O aproveitamento energético de

Resíduos Sólidos Urbanos (RSU) na

Matriz Energética Brasileira (MEB)

Amilcar GuerreiroDiretor de Estudos Econômicos e Energéticos e Ambientais

Empresa de Pesquisa Energética - EPE

São Paulo, SP

27 de outubro de 2010

Organização

2

Agenda

1. Considerações iniciais2. Condicionantes do aproveitamento

energético de RSU no Brasil3. Alternativas tecnológicas

4. Estudo de caso: Campo Grande, MS5. Considerações finais

3

1. Considerações iniciais

Aproveitamento Energético do RSU e a Matriz Energética Brasileira – São Paulo, out 2010 4

Aterro sanitário

(sanitary landfill)

Reciclagem

Compostagem

Recuperação energética

Principais destinos para RSU:(soluções podem ser combinadas)

Aproveitamento Energético do RSU e a Matriz Energética Brasileira – São Paulo, out 2010 5

0%

25%

50%

75%

100%

Méx

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Aterro Sanitário Reciclagem Compostagem Recuperação energética

Obs: Aterro sanitário inclui lixões

Fontes: CEMPRE, TetraPak Americas, Notan-ITU Pty e EPA

Destino de RSU em países selecionados

Aproveitamento Energético do RSU e a Matriz Energética Brasileira – São Paulo, out 2010 6

País Número de incineradores

Capacidademédia de proc.

103 t/ano

Japão 1.893 17

Estados Unidos 168 204

França 100 76

Alemanha 51 238

Itália 51 52

Dinamarca 32 53

Suíça 29 80

Espanha 21 84

Suécia 21 76

Holanda 9 308

Reino Unido 7 250

Incineração em países desenvolvidos

Fonte: Menezes, R.A.A., Gerlach, J.L. e Menezes, M.A. “Estágio atual da incineração no Brasil”.

In VII Seminário Nacional de Resíduos Sólidos e Limpeza Pública. Curitiba, 2000.

Aproveitamento Energético do RSU e a Matriz Energética Brasileira – São Paulo, out 2010 7

1,37

5,91

2,67

0,62

PAPEL PLÁSTICO METAL VIDRO

Benefício energético da reciclagem de

material encontrado no lixokWh/kg

8

2. Condicionantes do aproveitamento energético de RSU no Brasil

Aproveitamento Energético do RSU e a Matriz Energética Brasileira – São Paulo, out 2010 9

POPULAÇÃO

URBANA

RURAL

RSUresíduos sólidos urbanos

RCDresíduos de construção e demolição

COLETADOS

NÃO

COLETADOS

Material

Orgânico

Material

Reciclável

Material

Inerte

DESTINAÇÃO

ADEQUADAaterros sanitários

DESTINAÇÃO

NÃO ADEQUADAaterros controlados e lixões

O potencial energético dos RSU depende de

Taxa de urbanização

Taxa de coleta

Destinação adequada

Composição

Tecnologia

Aproveitamento Energético do RSU e a Matriz Energética Brasileira – São Paulo, out 2010 10

69%71%

92%

82%

93%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Norte Nordeste Sudeste Sul C-Oeste

BRASIL 83%

Fonte: IBGE, Contagem da população 2007

TAXA DE URBANIZAÇÃO

Aproveitamento Energético do RSU e a Matriz Energética Brasileira – São Paulo, out 2010 11

74%

70%

92%

84%86%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Norte Nordeste Sudeste Sul C-Oeste

Fonte: ABRELPE

BRASIL 84%

TAXA DE COLETA

Aproveitamento Energético do RSU e a Matriz Energética Brasileira – São Paulo, out 2010 12

DESTINAÇÃO

Fonte: ABRELPE

% municípios por modalidade de

destinação final de RSU

DESTINAÇÃO ADEQUADA = ATERRO SANITÁRIO

Aproveitamento Energético do RSU e a Matriz Energética Brasileira – São Paulo, out 2010 13

COMPOSIÇÃO

Material Orgânico

Material Reciclável

Material Inerte

65%

30%

Fonte: IBGE, Pesq. Nacional Saneamento Básico ( 2002) e

IPT-SP, Manual Gerenciamento Integrado do Lixo (1998)

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3. Alternativas tecnológicas para o aproveitamento energético de RSU

Aproveitamento Energético do RSU e a Matriz Energética Brasileira – São Paulo, out 2010 15

Alternativas tecnológicas para

recuperação energética

Gás de lixo (biogás)

Uso direto Geração de energia elétrica

Digestão anaeróbica

Associado à compostagem Geração de energia elétrica

Incineração

Geração de energia elétrica

Outras alternativas

Gaseificação (gás de síntese) Arco de plasma

Aproveitamento Energético do RSU e a Matriz Energética Brasileira – São Paulo, out 2010 16

Gás de lixo (biogás)

A produção de biogás é crescente enquanto há deposição de RSU e decresce exponencialmente após o fechamento do aterro.

A produção de biogás dependedo material. Por exemplo:alimentos têm decomposiçãorápida e reduzida emissão demetano ao longo do tempo;madeiras, ao contrário, têmdecomposição lenta eelevada emissão de metano.

Evolução típica da produção de biogás em aterro sanitário

Aproveitamento Energético do RSU e a Matriz Energética Brasileira – São Paulo, out 2010 17

Gás de lixo (biogás)

PRINCIPAIS VANTAGENS redução das emissões de gases de metano receita adicional para aterros existentes (energia +

créditos de carbono) redução de riscos de acidente (ocorrência de auto-

ignição e/ou explosão pelas altas concentrações de metano)

PRINCIPAIS DESVANTAGENS uso energético do gás de lixo não aumenta a vida do aterro recuperação parcial do gás (muitas vezes limitada a 50%)

produção variável de gás, o que implica restrições na definição da potência instalada janela de produção relativamente pequena

custo elevado da planta de aproveitamento energético do gás em razão do prévio tratamento necessário

Aproveitamento Energético do RSU e a Matriz Energética Brasileira – São Paulo, out 2010 18

Digestão anaeróbica

Processo típica de digestão anaeróbica de RSU

Aproveitamento Energético do RSU e a Matriz Energética Brasileira – São Paulo, out 2010 19

Digestão anaeróbica

PRINCIPAIS VANTAGENS redução das emissões de gases de efeito estufa maior aderência aos objetivos ambientais,

na medida de sua associação com a reciclagem ecom a possibilidade de compostagem paraprodução de adubos orgânicos

receita adicional para aterros existentes(energia + créditos de carbono)

aumento, em cerca de 30%, da vida útil do aterropelo consumo de parte do volume depositado

PRINCIPAIS DESVANTAGENS necessidade de uma fase prévia de tratamento da

carga de entrada do biodigestor e separação prévia dos resíduos não digeríveis

custo elevado da planta em razão do prévio tratamento necessário

Aproveitamento Energético do RSU e a Matriz Energética Brasileira – São Paulo, out 2010 20

Incineração

Usina de incineração de lixo em Malmöe, na Suécia

Aproveitamento Energético do RSU e a Matriz Energética Brasileira – São Paulo, out 2010 21

Incineração

PRINCIPAIS VANTAGENS redução das emissões de metano grande redução do volume de resíduos (85-90%),

com aumento considerável da vida do aterro cinzas produzidas se prestam como

matéria-prima para a indústria do cimento receita adicional para aterros existentes

(energia + créditos de carbono) maior produção de energia

PRINCIPAIS DESVANTAGENS há limites para viabilidade técnica da incineração

(PCI > 2.000 kcal/kg) – PCI menores impõe necessidade de combustível fóssil complementar

emissão de dioxinas, o que exige tratamento dos gases de exaustão

limita reciclagem

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4. Estudo de caso: Campo Grande, MS

Aproveitamento Energético do RSU e a Matriz Energética Brasileira – São Paulo, out 2010 23

RSU gerado em Campo Grande: comparação com cidades compopulação urbana superior a 1 milhão de habitantes

Aproveitamento Energético do RSU e a Matriz Energética Brasileira – São Paulo, out 2010 24

RSU gerado em Campo Grande: comparação com cidades compopulação urbana entre 300 mil e 900 mil habitantes

Aproveitamento Energético do RSU e a Matriz Energética Brasileira – São Paulo, out 2010 25

0%

25%

50%

75%

100%

Rio

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Material orgânico Outros não recicláveis Recicláveis Inertes

Composição do RSU de Campo Grande e de outras

capitais selecionadas(poder calorífico: 2.350 kcal/kg, índice de umidade típico: 60%)

Aproveitamento Energético do RSU e a Matriz Energética Brasileira – São Paulo, out 2010 26

Potencial energético do

RSU de Campo Grande

HipótesesAterro sanitário com capacidade de 2 milhões de toneladas

Vida útil estimada do aterro: 11 anos

Tecnologias consideradas:gás de lixo (GDL)digestão anaeróbica (DA)incineração (I)

Aproveitamento Energético do RSU e a Matriz Energética Brasileira – São Paulo, out 2010 27

Item GDL (*) DA I

Potência, MW 2,5 3,4 13,0

Geração, GWh/ano 19,3 26,2 100,2

Consumo RSU, t/dia 546 546

Rejeitos, t/dia 546 16-30 5,5-11

Vida útil do aterro, anos 11 32 110

Emissões evitadas, tCO2/tRSU 0,432 1,064 0,209

Potencial de geração de energia elétrica a

partir de RSU em Campo Grande

(*) Produção de gás utilizada na geração: 40,6%Fonte: EPE, Nota Técnica DEN 06/08, novembro de 2008

Aproveitamento Energético do RSU e a Matriz Energética Brasileira – São Paulo, out 2010 28

Item Alt. 1 Alt. 2 Alt. 3

Geração de energia elétrica 19,3 26,2 100,2

Reciclagem 214,1 248,0 10,3

Recuperação total 233,4 274,2 110,5

Vida útil do aterro, anos 11 32 110

Potencial de recuperação energética

a partir de RSU em Campo Grande

Rota 1: Energia elétrica de GDL + Reciclagem (plástico, metal e vidro)Rota 2: Energia elétrica de DA + Reciclagem (todo o material reciclável: papel, plástico, metal e vidro)Rota 3: Energia elétrica de incineração + Reciclagem (metal e vidro)Fonte: EPE, Nota Técnica DEN 06/08, novembro de 2008

Valores em GWh/ano

Aproveitamento Energético do RSU e a Matriz Energética Brasileira – São Paulo, out 2010 29

0

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

4% 6% 8% 10% 12% 14%

gás de lixo

digestão anaeróbica

incineração

Limite de viabilidade do investimentoUS$/kW, em função da taxa de desconto

Fonte: EPE, Nota Técnica DEN 06/08, novembro de 2008

Aproveitamento Energético do RSU e a Matriz Energética Brasileira – São Paulo, out 2010 30

Conclusão

31

5. Considerações finais

Aproveitamento Energético do RSU e a Matriz Energética Brasileira – São Paulo, out 2010 32

País Hoje 2035 Obs

População, 106 hab 190 220

Taxa de urbanização 83% 90% tendencial: 88%

RSU gerado, mil t/dia 173,5 289,1 hoje: 1,1 kg/hab; 2035: 1,46 kg/hab (EU)

Taxa de coleta 84% 95% Sudeste hoje é 92%

RSU coletado, mil t/dia 145,7 274,6

Destinação para aterro 38,6% 70,0% Sul hoje é 58%

RSU disponível, mil t/dia 56,2 192,2

% material orgânico 65% 46% União Europeia

Poder calorífico inf, kcal/kg 2.350 2.950

Potencial de geração de energia elétrica de

RSU no Brasil

Aproveitamento Energético do RSU e a Matriz Energética Brasileira – São Paulo, out 2010 33

Potencial de geração de

energia elétrica de RSU no Brasil

Com base nessas hipóteses,a potência instalável na tecnologia INCINERAÇÃO é

Rendimento na conversão 20% 35%

Hoje 1.500 MW 1.700 MW

2035 4.650 MW 8.100 MW

EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA - EPE

Muito obrigado!

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