Geração de Energia a Geração de Energia a partir dos Resíduos partir dos Resíduos UrbanosUrbanos Gestão de Resíduos Urbanos: Panorama Internacional Gestão de Resíduos Urbanos: Panorama Internacional e Nacionale Nacional
USINAVERDE: Desenvolvimento da TecnologiaUSINAVERDE: Desenvolvimento da Tecnologia
USINAVERDE: Tecnologia aplicada em Módulos USINAVERDE: Tecnologia aplicada em Módulos ComerciaisComerciais
USINAVERDE: Balanço Sócio-Econômico e AmbientalUSINAVERDE: Balanço Sócio-Econômico e Ambiental
Gestão de Resíduos Gestão de Resíduos UrbanosUrbanos
Panorama Panorama InternacionalInternacional
REDUZIR a produção/consumo de bens que possam gerar
resíduos não reaproveitáveis.
REUTILIZAR produtos e embalagens.
RECICLAR os diversos materiais.
TRATAR os materiais não recicláveis de forma não agressiva ao meio ambiente.
DESTINAR de forma adequada os resíduos finais.
Conceito Moderno: a gestão integrada dos Conceito Moderno: a gestão integrada dos resíduos gerados pela atividade humanaresíduos gerados pela atividade humana
Gestão integrada dos Resíduos UrbanosGestão integrada dos Resíduos Urbanos
Conseqüência das Leis Ambientais nos EUAConseqüência das Leis Ambientais nos EUA
O presente e o futuro da destinação final dos RSUO presente e o futuro da destinação final dos RSU
Os Aterros Sanitários estão cada dia mais distantes das grandes e médias cidades nos EUA com impacto direto no custo de destinação(Ex.: New York, 400Km)
Landfill DirectiveLandfill Directive 1999, da União Européia determina que seus membros reduzam em 75% o envio de RSU biodegradável para os aterros até 2006. Há ainda metas para 2009 e 2016. Relatório de 2004 informa que: Áustria, Dinamarca e Holanda já atingiram a meta de 2016. A maior
parte dos resíduos urbanos é incinerada com ou sem energia. Alemanha, além de atingir a meta, estendeu a proibição a todo o tipo
de resíduo biodegradável, inclusive industrial. França já atingiu o objetivo de 2009. A Itália atingiu o de 2006,
implantou barreira de imposto ecológico e elevou as taxas dos Aterros.
O presente e o futuro da destinação final dos RSUO presente e o futuro da destinação final dos RSU
Atualmente, mais de 130 Milhões t/ano de RSU são tratados termicamente em cerca de 650 plantas com geração de energia, em 35 Países: Alemanha, França, Holanda, Dinamarca, Suécia, Japão, EUA...
A partir de 2001, as 47 novas plantas com geração de energia implantadas ou em construção ampliam em 6 Milhões t/ano a capacidade de tratamento. Maioria das novas plantas instaladas em Países em desenvolvimento: Coréia do Sul, China, Singapura.
Energia a Partir do Lixo Energia a Partir do Lixo UrbanoUrbano
Tecnologias Tecnologias InternacionaisInternacionais
Energia a partir do Lixo: Fonte Alternativa
Estados Unidos da América:
o Federal Power Act, o Public Utility Regulatory Policies Act, o Federal Energy Regulatory Commission’s regulations, o Biomass Research and Development Act of 2000, o U.S. Department of Energy e o U.S. Environmental Protection Agency (EPA) consideram a energia a partir do lixo uma fonte alternativa e renovável.
União Européia: O Plano de Ação Biomassa da União Européia (12/2005, item 5.1), reconhece que os resíduos constituem um recurso energético sub-aproveitado, e propõem o encorajamento de investimentos em técnicas energeticamente eficientes para seu melhor aproveitamento como combustível.
Energia a partir do Lixo
Tecnologias de aproveitamento do lixo como combustível
BIOGÁS DE ATERRO (base metano) 0,1 - 0,2 MWh /t
DIGESTÃO ANAERÓBICA ACELERADA 0,1 - 0,3 MWh /t
INCINERAÇÃO RSU com Geração de Energia 0,4 - 0,6 MWh /t
CICLO COMBINADO (RSU + Gás Natural) 0,8 - 0,9 MWh /t
Fonte.: IVIG – Instituto Virtual de Mudanças Climáticas
Convenção de Estocolmo de 2001Convenção de Estocolmo de 2001sobre Poluentes Orgânicos Persistentes (POPs)sobre Poluentes Orgânicos Persistentes (POPs)
Melhores Práticas/Técnicas Disponíveis para destinação final de Resíduos Sólidos Urbanos ( Anexo C , Parte V)
Sistemas fechados para reduzir/eliminar as liberações de POPs
Tratamento térmico ou por processos químicos.
Incineração a elevadas temperaturas (acima de 800º C);
Tempo de Residência dos gases adequado ( > 1 segundo)
Tratamento dos gases/vapores da combustão
Assinam e/ou Ratificam (dentre outros) : Áustria, Alemanha, China, França, Itália, Japão, Holanda, EUA, Suécia, Suiça e BRASIL
Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas/Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas/ONU ONU Relatório Executivo para Formuladores de PolíticasRelatório Executivo para Formuladores de Políticas
Fontes de Emissões de Gases do Efeito Estufa:Fontes Ligadas à Energia: 63% do total de emissões;Fontes não Ligadas à Energia: 37% do total de emissões.
Fontes não ligadas à energia:
Recomendações sobre Gestão do Lixo Urbano: Estímulo ao Reuso e à Reciclagem.Captação/Queima do biogás de aterros, para minorar as emissões
diretas para a atmosfera do gás metano (50%). Incineração dos resíduos com recuperação de energia, para evitar a
formação do biogás.
Agricultura
Queimadas
Biogás deAterros de RSU
10%
43%47%
GERAÇÃO DE ENERGIA A PARTIR DO LIXO URBANO
Destinação Final do Lixo Municipal de Nova IorqueDestinação Final do Lixo Municipal de Nova Iorque
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Reciclagem
Incineração
Compostagem
Aterro Sanitario
Fonte.: Nickolas J Themelis, PHD in Waste Management & Research 2002
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Reciclagem
Incineração
Compostagem
Aterro Sanitario
A destinação ideal A destinação real
São “exportadas” diariamente 12.500 ton para aterros distantes até 400 km. A “taxa de lixo” é de US$ 75.00 por tonelada.
Energia do Lixo no Mundo: Informações Relevantes
Energia do Lixo no Mundo: Algumas Usinas
Bréscia, Itália - 1100 Ton/dia Minato, Tókio - 600 Ton/dia
Cergy-Pontoise, França -500 Ton/dia Ariake, Tokio - 200 Ton/dia
Unidade/ Tecnologia
Capacidade (CDR*)
Investimento
Estimado
Investimento
ton/ano CDR
Velsen (Alemanha)VonRoll/ABB
720 ton/d ( 2 linhas) R$ 484.836.000 R$ 2.308,74
Nuremberg (Alemanha)VonRoll/Inova
760 ton/d ( 3 linhas) R$ 661.883.000 R$ 2.985,84
ASM Brescia (Itália)Ansaldo/Matin/ABB
1100 ton/d ( 2 linhas) R$ 544.760.000 R$ 1.488,41
TreBrelsgal (Alemanha)VonRoll/Siemens
480 ton/d ( 1 linha) R$ 209.732.000 R$ 1.498,08
Dava (Suécia)480 ton/d ( 1 linha) R$ 220.856.000 R$ 1.577,42
USINAVERDE 4 MÓDULOS
520 ton/dia (4 linhas) R$ 100.000.000 R$ 593,76* CDR.: Combustível Derivado dos Resíduos
Algumas Comparações entre Tecnologias
Gestão de Resíduos Gestão de Resíduos UrbanosUrbanos
Panorama BrasileiroPanorama Brasileiro
COLETA DE RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOSCOLETA DE RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS
São coletadas mais de 150 mil toneladas/dia.
Evolução de 49% em 10 anos ( população cresceu 15%).
Coleta regular em 99% dos Municípios.
Mais de 90% da população urbana atendida.
Fonte.: PNSB 2000 - IBGE
DESTINAÇÃO FINAL DE RESÍDUOS URBANOSDESTINAÇÃO FINAL DE RESÍDUOS URBANOS
IBGE – PNSB 2000
41%
XInadequada
59%
• Destinação Adequada.: Aterros Sanitários e Aterros Controlados.• Destinação Inadequada.: Lixões, Encostas, Alagados e Rios.
Ministério das Cidades.: “...técnicos dos Municípios que respondem as pesquisas nem sempre dominam os conceitos técnicos, a distinção entre aterro sanitário, controlado e lixão”.
Adequada
41%
IPT/CEMPRE -1999
Adequada24%Inadequada
76%
Conseqüências da disposição final inadequadaConseqüências da disposição final inadequada
Sobre da SAÚDE PÚBLICASobre da SAÚDE PÚBLICA
310
320
330
340
350
360
370
380
1998 1999 2000 2001 2002
N° de Internações por Grupo de 100.000 hab.
Fonte.: IBGE – Indicadores de Desenvolvimento Sustentável Brasil 2004 - Ministério da Saúde – DATASUS.
349
349
332
349
353
375
630 mil casos de internação em 2002 por doenças relacionadas ao saneamento ambiental inadequado.
Conseqüências da disposição final inadequadaConseqüências da disposição final inadequada
Sobre o CLIMA (Efeito Estufa)Sobre o CLIMA (Efeito Estufa)
349
349
332
349
353
375
Distribuição por fonte das emissões na cidade de São Paulo
(emissão de 15,7 milhões ton de CO2 equivalentes por ano)
0
5
10
15
20
25
Gasolina Res. Sólidos(Biogás de
Aterros)
Diesel(Transporte)
Eletricidade Querosene(Aviação)
Gás dePetróleo
Outras 20fontes
Fonte.: Equipe CentroClima/COPPE/UFRJ em
O Estado de S.Paulo – Vida&Ambiente –18.08.2005
A USINAVERDEA USINAVERDE
Objetivo EmpresarialObjetivo Empresarial
Desenvolver tecnologia inovadora e licenciá-la
para a implantação de soluções
com elevado conteúdo ambiental
para a
DESTINAÇÃO FINAL DE RESÍDUOS URBANOS,
resíduos da saúde e alguns tipos de resíduos
industriais, recuperando o calor do processo para
GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA OU TÉRMICA
Patentes Internacionais
Processo de Mineralização de Resíduos Orgânicos Urbanos
Lavadores de Gases resultantes do Tratamento Térmico de Resíduos(Brasil, União Européia, Austrália, Chile, Argentina, Uruguai e Paraguai)
Desenvolvimento Tecnológico
Implantação de Centro Tecnológico na Ilha do Fundão, Rio de Janeiro (Campus da UFRJ).
Instalação de Usina Modelo com capacidade para 30 ton/dia (RSU de comunidade de 50 mil pessoas) e geração de 440 kWh/h.
Consultoria técnica da COPPETEC/UFRJ no projeto
e implantação do CT USINAVERDE.
Consultoria Técnica da SSN/CentroClima-COPPE
e IVIG/UFRJ no projeto de MDL (Crédito de Carbono).
Centro Tecnológico USINAVERDE Ilha do Fundão, Rio de Janeiro
Emanações GasosasEmanações Gasosas
Obs.: Resultados de testes realizados entre set./dez. 2004
Licenças AmbientaisLicenças Ambientais
Prêmio BRASIL AMBIENTAL 2005 – AMCHAMPrêmio BRASIL AMBIENTAL 2005 – AMCHAMCategoria Gestão de Resíduos SólidosCategoria Gestão de Resíduos Sólidos
2º Prêmio CEBDS de Desenvolvimento Sustentável 2º Prêmio CEBDS de Desenvolvimento Sustentável Prêmio Especial – Categoria ‘Pequenas Empresas’Prêmio Especial – Categoria ‘Pequenas Empresas’
A USINAVERDEA USINAVERDE
Módulo ComercialMódulo Comercial
Unidades ModularesUnidades Modulares
Tratamento de Resíduos Urbanos 150 ton/dia - Resíduos Sólidos Urbanos (na Balança)
(população geradora de resíduos: +/- 187 mil pessoas)
Geração de Energia Geração Efetiva: 3,2 MW
Energia Exportável : 2,6 MW
Prazo de Implantação: 24 meses
Está sintonizada com objetivos de redução/reciclagem. (menor risco de ociosidade)
Permite a otimização da logística de coleta/ destinação. (mais próxima das fontes geradoras)
Permite menor impacto durante a parada de manutenção.(redistribuição do CDR entre os módulos)
Permite a adoção paulatina desta rota de destinação
final pelos Municípios mais populosos.(substituição da rota atual a médio/longo prazo)
Unidades Modulares - vantagensUnidades Modulares - vantagens
ETAPAS DO PROCESSOETAPAS DO PROCESSO
O processo USINAVERDE de destinação final dos resíduos sólidos urbanos ocorre em duas etapas:
1ª etapa: Segregação dos materiais destinados à reciclagem e pré-tratamento dos RSU.
2ª etapa: Tratamento Térmico dos Resíduos, recuperação do calor e geração de energia elétrica ou térmica.
1ª Etapa.: Segregação de Recicláveis e 1ª Etapa.: Segregação de Recicláveis e Pré-tratamento dos Resíduos Pré-tratamento dos Resíduos
1 – Silo de Recepção dos Resíduos Sólidos Urbanos.
2 – Moega de alimentação e pólipo para retirada de peças de grande porte.
3 – Esteiras para segregação de recicláveis.
4 – Tambor Revolvedor.
5 – Moinho fragmentador.
6 – Silo de Combustível Derivado
de Resíduos (CDR).
1
32
6
4 53
2ª Etapa.: Tratamento Térmico e 2ª Etapa.: Tratamento Térmico e Geração de Energia Geração de Energia
2
1
8
8
9
7
6
5
4
32
1 – Sistema de Alimentação do Forno
2 – Forno e Câmara de Pós-Queima.
3 – Caldeira de Recuperação
4 – Turbina e Gerador
5 – Lavador Primário
6 – Lavadores Secundários
7 – Decantador
8 – Demisters e Exaustores
9 – Equipamentos Auxiliares de Geração de Energia.
Exemplo de Layout de Unidade com 4 MódulosExemplo de Layout de Unidade com 4 Módulos
Capacidade RSU: 600 ton/dia Energia (Geração): 14 MWRecicláveis: 80/120 ton/dia Energia (Exportação): 12 MWCinzas/Rejeitos: 8% em peso Área demandada.: 25.000 m²
Destinação das Cinzas e InertesDestinação das Cinzas e Inertes
As cinzas da incineração e materiais inertes podem ter reaproveitamento como material de construção: pisos ou blocos de concreto.
As cinzas e inertes gerados por 1 módulo, com a adição de apenas 15% de cimento, podem produzir cerca de 44000 blocos de concreto/mês ou
30 casas populares de 50 m²
Negócio: A destinação Negócio: A destinação final de Resíduos final de Resíduos
UrbanosUrbanos
Principais Fontes de ReceitaPrincipais Fontes de Receita
Venda de Energia ElétricaVenda de Energia Elétrica
Certificado de Redução de Emissões Certificado de Redução de Emissões
(Créditos de Carbono)(Créditos de Carbono)
Taxa de Serviços de Destinação Final Taxa de Serviços de Destinação Final
dos Resíduos Urbanosdos Resíduos Urbanos
Principais Fontes de Receita –Principais Fontes de Receita – Taxa de Destinação FinalTaxa de Destinação Final
Conceito de “Valor de Mercado” para os serviços de coleta e destinação final de Resíduos Urbanos.
“Valor de Mercado” para destinação final em aterros variando entre R$45,00/ton e R$20,00/ton, em função de:
População atendida/volume de RSU destinado Tipo de Destino Final (Aterro Sanitário, Aterro Controlado
ou Lixão) distância entre o local de geração do lixo e o destino final.
Valores praticados nos EUA e na União Européia ( cerca de US$70.00/ton) dificultam acesso ao mercado brasileiro.
PROJETO DE MDL do Centro Tecnológico USINAVERDE aprovado pela Comissão Interministerial de Mudanças Climáticas em outubro 2005.
Etapa atual: monitoramento das emissões de CO2 evitadas Próxima etapa.: envio à UNFCCC (ONU) para emissão dos Créditos.
ESTIMATIVA MÓDULO COMERCIAL: 30.000ton CO2 anuaisEscopo possível do Projeto de MDL:
Evita Emissão de Metano Geração de Energia por Fonte Alternativa Redução da distância em relação ao aterro Eventual aproveitamento do biogás do aterro/lixão
Principais Fontes de ReceitaPrincipais Fontes de Receita - - Créditos de CarbonoCréditos de Carbono
Principais Fontes de ReceitaPrincipais Fontes de Receita - - Energia ElétricaEnergia Elétrica
53.48084.8647.488249,612,8 MW600 ( 4 módulos)
26.74042.4323.744124,86,4 MW300 ( 2 módulos)
13.37021.2161.87262,43,2 MW150
( 1 módulo)
MWh/anoMWh/mêsMWh/dia
ENERGIA EXPORTÁVELGERAÇÃO EFETIVA
Residências
Atendidas(média EPE:
140 kWh/mês)
ENERGIA ELÉTRICA GERADACapacidadeTratamento
de RSU
(Ton./Dia)
Principais Fontes de ReceitaPrincipais Fontes de Receita - - Energia ElétricaEnergia Elétrica
A energia gerada a partir do lixo urbano pode atender o consumo de eletricidade de cerca de 30% da população geradora destes resíduos.
( Considerado o consumo médio nacional de 140 kWh/mês por residência)
Resolução da ANEEL de julho de 2007 tornou a energia gerada a partir dos resíduos sólidos urbanos isenta de TUSD e de TUST, tarifas de uso dos sistemas de distribuição e de transmissão de energia elétrica.
Viabilidade EconômicaViabilidade Econômica
Unidade/ Capacidade
Estimativa de Investimento Destinação Final TIR / Retorno
1 módulo
150 t./dia / 2,6 MWR$ 28.000.000,00 R$ 45,00 /ton 17,6% / Ano 6
2 módulos
300 t./dia / 5,2 MWR$ 52.000.000,00 R$ 40,00 /ton 19,7% / Ano 6
4 módulos
600 t./dia / 10,4 MWR$ 100.000.000,00 R$ 35,00 /ton 19,5% / Ano 6
Simulações de Fluxo de Caixa para 20 anos Venda de Energia.: R$ 140,00/MWh
Créditos de Carbono.: R$ 22,00 (US$ 11.00)/ton. Financiamento.: 70% do Investimento em 14 anos TJLP + 2,5% aa
Principais VantagensPrincipais VantagensBalanço Sócio-Econômico e AmbientalBalanço Sócio-Econômico e Ambiental
Trata-se da rota de destinação final ambientalmente correta mais testada.
Sintonizada com a recomendação do IPCC/ONU e com os princípios da Convenção de Estocolmo sobre POPs.: sistema fechado, elevada temperatura de tratamento dos resíduos e dos gases, tempo de residência adequado, lavagem dos gases em sistema fechado.
É a rota de destinação final que mais reduz o volume e peso dos resíduos tratados (cerca de 90%).
O uso de 100% de equipamentos de fabricação nacional agiliza eventuais reparos e a manutenção.
Principais Vantagens: Aspectos Técnicos
Principais Vantagens: Aspectos Sociais
Cada Módulo de 150 ton/dia promove emprego direto para 48 técnicos operadores e trabalho para cerca de 50 cooperativados (Cooperativa de Catadores).
Oportunidade de trabalho para pessoas de menor qualificação profissional (‘catadores’) em condições dignas de segurança e higiene.
Reduz o risco de doenças decorrentes das deficiências no sistema de saneamento ambiental.
Principais Vantagens: Aspectos Econômicos
Solução amigável com o meio ambiente, permite a instalação mais próxima aos geradores de resíduos e a conseqüente economia nos custos de coleta e de transporte para os distantes aterros.
Necessita de áreas muito menos extensas do que outras soluções de destinação final.
(1 Módulo = 13000 m²; 4 Módulos = 25000 m²)
Investimento e Custos Operacionais muito inferiores aos de tecnologias semelhantes implantadas no 1º Mundo (100% dos equipamentos fabricados no Brasil + tecnologia nacional) .
Conservação da energia já contida nos produtos:
segregação dos materiais recicláveis (alumínio, metais
ferrosos, vidros, etc...).
Geração de energia nova com o aproveitamento do
calor gerado no processo de tratamento térmico dos
materiais não recicláveis que seriam enterrados.
Principais Vantagens: Aspectos Econômicos
Compromisso com a Qualidade da ÁGUA Não gera efluentes líquidos (processo fechado). Evita a degradação de mananciais e aqüiferos.
Compromisso com a Qualidade do AR Emissões inferiores às Normas Ambientais. Não há emissão de metano (efeito estufa). Controle de odores (sistema de exaustão).
Compromisso com a Qualidade do SOLO Os rejeitos do processo são inertes. Os sais minerais decantados, se isentos de metais
pesados, podem ser usados como corretivo de solos.
O Compromisso com o Meio AmbienteO Compromisso com o Meio Ambiente
Helio Bloch
USINA MODELOCentro Tecnológico
USINA MODELO: administração e laboratórios
USINA MODELO: Recepção de resíduos e Torre de Refrigeração
USINA MODELO: esteira de seleção de recicláveis
USINA MODELO: vista geral da Área de Processo
USINA MODELO: Forno e Câmara de Pós-Queima
USINA MODELO: Caldeira de Recuperação
USINA MODELO: Conjunto Turbo-gerador .
USINA MODELO: Sistema de Lavagem de Gases
USINA MODELO: Tanque de Decantação de sais