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