ECOPARQUE PORTO ALEGRE Tratamento de resíduos com … · Em novembro de 2003 foi assinado o termo...

ECOPARQUE PORTO ALEGRE Tratamento de resíduos com desenvolvimento sustentável

ESTUDO DE VIABILIDADE ESTUDO DE VIABILIDADE E SUSTENTABILIDADEE SUSTENTABILIDADE


Histórico

Em novembro de 2003 foi assinado o termo de cooperação técnica entre CGTEE, ELETROBRÁS e

Prefeitura Municipal de Porto Alegre através do DMLU-Departamento Municipal de Limpeza Urbana visando a realização de um estudo de viabilidade técnica para uso

do biogás na Geração de Energia Elétrica.


Equipe TécnicaDMLU / PMPADMLU / PMPA

Geraldo Antônio Reichert

Rogério Ballestrin

Diego Altieri da Silveira

Arceu Bandeira Rodrigues

Mariza Power Reis

Eduardo Fleck

Marcelo Hoffman

Luis Henrique Nascimento

CGTEECGTEEAlessandro BarcellosPaulo AlvesRudolf VeitenheimerFrancisco PortoLuis Nelson ValcareggiAntônio Augusto Linhares Lúcio PereiraEduardo Raupp

Consultores:Miguel SellittoAdalberto Kilpinski

ELETROBRÁSELETROBRÁS

Angelo Carillo

Giácomo Chinelli

Rogério Mundin

Alessandra Kepinski

Luis Carlos Arigoni

Alain Herszhorn Nudel

Coordenação Geral: Alessandro Barcellos (CGTEE)Coordenação pelo DMLU / PMPA: Rogério BallestrinCoordenação pela ELETROBRÁS: Paulo Coutinho e Angelo CarilloCoordenação Técnica: Geraldo Antônio Reichert (DMLU)


• Geração Térmica• Candiota / S.Jerônimo /Nutepa /Oficina S.Leopoldo• Potência Instalada : 490 MW

• Distribuidora Região Norte• 950 Mil Consumidores• 90.000 Km²

• Distribuidora Centro Oeste• 900 Mil Consumidores• 99.000 Km²

• Geração Hidráulica• Transmissão• Distribuidora Região Sul Sudeste• 1.100 mil consumidores• 73.000 Km²

Criação da CGTEECriação da CGTEECriação da CGTEECisão


HistóricoHistóricoHistórico

Criação CGTEE

Julho/97

FederalizaçãoUnião

Novembro/98 AdministraçãoEletrobrás

Dezembro/01

Capital Social R$ 868,7 milhõesParticipação %

Estado 0,00 Eletrobrás 99,94Outros 0,06

Participação %

Estado 0,00 Eletrobrás 99,94Outros 0,06

ControleEletrobrás

Julho/00


UTE Pres. Médici – Candiota II

UTE São Jerônimo

NUTEPA 24

TOTAL 490

446

20

Potência Instalada (MW)Potência Instalada (MW)Potência Instalada (MW)


Busca de tecnologias para a geração de energia sustentável conjuntamente com a prospecção de novas tecnologias para tratamento dos resíduos, agregando a estes propósitos tecnológicos e ambientais a questão social na geração de novos postos de trabalho.

Objetivos em comum


Etapas do Estudo• Constituição do Grupo de Trabalho

• Levantamento das tecnologias para produção de Biogás;

• Avaliação das tecnologias e definição como processo à ser utilizado a digestão anaeróbia;

• Produção de um termo de referência e envio a mais de 14 diferentes tecnologias

• Avaliação dos retornos dos termos de referência


• Visita técnica para confirmação dos dados levantados

• Montagem de cenários, considerando critérios quali-quantitativos

• Apresentação de alternativas para implantação do Projeto

Etapas do Estudo


Objetivos do estudo

• Nova maneira de gerenciar os RSU

• Geração de energia limpa e renovável

• Geração de empregos

• Produção de composto para uso agrícola


• Diminuir envio de resíduos ao Aterro Sanitário

• Diminuição da geração de gases causadores do aquecimento global

• Obtenção de créditos de carbono

Objetivos do estudo


O que é Biogás?Biogás é o gás resultante da decomposição anaeróbia de matéria orgânica.

Decomposição anaeróbia = Digestão Anaeróbia (DA)

Definição de DABiodegradação da MO na ausência de oxigênio e na presença de microrganismos anaeróbios.

Subprodutos da DA: metano, gás carbônico e composto


Características do biogás

Tratamentos aeróbios (compostagem) têm consumo de energia: 30 a 50 kWh/t

Tratamentos anaeróbios (DA) geram energia: 100 a 150 kWh/t

O metano representa entre 60 e 70% do biogás produzido (em volume), em torno de 40 a 30% é gás carbônico e mais traços de outros gases

Poder calorífico do biogás: 20 a 30 MJ/m³ (5,7 a 6,9 kWh/m³)

Poder calorífico do metano: 33,8 MJ/m³

Peso específico do gás metano: 0,716 kg/m³ (mais leve que o ar)

O metano é inflamável com concentrações no ar entre 5 e 15%


HistóricoTratamento de esgotos nos últimos 100 anos.Muitos estudos foram feitos para efluentes líquidos nas últimas 4 décadas.Século 10 a.C. - aquecimento de água de banho na Síria.Século XVI na Pérsia.Século XVII e XVIII - primeiros estudos científicos com decaimento da MOEm 1808 (“Sir” Humpry Davy) demostrou a produção de metano da DA de esterco bovino.DA como processo de industrialização iniciou em 1859 em Bombai, Índia.

Até 1920, maior parte da DA ocorria em lagoas anaeróbias.

Com o desenvolvimento científico, foram desenvolvidos tanques fechados.

Com o desenvolvimento da microbiologia, identificou-se as bactérias anaeróbias e as condições de promover a produção de metano.


Análise da capacidade instaladaNa Europa em 2000 = 1.037.000 t/a; e em 2004 = 2.553.000 t/a (> 150 %)

Aumentou o número de plantas e sua capacidade média.

Tabela 1 – Evolução da capacidade e tamanho das plantas de DA na Europa

PeríodoAcréscimo da

capacidade(t/ano)

Tamanho médiodas plantas

(t/ano)

Número deplantas Plantas por ano

1991 – 1995 32.000 13.000 12 2,41996 – 2000 190.000 23.000 36 7,22001 – 2004 331.000 47.000 28 5,6

Fonte: De Baere (2003)

Para resíduos sólidos, a primeira pesquisa em escala real com DA foi feita em 1978 (EUA), e fechada em 1980.

O processo voltou com força nos últimos 15 anos


0

100000

200000

300000

400000

500000

600000

700000

800000

900000

Espan

haAlem

anha

Holand

a

França

Bélgica Itália

Suiça

Austria

Portug

alFinl

ândia

Suécia

Polonia

País

Cap

acid

ade

Tota

l (t/a

no)

Alemanha: 37 plantas 683.605 t/ano Tamanho médio: 18.000Espanha: 818.000 t/ano Tamanho médio plantas: 63.000 t/a

Análise da capacidade instalada


Fluxograma


Triagem dos Resíduos Sólidos Urbanos


Biodigestor(Digestor Anaeróbio)


Vista externado reator

Biodigestor(Digestor Anaeróbio)


Túneis de Compostagem

Compostagem

Extração forçada de ar


Geração de Energia


Vista aérea (Planta de Barcelona – Espanha)


Social

Análise de viabilidade / sustentabilidade(Aspectos considerados)

Técnico – Ambiental

Econômico - Financeiro


Como vai ser o Ecoparque?Como vai ser o Ecoparque?


Metodologia adotada no estudoMetodologia adotada no estudo

Revisão bibliográficaAnálise quali-quantitativa

Utilização de Metodologia Multicritério(Fatores ambientais, sociais e econômicos)

Levantamento de custosVisitas técnicasSimulação de alternativas


0%

20%

40%

60%

80%

100%

1973 1994 1997 2002Ano

(%)

OutrosPapelM O Facilmente B iodegradável

4,3%

1,9%

20,3%

2,1%0,1%

0,5%3,2%0,6%

0,6%

0,3%

0,7%

43,8%

2,8%4,6%1,6%

0,2%3,4%

0,2%3,4%

5,4%

MO Facilmente BiodegradávelPapelPapel Jornais e RevistasEmbalagem Multi-camadaPapelãoPlástico filmePlástico rígidoPlástico PVCPlástico PETPlástico IsoporMaterial ferrosoMetal AlumínioOutros metaisVidroCerâmicaTraposCouroBorrachaMadeiraRejeito

0100200300400500600700800900

1.0001.100

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

Ano

Ren

da e

Ger

ação

de R

SU

rendimento mediano (R$/mês) resíduo (t/d)


RSU 3 Fração Orgânica Ano 1 População 2 Geração Percapita t/dia t/ano t/dia t/ano % FO 4

A B C D E F G H B * C D * 313 D * H F * 313

1970 798.303 – 209,80 – – – – 1973 – – – – – – 69,3 1980 1.125.477 – 553,50 – – – – 1991 1.263.403 – – – – – – 1992 – – 591,80 185.233,40 – – – 1993 – – 651,30 203.856,90 – – – 1994 – – 664,20 207.894,60 389,22 121.826,24 58,6 1995 – – 756,81 236.881,53 – – – 1996 1.286.251 0,656 844,23 264.243,99 – – – 1997 – – 913,50 285.925,50 475,93 148.967,19 52,1 1998 – – 959,15 300.213,42 – – – 1999 – – 920,08 287.985,67 – – – 2000 1.360.590 0,699 950,66 297.555,36 – – – 2001 1.371.082 0,710 972,84 304.497,51 – – – 2002 1.383.356 0,701 969,82 303.553,66 424,78 132.956,50 43,8 2003 1.392.711 0,659 917,35 287.130,55 – – – 2004 1.404.271 0,680 954,76 298.840,98 426,91 133.621,40 44,7 2005 1.415.926 0,701 992,28 310.583,92 452,74 141.708,34 45,6 2006 1.427.678 0,722 1.030,36 322.501,21 479,52 150.090,90 46,5 2007 1.439.528 0,743 1.068,99 334.594,93 507,27 158.774,84 47,5 2008 1.451.476 0,764 1.108,20 346.867,19 535,99 167.766,01 48,4 2009 1.463.523 0,772 1.130,13 353.731,51 540,95 169.315,94 47,9 2010 1.475.670 0,781 1.152,35 360.685,88 545,87 170.858,49 47,4 2011 1.487.918 0,790 1.174,86 367.731,32 550,78 172.393,70 46,9 2012 1.500.268 0,798 1.197,66 374.868,87 555,66 173.921,59 46,4 2013 1.512.720 0,807 1.220,77 382.099,57 560,52 175.442,17 45,9 2014 1.525.276 0,816 1.244,17 389.424,48 565,35 176.955,49 45,4 2015 1.537.936 0,824 1.267,87 396.844,65 570,16 178.461,55 45,0 2016 1.550.701 0,833 1.291,89 404.361,18 574,95 179.960,39 44,5 2017 1.563.572 0,842 1.316,21 411.975,14 579,72 181.452,02 44,0 2018 1.576.549 0,851 1.340,86 419.687,63 584,46 182.936,47 43,6 2019 1.589.635 0,859 1.365,81 427.499,77 589,18 184.413,78 43,1 2020 1.602.828 0,868 1.391,09 435.412,68 593,88 185.883,95 42,7 2021 1.616.132 0,877 1.416,70 443.427,50 598,55 187.347,01 42,2 2022 1.629.546 0,885 1.442,64 451.545,36 603,20 188.802,99 41,8 2023 1.643.071 0,894 1.468,91 459.767,43 607,83 190.251,91 41,4 2024 1.656.709 0,903 1.495,51 468.094,89 612,44 191.693,80 41,0 2025 1.670.459 0,911 1.522,46 476.528,90 617,02 193.128,67 40,5 2026 1.684.324 0,920 1.549,75 485.070,67 621,59 194.556,55 40,1 2027 1.698.304 0,929 1.577,38 493.721,41 626,13 195.977,47 39,7 2028 1.712.400 0,938 1.605,37 502.482,34 630,64 197.391,44 39,3 2029 1.726.613 0,946 1.633,72 511.354,68 635,14 198.798,49 38,9

1 1970 a 2003 - Dados originais; 2004 a 2029 – Estimativas; 2 Censo IBGE, 2001; 3 Relatórios de pesagem - DDF - Divisão de Destino Final - DMLU 4 DDF - Divisão de Destino Final – DMLU

Estimativa de crescimento para o período 2004 –

2029


RSU = 420.000 t/a RSO = 8.000 t/a Legenda: RSU = Resíduos Sólidos Urbanos (Domiciliar)

RSO = 183.000 t/a MS = t/a RSO = Resíduos Sólidos Orgânicos (Fração Orgânica)

RSR = 33.600 t/a MV = t/a RSR = Resíduo Sólido Reciclável (Papel, Plástico, Vidro, Metal)

REJ = 203.400 t/a REJ = Rejeito

TRIAGEM PARCIAL

RSR = 33.200 t/a TRIAGEM TOTAL RSR

Fração orgânica + Rejeito

RSO = 183.000 t/a

RSR = 400 t/a

REJ = 203.400 t/a Rejeito

REJ = 400 t/a

PENEIRA ROTATIVA

REJ = 203.400 t/a COMERCIALIZAÇÃO

Papel = 13.000 t/a

SEPAR. ELE-MAG E INDUÇÃO Plástico = 12.000 t/a

RSR = 400 t/a Metais = 1.200 t/a

Fração orgânica Vidro = 7.000 t/a

RSO = 191.000 t/a

MS = t/a

MV = t/a ATERRO SANITÁRIO

REJ = 236.300 t/a

TRITURAÇÃO

SEPARADOR BALÍSTICO ENERGIA ELÉTRICA

REJ = 27.500 t/a En Elétr = 117.720 MWh/a

Fração orgânica Pot Elét = 13,4 MW

RSO = 163.500 t/a Pot Liq = 5,1 MW

MS = t/a

MV = t/a

BIOGÁS

DIGESTÃO ANERÓBIA Biogás = 25.100 t/a

Biogás = 19.620.000 Nm3/a

CH4 = 60 %

RSO = 147.600 t/a Recirculação

MS = t/a Lix = 7.100 t/a ETL

MV = t/a Lix = 41.900 t/a

PRENSA E CENTRÍFUGA COMPOSTO MATURADO

Lix = 49.000 t/a RSO = 100.000 t/a

MS = t/a

MV = t/a

RSO = 98.600 t/a Lodo = 8.000 t/a

MS = t/a Podas= 8.000 t/a

MV = t/a MV = t/a

REJ = 5.000 t/a

COMPOSTAGEM MATURAÇÃO

SEPARADOR BALÍSTICO

RSO = 105.300 t/a RSO = 105.000 t/a REFINAMENTO

MS = t/a MS = t/a

MV = t/a MV = t/a

Rejeito

Composto não maturado Composto maturado

Rejeito

Reciclável (metal)

Rejeito

Fração orgânica digerida

Efluente líquido

Sólidos centrifugados Orgânicos outras fontes

Coleta Domiciliar Coleta Seletiva Orgânicos

Reciclável

Dados de Projeto do Ecoparque Porto Alegre(Balanço de Massa)

Capacidade de projeto:

420.000 t/a (1.300 t/d) de RSU

183.000 t/a (580 t/d) de Fração Orgânica

Volume de digestão anaeróbia: 25.000 m3

Geração de empregos: de 700 a 1.500

Produção de composto: 100.000 t/a (320 t/d)

Recicláveis: 33.200 t/a (105 t/d)

Geração de biogás: 2.250 m3/h

Geração de energia elétrica: 5 MW

Redução de disposição em aterro: 183.000 t/a (580 t/d)

Obtenção de créditos de carbono: 520.000 t Eq CO2/a


Item Quantidade Custo Unitário (R$)

Custo Total (R$)

Área 20 ha 80.000,00 1.600.000,00 EIA/RIMA un 600.000,00 600.000,00 Projeto Básico un 800.000,00 800.000,00 Projeto Executivo un 1.500.000,00 1.500.000,00 Licenciamento junto ao OCA (Órgão de Controle Ambiental) un 20.000,00 20.000,00 Obra civil (galpão industrial) 33.500 m2 1.377,00 46.100.000,00 Obra civil (DA e gasômetro) 6.800 m2 3.240,00 22.000.000,00 Equipamentos (esteiras, estrutura metálica, tubulações...) un 10.000.000,00 10.000.000,00 Equipamentos/Veículos (pás-carregadeiras, caminhões, veículos de apoio) un 2.000.000,00 2.000.000,00 Equipamentos (bombas, prensas, centrífugas, peneiras, trituradores, motores, geradores...)

un 50.000.000,00 50.000.000,00

Tecnologia/Engenharia un 32.000.000,00 32.000.000,00 Subtotal 166.620.000,00

Total (acrescido de fator de segurança de 10 %) 183.282.000,00

Investimentos previstos para capacidade de projeto (anos base 2018) (US$ 1 = R$ 3,00)


Dados EconômicoDados Econômico--FinanceirosFinanceiros

InvestimentosR$ 180.000.000,00

Aquisição Área1% Engenharia e

Tecnologia21%

Obra Civil41%

Máquinas e Equipamentos

37%


Alternativas avaliadasVariáveis

Mão-de-obra: de 700 a 1.500 pessoasM.O. Própria ou Terceirizada

Geração de energia: NUTEPA AtualNUTEPA PROINFAPROINFA Nova Unidade

TIR (Taxa Interna de Retorno): 12 % a.a.Crédito de CO2: € 7,00 / t eq. CO2

Valor para tratamento dos RSU: R$ 36,29/t até R$ 78,16/t



N° Alternativas ou Cenários Tratamento RSU (R$/t)

B.4 Resultado da avaliação quali-quantitativa - Venda recicláveis 35,77 A.3 Mão-de-obra terceirizada 39,34 B.1 Resultado da avaliação quali-quantitativa 39,60 A.5 NUTEPA – PROINFA 39,77 A.11 Mão-de-obra terceirizada e Doação recicláveis 43,18 A.1 Base 43,35 B.2 Resultado da avaliação quali-quantitativa - Mão-de-obra própria 43,60 A.12 NUTEPA - PROINFA, mão-de-obra terceirizada e menor nível de mecanização na triagem 1 44,19 A.4 Doação recicláveis 47,18 B.3.1 Resultado da avaliação quali-quantitativa - Triagem manual 1 48,02 A.7 NUTEPA - PROINFA e menor nível de mecanização na triagem 1 50,50 B.6 Resultado da avaliação quali-quantitativa - PROINFA nova unidade e Triagem manual 1 51,60 B.5 Resultado da avaliação quali-quantitativa - NUTEPA atual 51,67 A.6 NUTEPA atual 51,84 A.2.1 Menor nível de mecanização na triagem 1 54,08 A.13 NUTEPA atual, mão-de-obra terceirizada e menor nível de mecanização na triagem 1 56,27 A.14 NUTEPA - PROINFA, mão-de-obra terceirizada e menor nível de mecanização na triagem 2 56,41 B.3.2 Resultado da avaliação quali-quantitativa - Triagem manual 2 60,24 B.7 Resultado da avaliação quali-quantitativa - PROINFA nova unidade e Triagem manual 2 61,46 A.8 NUTEPA atual e menor nível de mecanização na triagem 1 62,58 A.9 NUTEPA - PROINFA e menor nível de mecanização na triagem 2 65,87 A.15 NUTEPA atual, mão-de-obra terceirizada e menor nível de mecanização na triagem 2 68,48 A.2.2 Menor nível de mecanização na triagem 2 69,45 A.10 NUTEPA atual e menor nível de mecanização na triagem 2 77,94

Valor do tratamento de resíduos sólidos urbanos nas alternativas avaliadas



Alternativa resultante da Avaliação Quali-quantitativa

Mão-de-obra: 716 (Terceirizada)Investimento total: R$ 171.000.000,00Tipo de triagem: Semi-mecanizadaGeração de Energia: NUTEPA PROINFADestino dos recicláveis: Doação à Unidade de TriagemTIR = 12 % a.a.

Valor do tratamento dos RSU: R$ 40,16/t


Dados EconômicoDados Econômico--FinanceirosFinanceirosParticipação nas ReceitasParticipação nas Receitas

Tratamento RSU46%

Crédito CO228%

Energia16%

Composto6%

Recicláveis4%


Fluxo de Caixa com Amortização

(30.000.000)(20.000.000)(10.000.000)

-10.000.00020.000.00030.000.00040.000.00050.000.000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Ano (Ano 1 = 2005)

R$

Alternativa resultante da Avaliação Quali-quantitativa



Próximas Etapas• Discussão com a sociedade (Instituições, entidades, conselhos, etc...)• Discussão do marco regulatório junto ao PROINFA• Definição da alternativa a ser adotada• Busca de financiamento• Projeto básico• Estudo locacional• Projeto executivo• Implantação do projeto• Entrada em operação

• Editais de licitação

• Licenciamentos

ECOPARQUE PORTO ALEGRE Tratamento de resíduos com desenvolvimento sustentávelMuito agradecido!Muito agradecido!

Contatos:

CGTEEAlessandro Barcellos

Correio-E: [email protected].: (51) 3287.1529

DMLU / Prefeitura de Porto AlegreGeraldo Antônio Reichert

Correio-E: [email protected].: (51) 3289.6885

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