anaeróbicas e umade polimento. A Figura 29 mostra o processo de tratamento do chorume produzido.
Figura 29 - processo de tratamento de chorume no aterro sanitário.
80
Fonte: MFM SOLUÇÔES AMBIENTAIS (2016).
O chorume é coletado por meio de drenos instalados no interior das células, que enviam o chorume para as lagoas de tratamento e, após permaneceram 24 horas nas lagoas anaeróbicas, são enviadas para a lagoa de polimento a fim de receberemmaior quantidade de luz do sol e diminuir a quantidade de bactérias, como mostrado na Figura 29A.
Em seguida, inicia-se o processo de tratamento químico realizado na estação de tratamento do aterro demonstrado na figura 29 B, C e D. Inicialmente, são adicionadas substâncias químicas ao chorume, para total eliminação das bactérias. O chorume passa por tanques de decantação e, por fim, ao se tornarem água potável, são enviados à natureza. As análises mostram que, após tratada, a água chega a 95% a 97% de pureza. A ideia futuramente é criar peixes com essa água, para provar a eficiência do trabalho. (MFM SOLUÇÕES AMBIENTAIS, 2016).
O biogás produzido no aterro é queimado por meio dos drenos verticais, denominados de flare. A empresa verifica, diversas vezes ao dia, se os flares estão acesos, pois o recomendado é queimar o biogás, não só para diminuir a quantidade de emissão de CH4 para a atmosfera, também diminuir o risco de explosão. A empresa possui 30 flares em duas células ativas. A Figura 30 apresenta a queima dobiogás em flare do aterro.
Figura 30 - Queima do biogás nos flares do aterro sanitário.
81
Fonte: Lima (2018).
Quando a chama de alguns drenos verticais sai com cor azul, está ocorrendo uma combustão completa, ou seja, nesse caso, está havendo um balanceamento entre combustível e o oxigênio, o que significa que há combustível, gás metano, suficiente para reação de combustão em relação ao oxigênio que é o comburente. Se a chamade alguns drenos verticais sai com cor amarela ou vermelha, não está ocorrendo uma combustão completa, ou seja, nesse caso, está havendo um desbalanceamento entre combustível e o oxigênio, o que significa que há combustível, gás metano, insuficiente para reação de combustão em relação ao oxigênio que é o comburente (FARIA, 2010).
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7 RESULTADOS E ANÁLISE DE DADOS
No primeiro dia de coleta, ao chegar no aterro sanitário de Cacoal, foi aguardado o caminhão proveniente das cidades que depositam os RSU no aterro sanitário chegar com os resíduos frescos e não compactados. O primeiro caminhão examinado trazia RSU proveniente da cidade de Pimenta Bueno, sendo esta uma das cidades que mais depositam RSU no aterro. Como o estudo não prioriza os resíduos trazidos de cidades específicas e sim a característica dos RSU depositadosno aterro sanitário, não foram predefinidas quais cidades teriam seus resíduos analisados. Sendo assim, os municípios escolhidos para o estudo foram definidos deacordo com a ordem de chegada dos caminhões, conforme apresenta o Quadro 3.
Quadro 3 - Descrição das coletas.Nº de
coletas1º coleta 2º coleta 3º coleta 4º coleta
5ºcoleta
6ºcoleta
Dia dasemana
Quinta-feira Quinta-feira Sexta-feira SábadoQuinta-
feiraSexta-feira
Dia 08/03/2018 05/04/2018 06/04/2018 07/04/201812/04/20
1813/04/20
18
CidadesPimentaBueno
EspigãoD'Oeste
EspigãoD'Oeste
PimentaBueno
Cacoal Cacoal
Fonte: Dados da pesquisa (2018).
Coincidentemente, as três cidades estudadas (Cacoal, Pimenta Bueno e Espigão D’Oeste), estão entre as cidades mais populosas da região, como mostra a Tabela 6,e consequentemente, são as cidades que mais depositam seus RSU no aterro sanitário de Cacoal.
Tabela 6 - Lista municípios que depositam seus RSU no aterro sanitário deCacoal.
Municípios População
Cacoal 88.507
Rolim de Moura 57.074
Pimenta Bueno 38.051
Espigão d'Oeste 33.030
Alta Floresta d'Oeste 25.437
São Miguel do Guaporé 24.181
Presidente Médici 22.124
(Continua)
(Conclusão)
Municípios População
Nova Brasilândia D'oeste 21.747
Alto Alegre dos Parecis 14.045
Ministro Andreazza 10.751
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Novo Horizonte d’Oeste 10.051
Santa Luzia d'Oeste 8.198
São Felipe d’Oeste 5.994
Parecis 5.904
Castanheiras 3.550
Total de habitantes 368.644
Total de habitantes zona urbana 271.144
Total de habitantes zona rural 97.500Fonte: Criado pelo autor com dados extraídos de IBGE (2018).
Segundo informações repassados pela MFM Soluções Ambientais, Cacoal, cidade na qual está localizado o aterro, é responsável por 25% de todo o RSU depositado, seguido de Rolim de Moura, Pimenta Bueno e Espigão D’Oeste, as quais possuem, respectivamente 15%, 10% e 8% de participação de deposição (Informação verbal)6.Depois de realizado o estudo gravimétrico nos dias e nas cidades mostradas no Quadro 3, foi possível elaborar a Tabela 7, a qual demonstra detalhadamente o total de resíduos analisados, por dia, na gravimetria, assim como a quantidade de resíduos analisados por categoria.
Tabela 7 - Resultado do estudo gravimétrico.
Tipo de resíduoMassa total (Quilogramas)
coleta 1 coleta 2 coleta 3 coleta 4 coleta 5 coleta 6 TotalA - Papel, papelão e
tecidos17,0 12,0 16,5 17,3 29,2 18,4 110,4
B - Resíduos deparques e jardins
(poda)6,2 5,3 1,7 8,9 17,9 8,1 48,1
C - Restos dealimentos
27,3 12,3 20,3 13,8 14,5 17,6 105,8
D – Madeira 1,3 0,6 1,2 3,6 1,5 1,6 9,9E – Outros 9,0 11,5 17,8 15,4 20,6 14,9 89,2
Total de resíduos/ dia 60,8 41,7 57,5 59,0 83,8 60,6 363,4Fonte: Resultado da pesquisa (2018).
Analisando a Tabela 7, verifica-se que a quantidade de resíduos analisados no decorrer do estudo foi de, aproximadamente, 363 Kg, sendo a quinta coleta que apresentou a maior representação, com aproximadamente 84 kg avaliados. Com base na Tabela 7, foi possível elaborar um gráfico demonstrado na a Figura 31, na qual são apresentados os percentuais de participação de cada categoria de RSU.
Figura 31 - Percentual de participação por categoria de RSU.
6 Informação fornecida por Valdiney Leite Lima, durante a visita ao aterro sanitário de Cacoal -RO emmarço de 2018.
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A - Papel, papelão e tecidos; 30,37%
B - Resíduo de parques e jardins (poda); 13,23%C - Restos de alimentos; 29,11%
D - Madeira; 2,73%
E - Outros; 24,55%
Fonte: Resultado da pesquisa (2018).
Como mostra a Figura 31, a maior parte dos RSU depositados no aterro sanitário é composto pelo grupo A - papel, papelão e tecidos, que correspondem a 30% de todo o resíduo analisado no estudo. O segundo grupo com maior participação é o grupo C – restos de alimentos, com aproximadamente 29% de todo lixo depositado, seguido do Grupo E – outros, com 25%, o qual possui todos os tiposde resíduos que não se encaixam nos outros grupos importantes para o estudo, podendo enquadrar materiais plásticos, metais, borrachas e algumas cerâmicas.
Ao comparar o estudo gravimétrico realizado no aterro sanitário de Cacoal, com a gravimetria do Brasil, é possível perceber que o percentual de resíduos se assemelha à composição do RSU nacional. A Figura 32 demonstra o comparativo dacaracterística do resíduo regional com o resíduo médio da população brasileira.
Figura 32 - Composição gravimétrica dos RSU coletados no aterro de Cacoal Xestimativa do Brasil.
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A - P
apel, p
apelã
o e te
cidos
B - Res
íduo
de
parq
ues e
jard
ins
(poda
)
C - Res
tos
de a
limen
tos
D - Mad
eira
E - Out
ros
(Met
ais,
Vid
ro, p
last
ico)
0%5%
10%15%20%25%30%35%40%
Aterro de Cacoal Brasil
Fonte: Resultado da pesquisa (2018); ABRELPE (2013).
Como demonstrado na Figura 32, a maior discrepância percentual encontra-se no grupo A (papel, papelão e tecidos) que, de acordo com a pesquisa realizada, 30% detodo o resíduo destinado ao aterro de Cacoal é composto por itens deste grupo, enquanto que a média nacional é de 13%. Ao comparar a quantidade do grupo E [outros (metais, vidro e plástico)] destinados ao aterro de Cacoal, observa-se que o percentual destes resíduos correspondem a 25% do RSU depositado, enquanto a média brasileira aproxima-se de 36%.
No que diz respeito a quantidade de RSU orgânico (papel, papelão, tecidos, resíduos de parques jardins, restos de alimentos e madeira) depositado no aterro de Cacoal, o percentual deste tipo de resíduo equivale a 75% de todo o montante disposto no aterro, já a média brasileira encontra-se próximo de 65%, uma diferença de 10% a mais de lixo orgânico.
De acordo com o estudo do ICLEI - Governos Locais pela Sustentabilidade (2009), este fato se justifica, pois o resíduos de regiões menos desenvolvidas tem maiores concentrações de lixo orgânico, diferente de regiões mais desenvolvidas que possuem menos resíduos orgânicos e maiores concentrações de metais, vidros e plásticos.
Em grandes centros urbanos, o estilo de vida das pessoas é mais agitado, o que leva a um maior consumo de produtos industrializados e com embalagens descartáveis. Por sua vez, em cidades de pequeno porte, a tendência é de que os resíduos contenham menos embalagens e mais material orgânico. A quantidade e composição dos resíduos sólidos, especialmente os domiciliares, dependem de características sócio-econômico-culturais da população e mudam ao longo do ano, em função da sazonalidade (ICLEI, 2009).
Zanta (2003) complementa dizendo que, além dos aspectos sociais e econômicos, citadas pelo ICLEI, existem as características quali-quantitativas dos resíduos sólidos que podem variar em função de vários aspectos culturais, geográficos e
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climáticos, ou seja, os mesmos fatores que também diferenciam as comunidades entre si.
Embora a quantidade de resíduos depositados no aterro de Cacoal-RO, tenha predominantemente resíduos orgânicos, esse percentual poderia ser muito maior se houve-se nos municípios coletas seletivas. Porém de acordo com a Abrelpe (2016), apenas 58% dos municípios da região norte praticam coletas seletivas de seus resíduos.
Segundo dados do Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento – SNIS (2013), Cacoal-RO possui coleta seletiva, mas apenas 18% dos resíduos recicláveis foram recuperados no ano de 2013, e segundo a reportagem feita por Oliveira (2017) pelo portal de notícias G1, a coleta seletiva em Cacoal- RO é realizada em apenas alguns bairros e não existem números precisos quanto a quantidade de resíduos recicláveis que são separados e aproveitados.
Em relação as outras cidades que dispõem seus resíduos no aterro sanitário apenasMinistro de Andreazza - RO realiza coleta seletiva de 50% dos resíduos gerados no município (SNIS, 2013). O fato de não haver uma coleta seletiva eficiente nas cidades e faz com que boa parte de resíduos que poderiam ser aproveitado seja disposto no aterro sem nenhuma seleção previa interferindo diretamente na quantidade de CH4 produzido.
O estudo gravimétrico no aterro sanitário de Cacoal é de extrema importância, pois omesmo fornece dados e características únicas do aterro sanitário e da região onde oestudo foi executado. Com base nas informações recolhidas no decorrer do estudo foi possível obter as variáveis necessárias para estimar a quantidade de CH4 produzido no aterro, por meio da metodologia desenvolvida pelo IPCC (Eq. 1), que necessita do cálculo do carbono degradável COD.
7.1 Carbono degradável e carbono degradável dissociada
Para o cálculo do carbono degradável dos resíduos, foram utilizados os dados obtidos no estudo gravimétrico realizado no aterro sanitário de Cacoal. Como já citado, os resíduos quantificados foram divididos de acordo com a Tabela 8.
Tabela 8 - Percentual de participação de RSU do COD.Tipo de resíduo % de COD em
massaMASSA
TOTAL (%)A - Papel, papelão e tecidos 40 30
B - Resíduos de parques e jardins (poda) 15 13
C - Restos de alimentos 15 29
D – Madeira 30 3
Fonte: Resultado da pesquisa (2018); IPCC (1996).
Dessa forma, com base na Tabela 8 e na Eq. 4, o COD encontrado no aterro sanitário foi o seguinte:
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COD=(0,4∗0,3 )+(0 ,15∗0 ,13 )+(0 ,15∗0 ,29 )+(0,3∗0 ,03 )COD=0,1932 Ton de C/ ton de resíduos Ao
comparar o COD de 0,1932 Ton de C/ Ton de resíduos do aterro sanitário de Cacoal com o COD de outros aterros estudados no Brasil, percebe-se que, embora possua um índice pouco maior, o mesmo aproxima-se da média dos outros aterros sanitários mostrados na Tabela 11.
Já para o cálculo do CODf foi utilizado a Eq. 5.
CODf=0 ,014∗(35 ° C )+0 ,28
Assume-se que a temperatura na zona anaeróbia de um local de disposição de resíduos sólidos permanece constante por volta dos 35ºC. (BINGEMER E CRUTZEN, 1987)
7.2 Composição do biogás
A composição do biogás é outra variável importante para definir a vazão de
CH4. E para determinar a composição do biogás foi realizado um experimento
laboratorial no qual consistiu em 6 dias de coletas, em 6 flares diferentes. Os
resultados obtidos em cada flare, nos respectivos dias de coleta, são demonstrados
na Tabela 9.
Tabela 9 – Análise da concentração de CH4 no biogás do aterro sanitário deCacoal (%).
Flare
1º coleta 2º coleta 3º coleta 4º coleta 5º coleta 6º coletaCaracterística dos
resíduos1º 2º 1º 2º 1º 2º 1º 2º 1º 2º 1º 2º
1 75 80 72,577,5
77,5 75 81 83 80 77,5 81 83 Novo
2 75 75 7572,5
75 72,5 72 72,5 75 72,5 72 72,5 Novo
3 83 82,5 8382,5
80 82,5 81 83 80 82,5 81 83 Novo
4 75 75 7577,5
70 72,5 68 7272,5
75 68 72 Antigo
5 62 72 72,5 69 65 67,5 68 7262,5
62,5 65 62 Antigo
6 62,5 65 62,5 65 65 67,5 72 72 72 62,5 65 62 Antigo
Fonte: Resultados da pesquisa (2018).
A Tabela 9 demonstra o percentual de CH4 encontrado no biogás do aterro sanitário, de acordo com o dia e o flare analisado para cada amostra, sendo essa realizada sempre em duplicata. A duplicação da análise é importante pois, segundo estudo realizado por Armando (2013) e Bello (2010), o kit de análise de biogás apresentou faixa de erro de análise em ± 5,00%. Por isso, a importância da análise em
88
duplicata, para determinar com mais precisão a quantidade de CH4 presente no biogás e obter uma análise mais próxima do realidade do aterro. A Tabela 10 apresenta os valores analisados em cada flare, com a média dos percentuais encontrados em cada amostra coletada.
Tabela 10 – Análise da concentração média de CH4 no biogás do aterrosanitário de Cacoal (%).
Flare1º coleta 2º coleta 3º coleta 4º coleta 5º coleta 6º coleta TOTAL
Média Média Média Média Média Média Média
1 77,5 75 76,25 82 78,75 82 78
2 75 73,75 73,75 72,25 73,75 72,25 73
3 82,75 82,75 81,25 82 81,25 82 82
4 75 76,25 71,25 70 73,75 70 72
5 67 70,75 66,25 70 62,5 63,5 68
6 63,75 63,75 66,25 72 67,25 63,5 67
MÉDIA TOTAL 72
Fonte: Resultado da pesquisa (2018).
A Tabela 10 expõe as médias dos resultados obtidos no experimento, sendo que os flares 1, 2 e 3, como exemplificado na Figura 23, estão localizados na segunda camada da célula 1, possuem maior concentração de CH4, com aproximadamente 77%. Esse resultado era esperado e ratifica com os estudos realizados por Tolmasquim (2016), no qual explica que, quanto mais novos os resíduos, maior o índice de produção de CH4, desde que os mesmos encontrem-se na fase de metanogênese (entre 1 a 2 anos depois de aterrados).
Os flares 4, 5 e 6, localizados na primeira camada da célula 2, também possuem concentrações de CH4 elevadas, cerca de 69%. Porém, percebe-se que esses valores são mais baixos que os primeiros (flares 1, 2 e 3) pelo fato de que os resíduos desses flares estão depositados há um período maior de tempo. Essa, no entanto é uma característica do aterro sanitário de Cacoal - RO, pois os resíduos depositados no mesmo possuem altas concentrações de matérias orgânicas, sendo essas decompostas rapidamente, justificando essa variação.
A grande dificuldade em determinar a composição do biogás de um aterro, dá-se pelo fato de que novos resíduos são depositados diariamente. Desta forma, enquanto alguns locais possuem resíduos com maior concentração de CH4, outros apresentam menores concentrações. Assim, a concentração de CH4 foi definida por meio da média total encontrada em todos os flares, sendo esta de 72%.
7.3 Fator de correção do metano (FCM)
O fator de correção do metano (FCM) varia de acordo com a qualidade da compactação dos resíduos, pois considera que a maneira como os resíduos são depositados influencia na geração de metano do aterro sanitário. O FCM pode ser de 0,4 para lugares de deposição inadequados e com profundidades de lixo
89
menores que 5 metros; de 0,8 para lugares de deposição inadequados, porém com profundidades de lixo maiores que 5 metros; e 1 para locais adequados, com deposição controlada de lixo, material de cobertura, compactação mecânica e nivelamento do terreno. (IPCC, 1996)
Considerando que o aterro sanitário de Cacoal realiza de maneira adequada, realizando a cobertura, compactação mecânica e dispõe de um terreno nivelado, o fator de correção do metano considerado para esta pesquisa foi de FCM = 1.
7.4 Potencial de geração de metano dos resíduos (L0)
Após serem calculadas e definidas todas as outras variáveis da metodologia
do IPCC (1996), é possível definir o potencial de geração de metano dos resíduos
do aterro de Cacoal. Para tal cálculo foi utilizada a Eq. 3.
L0=1×0 ,1932×0 ,77×0 ,72×43
L0=0,099178 toneladas de CH4/kg de resíduos
A Tabela 11 apresenta o comparativo dos valores adotados para COD, CODf, L0 e a Fração do CH4 presente no biogás (F), na presente pesquisa com valores adotados por outros autores que, também, utilizaram a metodologia do IPCC (1996), para cálculo de potencial de geração de metano dos resíduos.
Tabela 11 - Comparativo dos valores de COD, CODf, L0 e F utilizados poroutros autores em outros aterros.
Cidade do aterroAberto
em:Status
Autor/ ano doestudo
COD CODf Lo F
Caieiras-SP 2002 AbertoFIGUEIREDO,
20130,1530 0,77 0,0780 56%
(Continua)
(Conclusão)
Cidade do aterroAberto
em:Status
Autor/ ano do
estudoCOD CODf Lo F
Belo Horizonte-MG
1975Fechadoem 2007
FERNANDES,2009
0,1459 0,50 0,0535 55%
Campinas-SP 1992Fechado
em 2014ENSINAS, 2003 0,1988 0,77 0,1120 55%
Rio Claro-SP 2001 Operando GONTOW, 2016 0,1714 0,76 0,0873 50%
Belo Horizonte-
MG1975
Fechado
em 2007
ALVES, COLARES
E UTURBEY, 20080,1470 0,77 0,0750 50%
Guaratinguetá-
SP2006 Operando MENDES, 2005 0,1830 0,77 0,0942 50%
Cacoal-RO 2015 Operando Presente pesquisa 0,1932 0,77 0,0991 72%
90
Fonte: Criado pelo autor com dados extraídos de ENSIMAS (2003); MENDES (2005); ALVES,COLARES E UTURBEY (2008); FERNANDES (2009), FIGUEIREDO (2013); GONTOW (2016).
Ao utilizar a Tabela 11 para comparar os valores obtidos no aterro sanitário do presente estudo com valores obtidos em outros aterros, percebe-se que, em geral, os valores assemelham-se, como por exemplo os valores de CODf, que na maioria dos estudo apresentou valores em torno de 0,77. No entanto, se comparar o COD apresentado pelo aterro de Cacoal com os outros aterros, percebe-se que o mesmo é superior a maioria dos outros estudos, com exceção do aterro de Campinas – SP, que possui o COD de 0,1988 Ton C/Ton de RSU.
Embora o valor de L0 encontrado no aterro de Cacoal seja maior que os outros, o mesmo ainda é menor do que a faixa recomendada pelo World Bank (2004), que é 0,1105 a 0,1224 Ton CH4/Ton de RSU.
7.5 Quantidade de CH4 produzido
Para utilizar a Eq. 1, é necessário calcular a taxa média de geração de
resíduos por habitantes. Para tal utilizou-se a quantidade de RSU depositados no
aterro sanitário de Cacoal (150 Ton/dia) dividido pelo número de habitantes urbanos
residentes nos 15 munícipios que destinam os seus resíduos para o aterro, esses
dados são demonstrados na Tabela 6. Os valores encontrados são ilustrados na
Tabela 12.
Tabela 12 - Taxa de produção de RSU por habitante urbano.
Produção de lixo/habitante urbano
Kg Ton
Dia 0,55 0,00055Mês 16,60 0,01666Ano 201,92 0,02019
Fonte: Criado pelo autor com dados extraídos de IBGE (2018).
Como observado na Tabela 12, cada habitante urbanos dos municípios que destinam seus RSU para o aterro sanitário de Cacoal produz, em média, cerca de 0,55 kg de resíduo por dia, ou aproximadamente 200 kg de resíduos por ano. A Figura 33 demonstra o comparativo entre a produção de resíduo per capita encontrado nos municípios que depositam os RSU no aterro sanitário, com a média do Brasil e da região Norte.
Figura 33 - Comparativo entre a geração per capita de RSU.7
7 Os dados relacionadas a geração per capita de RSU do Brasil e da região Norte, são referentes ao ano de 2016.
91
Brasil Região Norte Municipios estudados -
0,100
0,200
0,300
0,400
0,500
0,600
0,700
0,800
0,900
1,000 0,948
0,706
0,550
kg/h
ab
/dia
Fonte: Resultado da pesquisa (2018); ABRELPE (2016); IBGE (2018).
Como demonstrado na Figura 33, a taxa de média de geração de RSU per
capita no Brasil é superior à média dos municípios estudados, porém quando
comparados com a região Norte, percebe-se que o valor se aproxima com uma
diferença de 0,156 kg/hab/dia. A diferença entre os municípios estudados e a média
brasileira é justificável, pois as outras regiões do país possuem padrão de consumo
diferentes por várias razões como costumes, cultura, renda, proximidade aos centros
industriais, entre outros.
Com os dados de geração de RSU por habitante, o potencial de geração de
carbono calculado e a composição média do CH4 analisada, é possível utilizar a Eq.
1 para determinar a vazão teórica anual de CH4. Sendo assim, os valores das
variáveis utilizadas na Eq. 1 são demostrados na Tabela 13.
Tabela 13 – Variáveis utilizadas na Eq.1 para determinar a vazão de CH4.
Parâmetro Valores
PopUrb - número de habitantes residentes na área urbana
271.144,31
L0 - potencial de geração de metano dos resíduos em toneladas de CH4/toneladas de resíduo
0,1388
92
R - metano que é captado e aproveitado em toneladas de CH4/ano;
0
OX - fator de oxidação do metano na superfície do aterro sanitário
0,1
Taxa RSU - resíduos sólidos urbanos gerados, dado em toneladas de RSU/habitante x ano
0,202
RSDf - fração dos resíduos que é coletada e depositada no aterro sanitário;
1
LFG - quantidade de gás metano emitido em toneladas de CH4/ano
6.841,81
Fonte: Dados da pesquisa (2018).
De acordo com a Tabela 13, o aterro produz cerca de 6.842 Ton de CH4/ano,
considerando essa produção em volume tem-se 9.502.508 m3 de CH4/ano. A taxa de
resíduos depositados no aterro varia conforme o aumento da população, ou seja,
para estimativa de produção de biogás futuro, deve-se considerar o crescimento
demográfico dos 15 munícipios que destinam o RSU para o aterro de Cacoal.
7.5.1 Estimativa de produção futura de CH4
Segundo dados do IBGE (2018), a população de Rondônia no ano de 2000
era de, aproximadamente, 1,4 milhão de habitantes. Entretanto, em 2030, a
população deve alcançar 2 milhões de habitantes, com uma taxa média de
crescimento de 1,58% ao ano, como mostra a Figura 34.
Figura 34 - População X taxa de crescimento do estado de Rondônia.
93
2000
2002
2004
2006
2008
2010
2012
2014
2016
2018
2020
2022
2024
2026
2028
2030
-
500.000
1.000.000
1.500.000
2.000.000
2.500.000
0,00%
0,50%
1,00%
1,50%
2,00%
2,50%
População em Rondonia Taxa de crescimento da População
Pop
ulaç
ão
Taxa
de
cres
cim
ento
anu
l
Fonte: Criado pelo autor com dados extraídos de IBGE (2018).
Analisando o gráfico da Figura 34, o número de habitantes aumenta conforme os anos, porém, a taxa de crescimento está diminuindo, chegando no ano de 2030 em um percentual de, apenas, 0,50%. Considerando a mesma taxa de crescimento anual e o percentual de residentes em zonas urbanas do estado de Rondônia como 74%, para os municípios que depositam os seus RSU no aterro sanitário de Cacoal, é possível estimar a taxa de crescimento da população urbana total dos 15 municípios, assim como a quantidade de RSU depositado para os próximos 25 anos,como apresenta a Tabela 14 (IBGE, 2018).
Tabela 14 - Perspectiva de crescimento populacional e de RSU depositados no
aterro sanitário de Cacoal.
AnoHabitantes
urbanosRSU produzido
(T/ano)RSU/habitante
x ano (T)
2018 271.144 54.750,00 0,2019
2019 273.840 55.294,32 0,2039
2020 276.453 55.821,90 0,2059
2021 278.983 56.332,78 0,2078
2022 281.434 56.827,77 0,2096
2023 283.812 57.307,94 0,2114
2024 286.114 57.772,67 0,2131
2025 288.338 58.221,79 0,2147
2026 290.481 58.654,53 0,2163
94
2027 292.542 59.070,69 0,2179
2028 294.522 59.470,54 0,2193
2029 296.419 59.853,51 0,2207
2030 298.228 60.218,82 0,2221
2031 299.948 60.566,10 0,2234
2032 301.678 60.915,38 0,2247
2033 303.418 61.266,67 0,2260
2034 305.167 61.619,99 0,2273
2035 306.927 61.975,34 0,2286
2036 308.697 62.332,75 0,2299
2037 310.477 62.692,22 0,2312
2038 312.268 63.053,75 0,2325
2039 314.069 63.417,38 0,2339
2040 315.880 63.783,10 0,2352
2041 317.702 64.150,93 0,2366
2042 319.534 64.520,88 0,2383
Fonte: Dados da pesquisa (2018).
Para obter os dados de RSU depositados no aterro por ano, considerou-se
que, em 2018, o aterro recebeu 150 toneladas de RSU por dia e no decorrer dos
anos a quantidade de RSU depositado do aterro sanitário crescesse na mesma
proporção que a população dos municípios da região. Sendo assim, no ano de 2040,
estima-se que o aterro sanitário de Cacoal receberá cerca de 64 mil Ton/ano (cerca
de 10 mil toneladas a mais do que em 2018), com uma taxa de 0,2366 toneladas de
RSU/habitante ao ano. Como base nesses dados é possível aferir a quantidade CH4
produzido ao longo da vida útil do aterro sanitário, utilizando a Eq. 1, como
demonstra a Figura 35.
Figura 35 - Volume de produção de CH4 durante a vida útil do aterro (em
centenas de m³ de CH4).
95
- 1.000.000 2.000.000 3.000.000 4.000.000 5.000.000 6.000.000 7.000.000 8.000.000 9.000.000
10.000.000 11.000.000 12.000.000 13.000.000 14.000.000
Fonte: Resultado da pesquisa (2018).
Conforme a Figura 35, o volume de produção de CH4, em 2018, é de, aproximadamente, 9,5 milhões e durante a vida útil do aterro sanitário a produção salta para pouco mais de 13 milhões no ano de 2042. Para a estimativa desses valores, foi considerado que o aterro permaneceria recebendo RSU somente até o ano de 2042, e que a partir desse período, o mesmo seria fechado e, a partir daí o volume de CH4 decairá, pois não haveria mais deposição de resíduos. Diante disso,a partir do ano de 2042, a metodologia de cálculo para a produção de CH4 deve ser alterada.
7.5.2 Fechamento do aterro sanitário
Após o fechamento do aterro, é necessário utilizar a metodologia criada pela USEPA(1997), a qual utiliza uma constante de decaimento “k” que pode variar de região para região, de acordo com as suas características pluviométricas, temperatura e composição do RSU. Devido à dificuldade em adotar valores adequados para o “k”, são sugeridos pelo World Bank (2004), valores para este parâmetro segundo dados de precipitação e biodegradabilidade do resíduo, conforme apresentado na Tabela 15.
Tabela 15 - Valores sugeridos de k.
Precipitação anual
Valores de kRelativamente inerte
Moderadamentedegradável
Altamentedegradável
Menos de 250 mm 0,01 0,02 0,03Entre 250 e 500 mm 0,01 0,03 0,05Entre 500 e 1000 mm 0,02 0,05 0,08Mais de 1000 mm 0,02 0,06 0,09
Fonte: Criado pelo autor com dados extraídos World Bank (2004).
96
O município de Cacoal, região na qual o aterro sanitário está localizado, tem um clima tropical e, portanto chove muito mais no verão do que no inverno. Logo, a pluviosidade média anual é 1899mm. A temperatura média anual do município é aproximadamente de 24°C (CLIMATE-DATA, 2018). Considerando as característicasgravimétricas dos RSU ponderadas neste estudo, como grande maioria orgânica e, consequentemente, altamente degradável, juntamente com precipitação anual da região maior que 1000mm, o valor mais adequado de “k” para ser adotado é de 0,09.
Sendo definido o fator de decaimento do aterro, é possível utilizar a Eq. 5 para calcular a quantidade de CH4 produzido no aterro, após 25 anos de funcionamento recebendo RSU, conforme Figura 36.
Figura 36 - Volume de produção de CH4 durante a vida útil e após o fechamentodo aterro (em centenas de m³ de CH4).
-
2.000.000
4.000.000
6.000.000
8.000.000
10.000.000
12.000.000
14.000.000
16.000.000
18.000.000 2043 15.666.464
Fonte: Resultado da pesquisa (2018).
Como observa-se na Figura 36, mesmo depois do seu fechamento, a quantidade de CH4 produzida continua aumentando e salta de 13.248.863m³/ano em 2042 (ano de encerramento utilizado na metodologia) para 15.666.464m³/ano no ano de 2043. Isso ocorre porque, após o encerramento das atividades de aterramento, as bactérias continuam decompondo os resíduos e, segundo Tolmasquim (2016), a produção de biogás atinge seu auge nos dois primeiros anos e logo decresce lentamente por 25 anos ou mais.
Quando o aterro é fechado, há um aumento da temperatura na zona aeróbica, o quepropicia o aumento da produção de metano. Quando aberto, o aterro geralmente encontra-se na zona mesofílica, com temperaturas entre 25-40ºC, porém, após o seu fechamento, a zona aeróbica passa a trabalhar na fase termofílica, entre 50-65°C (TOLMASQUIM, 2016).
Sendo assim, é normal que tenha um aumento considerável na produção de CH4, até mesmo porque após fechado, há a criação de um ambiente mais habitável e propício para desenvolvimento das bactérias que podem se desenvolver e consumir os resíduos muito mais rápido do que quando o aterro encontrava-se em funcionamento.
97
7.6 Determinação da quantidade de energia gerada
Ao mensurar a quantidade de CH4 produzida durante a vida útil do aterro e após o seu encerramento, é possível definir o potencial de geração de energia do aterro para um horizonte de 45 anos. Sendo assim, por meio da Tabela 16, é possível verificar o potencial de energia gerada no aterro calculado utilizando as Eq. 6 e 7, considerando a eficiência do grupo gerador como 28% e o poder calorifico de biogáscomo 5800 kcal/m³ (BRITO FILHO, 2005).
É importante ressaltar que, para o cálculo da potência de energia foi considerado que a eficiência de coleta do biogás fosse de 75%, valor recomendado pela ABRELPE (2013), quando não há dados suficientes para realizar uma estimativa com maior precisão. A eficiência do sistema de coleta varia de 50 a 90%, dependendo da camada de cobertura (USEPA, 1996). Os outros 25% são referente as emissões fugitivas.
Tabela 16 – Potencial de energia gerada no aterro sanitário.
Ano Vazão de CH4 (m³/h)Potência
gerada (MW)Energia gerada (MWh/ano)
2018 813,57 1,54 13.458,20 2019 829,83 1,57 13.727,13 2020 845,74 1,60 13.990,34 2021 861,29 1,63 14.247,58 2022 876,49 1,66 14.499,07 2023 891,37 1,68 14.745,12 2024 905,88 1,71 14.985,24 2025 920,02 1,74 15.219,13 2026 933,75 1,76 15.446,21 2027 947,05 1,79 15.666,18 2028 959,91 1,81 15.878,98 2029 972,31 1,84 16.084,15 2030 984,22 1,86 16.281,08 2031 995,60 1,88 16.469,41 2032 1.007,12 1,90 16.659,91 2033 1.018,77 1,92 16.852,62 2034 1.030,55 1,95 17.047,55 2035 1.042,47 1,97 17.244,74 2036 1.054,53 1,99 17.444,21 2037 1.066,73 2,01 17.645,99 2038 1.079,07 2,04 17.850,10 2039 1.091,55 2,06 18.056,58 2040 1.104,18 2,09 18.265,44 2041 1.116,95 2,11 18.476,72 2042 1.134,32 2,14 18.764,092043 1.341,31 2,53 22.188,08 2044 1.225,86 2,31 20.278,38 2045 1.120,35 2,12 18.533,05 2046 1.023,93 1,93 16.937,93 2047 935,80 1,77 15.480,10 2048 855,25 1,62 14.147,75 2049 781,64 1,48 12.930,07 2050 714,37 1,35 11.817,19 2051 652,88 1,23 10.800,10 2052 596,69 1,13 9.870,55 2053 545,33 1,03 9.021,00
98
2054 498,40 0,94 8.244,58 2055 455,50 0,86 7.534,97 2056 416,30 0,79 6.886,45 2057 380,47 0,72 6.293,74 2058 347,72 0,66 5.752,04 2059 317,79 0,60 5.256,97 2060 290,44 0,55 4.804,51 2061 265,44 0,50 4.390,99 2062 242,60 0,46 4.013,07
TOTAL 37.491,36 70,80 620.187,31Fonte: Resultado da pesquisa (2018).
De acordo com a Tabela 16, ao final de 45 anos (período estimado de produção de CH4), haverá uma vazão e uma possível coleta de 37.491m³ de metano, o que geraria 620.187 MWh de energia, considerando que todo o biogás fosse aproveitado, o que dificilmente é acontece devido a necessidade de possuir um grupo gerador que trabalhe o ano inteiro sem interrupções, e ainda um investimento em geradores excedentes poderia inviabilizar o projeto, pois os mesmos não iriam trabalhar em 100% da sua capacidade.
Devido à impossibilidade de trabalhar com 100% de aproveitamento do biogás, o adequado seria definir a potência máxima que pode ser gerada, otimizando ao máximo, o tempo de trabalho e a quantidade necessária do grupo de geradores; desse modo pode-se maximizar o uso do biogás ao longo dos anos. Sendo assim, foi necessário utilizar novamente a Eq. 6 e 7, a fim de definir a vazão necessária para produzir a maior potência possível, sem que essa fosse maior que a vazão de CH4, na maior parte do tempo estimado, de aproveitamento do biogás (45 anos).
Deve ser considerado, também que, no decorrer do tempo de funcionamento dos geradores, há a necessidade de realizar manutenções e, consequentemente, possíveis paradas na produção de energia. Torna-se importante prever essas paradas no projeto de instalação dos geradores, pois, tais paradas podem diminuir aquantidade de energia produzida e, a depender da forma de comercialização de energia, pode ocasionar a quebra de contratos de produção de energia firmados a partir do momento em que inicia-se o processo de venda de energia para a rede (leilões).
A fim de prever e sanar esse eventual problema, é necessário programar manutenções preventivas nos grupos geradores de energia. Porém, quando trabalha-se com um único gerador de energia, e uma potência instalada fixa, tais manutenções preventivas só são eficientes para reduzir custos de manutenções, não reduzindo, ou reduzindo em pequenas quantidades, o tempo de parada do equipamento. Por isso, neste projeto, optou-se por trabalhar com vários geradores de potências menores, pois assim, é viável realizar as manutenções preventivas, tanto para minimizar custos, quanto para maximizar o tempo de trabalho dos geradores.
Ao possuir vários geradores de energia da mesma potência, não há a necessidade de parar todos os geradores ao mesmo tempo para realizar quaisquer manutenções,sendo estas preventivas ou não. Deste modo, há a oportunidade de que as paradas sejam programadas impedindo a falta de fornecimento total de energia.
99
Sendo assim, optou-se por trabalhar com 7 grupos de geradores da empresa Leão Energia, modelo LGB420, o qual possui o motor da SCANIA, modelo OC13, com potência de trabalho contínuo de 294 KVA/ 235 KW (detalhes do grupo gerador encontra-se no Anexo A, desta pesquisa). O grupo gerador LGB420 é um equipamento próprio para trabalho em regime contínuo, atendendo cargas variáveis.Possui limite de operação de até 8400 horas/ano, respeitando-se as paradas para manutenção, com possibilidade de sobrecarga durante 1 hora, a cada 12 horas de funcionamento (LEÃO ENERGIA, 2018).
Utilizando os dados do grupo gerador de energia, foi considerado que o grupo gerador trabalhe 8000 horas/ano (333 dias/ano), considerando as possíveis paradas por manutenções alternadas em cada gerador. Para atender a demanda dos 7 grupos geradores, é necessário possuir uma vazão constante de 871,55m³/h de CH4.A Figura 37 mostra o comparativo entre a demanda necessária para alimentação do grupo gerador e a capacidade de captação de CH4, ao longo do tempo de funcionamento do aterro.
Figura 37 – Comparativo entre a demanda necessária para alimentação dogrupo gerador e a capacidade de captação de CH4
-
200,00
400,00
600,00
800,00
1.000,00
1.200,00
1.400,00
1.600,00
Capacidade de Captação de CH4 (m³/h) Vazão de CH4 necessária (m³/h)
m³/
h de
CH
4
Fonte: Resultado da pesquisa (2018).
Como demonstrado na Figura 37, o aterro tem capacidade de captação de CH4
suficiente para atender o grupo gerador na maior parte do tempo de seu funcionamento. Considerando que, ao instalar os grupos geradores, o processo de implantação levaria, pelo menos, mais um ano e meio, em 2020 o aterro já teria capacidade suficiente para começar a produzir energia, utilizando praticamente toda a capacidade dos geradores. A Figura 37, também, demonstra que a partir de 2049, o aterro não teria mais capacidade de alimentar os 7 geradores, pois o mesmo iria produzir apenas 781 m³/h de CH4, porém é importante ressaltar que motores desse porte geralmente possuem tempo de vida útil de 15 anos, podendo ser estendida quando realizada as manutenções preventivas e substituições de peças com o decorrer do tempo (ANEEL, 2000).
100
A potência gerada utilizando os 7 geradores seria de 1,645MW (1.645kW), e manter-se-ia, assim, pelo menos até o ano de 2048. Sendo assim, seria possível gerar 1.097MWh/mês ou, aproximadamente, 13.160MWh/ano.
Segundo a companhia de distribuição de energia do estado de Rondônia Eletrobrás (2017), as residências do município de Cacoal-RO consumiram em 2017, 75.526MWh de energia, sendo que naquele ano possuía 28.033 unidades residenciais consumidoras de energia elétrica. Deste modo, caso o fosse produzido energia elétrica no aterro sanitário de Cacoal - RO, o mesmo teria capacidade para abastecer 4.885 residências, ou aproximadamente 17% dos domicílios de Cacoal-RO.
De acordo com ANEEL (2018), no estado de Rondônia, existem 60 unidades consumidoras com geração distribuída8, sendo que, 57 unidades utilizam como fontea energia da radiação solar e apenas 3 unidades utilizam fonte de potencial hidráulico. Somadas, essas unidades de geração distribuída produzem uma potênciade 4.220,27 kW.
Caso o aterro sanitário de Cacoal implemente o projeto de geração de energia por meio da queima do biogás, o potencial produzido pelo mesmo representaria, aproximadamente, 40% de toda geração distribuída de Rondônia, tornando-se o segundo maior do estado, atrás apenas da Cooperativa Rondoniense de Geração Distribuída de Energia Elétrica - COOGD, a qual possui potência instalada de 1.844 KW (1,84MW), além de ser a primeira unidade do estado a utilizarcomo fonte, usinas térmicas movidas a biogás.
Considerando que toda energia gerada no aterro seja revendida por meio de leilões pela CCEE, ao preço médio constante de R$ 198,94/MWh (valor arrematado no último leilão no dia 4 de abril de 2018), o aterro obteria receita média mensal de R$ 218.170,00, um total de R$ 2.618.050,40 por ano. Se a energia produzida no aterro fosse revendida diretamente para o consumidor, cobrando a mesma taxa cobrada pela distribuidora, ou seja, R$ 430,20 por MWh, a receita com a venda de energia gerada no aterro seria de R$ 471.786,00 mensais ou R$ 5.661.432,00 anuais.
7.7 Determinação da quantidade de créditos de carbono obtidos
Para o cálculo da quantidade de créditos de carbono que poderiam ser
obtidos, caso fosse realizado o projeto de MDL no aterro sanitário de Cacoal, é
utilizada a Eq. 8. A eficiência elétrica do motor para queima do CH4 considerada para
os grupos geradores foi de 28%. Deste modo por meio da tabela 17 é possível
observar o potencial de créditos de CO2 obtidos no aterro sanitário de Cacoal – RO.
8 De acordo com o Decreto nº 5.163 de 30 de julho de 2004, considera-se geração distribuídatoda produção de energia elétrica proveniente de agentes concessionários, permissionários ou autorizados, conectados diretamente no sistema elétrico de distribuição do comprador (BRASIL, 2014). No caso o comprador no estado de Rondônia é a Eletrobrás RO.
101
Tabela 17 – Potencial de créditos de CO2 obtidos no aterro sanitário de Cacoal.
AnoTon de
CH4/anocaptado
Ton de CH4/anoutilizado para
produção de energia
Ton de CH4/anonão emitidos
Ton deCO2/ano não
emitidos2018 5.131 5.020 1.406 29.5182019 5.234 5.020 1.406 29.5182020 5.334 5.020 1.406 29.5182021 5.432 5.020 1.406 29.5182022 5.528 5.020 1.406 29.5182023 5.622 5.020 1.406 29.5182024 5.714 5.020 1.406 29.5182025 5.803 5.020 1.406 29.5182026 5.889 5.020 1.406 29.5182027 5.973 5.020 1.406 29.5182028 6.054 5.020 1.406 29.5182029 6.133 5.020 1.406 29.5182030 6.208 5.020 1.406 29.5182031 6.279 5.020 1.406 29.5182032 6.352 5.020 1.406 29.5182033 6.426 5.020 1.406 29.5182034 6.500 5.020 1.406 29.5182035 6.575 5.020 1.406 29.5182036 6.651 5.020 1.406 29.5182037 6.728 5.020 1.406 29.5182038 6.806 5.020 1.406 29.5182039 6.885 5.020 1.406 29.518
(Continua)(Conclusão)
AnoTon de
CH4/anocaptado
Ton de CH4/anoutilizado para
produção de energia
Ton de CH4/anonão emitidos
Ton deCO2/ano não
emitidos2040 6.964 5.020 1.406 29.5182041 7.045 5.020 1.406 29.5182042 7.154 5.020 1.406 29.5182043 8.460 5.020 1.406 29.5182044 7.732 5.020 1.406 29.5182045 7.066 5.020 1.406 29.5182046 6.458 5.020 1.406 29.5182047 5.902 5.020 1.406 29.5182048 5.394 5.020 1.406 29.5182049 4.930 4.930 1.380 28.9882050 4.506 4.506 1.262 26.4932051 4.118 4.118 1.153 24.2132052 3.763 3.763 1.054 22.1292053 3.440 3.440 963 20.2242054 3.143 3.143 880 18.4842055 2.873 2.873 804 16.8932056 2.626 2.626 735 15.4392057 2.400 2.400 672 14.1102058 2.193 2.193 614 12.8962059 2.004 2.004 561 11.7862060 1.832 1.832 513 10.7712061 1.674 1.674 469 9.8442062 1.530 1.530 428 8.997
TOTAL 236.466 196.655 55.064 1.156.334Fonte: Resultado da pesquisa (2018).
102
Como observa-se na Tabela 17, são captados durante o tempo de vida útil do aterro 236.466 Ton de CH4, sendo que, desse total, 196.655 Ton de CH4 são utilizados parageração de energia por meio da combustão em grupo geradores. Porém, devido a eficiência de combustão dos grupos geradores, apenas 55.064 Ton de CH4 não são emitidas para atmosfera; logo podem ser caracterizados como reduções certificadas de emissões, o que geram créditos de carbono.
Como a não emissão de CH4 possui um valor 21 vezes maior do que o CO2 no mercado de créditos de carbono, ao final de sua vida útil tem-se que o projeto de aproveitamento de energia elétrica no aterro sanitário resultará em 1.156.334 Ton deCO2, ou 1.156.334 créditos de carbono, que podem ser comercializados para outras empresas, organizações e países que não cumpriram sua meta de redução de CO2.
Os créditos de carbono, no Brasil, só podem ser comercializados por meio de bolsasde valores. Por ser comercializado como uma ação na bolsa de valores, uma tonelada de créditos de carbono pode variar conforme a oferta e demanda da mesma. Na Figura 38 é possível acompanhar o índice de queda, assim como o crescimento do valor de mercado de um tonelada de crédito de carbono, de acordo com a corretora de bolsa de valores INVESTING.COM (2018).
Figura 38 – Variação anual do valor de 1 Ton. de crédito de CO2.
Fonte: Investing.com (2018).
Como pode ser observado na Figura 38, o valor de uma tonelada de créditos de carbono, em meados do ano de 2008 alcançou seu valor máximo, cerca de € 28/Tonde CO2. Contudo, os créditos apresentaram declínio e chegaram a valer menos que € 4 /Ton de CO2, em meados do ano de 2013. Entretanto, a partir do ano de 2017, até o encerramento deste estudo, as ações desta bolsa de valores tiveram altas consideráveis, chegando a valores de €13,59/Ton de CO2, ou cerca de R$ 59,53/Ton de CO2.
9
9 Taxa de cambio utilizado € 1 = R$ 4,41. (Banco Central do Brasil, 2018a)103
Então, se todos os 1.156.334 Ton de créditos de carbono, produzidos no projeto de MDL do aterro sanitário de Cacoal fossem vendidos a um preço fixo de R$ 59,53/ Ton de CO2, ao final do projeto, geraria um valor de R$ 69.301.277 ou um valor médio mensal de R$ 1.540.028,38. Esses valores podem sofrer mudanças devido variabilidade do valor desta ação, que pode tanto cair como subir, assim como o valor do EURO.
7.8 Viabilidade econômica
A análise econômica deste projeto teria suas receitas originadas da venda de eletricidade e venda dos créditos de redução de emissões. Porém, será realizada por meio de duas análises de viabilidade. Em uma destas análises, será considera apenas receitas oriundas da venda de energia elétrica e, em seguida, será feita a análise de um segundo cenário onde as receitas serão oriundas, tanto da venda de energia elétrica, quanto de créditos de carbono.
7.8.1 Custos relacionados a geração de energia elétrica
Para realizar a análise de viabilidade econômica da utilização do biogás para geração de energia elétrica no aterro sanitário de Cacoal-RO, foram levantadas estimativas de todos os custos envolvidos na instalação de uma usina de 1,65 MW de potência. Desta forma, as Tabelas 18 e 19 demonstram os custos estimados de aquisição dos equipamentos e instalações.
Tabela 18 - Custos de investimento em equipamentos e rede de captação paraimplementação da usina de aproveitamento energético do biogás.
Equipamentos e rede de captação
Descrição Qtd. Unit. Liq. Total
Grupo gerador biogás lgb330 Scania OC 13 7 R$ 420.087 R$ 2.940.609
Quadro de paralelismo e fechamento – QPF 500ª 7 R$ 23.197 R$ 162.379
Sistema de transferência em rampa - STF 2500ª 1 R$ 88.622 R$ 88.622
Quadro de elemento de proteção 1 R$ 27.762 R$ 27.762
Dutos auxiliares (1.800 metros de dutos de 110 mm a R$ 113/metro)
1800 R$ 113 R$ 202.752
Dutos principais (910 metros de dutos de 160 mm a R$ 194/metro)
960 R$ 194 R$ 185.856
Drenos de condensado 7 R$ 5.000 R$ 35.000
Transformador 1 R$ 12.000 R$ 12.000
Soprador industrial de alta pressão 7 R$ 11.650 R$ 81.550
Adaptação dos poços atuais (R$ 7040/poço) 30 R$ 7.040 R$ 211.200,00
Contingências 5% do custo total R$197.386,50
Total R$4.145.117
Fonte: Dados da pesquisa (2018).
104
Tabela 19 - Custos de investimento em instalações para implementação dausina de aproveitamento energético do biogás.
Instalações
Item Custo (R$)
Obras civis R$ 113.709,30
Custo de engenharia civil e instalações elétricas (estimado) R$ 422.400,00
Mão de obra de instalação mecânica (estimado) R$ 633.600,00
Contingências (10% do custo total) R$ 58.485,47
TOTAL R$ 1.228.194,77Fonte: Criado pelo autor com dados extraídos da ABRELPE (2013).
De acordo com o estudo realizado e as estimativas adotadas, afere-se cerca de R$ 5.373.311 (equipamentos, rede de captação e instalações) o investimento inicial em um projeto de recuperação e aproveitamento de LFG no aterro sanitário de Cacoal - RO.
Na Tabela 18 são mostrados os equipamentos principais, que totalizam R$ 4.145.117, soma esta que inclui R$ 3.300.922 para a usina elétrica composta por 7 grupos geradores (incluindo os quadros de paralelismo, fechamento e de proteção, assim como o sistema de transferência em rampa) e o soprador industrial de alta pressão; R$ 634.858 para o rede de captação (dutos principais auxiliares, drenos e amodificação nos poços atuais). A rede de captação do aterro sanitário inclui a modificação de 30 poços que já estão construídos. Os poços deverão ser conectados a uma rede de dutos auxiliares (110 mm). Os dutos auxiliares serão conectados a um duto principal (160 mm) instalado no entorno da área efetiva de captação do aterro.
Na Tabela 19 são detalhados os investimentos em instalações de R$ 1.228.194,77; valores que incluem a construção de uma estrutura de armazenamento e operação dos grupos geradores de R$ 113.709,3010. Todos os custos estimados são baseadosem estudos realizados pela Abrelpe (2013), e correspondem a projetos de engenharia civil e elétrica e instalação mecânica, que somados totalizam R$ 1.056.000.
Tanto na Tabela 18, quanto na Tabela 19, acrescenta-se 5% dos custos calculados, relacionados para contingências e custos diversos. Para o aterro sanitário de Cacoal- RO, justifica-se um valor elevado para contingências dada a possibilidade de ocorrência de problemas não previstos, como por exemplo, a falta de um estudo mais detalhado e específico quanto a projetos engenharia elétrica e civil, além de custos logísticos.
Nos custos de equipamentos e instalações também devem ser considerados os custos de manutenção, operação e monitoramento do equipamentos. Tais custos são mostrados na Tabela 20.
10 Valor do m² utilizado é fornecido pelo Sindicato da Indústria da Construção Civil do Estado de Rondônia - SINDUSCON-RO (2017), como 1196,94/m² para projetos de galpões industriais.
105
Tabela 20 - Custos anuais de operação e manutenção da usina deaproveitamento energético do biogás.
Operações e Manutenção
Item Base Custo (R$)
Mão-de-obra3 Técnicos de automação e manutenção + 5 operadores de
máquinasR$ 300.600
Manutenção dos equipamentos
10% do custo dos equipamentos e rede de captação R$ 394.773
Eletricidade6 kW para sopradores, 3 kW drenos de condensado e 2 kW
para outras aplicações. Preço estimado emR$ 0,456/kWh, para 8760 horas anuais.
R$ 49.817
TOTAL R$745.190
Fonte: Criado pelo autor com dados extraídos da ABRELPE (2013).
Os custos de manutenção e operação descritos na Tabela 20, totalizam R$ 745.190 por ano ou cerca de R$ 62.000 mensais. Para a base de cálculo dos custos referentes à manutenção dos equipamentos, considerou-se 10% do custo de comprados equipamentos e rede de captação. Como não há variação na quantidade de energia gerada nos 20 primeiros anos de operação, os custos de operação e manutenção também não sofreram alteração no decorrer do projeto.
7.8.2 Fontes de financiamento
O valor a ser financiado, de acordo com as estimativas dos custos envolvidos
na instalação da usina de 1,65 MW de potência, é de R$ 5.373.311,27. A fonte de
financiamento dos investimentos previstos será a intuição financeira Banco da
Amazônia - BASA, por meio da linha de crédito “Inovação e Tecnologia”, na
modalidade “Para sua empresa crescer”. A taxa de juros fornecida pelo banco foi de
7,65% a.a (0,62% a.m), com o período de carência de 24 meses e 180 parcelas (15
anos), o sistema de amortização adotado foi o SAC (Sistema de Amortização
Constante) com amortizações mensais de R$ 39.952,00. Ao final de 180 meses, o
valor total pago ao banco será de R$ 10.315.159,00, sendo que deste valor R$
4.376.216,00 são correspondentes a juros.
7.8.3 Análise econômica da geração de energia elétrica
Considerando que a energia gerada no aterro calculada na tabela 16, no
tópico 7.6 (Determinação da quantidade de energia gerada), seja revendida por meio
de leilões pela CCEE, ao preço médio constante de R$ 198,94/MWh (valor
arrematado no último leilão no dia 4 de abril de 2018), durante 20 anos, o horizonte
de tempo adotado baseado nos estudos realizados pela Abrelpe (2013), para análise
106
de viabilidade e possível estimar que o aterro obterá receitas constantes anuais de
R$ 2.618.050.
Para a determinação do fluxo de caixa anual do projeto foram considerados
os impostos federais e estaduais sobre as vendas (PIS, COFINS, ICMS).
A. Programa de Integração Social – PIS: 1,65%. B. Contribuição para o Financiamento da Seguridade Social - COFINS:
7,60%.C. Imposto sobre Circulação de Mercadorias e Serviços - ICMS do estado
de Rondônia: 18%.
Os valores dos impostos foram descontados sobre a receita de venda de energia, demonstrando o resultado operacional anual do projeto. Em seguida foi descontado os valores correspondente a: juros anuais do financiamento e custos de depreciaçãodos equipamentos e edificações, para obter o lucro líquido anual do projeto. Do lucrolíquido, são amortizadas as parcelas do financiamento (acrescido do retorno da depreciação, pois a mesma é considerada com custo não custo), para só então obtermos o saldo líquido de caixa do projeto de geração de energia. Os cálculos detalhados do saldo líquido de caixa da venda de energia são demonstrados no Apêndice A.
A partir do saldo líquido de caixa é possível calcular o valor presente (VP) e posteriormente o VPL, além do Payback (simples e descontado). A tabela 21 demonstra os valores do saldo líquido de caixa e os respectivos valores encontradospara o VP e VPL.
Tabela 21 – Saldo líquido de caixa do projeto de geração de energia.
Ano Saldo líquido de caixa Valor presente
0 - R$ 5.373.311,27 - R$ 5.373.311,271 R$ 971.947,76 R$ 971.947,76
2 R$ 971.947,76 R$ 912.627,00
3 R$ 150.296,08 R$ 132.509,94
4 R$ 177.583,13 R$ 147.012,03
5 R$ 204.870,18 R$ 159.250,32
6 R$ 232.157,22 R$ 169.447,11
7 R$ 259.444,27 R$ 177.806,01
8 R$ 286.731,32 R$ 184.513,38
9 R$ 314.018,36 R$ 189.739,69
10 R$ 341.305,41 R$ 193.640,72
11 R$ 289.916,29 R$ 154.445,95
12 R$ 317.203,33 R$ 158.668,99
13 R$ 344.490,38 R$ 161.801,23
14 R$ 371.777,43 R$ 163.960,08
15 R$ 399.064,47 R$ 165.252,70
16 R$ 893.271,59 R$ 347.327,69
17 R$ 893.271,59 R$ 326.129,29
107
18 R$ 893.271,59 R$ 306.224,68
19 R$ 893.271,59 R$ 287.534,91
20 R$ 893.271,59 R$ 269.985,83
VPL R$206.514,04Fonte: Resultado da pesquisa (2018).
A tabela 21 demonstra os VP, para cada ano de operação do projeto de aproveitamento energético, sendo este utilizado para determinar o VPL do projeto.
O VPL determina o valor presente de pagamentos futuros descontados a uma taxa de juros apropriada. Deste modo para o cálculo do VPL foi utilizado a equação 9 considerando, o custo de oportunidade mais conservador na economia Brasileira, definido pelo o Sistema Especial de Liquidação e Custódia - SELIC, taxa básica de juros definida pelo Banco Central do Brasil (2018b), que representa o retorno esperado de um fundo de investimento de baixo risco no Brasil. A o valor utilizado daTaxa SELIC foi de 6,5%11 a.a. Sendo assim o VPL do projeto é de R$206.514,04. Embora o VPL do projeto seja positivo e o mesmo possa ser considerado viável, o retorno é mínimo quando comparado aos R$ 5,3 milhões de investimento necessários para que o projeto seja executado.
Já para o cálculo da TIR foi utilizado a equação 10, juntamente com os VP demonstrado pelo projeto. Deste modo e possível dizer que a TIR do projeto de aproveitamento energético do aterro sanitário de Cacoal é de 6,2%. O projeto de geração de energia no aterro sanitário de Cacoal-RO, não é considerado financeiramente atrativo, pois o mesmo apresenta uma TIR menor que a taxa SELIC cotada de 6,5% a.a, isso demonstra que se caso todo o montante de aproximadamente R$ 5,3 milhões investido na geração de energia fosse aplicado por exemplo em títulos do Tesouro Nacional, considerando o valor da taxa de juros mais conservadora e segura do mercado (taxa SELIC), o retorno seria maior e o risco de investimento seria muito menor.
O tempo de retorno de capital investido (payback), irá indicar o tempo necessário para o lucro acumulado gerado igualar o investimento inicial, o cálculo do mesmo foi realizado por meio do gráfico demonstrado na figura 39.
11 O valor da taxa SELIC utilizada está disponível em: http://www.bcb.gov.br/htms/selic/selicdiarios.asp. Acesso em: 26 de maio. 2018.
108
Figura 39: Demonstrativo do tempo de reocupação do capital para geração deenergia elétrica.
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
-R$10.000.000,00 -R$5.000.000,00 R$0,00 R$5.000.000,00 R$10.000.000,00
Payback Simples Payback Descontado
Ano
s
Fonte: Resultado da pesquisa (2018).
Por meio da figura 39, é possível analisar o Payback simples e descontado do projeto. Sendo que o Payback simples encontrado corresponde a 14 anos e 4 meses. Já o Payback descontado corresponde a 19 anos e 10 meses. Quando comparado o tempo de retorno de capital ao período creditício do projeto (20 anos), percebe-se que os mesmos são muito próximos, isso indica que quando o projeto forliquidado ou seja igualar o investimento inicial, o projeto estará muito próximo do seufim, indicando que será necessário novos investimentos para que o mesmo continue gerando renda.
7.8.4 Custos relacionados a obtenção de créditos de CO2
Para realizarmos a análise de viabilidade econômica considerando receitas provindas da geração de energia elétrica e da venda de créditos de carbono, é necessário estimar os custos envolvidos no projeto para a certificação de MDL.
Devido à dificuldade de realizar a cotação de um projeto de MDL, para obtenção do certificado de não emissão de CO2, no aterro sanitário de Cacoal, os custos envolvido nesse projeto foram baseados nos custos apresentados pela Abrelpe (2013), na certificação do Centro de tratamento de Resíduos de São Mateus: Estadodo Espírito Santo. Tais custos são apresentados na tabela 22.
Tabela 22: Itens e custos envolvidos na obtenção de créditos de carbono
Item Base Custo (R$)
Licenças e estudos Aprovação da licença + estudo de viabilidade do MDL R$ 105.600
109
Registro do MDL Preparação do DCP, validação e taxas de registro R$ 176.000
Engenharia eGerenciamento do
Projeto
Custo estimado do projeto detalhado, serviços desuporte para aquisição de equipamentos,especificações e assistência contratual,
acompanhamento da construção, treinamento ecomissionamento
R$ 281.600
Verificação eCertificação do MDL
Estimativa R$ 35.200
TOTAL R$ 598.400
Fonte: Adaptado de Abrelpe (2013).
A Tabela 22, demonstra que para a obtenção de créditos de carbono é necessário o investimento de R$ 598.400,00, ainda há a necessidade de incluir nos custos de manutenção e operação do projeto R$ 35.200,00 anuais referentes a manutenção do certificado de MDL.
Sendo assim o novo valor a ser financiado é de R$ 5.971.711,00, valor esse já acrescido dos custos de implantação e obtenção do projeto de MDL. Os parâmetros de financiamento seguem o mesmo utilizados anteriormente fornecidos pelo BASA.
7.8.5 Analise econômica da venda de energia e créditos de CO2
Para análise econômica da produção de energia elétrica e obtenção de créditos de CO2 devem ser considerados os mesmo parâmetros do projeto de geração de energia só que agora devem ser acrescidas as receitas advindas das vendas dos créditos de carbono.
Deve-se considerar os paramentos calculados no Tabela 17, a qual demonstra que aquantidade de CO2 não emitido por ano é de 29.518 Ton, sendo essa constante durante os 20 primeiros anos. Nesta análise foi considerado também que o valor de 1 Ton de CO2 não emitida fosse fixa, e vendida ao preço de R$ 59,53/ Ton. Deste modo ao final de cada período o aterro iria arrecadar R$ 1.769.084, sendo considerado um período creditício de 20 anos.
Para a determinação do saldo líquido de caixa foram seguidos os mesmos passos para o projeto de venda da energia elétrica, só acrescentando as receitas inerentes da venda de créditos de carbono. Os cálculos detalhados do saldo líquido de caixa da venda de energia e créditos de carbono são demonstrados no Apêndice B desta pesquisa.
Por meio do saldo líquido de caixa é possível determinar o VP, que serve de base para o cálculo do payback e TIR. A Tabela 23 demonstra os resultados dos saldo líquido de caixa, bem como o VPL do projeto de geração de energia e obtenção de créditos de CO2.
110
Tabela 23 – Saldo líquido de caixa do projeto de geração de energia e
obtenção de créditos de CO2.
Ano Fluxo de caixa Valor presente
0 -R$5.971.711,27 -R$5.971.711,271 R$1.929.581,58 R$1.929.581,58
2 R$1.929.581,58 R$1.811.813,69
3 R$1.016.426,48 R$896.141,84
4 R$1.046.752,36 R$866.552,99
5 R$1.077.078,23 R$837.237,78
6 R$1.107.404,11 R$808.273,04
7 R$1.137.729,98 R$779.725,17
8 R$1.168.055,86 R$751.651,20
9 R$1.198.381,73 R$724.099,62
10 R$1.228.707,60 R$697.111,23
11 R$1.180.357,31 R$628.807,07
12 R$1.210.683,19 R$605.598,55
13 R$1.241.009,06 R$582.880,68
14 R$1.271.334,93 R$560.680,02
15 R$1.301.660,81 R$539.018,06
16 R$1.850.905,41 R$719.681,12
17 R$1.850.905,41 R$675.756,92
18 R$1.850.905,41 R$634.513,54
19 R$1.850.905,41 R$595.787,36
20 R$1.850.905,41 R$559.424,75
VPL R$10.232.624Fonte: Resultado da pesquisa (2018).
Por meio da tabela 23, é possível analisar os fluxos de caixa líquido do projeto, assim como o VPL de R$ 10.232.624,00, considerando a taxa SELIC de 6,5% a.a. OVPL encontrado de R$ 10,2 milhões demonstra que o projeto pode ser considerado muito atraente. Ao comparar o VPL do projeto anterior, quando foi considerada receitas somente da venda de energia, com o projeto atual percebe-se que o VPL torna-se quase 50 vezes maior.
Com os VP demonstrados na tabela 23, também é possível determinar a TIR, que para tais condições do projeto apresentou-se como 23,3%, valor muito superior à TIR encontrada quando somente foram consideradas as receitas proveniente da venda de energia e aproximadamente 4 vezes maior do que a taxa Selic de 6,5% a.a.
Ainda utilizando os VP encontrados na tabela 23, é possível verificar o período de retorno de capital para o investimento de geração de energia elétrica e obtenção de créditos de carbono. Sendo assim a figura 40, demonstra os Payback simples e compostos do projeto.
111
Figura 40: Demonstrativo do tempo de reocupação do capital para geração de
energia elétrica e obtenção de créditos de CO2.
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
-R$10.000.000,00 R$0,00 R$10.000.000,00 R$20.000.000,00 R$30.000.000,00
Payback Simples Payback Descontado
Ano
s
Fonte: Resultado da pesquisa (2018).
De acordo com a figura 40, o payback simples do projeto em questão é de 3 anos e 9 meses, já quando é realizado a análise do payback descontado, o tempo de recuperação de capital passa para 4 anos e 5 meses. Deste modo é possível dizer que ao final de 4 anos e 5 meses o projeto foi capaz de liquidar-se, e ainda possui mais 15 anos e 7 meses para gerar lucro para o investidor, considerando que o período creditício do projeto seja de 20 anos.
7.8.6 Analise de sensibilidade
Os métodos e hipóteses discutidos anteriormente demonstram que cerca de 40,32%das receitas derivam dos créditos de redução de emissões, e 59,68% derivam da venda de eletricidade, já os custos derivam 88% de investimento em equipamentos e instalações e 12% de Manutenção e operação - M&O.
Esta seção apresenta uma análise de sensibilidade sobre os parâmetros-chave, a fim de determinar o impacto que a variação destes tenha sobre os indicadores financeiros do projeto (TIR, VPL).
112
A primeira análise de sensibilidade realizada considerou variações no projeto com receitas oriundas somente da venda de energia elétrica. As variações consideradas foram de +/ – 10% e +/ – 20%, nos seguintes parâmetros: Preço de venda de energia elétrica; equipamentos e instalações; e M&O. Os resultados da análise de sensibilidade são apresentados nas Tabelas 24, 25, 26 e 27 e na figura 41.
Tabela 24 - Análise de sensibilidade do preço da energia
-20% -10% 0% 10% 20%
Valor R$159,15 R$179,05 R$198,94 R$218,83 R$238,73
VPL -R$3.213.254 -R$1.502.940 R$206.514 R$1.915.968 R$3.626.282
TIR -2% 2% 6,20% 10% 13%
Fonte: Resultado da pesquisa (2018).
Tabela 25 - Análise de sensibilidade do custo de equipamentos e instalações
-20% -10% 0% 10% 20%
Valor R$4.298.649 R$4.835.980 R$5.373.311 R$5.910.642 R$6.447.973
VPL R$2.382.138 R$1.294.326 R$206.514 -R$881.298 -R$1.969.110
TIR 12% 9% 6,20% 4,06% 2,21%
Fonte: Resultado da pesquisa (2018).
Tabela 26 - Análise de sensibilidade do custo M&O
-20% -10% 0% 10% 20%
Valor R$596.152,59 R$670.671,67 R$745.190,74 R$819.709,81 R$894.228,89
VPL R$1.544.437 R$875.476 R$206.514 -R$462.448 -R$1.131.409
TIR 9% 8% 6,20% 4,78% 3,32%
Fonte: Resultado da pesquisa (2018).
Tabela 27 - Análise de sensibilidade do custo de equipamentos, instalações eM&O
-20% -10% 0% 10% 20%
Valor R$4.894.801,60 R$5.506.651,81 R$6.118.502,01 R$6.730.352,21 R$7.342.202,41
VPL R$3.720.062 R$1.963.288 R$206.514 -R$1.550.260 -R$3.307.034
TIR 15% 10% 6,20% 2,72% -0,40%
Fonte: Resultado da pesquisa (2018).
Por meio da análise das Tabelas 24, 25, 26 e 27 é possível verificar que de acordo com as premissas básicas adotadas nessa pesquisa, e considerando somente as receitas oriundas da venda de energia elétrica, o projeto de geração de energia no aterro sanitário de Cacoal-RO, não é viável para os preços atuais, pois o mesmo apresenta uma TIR menor que a taxa SELIC atual de 6,5% a.a, porém caso se tenhauma redução nos preços a viabilidade é possível, como mostra o gráfico da Figura 41.
Figura 41 - Análise de sensibilidade do projeto de geração de energia elétricano aterro sanitário de Cacoal-RO.
113
-20% -10% 0% 10% 20%
-4%
-2%
0%
2%
4%
6%
8%
10%
12%
14%
16%
Preço da energia Custo de equipamentos instalações
Custo M&O Custo de equipamentos, instalações e M&OVariação percentual
TIR
Fonte: Resultado da pesquisa (2018).
Porém de acordo com o gráfico da Figura 41, caso ocorra alguma das condições expressas abaixo o projeto pode-se tornar atraente financeiramente:
I. Aumento superior a 5% no preço de venda da energia elétrica;
II. Redução superior a 8% nos custos relacionados a investimentos em equipamentos e instalações;
III. Redução Superior a 10% nos custos relacionados a manutenção e operação do projeto de aproveitamento energético; e
IV. Redução Superior a 5% nos custos relacionados a investimentos em equipamentos, instalações e manutenção e operação do projeto.
A análise de sensibilidade financeira mostra que mesmo que ocorra as condições expressas acima o projeto estará no limite de ser viável, sendo necessário um gerenciamento adequado de todos os recursos para que o mesmo permaneça financeiramente atraente.
Também foi realizado a análise de sensibilidade sobre os resultados financeiros considerando as receitas oriundas da venda de energia elétrica e também dos créditos de CO2. A segunda análise de sensibilidade realizada considerou as variações de +/ – 10% e +/ – 20%, nos seguintes parâmetros: Preço de venda de energia elétrica; preço de venda de 1 Ton/CO2 não emitido; equipamentos e instalações; e M&O. Os resultados da análise de sensibilidade são apresentados nas Tabelas 28, 29, 30, 31, 32, 33 e na figura 42.
Tabela 28 - Análise de sensibilidade do preço da energia.
-20% -10% 0% 10% 20%
Valor R$159,15 R$179,05 R$198,94 R$218,83 R$238,73
VPL R$7.128.849 R$8.839.163 R$10.548.617 R$12.258.071 R$13.968.385
114
TIR 18% 21% 23,86% 27% 29%
Fonte: Resultado da pesquisa (2018).
Tabela 29 - Análise de sensibilidade do preço do credito de CO2.
-20% -10% 0% 10% 20%
Valor R$47,95 R$53,94 R$59,93 R$65,93 R$71,92
VPL R$8.238.771 R$9.393.511 R$10.548.617 R$11.704.919 R$12.859.658
TIR 20,08% 21,97% 23,86% 25,73% 27,60%
Fonte: Resultado da pesquisa (2018).
Tabela 30 - Análise de sensibilidade do preço da energia do credito de CO2.
-20% -10% 0% 10% 20%
Valor R$207,10 R$232,98 R$258,87 R$284,76 R$310,65
VPL R$4.819.003 R$7.684.057 R$10.548.617 R$13.414.373 R$16.279.426
TIR 14% 19% 23,86% 28% 33%
Fonte: Resultado da pesquisa (2018).
Tabela 31 - Análise de sensibilidade do custo de equipamentos e instalações.
-20% -10% 0% 10% 20%
Valor R$4.777.369 R$5.374.540 R$5.971.711 R$6.568.882 R$7.166.053
VPL R$12.966.531 R$11.757.574 R$10.548.617 R$9.339.661 R$8.130.704
TIR 33% 28% 23,86% 20,46% 18%
Fonte: Resultado da pesquisa (2018).
Tabela 32 - Análise de sensibilidade do custo manutenção e operação.
-20% -10% 0% 10% 20%
Valor R$624.312,59 R$702.351,67 R$780.390,74 R$858.429,81 R$936.468,89
VPL R$11.633.747 R$10.933.186 R$10.548.617 R$9.532.064 R$8.831.503
TIR 26% 24% 23,86% 22,20% 21,05%
Fonte: Resultado da pesquisa (2018).
Tabela 33 - Análise de sensibilidade do custo de equipamentos, instalações
manutenção e operação.
-20% -10% 0% 10% 20%
Valor R$5.401.681 R$6.076.891 R$6.752.102 R$7.427.312 R$8.102.522
VPL R$14.304.454 R$12.426.536 R$10.548.617 R$8.670.699 R$6.792.780
TIR 36% 29% 23,86% 19,46% 15,74%
Fonte: Resultado da pesquisa (2018).
115
De acordo com as Tabelas 28, 29, 30, 31, 32 e 33, é possível concluir que com todasas considerações feitas no presente estudo de aproveitamento energético do biogás no aterro sanitário de Cacoal-RO só é viável financeiramente caso seja realizado o projeto de MDL, para obtenção e consequentemente venda de créditos de CO2. Casoocorra a venda de créditos de CO2 o VPL do projeto salta de R$206.514 (VPL obtido somente com a venda de energia elétrica) para R$10.548.617. Devido a isso a TIR também aumenta de 6,2% para 23,86%, uma taxa de atratividade quase 4 vezes maior do que a taxa SELIC de 6,5% a.a.
Mesmo prevendo possíveis variações nos parâmetros avaliados na análise de sensibilidade o projeto em si é muito atraente financeiramente, de modo que as variações de +/ – 10% e +/ – 20% não inviabilizam o projeto de venda de energia e créditos de CO2 em nenhum dos parâmetros avaliados. Para que o projeto seja considerado inviável foi necessário aumentar as margens de variações na análise desensibilidade. O gráfico da Figura 42 demonstra o resultado da nova análise de sensibilidade realizada.
Figura 42 - Análise de sensibilidade do projeto de venda de energia elétrica ecréditos de CO2 no aterro sanitário de Cacoal-RO.
-50% -40% -30% -20% -10% 0% 10% 20% 30% 40% 50%0,0%
10,0%
20,0%
30,0%
40,0%
50,0%
60,0%
Preço da energia Preço Crédito de carbonoPreço da energia e Créditos de carbono Custo de equipamentos e IntalaçõesCusto de M&O Custo de equipamentos, instalações e M&O,SELIC
Variação percentual
TIR
Fonte: Resultado da pesquisa (2018).
O gráfico Figura 42, demonstra que para que o projeto seja considerado inviável deve ocorrer alguma das seguintes situações:
I. Redução superior a 50% do preço de venda de energia elétrica;
II. Redução superior a 30% do preço de venda de energia elétrica e Crédito de CO2;
III. Aumento superior a 40% do custo de aquisição de equipamentos e instalações; e
IV. Aumento superior a 30% do custo de aquisição de equipamentos, instalações e manutenção e operação.
116
É importante ressaltar que este modelo de análise de investimento conta com um nível razoável de incertezas quanto ao dimensionamento do sistema, devido ao fato de que não se possuí todos os detalhes específicos necessários para orçar o custo de obtenção do certificado de redução de emissões e desenvolvimento de um projeto de MDL. Estes cálculos se baseiam em um desenho conceitual, o qual pode demandar ajustes. No entanto, os resultados são relevantes no sentido de se obter uma perspectiva do potencial de negócio que o projeto possa gerar.
8 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Este trabalho buscou demonstrar que, quando a gestão de resíduos sólidos urbanos é realizada de maneira correta e eficiente, gera-se a oportunidade de aproveitar o potencial energético do biogás, o que diminui o consumo de combustíveis fósseis, reduz a dependência de uma única fonte de energia e, ainda, mitiga impactos ambientais, melhorando a vida da comunidade local, além da criação uma fonte de renda economicamente lucrativa e sustentável.
A presente pesquisa demonstrou, por meio da análise gravimétrica que, 70% dos RSU depositados no aterro sanitário possuem componentes orgânicos, sendo eles, em sua maioria: 30% papéis, papelões e tecidos; 29% restos de alimentos. Isso demonstra que os municípios depositantes de resíduos no aterro sanitário, possuem características de cidades pouco desenvolvidas e, por isso, possuem um percentual de resíduos orgânicos maior que o restante do país.
Devido a essas características, que influenciam diretamente na composição do biogás produzido, a presente pesquisa demonstrou que, no aterro sanitário de Cacoal – RO, tal gás possui, em sua composição, cerca de 70% de CH4. Essa peculiaridade é excelente para utilização do biogás produzido para geração de energia, pois isso aumenta o potencial de geração de metano (Lo) que, de acordo com a presente pesquisa, é de 0,138 Ton de CH4/ Ton de resíduo.
Considerando estes parâmetros, com a taxa de geração per capita de resíduos, dos 271.144 habitantes urbanos, distribuídos nos 15 municípios que destinam seus RSU para o aterro - como 0,55 kg de resíduos por dia, o que ao final de um mês totaliza 150 toneladas de resíduos -, é possível concluir, por meio da metodologia do IPCC que, a quantidade de CH4 produzido, por ano, no aterro sanitário é de 9.502.508 m³. Estimou-se que, caso haja o aproveitamento do biogás para a produção de energia, é possível produzir cerca de 1,6 MWh de energia.
Para que toda essa energia fosse produzida no aterro, seria necessário utilizar 7 grupos geradores de energia cada um com uma potência de 230 KW. Considerando que todos os geradores trabalhassem 8000 horas/ano, já prevendo as paradas para manutenções preventiva e corretiva, o aterro geraria, aproximadamente, 13.160 MWh/ano. Toda essa energia produzida, teria capacidade de alimentar 17% das residências de Cacoal – RO, correspondentes a 4.885 casas. O aterro seria o segundo maior produtor de energia distribuída do estado, com representação estadual de 40%, e o primeiro a utilizar como fonte, a geração por queima de biomassa.
117
Ao produzir energia elétrica, o aterro também caracteriza-se como redutor de emissões de CO2, pois a geração de energia elétrica, a partir do biogás, configura-se como um MDL. O aterro poderia gerar créditos de carbono, a partir da queima do CH4 nos grupos geradores e, assim, receber os créditos pela não emissão dos mesmos. Ao produzir 13.160 MWh de energia elétrica por ano, o aterro queimaria 6.972.374 m³ de CH4, deixando de emitir 29.518 Ton de CO2, considerando que os grupos geradores possuem eficiência de queima de 28%.
A implantação de um sistema de geração de energia em um aterro tem custo elevado, visto que os equipamentos são de grande porte e incluem despesas com transporte, manutenção e operação. Porém, é uma solução eficaz para problemas provocados pela emissão de metano, reduzindo, dessa forma, a emissão de gases de efeito estufa, gerando energia e créditos de CO2.
Para que o aterro sanitário de Cacoal gere, anualmente, 13.160 MWh, foi estimado um investimento de R$ 5.373.311,00 em equipamentos, rede coletora e instalações e o custo de manutenção e operação de R$ 745.190,74,00. Esse investimento teria uma receita anual de R$ 2.618.050, 00 considerando somente a venda de energia, aum valor médio R$ 198,94,00, valor este fornecido pelo CCEE, no último leilão de venda de energia elétrica na categoria biomassa.
Considerando os altos valores de investimento, esse projeto apresentou retornos significativamente baixos quando descontados impostos, custos de operação e manutenção, amortização de capital e juros de financiamento. De acordo com os cálculos, durante um período creditício de 20 anos, o projeto teve um VPL de R$ 206.514,04 com uma TIR de 6,2%. A TIR, apresentada pelo projeto, é inferior à taxa SELIC de 6,5% a.a. Desta forma, o projeto de geração de energia não é financeiramente atrativo, pois, além de possuir uma taxa de retorno menor que a SELIC, possui um Payback descontado de 19 anos e 10 meses.
Se o aterro, além de captar receitas da venda de energia elétrica, obter receitas da venda de créditos de CO2, tal projeto torna-se financeiramente atrativo e com retornos significativos ao final de um período creditício de 20 anos. Considerou-se que para obter o certificado de não emissão de CO2, é necessário um investimento de R$ 598.400,00 valor esse baseado no estudo realizado pela ABRELPE, em 2013.Considerando que cada tonelada de CO2, não emitida, fosse comercializada a um preço médio constante de R$59,93 ao final de cada ano de projeto seriam arrecadados R$1.769.084,00. O projeto teria um VPL de R$10.232.624,00 com uma TIR de 23,34% e o tempo de retorno, neste cenário de investimento, seria bem menor, de aproximadamente 4 anos e 5 meses.
De acordo com as características estudadas e ponderadas neste estudo, ao realizar a análise de sensibilidade, foi averiguado que, quando o aterro obter somente receitas provenientes da venda de energia, mesmo que o valor de 1 MWh aumentasse em 20% e os custos de aquisição de equipamentos, instalações, manutenção e operação, diminuíssem, também, em 20%, o projeto ainda estaria no limite de ser atrativo.
Esse cenário apresenta-se controverso, quando refere-se aos créditos de CO2, pois o mesmo possui custo de implantação e certificação considerados baixos, quando comparados com seu retorno, e desta maneira o projeto apresenta-se mais viável
118
com esse tipo de investimento, de modo que seriam necessárias variações bruscas nos principais parâmetros-chave, para que o projeto torne-se inviável e perca a sua atratividade econômica.
Existem inúmeras vantagens provenientes da utilização do biogás para geração de energia elétrica, destacando a geração de emprego e de energia limpa próxima aos consumidores, uso de resíduos que encontram-se ao final do seu ciclo de vida comoforma de combustível, além da possibilidade de diminuir a dependência de energia de fontes tradicionais, provenientes de combustíveis fósseis e hidromecânicos. Isto proporciona a diversificação da matriz energética do estado e região, o que por sua vez, caracteriza-se como melhor gerenciamento dos aterros sanitários, minimizando os impactos dos GEE, proporcionado uma fonte atrativa de recursos sustentáveis.
Esse tipo de investimento no Brasil ainda é muito oneroso e são considerados inviáveis, tanto para o setor privado, quanto para o setor público. Ainda, que haja vantagens, o pouco incentivo governamental nesse tipo de segmento é visto como um dos maiores empecilhos para que esse tipo de energia seja produzida em grande escala. Diferentemente da energia solar, eólica e da biomassa proveniente de bagaço de cana-de-açúcar, que é realidade no país, os incentivos fiscais e financeiros, quanto a geração em grande escala de energia proveniente do biogás, são poucas, sendo a principal vantagem competitiva desse biocombustível, a isenção do pagamento da taxa de transmissão do fio.
Até mesmo o preço pago pela energia gerada, por meio da queima da biogás é igualou minimamente superior ao pago por outras fontes convencionais, o que acaba desmotivando investidores a aplicar recursos nesse tipo de energia, visto que a mesma torna-se mais cara devido à falta de tecnologias acessíveis, fontes de financiamento diferenciadas e, até mesmo, a falta de conhecimento de tal segmento.
Embora o Brasil seja um dos principais criadores de projetos de MDL no mundo, existem, no país, poucos investimentos em campanhas e/ou fomentos nesse setor que façam que o aproveitamento do biogás do aterro sanitário sejam mais atrativos no país. Em Cacoal-RO, a empresa MFM Soluções Ambientais, proprietária do aterro sanitário, demonstrou interesse nesse tipo de energia e já estuda meios de utilizar o biogás produzido para geração de energia. Além de incentivar e financiar estudos como esse a mesma já trabalha com o desenvolvimento de estudos próprios com a utilização de biodigestores para geração de energia.
O presente estudo demonstrou que, mesmo que os resíduos depositados no aterro sanitário de Cacoal tenha apresentado características necessárias para o aproveitamento energético, devido a sua alta concentração de materiais orgânicos, oaproveitamento energético poderia se tornar mais viável e atraente economicamentecaso houvesse um plano de coleta seletiva nos municípios. Seriam depositados, no aterro, apenas materiais orgânicos que aumentassem a produtividade de CH4, o que promoveria a criação de um ambiente mais propício para as bactérias se desenvolverem e aumentaria a produção de CH4, possibilitando ganho energético maior por tonelada de resíduo depositado. Além disso só seriam depositados, materiais que estão no fim da sua vida útil, não sendo passível de reciclagem.
Deste modo propõe-se como estudo posterior, quais seriam os ganhos energéticos que o aterro sanitário de Cacoal poderia obter, caso ocorra a
119
implantação de coletas seletivas, sendo estas realizadas nos municípios ou no próprio aterro. Este estudo serviria como parâmetro de comparação, tanto na questão da composição do resíduo, quanto para a composição do biogás. Além disso poderia ser realizada uma nova análise econômica, considerando a implantação de flares enclausurados, pois os mesmos são capazes de produzir efeitos de combustão mais eficazes do que os moto geradores comuns. Segundo o estudo da Abrelpe (2013), um flare enclausurado pode atingir eficiência de queima de até 90% de CH4, assim, a produção de créditos de carbono seria maior, visto que os motores a combustão possuem eficiência máxima de até 60% e os ganhos com as vendas de créditos poderiam ser ainda maiores, além dos benefícios ambientais.
120
REFERÊNCIAS
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130
ANEXO A
DETALHES DO GRUPO GERADOR
131
Fonte: Leão energia (2018).
132
Fonte: Drociunas (2018).
133
APÊNDICE A
SALDO LÍQUIDO DO CAIXA COM A VENDA DE ENERGIA ELÉTRICA
134
Descrição Implantação Ano 1 Ano 2 Ano 3 Ano 4 Ano 5 Ano 6 Ano 7 Ano 8 Ano 9 Ano 10 Ano 11 Ano 12 Ano 13 Ano 14 Ano 15 Ano 16 Ano 17 Ano 18 Ano 19 Ano 20
Investimento (R$) - 5.373.311
Vendas totais deenergia (R$)
2.618.050 2.618.050 2.618.050 2.618.050 2.618.050 2.618.050 2.618.050 2.618.050 2.618.050 2.618.050 2.618.050 2.618.050 2.618.050 2.618.050 2.618.050 2.618.050 2.618.050 2.618.050 2.618.050 2.618.050
ICMS 18% (R$) 471.249 471.249 471.249 471.249 471.249 471.249 471.249 471.249 471.249 471.249 471.249 471.249 471.249 471.249 471.249 471.249 471.249 471.249 471.249 471.249
PIS/COFINS9,25% (R$)
242.170 242.170 242.170 242.170 242.170 242.170 242.170 242.170 242.170 242.170 242.170 242.170 242.170 242.170 242.170 242.170 242.170 242.170 242.170 242.170
(-) Custo total(R$)
745.191 745.191 745.191 745.191 745.191 745.191 745.191 745.191 745.191 745.191 745.191 745.191 745.191 745.191 745.191 745.191 745.191 745.191 745.191 745.191
(=) Resultadooperacional (R$)
1.159.441 1.159.441 1.159.441 1.159.441 1.159.441 1.159.441 1.159.441 1.159.441 1.159.441 1.159.441 1.159.441 1.159.441 1.159.441 1.159.441 1.159.441 1.159.441 1.159.441 1.159.441 1.159.441 1.159.441
(-) Juros sobreempréstimos (R$)
- - 447.353 411.684 376.014 340.345 304.676 269.006 233.337 197.668 161.998 126.329 90.660 54.990 19.321 - - - - -
(-) Depreciação(R$)
361.598 361.598 361.598 361.598 361.598 361.598 361.598 361.598 361.598 361.598 26.805 26.805 26.805 26.805 26.805 26.805 26.805 26.805 26.805 26.805
(=) Lucro brutotributário (R$)
797.843 797.843 350.490 386.160 421.829 457.498 493.168 528.837 564.506 600.176 970.637 1.006.307 1.041.976 1.077.645 1.113.315 1.132.635 1.132.635 1.132.635 1.132.635 1.132.635
(-) provisão de IR15% (R$)
119.676 119.676 52.574 57.924 63.274 68.625 73.975 79.326 84.676 90.026 145.596 150.946 156.296 161.647 166.997 169.895 169.895 169.895 169.895 169.895
(-) provisão de IR10% extra (R$)
67.817 67.817 29.792 32.824 35.855 38.887 41.919 44.951 47.983 51.015 82.504 85.536 88.568 91.600 94.632 96.274 96.274 96.274 96.274 96.274
(=) Lucro líquido(R$)
610.350 610.350 268.125 295.412 322.699 349.986 377.273 404.560 431.847 459.134 742.537 769.825 797.112 824.399 851.686 866.466 866.466 866.466 866.466 866.466
Fluxo de caixa(R$)
610.350 610.350 268.125 295.412 322.699 349.986 377.273 404.560 431.847 459.134 742.537 769.825 797.112 824.399 851.686 866.466 866.466 866.466 866.466 866.466
(-) Amortização(R$)
- - 479.427 479.427 479.427 479.427 479.427 479.427 479.427 479.427 479.427 479.427 479.427 479.427 479.427 - - - - -
(+) Retorno dadepreciação (R$)
361.598 361.598 361.598 361.598 361.598 361.598 361.598 361.598 361.598 361.598 26.805 26.805 26.805 26.805 26.805 26.805 26.805 26.805 26.805 26.805
(=) Saldo líquidode caixa (R$)
- 5.373.311 971.948 971.948 150.296 177.583 204.870 232.157 259.444 286.731 314.018 341.305 289.916 317.203 344.490 371.777 399.064 893.272 893.272 893.272 893.272 893.272
VPL R$206.514,04
TIR 6,2%Fonte: Resultado da pesquisa (2018).
135
APÊNDICE B
SALDO LÍQUIDO DO CAIXA COM A VENDA DE ENERGIA ELÉTRICA ECRÉDITOS DE CARBONO
136
Descrição Implantação Ano 1 Ano 2 Ano 3 Ano 4 Ano 5 Ano 6 Ano 7 Ano 8 Ano 9 Ano 10 Ano 11 Ano 12 Ano 13 Ano 14 Ano 15 Ano 16 Ano 17 Ano 18 Ano 19 Ano 20
Investimento (R$)
- 5.971.711
Vendas totaisde energia(R$)
2.618.050 2.618.050 2.618.050 2.618.050 2.618.050 2.618.050 2.618.050 2.618.050 2.618.050 2.618.050 2.618.050 2.618.050 2.618.050 2.618.050 2.618.050 2.618.050 2.618.050 2.618.050 2.618.050 2.618.050
Vendas totaisde CC(R$)
1.769.084 1.769.084 1.769.084 1.769.084 1.769.084 1.769.084 1.769.084 1.769.084 1.769.084 1.769.084 1.769.084 1.769.084 1.769.084 1.769.084 1.769.084 1.769.084 1.769.084 1.769.084 1.769.084 1.769.084
ICMS 18% (R$)
789.684 789.684 789.684 789.684 789.684 789.684 789.684 789.684 789.684 789.684 789.684 789.684 789.684 789.684 789.684 789.684 789.684 789.684 789.684 789.684
PIS/COFINS 9,25% (R$)
405.810 405.810 405.810 405.810 405.810 405.810 405.810 405.810 405.810 405.810 405.810 405.810 405.810 405.810 405.810 405.810 405.810 405.810 405.810 405.810
(-) Custo total(R$)
780.391 780.391 780.391 780.391 780.391 780.391 780.391 780.391 780.391 780.391 780.391 780.391 780.391 780.391 780.391 780.391 780.391 780.391 780.391 780.391
(=) Resultadooperacional (R$)
2.411.250 2.411.250 2.411.250 2.411.250 2.411.250 2.411.250 2.411.250 2.411.250 2.411.250 2.411.250 2.411.250 2.411.250 2.411.250 2.411.250 2.411.250 2.411.250 2.411.250 2.411.250 2.411.250 2.411.250
(-) Juros sobre empréstimos (R$)
- - 497.173 457.531 417.889 378.248 338.606 298.964 259.323 219.681 180.039 140.398 100.756 61.114 21.473 - - - - -
(-) Depreciação (R$)
361.598 361.598 361.598 361.598 361.598 361.598 361.598 361.598 361.598 361.598 26.805 26.805 26.805 26.805 26.805 26.805 26.805 26.805 26.805 26.805
(=) Lucro bruto tributário (R$)
2.049.652 2.049.652 1.552.480 1.592.121 1.631.763 1.671.405 1.711.046 1.750.688 1.790.330 1.829.971 2.204.405 2.244.047 2.283.688 2.323.330 2.362.972 2.384.444 2.384.444 2.384.444 2.384.444 2.384.444
(-) provisão de IR 15% (R$)
307.448 307.448 232.872 238.818 244.764 250.711 256.657 262.603 268.549 274.496 330.661 336.607 342.553 348.500 354.446 357.667 357.667 357.667 357.667 357.667
(-) provisão de IR 10% extra (R$)
174.220 174.220 131.961 135.330 138.700 142.069 145.439 148.808 152.178 155.548 187.374 190.744 194.114 197.483 200.853 202.678 202.678 202.678 202.678 202.678
(=) Lucro líquido (R$)
1.567.984 1.567.984 1.187.647 1.217.973 1.248.299 1.278.625 1.308.950 1.339.276 1.369.602 1.399.928 1.686.370 1.716.696 1.747.022 1.777.348 1.807.673 1.824.100 1.824.100 1.824.100 1.824.100 1.824.100
Fluxo de caixa (R$)
1.567.984 1.567.984 1.187.647 1.217.973 1.248.299 1.278.625 1.308.950 1.339.276 1.369.602 1.399.928 1.686.370 1.716.696 1.747.022 1.777.348 1.807.673 1.824.100 1.824.100 1.824.100 1.824.100 1.824.100
(-) Amortização (R$)
- - 532.818 532.818 532.818 532.818 532.818 532.818 532.818 532.818 532.818 532.818 532.818 532.818 532.818 - - - - -
(+) Retorno da depreciação (R$)
361.598 361.598 361.598 361.598 361.598 361.598 361.598 361.598 361.598 361.598 26.805 26.805 26.805 26.805 26.805 26.805 26.805 26.805 26.805 26.805
(=) Saldo líquido de caixa (R$)
- 5.971.711 1.929.582 1.929.582 1.016.426 1.046.752 1.077.078 1.107.404 1.137.730 1.168.056 1.198.382 1.228.708 1.180.357 1.210.683 1.241.009 1.271.335 1.301.661 1.850.905 1.850.905 1.850.905 1.850.905 1.850.905
VPL R$10.232.624,94
TIR 23,34%Fonte: Resultado da pesquisa (2018)
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138