Geração de energia usando biogás de aterros sanitários no Brasil: um estudo de potencial energético e viabilidade econômica em função da população / Power generation using landfill biogas in Brazil: a study of energy potential and economic viability in terms of the population

RESUMO A busca por energias alternativas que sejam renováveis está cada vez maior, assim como a preocupação com o crescente aumento da geração de resíduos pela população mundial. O aproveitamento energético do gás gerado pela decomposição dos resíduos sólidos é um caminho atrativo para a solução, de uma só vez, desses dois problemas. Com objetivo de contribuir para o desenvolvimento da geração de energia elétrica a partir de aterros sanitários no Brasil, o presente trabalho compreende uma análise de potencial energético e de viabilidade financeira dessa alternativa energética no Brasil. Para a construção das análises, utilizaram-se dados de geração de resíduos e climáticos de seis cidades brasileiras, o que permitiu a estimativa da vazão de produção de gás nos aterros de cada uma dessas localidades, a potência ótima a ser instalada em cada um desses aterros e da viabilidade econômica dessa alternativa. Os valores de custo de geração obtidos variaram entre R$ 345 e 440·MWh, sendo fortemente influenciados por fatores como população, captação de resíduos e aspectos climáticos, sendo, em geral, superiores aos valores típicos de tarifa de venda de energia no país. Isso implica uma necessidade de formulação de políticas públicas de incentivo à geração de energia a partir de resíduos sólidos urbanos no Brasil.

ABSTRACT The search for alternative and renewable sources of energies is growing, as is the concern with the growing increase in the generation of waste by the world population. The energy use of the gas generated by the decomposition of solid waste at landfills is an attractive way to solve these two problems, at once. In order to contribute to the development of electric power generation from landfills in Brazil, the present work comprises an analysis of the energy potential and financial viability of this energy alternative in the country. For the construction of the analyses, waste and climate generation data from six Brazilian cities were used, which allowed the estimation of the gas production flow in the landfills of each city, the optimum power to be installed in each of these landfills and the economic viability of this alternative. The generation cost values obtained ranged between R$ 345 and 440·MWh, being strongly influenced by factors such as population, waste capitation and climatic factors, being, in general, higher than the typical values of energy sales tariff in the country. This implies a need to formulate public policies to encourage the generation of energy from solid urban waste in Brazil.

Análise do potencial de aproveitamento energético de biogás de aterro e simulação de emissões de gases do efeito estufa em diferentes cenários de gestão de resíduos sólidos urbanos em Varginha (MG) / Analysis of the potential use of landfill biogas energy and simulation of greenhouse gas emissions of different municipal solid waste management scenarios in Varginha, MG, Brazil

RESUMO O presente trabalho propõe avaliar a viabilidade econômica e ambiental de aproveitamento energético do biogás do aterro sanitário do município de Varginha (MG), além de analisar as emissões de gases de efeito estufa (GEE) e o uso de energia em diferentes cenários hipotéticos de gerenciamento de resíduos sólidos urbanos (RSU). Considerou-se uma projeção de geração de RSU em 20 anos de funcionamento do aterro, cuja produção de biogás foi estimada por meio do software LandGEM©. A análise de viabilidade econômica foi realizada por meio dos indicadores de valor presente líquido (VPL) e taxa interna de retorno (TIR). As emissões de GEE foram estimadas aplicando-se o modelo Waste Reduction Model (WARM©), considerando o cenário atual e três cenários alternativos de gerenciamento de RSU. Os cenários diversificaram em estratégias de reciclagem, digestão anaeróbia, incineração e disposição em aterro, com recuperação energética. Somente o aproveitamento energético com potência de 150 kW resultou em viabilidade econômica. Já os maiores benefícios ambientais foram obtidos pelo cenário 3, baseado na recuperação de materiais recicláveis, digestão anaeróbia e incineração dos RSU, reduzindo consideravelmente o volume de RSU destinados ao aterro. Dentre as práticas de gerenciamento dos cenários propostos, a reciclagem obteve os maiores ganhos energéticos e remoção de emissões de GEE.

ABSTRACT The present work proposes to evaluate the economic and environmental viability of energy recovery from biogas in the landfill of Varginha-MG, as well to analyze greenhouse gas emissions (GHG) and energy consumption in different scenarios of municipal solid waste (MSW) management. A 20-year projection of MSW generation and landfill operation were considered, whose biogas production was estimated through LandGEM software. The economic feasibility analysis was performed using the net present value (NPV), and the internal rate of return (IRR) as indicators. GHG emissions were estimated by applying the WARM model (Waste Reduction Model) considering the current MSW management scenario and three alternative ones. The scenarios diversified into recycling strategies, anaerobic digestion, landfill disposal and incineration with energy recovery. Only the energy recovery with a power of 150 kW resulted in economic viability. Moreover, the largest environmental benefits were obtained by scenario 3, based on the recovery of recyclable materials, anaerobic digestion and incineration of MSW, considerably reducing the volume of MSW landfilled. Among all management practices of the proposed scenarios, recycling resulted in greater energy gains and GHG emission removal.