POTENCIAL DE GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA E

7º Congresso Internacional sobre Geração Distribuída
e Energia no Meio Rural - AGRENER
POTENCIAL DE GERAÇÃO DE
ENERGIA ELÉTRICA E
ILUMINAÇÃO A GÁS POR MEIO DO
APROVEITAMENTO DE BIOGÁS
PROVENIENTE DE ATERRO
SANITÁRIO
MSc. Vanessa Pecora; Engª. Natalie J. V. de Figueiredo; Drª Suani T. Coelho;
Drª Sílvia M. S. G. Velázquez
Fortaleza, 24 de setembro de 2008
Briquetes
Carvão Vegetal
e Lenha
Cana-de-açúcar
Óleos Vegetais
Resíduos Urbanos
e Agrícolas
MISSÃO: Promover o desenvolvimento e o uso eficiente da
biomassa como fonte de energia no Brasil.
E-mail: [email protected] Homepage: http://cenbio.iee.usp.br Tel: 11 3091-2649
INTRODUÇÃO
Aumento desordenado da população
+
Crescimento sem planejamento dos centros
urbanos
Dificuldade das
ações de manejo
de resíduos
Segundo a PNSB (2000), apenas 33% dos municípios brasileiros possuíam
100% de serviços de limpeza e/ou coleta de lixo, onde:
 51,2 % Região Sudeste
 31,9% Região Sul
 48,2% Região Centro-Oeste
 19,5% Região Nordeste
 7,4% Região Norte
Método adequado para deposição do lixo urbano: ATERROS SANITÁRIOS
 Normas ambientais: impermeabilização do solo e cobertura dos resíduos;
 Captação do biogás formado.
AGRENER 2008
BIOGÁS
Conjunto de gases formado na degradação da
matéria orgânica em meio anaeróbio.
Decomposição
anaeróbia
MATÉRIA ORGÂNICA
• 60% metano
BIOGÁS
• 35% CO2
• 5% outros gases (*)
Poder Calorífico: 5.000 a 9.000 kcal/m³
 Umidade
 Quantidade de metano
(*) Hidrogênio, Nitrogênio, Oxigênio, Amônia, Ácido Sulfídrico, Aminas Voláteis e Monóxido de Carbono
AGRENER 2008
ATERROS SANITÁRIOS
Forma de disposição final de resíduos sólidos urbanos no solo
por confinamento em camadas cobertas com terra, seguindo normas
ambientais.
Captação e queima do
biogás em drenos
Impermeabilização do solo
com manta de PEAD
Captação e Queima do
Biogás em flare
Fonte: CENBIO, 2006
AGRENER 2008
PROJETO: ATERRO DE CAIEIRAS
 Maior Central de Tratamento de Resíduos da América Latina
 É o destino de 75% do lixo da cidade de São Paulo
 Recebe cerca de 10 mil toneladas de lixo diariamente
Classe I
Classe II
AGRENER 2008
POTENCIAL DE GERAÇÃO DE BIOGÁS
 Calculado de acordo com o Guia do Intergovernmental
Panel on Climate Change (IPCC) de Boas Práticas.
16
L0 = MCF × DOC × DOCF × F ×
12
MCF = 1 (aterro bem gerenciado)
DOC = 0,40 A + 0,16( B + C ) + 0,30 D = 0,1628
L0 = 0,0543 kg CH4/kgRSD.
DOCF = 0,014 T + 0,28 = 0,77
ρ = 0,0007168 t/m³
L0 = 75,78 m³CH4/t RSD
F = 40 – 45 %
LFG = k × Rx × L0 × e − k ( x− T )
Rx : fluxo de resíduo no ano
X : ano atual
T : tempo de deposição do resíduo no aterro
k : constante de decaimento
AGRENER 2008
Metano (m³/h)
VAZÃO DE METANO
Metano captado pelo projeto (m³/h)
18000
15000
12000
9000
6000
3000
0
2002
2008
2014
2020
2026
2032
2038
Ano
Fonte: FIGUEIREDO, 2007
Em 2008  LFG = 3.241 m³/h
AGRENER 2008
Potência (MW)
POTÊNCIA DISPONÍVEL
48
40
Q x × PC metano × η
Px =
860.000
32
24
16
8
0
2002
2006
2010
2014
2018
2022
2026
2030
2034
2038
Ano
Fonte: FIGUEIREDO, 2007
Em 2008  Px = 9 MW
AGRENER 2008
Onde:
Px: potência anual (kW)
Qx: vazão de metano anual
Pc: poder calorífico do metano
η: Eficiência do motor = 0,28
Energia (MWh/dia)
ENERGIA DISPONÍVEL
900
750
Edisp = PX × 24 × FC
600
450
300
150
0
2002
2006
2010
2014
2018
2022
2026
2030
2034
2038
Ano
Fonte: FIGUEIREDO, 2007
Em 2008  Edisp = 187 MWh/dia
AGRENER 2008
Onde:
Edisp: energia disponível (kW)
Px: potência disponível (kW)
FC = Fator de capacidade
24: h/dia
SISTEMA DE ILUMINAÇÃO A GÁS

Sistema pioneiro
•
∴ Q BIOGÁS = 80 m3 / h

Sete postes automatizados

Quatro pontos luminosos em cada poste
Fonte: CENBIO, 2008
AGRENER 2008
SISTEMA DE GERAÇÃO DE
ENERGIA ELÉTRICA

Opera com concentrações de metano de 30% a 80%

Motor ciclo Otto adaptado para biogás

Potência nominal de 230 kW

Vida útil = 40 a 80 mil horas

Eficiência elétrica = 28 %
•
∴ Q BIOGÁS = 180,7 m3 / h
Fonte: FIGUEIREDO, 2007
AGRENER 2008
GANHOS COM O USO DO BIOGÁS

Ambiental

Redução significativa de emissão de gases efeito estufa. O metano
possui potencial de aquecimento global cerca de 21 vezes maior
que o CO2.
 Social



Aumento da oferta de energia elétrica;
Diminuição das emissões dos GEE.
Econômico



Redução na quantidade de eletricidade comprada;
Comercialização de eletricidade excedente;
Possibilidade de venda dos créditos de carbono.
AGRENER 2008
Engª. Natalie Jimenez Vérdi de Figueiredo
[email protected]
Tel: (11) 3091-2654
http://cenbio.iee.usp.br