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

Aproveitamento energético de Resíduos Sólidos

II SIRS - Simpósio sobre Resíduos Sólidos

USP – São Carlos

Sergio Guerreiro Ribeirowww.wtert.com.br

UFRJ

01-12-2011

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PARTE 1.

POLÍTICA NACIONAL DE RESÍDUOS SÓLIDOS – COMPARAÇÃO COM A

EUROPA

PARTE 2.

GERAÇÃO DE ENERGIA COM RSU –WASTE-to- ENERGY (WTE)

NO BRASIL AS POLÍTICAS DE GERENCIAMENTO DE RESÍDUOS SÓLIDOS TÊM SIDO ELABORADAS POR PESSOAS SEM A DEVIDA EXPERIÊNCIA NAS PRÁTICAS MODERNAS. OS DEBATES TEM SE LIMITADO AO MARKETING DE PREFERÊNCIAS PARTICULARES E INTERESSES POLÍTICOS ONDE OS ENFOQUES CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO NÃO SÃO PRIORIDADES.

A PNRS FOI LANÇADA COMO A SALVAÇÃO DO PAÍS MAS NA VERDADE NÃO QUER MUDAR NADA EXCETO, TALVEZ, A CONSTRUÇÃO DE ALGUNS ATERROS SANITÁRIOS NO LUGAR DE LIXÕES O QUE É MUITO POUCO.

PARA SE RECUPERAR O ATRASO CIÊNCIA + PESQUISA TECNOLOGIA

INFORMAÇÃO

REINO UNIDO, FRANÇA, ITÁLIA e INDIA

Prof. Nickolas J. ThemelisEARTH ENGINEERING CENTER (EEC)COLUMBIA UNIVERSITY EM NY-2003

2010

2011

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Conselho de Pesquisa em Tecnologia de Geração de Energia a Partir de Resíduos Progresso no Gerenciamento Sustentável de Resíduos Waste-to-Energy Research and Technology Council Advancing Sustainable Waste Management

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Os objetivos do WTERT-Brasil são:

1. Aproximar todos os grupos de pesquisa e desenvolvimento trabalhando nas diversas áreas pertinentes ao gerenciamento de resíduos, no Brasil, e compartilhar informações sobre o Gerenciamento Sustentável de Resíduos através do WTERT dos EUA ( www.wtert.org ) e coligadas ao redor do mundo.

2. Identificar as tecnologias mais adequadas ao tratamento dos diversos materiais presentes nos resíduos do Brasil, estimular a pesquisa acadêmica de acordo com as necessidades e disseminar estas informações pelo País; paralelamente o WTERT – Brasil irá disponibilizar informações, em inglês, de modo que o resto do mundo possa acompanhar os problemas, soluções e oportunidades visando o progresso do gerenciamento dos resíduos no Brasil.

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PARTE 1.

POLÍTICA NACIONAL DE RESÍDUOS SÓLIDOS – COMPARAÇÃO COM A

EUROPA

LIXO A CÉU ABERTO (LIXÃO)

ATERRO MODERNO COM CAPTURA E QUEIMA DO CH4

ATERRO MODERNO COM CAPTURA E USO DO CH4

INCINERAÇÃO COM GERAÇÃO DE ENERGIA (WTE)

COMPOSTAGEM AERÓBIA

COMPOSTAGEM ANAERÓBIA

SOMENTE PARA ORGÂNICOS SEPARADOS NA ORIGEM

RECICLAGEM

REDUÇÃO GERAÇÃO

HIERARQUIA PARA GERENCIAMENTO DOS RSU (ECC, COLUMBIA UNIV. 2008)

$ (EM GERAL)

17.5

17.5

RECICLAGEM DE PLÁSTICOS NA EUROPA -2008

RECICLAGEM INCINERAÇÃO

RECICLAGEM MECÂNICA E RECUPERAÇÃO ENERGÉTICA DOS PLÁSTICOS NA EUROPA (2008)

PAPEL/PAPELÃO

METAIS INDÚSTRIA

VIDRO

PETS $ (SEPARAÇÃO NA ORIGEM MELHORA)

PROBLEMA ORGÂNICOS (POLUIÇÃO)

PLÁSTICOS NÃO RECICLÁVEIS (DESPERDÍCIO)

LIXO RESIDUAL (ATERROS)

LIXO DA CIDADE DO RIO DE JANEIRO (COMLURB)

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

RESUMO SE CUSTAR CARO, O ERRADO VIRA “AMBIENTALMENTE ADEQUADO”

WTERT 2010 International Awards The WTERT 2010 Award goes to the City of Vienna (Austria) for being one of the cleanest (as well as “most livable”!) cities in the world. Presented by Prof. N.J. Themelis; received on behalf of the City of Vienna by Mr. Rainer Kronberger, vice-head of the Waste Management Department (MA 48) of Vienna

VIENA ELEITA EM 2010 PELO WTERT A QUE MELHOR GERENCIA SEUS RSUEXEMPLO A SER COPIADO

Saving resources and protecting climate –

waste policy concept of Alliance 90 / The Greens in Germany

18th Annual North American Waste-to-Energy ConferenceOrlando, May 11-13, 2010

PALESTRA DO Dr. MICHAEL WELTZIN, CONSULTOR CIENTÍFICO DO PARTIDO VERDE ALEMÃO NA 18ª CONFERENCIA NORTE AMERICANA

SOBRE ENERGIA DO LIXO

“CONSERVANDO RECURSOS E PROTEGENDO O CLIMA- CONCEITOS DA POLÍTICA DE RESÍDUOS DOS VERDES NA ALEMANHA”

Plastic as one of the problems In Germany “only” 20 % of plastic waste is recovered by

recycling, mostly it is going the way of Waste to Energy .

• reasons:– “the smell of waste lasts for ever” – strong technical limits of using plastic as recycling

material– during capture and processing up to 50 % sorting rests!– sooner or later even recycling materials become a not

recyclable waste!



SÓ NO RIO DE JANEIRO 2.000 TPD DE PLÁSTICOS VÃO PARA ATERROS. ISTO CORRESPONDE A APROX 13.000 BEP/DIA OU (US$ 90/BARRIL) US$ 427 MILHOES/ANO

German

y

Netherl

ands

Belgium

Denmark

Sweden

Austria

Luxe

mbourg

France

Spain

Italy

Finlan

d

United

King

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Portug

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Czech

Rep

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Hunga

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Greece

Poland

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

68 64 6255

4861

4332

4336 33 31

15 11 11 13 9

32 34 3340

4729

38

33 712

9 9

22

10 8 00.37

0.7000000000000022 5 5 5 1019

35

50 5258 60 63

79 8187 91

Source: EUROSTAT

Recycling (Incl. Composting) Waste-to-Energy Landfilling

Treatment of MSW in the EU 27 in 2006



There are still challenges to meet!A sustainable handling of waste is a central

element of environmental and climate protection.

1. Establishing of re-use and take back systems2. Closing the loop for raw materials by an

integrated product-design and an increasing of recycling

3. Ending of landfilling as soon as possible.4. Leftovers should be used to generate heat and

electricity by using the best available and reliable technology.

Conclusions



CONCLUSÕES (PARTE 1)

1. A PNRS NÃO ESTIMULA NENHUMA SOLUÇÃO QUE NÃO SEJA ATERRO SANITÁRIO, NÃO ATACA O PROBLEMA DOS “ORGÂNICOS” E OS DEFINE COMO AMBIENTALMENTE ADEQUADOS.

2. NÃO ESTABELECE QUE A RECUPERAÇÃO ENERGÉTICA (WTE) É SUPERIOR AOS ATERROS. PLÁSTICOS NÃO RECICLÁVEIS?

3. NÃO ESTABELECE INCENTIVOS PARA A VENDA DA ENERGIA PRODUZIDA PELAS USINAS WTE QUE PODERIA VIABILIZÁ-LAS.

4. NÃO MENCIONA A SEPARAÇÃO NA ORIGEM COMO BASE PARA A RECICLAGEM E COMPOSTAGEM COM ADUBO DE QUALIDADE.

5. PARTE DO PRINCÍPO QUE A RECICLAGEM NO BRASIL É INCIPIENTE NO ENTANTO, EMBORA SEJA ESTIMULADA PELA POBREZA, APRESENTA ÍNDICES MUITO BONS.

6. NÃO É POSSÍVEL QUE A SOCIEDADE ACEITE PASSIVAMENTE ESTA “NOVA” PNRS. PORQUE A MÍDIA NÃO CRITICA?

PARTE 2.

GERAÇÃO DE ENERGIA COM RSU –WASTE-to- ENERGY (WTE)

USINA LIXO-ENERGIA CONVENCIONAL (“MASS BURNING”)

RECEPÇÃO DO LIXO

GRELHA

CALDEIRA

LAVAGEM DE GASES

“USINAS WTE REPRESENTAM UMA DAS MANEIRAS MAIS LIMPAS DE GERAÇÃO DE

ENERGIA ÉLÉTRICA” – AGENCIA AMBIENTAL DOS EUA (USEPA)

USINA DE PARIS 4 Km DA TORRE EIFFEL

EVITAR ATERROS RECICLAGEM E INCINERAÇÃO

AUMENTAR EFIÊNCIA DAS USINAS DE INCINERAÇÃO

Usinas WTE de Alta Eficiência • Usinas WTE são exclusivas, isto é, não existem duas usinas exatamente iguais• Cada cidade apresenta particularidades que precisam ser atendidas no projeto

•Sistema de recepção e armazenamento do lixo•Sistema de alimentação da Caldeira•Grelha móvel que permita a movimentação do lixo de modo a promover a combustão completa.•Caldeira para produção de vapor•Sistema de lavagem de gases•Sistema de alimentação de ar de combustão e tiragem de gases•Chaminé•Sistema de manuseio e tratamento de cinzas•Sistema de geração de energia (TV, gerador, conexões c/rede elétrica)•Sistemas auxiliares (controle, ar comprimido, bombas,etc.)

As partes mais críticas são a grelha, caldeira e lavagem de gases. As líderes do mercado são: Martin, Keppel Seghers, Von Roll, Fisia-Babcock.

Em geral o vapor é produzido a 40 bar/400 °C devido a corrosão acentuada que ocorre nos superaquecedores, causada principalmente pelo cloro, acima desta temperatura. A corrosão é o maior problema nas usinas WTE e responsável pela baixa eficiência, em torno de 22%, alem de elevados custos de O&M e de paradas não programadas reduzindo o fator de capacidade.

VIABILIDADE ECONOMICA DE WTE PASSA PELO AUMENTO DA EFICIENCIA ELÉTRICA

ELEVAÇÃO DA EFICIÊNCIA ELÉTRICA

1. CICLOS DE VAPOR AVANÇADOS

2. MENOR EXCESSO DE AR NA COMBUSTÃO

3. REDUÇÃO DA TEMPERATURA DA CHAMINÉ

4. DIMINUIÇÃO DAS PERDAS TÉRMICAS NA CALDEIRA

5. USO DE MOTORES ELÉTRICOS MAIS EFICIENTES PARA REDUÇÃO DO CONSUMO PRÓPRIO DA PLANTA

A

A SIEMENS DESENVOLVEU TV DE MÉDIO PORTE PARA USINAS DE BIOMASSA NA EUROPA DE ELEVADA EFICIÊNCIA USANDO CICLOS DE

VAPOR COM REAQUECIMENTO. NO ENTANTO A VIABILIDADE ECONÔMICA REQUER VAPOR DE ALTA TEMPERATURA (480-540 C).

EFICIÊNCIA ISENTRÓPIC A~ 85% - 90%

S

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

Usinas WTE de Alta Eficiência As usinas WTE mais modernas e eficientes do mundo são:

• AVI Amsterdam: RSU, grelha Martin, 135 bar/440 °C, ciclo de vapor com reaquecimento, economizador externo.

• Zabalgarbi-Bilbao: RSU/GN, grelha Martin, 100 bar/540 °C, ciclo de vapor com reaquecimento, superaquecimento externo ciclo combinado com turbina a gás natural GE LM6000 (78% da energia proveniente do GN).

• Brescia: RSU, borra de esgoto, biomassa, grelha Martin, 61 bar/450 °C, ciclo de vapor simples.

• Rüdersdorf: CDR, grelha Fisia-Babcock, 90 bar/420 °C, ciclo de vapor com reaquecimento.

• Heringen: RSU/GN, grelha Fisia-Babcock, 81 bar/520 °C, ciclo de vapor simples, superaquecedor externo a gás natural sem turbina a gás.

• Nápoles: CDR, grelha Fisia-Babcock, 90 bar/500 °C, ciclo de vapor simples proteção especial no superaquecedor.

• Arhus/Dinamarca: RSU, grelha Fisia-Babcock, 42 bar/400 °C, ciclo de vapor simples, economizador externo (temperatura da chaminé 100 °C).

•AVI AMSTERDAM: RSU, GRELHA MARTIN, 135 bar/440 °C, CICLO DE VAPOR COM REAQUECIMENTO, ECONOMIZADOR EXTERNO.

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

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

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

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

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

Usinas WTE de Alta Eficiência Todas apresentam eficiências elevadas, entre 28% e 34%, mas possuem alguns pontos negativos: corrosão elevada ou consumo excessivo de gás natural.

O curioso é que todas são bastante diferentes entre si mostrando que há diversas maneiras de se aumentar a eficiência.

As principais desvantagens destas soluções são:

•Superaquecimento do vapor na caldeira de lixo aumenta a corrosão, diminui a disponibilidade da usina alem de maior custo de O&M.

•Ciclos combinados como Zabalgarbi, usando turbina a gás de grande porte, consomem grandes quantidades de GN sendo que 80% da energia é gerada pelo gás o que tira o conceito de renovável de WTE.

•Superaquecedores externos como Heringen, não consomem tanto GN como Zabalgarbi mas a eficiência do gás é limitada pelo ciclo de vapor de 30% e ao custo atual do gás no Brasil não melhoram muito a viabilidade.

A COMBINAÇÃO DE TODAS AS SOLUÇÕES ACIMA LEVA À MÁXIMA EFICIÊNCIA SIGNIFICATIVAMENTE ACIMA DE 30%. ESTA É A PROPOSTA DO CICLO COMBINADO OTIMIZADO (CCO) UMA MANEIRA SIMPLES DE COMBINAR AS ROTAS INDIVIDUAIS ELIMINANDO OS INCOVENIENTES DE CADA UMA E MANTENDO AS VANTAGENS.

TRABALHO APRESENTADO NA 18ª. CONFERÊNCIA NORTE AMERICANA SOBRE WTE (NAWTEC18)

CICLO COMBINADO OTIMIZADO (CCO) PARA ELEVAR A EFICIÊNCIA DAS USINAS WTE

PRINCÍPIOS FUNDAMENTAIS DO CICLO COMBINADO OTIMIZADO –CCOBAIXO CONSUMO DE GAS NATURAL COM SUPER-AQUECEDOR

EXTERNO

INTERNAL REHEATER – RÜDERSDOF

EXTERNAL UPERHEATER & REHATER - SAKAI

USE CHX APÓS A CALDEIRA DE RSU PARA RECUPERAR ENERGIA DE BAIXA TEMP E PRE-AQUECER O AR DE COMBUSTÃO A 120 C

USE GASES QUENTES APÓS O SUPER-AQUECEDOR PARA PRE-AQUECER O AR DO CHX QUE SERÁ MISTURADO COM A EXAUSTÃO DA TG MISTURA É SIMILAR A EXAUSTÃO DE TG DE GRANDE PORTE MAS COM TEOR DE O2 MAIOR.

A ESCOLHA DA TG E DA TEMP DO VAPOR IRÃO DEPENDER DO CUSTO DO GAS NATURAL SOFTWARE DEDICADO DEVE INCLUIR PARÂMETROS FINANCEIROS PARA A OTIMIZAÇÃO DA TIR

TG DE PEQUENO PORTE CONSUMO PRÓPRIO DA PLANTA

SAKAI SOMENTE SUPERAQUECEDOR EXTERNO – PRÉ-AQUECIMENTO DA ÁGUA DE ALIMENTAÇÃO

APÓS SA EXTERNO.

SOFTWARE DEDICADO PARA USINAS COM CICLO COMBINADO OTIMIZADO -CCO

DISCUSSÕES TÉCNICAS SOBRE CICLO COMBINADO OTIMIZADO 2011 - LEUVEN - BELGICA

MAS O QUE É O COMBUSTÍVEL LIXO?

FRAÇÃO SÊCA + H2O + INERTES

C6HmOn

Fração Sêca Itália C6H9,1O3,21 (PCI SKREIBERG = 9.82 MJ/Kg) (PCI DULONG = 9.24 MJ/Kg)

Fração Sêca New York (Themelis) C6H9,3O3,5

LIXO ITALIANO

PCI

PCS 1 lb de CH4 + 2 O2 CO2 + 2 H2O + 23.891 BTU

0,75 lb C + 0,25 lb H2

0.75 lb de C + 2 O2 CO2 + 10.570 BTU

0.25 lb de H2 + (1/2) O2 H2O + 15.257 BTU

SOMA 25.827 BTU

DIFERENÇA = 1.936 BTU CALOR DE FORMAÇÃO(depende das ligações químicas entre os átomos)

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

RIO DE JANEIRO

PCSFRAÇÃO SÊCA

PCIFRAÇÃO SÊCA

PCIFRAÇÃO ÚMIDA

0.241763000000001

0.030570774956034

0.000525572060617874

0.0013139301309694

0.17256275921906

0.00560609975069721

FRAÇÃO COMBUSTÍVEL (base umida)

C

H

S

N

O

Cl

0.4523

0.4026

0.1451

LIXO MISTURADO- Rio de Janeiro

FRAÇÃO COMB=H2O=CINZAS=

H2O

PCI

SKREIBERG 8,296 MJ/Kg 1.981 Kcal/Kg

DULONG 7,795 MJ/Kg 1.861 Kcal/Kg

0.534469368450828

0.06758329640167790.00116189047887278

0.00290472615169586

0.381487225003805

0.0123934935131227

FRAÇÃO COMB (base seca - sem cinzas)

C H

S N

O Cl

ITÁLIA

SEPARANDO ORGÂNICOS DO LIXO MISTURADO (NA ORIGEM OU MBT)

0.2100

0.7000

0.0900

ORGANICOS

FRAÇÃO COMB=H2O=CINZAS=

0.096

0.0136568047887309

0.100343195211269

FRAÇÃO COMB (base umida)

CHSNOCl

0.457142732519846

0.0650324037558618

0.477824863724296


C H

S N

O Cl

PCI

SKREIBERG 1,719 MJ/Kg 410,6 Kcal/Kg

DULONG 1,386 MJ/Kg 331,1 Kcal/Kg

C6H10,24O4,7

0.7326

0.0586

0.2087

CDR - SEM ORGANICOS

FRAÇÃO COMB=H2O=CINZAS=C6H8,79O2,81 0.4103

0.05010.0011

0.0028

0.2561

0.0121

FRAÇÃO COMB (base umida)

C

H

S

N

O

Cl

0.560104225292201

0.06842874151649050.00154707826692256

0.0038680618192611

0.349549728072542

0.0165021650325832


C H

S N

O Cl

PCI

SKREIBERG 15,90 MJ/Kg 3.798 Kcal/Kg

DULONG 15,21 MJ/Kg 3.632 Kcal/Kg

COMPARAÇÃO MASS BURNING X MBT 1.000 TON/DIA

( plasticos = 20,31% com 55,5% de C fossil 112,72 fossil / 241 total = 46,8%)1. MASS BURNING (PCI = 8,29 KJ/Kg) ENERGIA TÉRMICA =

96,02 MWt

Ef. = 22% Energia Elétrica = 21,12 MWe


2. INCINERAÇÃO CDR (464T/D) + DIG ANAE ORGÂNICOS (536 T/D)

2.1 CDR (PCI = 15,90 KJ/Kg) ENERGIA TÉRMICA = 85,34 MWt



2.2 DIGESTÃO ANAERÓBIA DOS ORGÂNICOS

Energia Elétrica = 5,52 MWe (VER ADIANTE)

24,3 MWe

31,12 MWe

( plasticos 112,72 fossil / 190 total = 59,3%) RESOL. ANEEL 271 < 50% !

A CONCENTRAÇÃO DOS PLÁSTICOS NO MBT INVIABILIZA O ÚNICO INCENTIVO DISPONÍVEL PARA A ENERGIA GERADA NA QUEIMA DO LIXO, ALEM DE SER MUITO MAIS CARO E DESNECESSÁRIO DO PONTO DE VISTA DA MANUTENÇÃO DA COMBUSTÃO AUTO-SUSTENTADA

1000 t/d

464 t/d 536

t/d

1 LIBRA ~ R$ 2,60

R$ 148 – R$ 260 MÉDIA = R$ 218

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

CONSIDERAÇÕES ECONÔMICAS

EXISTE UM EQUIVOCO ORIGINAL QUE DEVE SER SANADO

O LIXO DO BRASIL, POR SER MAIS ÚMIDO, PRECISA MUITO MENOS AR PARA QUEIMAR E A VAZÃO DE GASES É 30% MENOR DO QUE NOS EUA e EUROPA POR TONELADA. O CUSTO DA PLANTA É DIRETAMENTE PROPORCIONAL A VAZÃO DE GASES. A AGUA NÃO TEM IMPACTO NOS CUSTOS DE CAPITAL NEM DE MANUTENÇÃO. (O texto abaixo é do doc. WASTE INCINERATION da EC – A BÍBLIA DA INCINERAÇÃO NA EUROPA)

1 TON DE LIXO BRASILEIRO (PCI ~ 7500 KJ/KG) EQUIVALE A APROX. 0,70 TON DE LIXO EUROPEU/EUA (PCI 10 – 11 KJ/KG). PORTANTO O CUSTO DE CAPITAL QUANDO REFERIDO AO NUMERO DE TONELADAS DEVE APLICAR UM REDUTOR DE 30% EM RELAÇÃO AOS EUA. ISTO É FUNDAMENTAL COMO DESCRITO ACIMA

USINAS DE INCINERAÇÃO SÃO CARAS MAS PODEM SE VIABILIZAR NO BRASIL

1. EQUÍVOCO ORIGINAL TUDO SE BASEIA NA TONELADA DE LIXO (CUSTO/TON; MWhe / TON; MWht/ TON; etc….)

2. O QUE É O LIXO QUE VAI PARA A CALDEIRA?

FRAÇÃO SECA (C6H10O4) ÁGUA (H2O) CINZAS (INERTES) PCI (KJ/Kg)

EUA 67% 18% 15% 11.000

EUROPA 62% 23% 15% 10.000

BRASIL 52% 33% 15% 8.000

ENERGIA 1 Kg 1,424 Kg 1,808 Kg 0,616 Kg

1 Kg de ar = 0,23 Kg de O2 + 0,77 Kg de N2 1,424 Kg de O2 = 6,191 Kg de ar

SEM EXCESSO DE AR (ESTEQUIOMÉTRICA ou LAMBDA = 1)

1 Kg Lixo EUA 4,15 Kg de ar 1 Kg Lixo Brasil 3,22 Kg de ar (22% a menos que EUA)

LIXO COM ELEVADA UMIDADE CUSTA MENOS PARA QUEIMAR POR TONELADA (CUSTO PROPORCIONAL A

VAZÃO DE GASES)

UMA TON DE LIXO BRASILEIRO

22% MENOS COMBUSTÍVEL SÊCO (C6H10O4) QUE EUA (MENOS AR PARA QUEIMAR)

83% MAIS ÁGUA QUE EUA (MENOS AR PARA RESFRIAR)

WTE NO BRASIL / CHINA DEVE CUSTAR MENOS 20-30% POR TON DO QUE NOS EUA E NA EUROPA

PROJETO CCO - 850 TON/D

CUSTO ESPECIFICO CAPITAL = US$ 134,500/tpd

CUSTO ESPECIFICO O&M = US$ 21/TON

COVANTA RELEASED THIS DOCUMENT DURING MY VISIT IN 2008 WITH CEMIG EXECUTIVES (IN PORTUGUESE) TO SEAMASS AND HEMPSTEAD

CAPITAL EUA ~ US$ 200.000 / (TON/dia) BRASIL ~ US$ 140.000 / (TON/dia)

USINA DE 792 TPD R$ 180.000.000

TAXA DE LIXO = R$ 30/ton ~ R$ 70/ton

MWhe = R$ 150

O&M = R$ 40/ton ~ R$ 50/ton

VIABILIDADE VAI DEPENDER DA TIR, IMPOSTOS (PIS/COFINS; IR; CSLL; ETC…) E DA:

EFICIÊNCIA ( MWhe/MWht)

A

Conclusões (Parte 2)

Para que as usinas WTE sejam viabilizadas no Brasil:

•Reconhecer que as taxas de disposição final (TDF) pagas pelas prefeituras não irão aumentar a níveis europeus.

•Mesmo que isto ocorra em alguns casos, como em algumas cidades de São Paulo, o risco de inadimplência por fatores políticos traz incertezas aos investidores privados.

•O aumento da eficiência associado ao elevado custo da energia elétrica é a melhor maneira de viabilizar as usinas WTE no Brasil a curto prazo.

•Os estudos de viabilidade devem levar em conta a energia térmica contida (MWt) nos RSU e não a massa por unidade de tempo (ton/h) para a determinação do valor do investimento.

Conclusões

•O pré-processamento dos RSU para separar os orgânicos, para DA, recicláveis e produção de CDR para incineração (MBT) é a pior solução sobre todos os aspectos: energético, ambiental e econômico (refs. 3,10).

•Usinas WTE convencionais (40 bar/ 400 °C) só seriam viáveis com valores muito elevados do MWh e/ou da TDF.

•Gaseificação e Pirólise não apresentam confiabilidade para RSU e tem sido abandonadas na Europa sendo adotadas apenas no Japão com custos elevados.

•Ciclos combinados GN/RSU tipo Zabalgarbi consomem muito GN e as usinas não deveriam ser despachadas 100% do tempo pois o ONS prioriza energia incentivada apenas de fontes renováveis. Tambem a resolução 271 da ANEEL, isenção de 100% da TUSD e da TUST, só se aplica se pelo menos 50% da energia for renovável (isto é atendido pelo CCO mesmo usando-se GN).

•O Ciclo combinado Otimizado (CCO) alem de viabilizar WTE nas condições atuais do Brasil é a melhor aplicação para geração de energia com biogás de aterros, sendo viável mesmo sem os créditos de carbono.

•Qualquer que seja a solução de incineração adotada o CCO sempre irá melhorar a viabilidade uma vez que a elevação da eficiência é obtida sem os aumentos de custos geralmente associados.

• O CCO flexibiliza o projeto quanto ao tamanho da usina podendo atender aos limites de 30 MWe (resol. 271 ANEEL) e R$ 48 milhões do lucro presumido para usinas de 400 a 1.000 ton/dia com alta eficiência.

•O teor de cinzas por tonelada de lixo processado é proporcional a fração sêca do lixo e portando menor para o Brasil do que para a Europa e outros. Isto reduz consideravelmente o custo de O&M que tem sua maior parcela no custo do tratamento das cinzas.

• Caso usemos o biogás de aterro com o CCO, isto é, a usina seja próxima ao aterro, pode-se usar as cinzas como cobertura.

Conclusões

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