APROVEITAMENTO DO BIOGÁS EM ATERROS

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1 APROVEITAMENTO DO BIOGÁS EM ATERROS Eng. Antonio Carlos Delbin FORMAÇÃO ACADÊMICA/TITULAÇÃO Especialização em Gerenciamento de Empreendimento Fundação Getúlio Vargas - FGV. Especialização em Saúde Pública Faculdade de Saúde Pública da Univ. de São Paulo USP - SP. Graduação em Engenharia Química Universidade Oswaldo Cruz - SP. EXPERIÊNCIAS xperiência de 38 anos em operação e manutenção de sistemas físicos e Industriais ligados ao aneamento básico (Tratamento Água potável; Esgotos Sanitários domésticos/ industriais e ratamento e Gestão de Resíduos domiciliares Urbanos em processos Físicos, Químicos e Biológicos) em como projetos de MDL com extração e geração de energia a partir do Biogás.

2 Projetos Bandeirantes, São João e Gramacho CONCESSÃO PMSP e PMRJ PARA EXPLORAÇÃO DO GÁS Período de Concessão 15 anos renováveis por mais 15 anos Poder concedente PMSP (SVMA) e PMRJ (Comlurb); Remuneração ofertada à concessão para PMSP Pagamento de taxa mensal pelo uso da Área + Exploração do Biogás; Repasse de 50% dos CERs emitidos Remuneração ofertada à concessão para PMRJ Tarifa reduzida para Operação do Aterro Obras de Infra-estrutura do Entorno ETE-Chorume Repasse de 36% dos CERs emitidos

3 BIOGÁS Gás produzido pela decomposição bioquímica da matéria Orgânica Produção animal/ Dejetos ; Biodigestores Rurais e lagoas fechadas Resíduos agrícolas (cascas, folhagens e palhas, restos de cultura); Resíduos industriais (bagaços, descartes, efluentes e gordura) Vinhaça; Resíduos orgânicos municipais advindos da atividade humana ; Resíduo Sólidos Aterros/Landfil Efluentes Domiciliares- Esgotos sanitários

4 Aterros sanitários: critérios de engenharia para evitar a poluição do solo e da água; A emissão de gases deve ser controlada para reduzir a poluição do ar; Tradicionalmente a cobertura no aterro é realizada por meio de uma camada de solo para impermeabilização; A camada de cobertura deve apresentar: baixa permeabilidade a água e ao ar e durabilidade ao longo do tempo; Camadas de cobertura com argila perdem a eficiência ao longo do tempo.

5 Visão do Negócio Construção do Aterro para disposição de Resíduos - X R$/ton Input Lixo Quantidade Composição Permanência Execução Projeto Método Operação Biogás Monitoramento Output Componentes % Methane % Contaminants Chorume Emissão Volume Recuperação Exaustão Domínio da Execução Aterro com exploração do Gas Y R$ / ton Flare Coleta Queima Outros Usos Energia Tratamento do Gás Geração Conexão à Rêde Domínio da Operação >$ Garantias X maior Y Créditos de Carbono Vendas

6 FASES DA DECOMPOSIÇÃO 1985 Pohland e Harper ( 5 fases) Composição dos Resíduos Umidade, ph Tamanho da partículas Idade do Resíduo Material de cobertura Temperatura Bactérias Compactação dos resíduos

7 MDL - Protocolo de Quioto O Protocolo foi criado em1997 e entrou em vigor em16 de fevereiro de 2005; Estabelece metas de redução de 5% das emissões dos gases de efeito estufa (GEE) geradas em 1990, para os países do Anexo I, a serem reduzidas entre 2008 e 2012; Contempla os seguintes GEE s: CO 2, CH 4, N 2 O, HFC s, PFC s e SF 6 ; Prevê Mecanismos Flexíveis para auxiliar os países a alcançarem suas metas de redução, entre eles o MDL Mecanismo de Desenvolvimento Limpo; Não há obrigação de redução de emissões para os países subdesenvolvidos e em desenvolvimento (Não Anexo I).

8 MODELAGEM Modelo Sugerido pelo UNFCCC

9 Curvas de capturas de Biogás GERAÇÃO DE BIOGÁS TEÓRICA EM 2014 = m3/h ( +/- 6.00%) GERAÇÃO DE BIOGÁS TEÓRICA EM 2014 = m3/h ( +/- 6.00%) SCS Iinterna onal Minima PB Esperada PB Máxima PB Trevis Jun 2014

10 Precificação das RCEs Etapas do Projeto Responsáveis Fluxograma do Projeto Consultoria CERs Consultoria CERs Consultoria CERs Entidade Operacional Designada Autoridade Nacional Designada Conselho Executivo do MDL Responsável no Projeto Entidade Operacional Designada Conselho Executivo do MDL Contrato Informações do Projeto Documento de Concepção do Projeto Validação Aprovação Registro Monitoramento Verificação Certificação 2009 Begreen Bioenergia e Sustentabilidade

11 CRISE = CER s Fonte: /04/2013

12 Captação de Biogás em Aterros Sanitários Sistema Passivo (queima em PDR) BULBO DE CAPTAÇÃO DE BIOGÁS POÇO TRINCHEIRA DE DRENAGEM resíduo NÍVEL DE CHORUME IMPERMEABILIZAÇÃO DE FUNDO Sistema Ativo (forçado) BULBO DE COLETA DE BIOGÁS COLETA DE BIOGÁS COBERTURA IMPERMEÁVEL POÇO TRINCHEIRA DE DRENAGEM resíduo NÍVEL DE CHORUME IMPERMEABILIZAÇÃO DE FUNDO Fonte: Galdeano, 2009

13 Drenos de Gás executados durante a construção do Aterro Fonte: ESTRE Ambiental S.A. - CGR Paulínia - SP

14 Drenos de Gás executados após o fechamento da célula Fonte: Gás Vede AS Duque e Caxias/Gramacho-RJ

15 CABEÇOTE Fonte: ESTRE Ambiental S.A. - CGR Paulínia - SP

16 Captação de Biogás Fonte: Biogás Energia Ambiental S.A. - Aterro dos Bandeirantes - SP

17 Captação de Biogás Instalação de Cabeçote Fonte: Biogás Energia Ambiental S.A. - Aterro dos Bandeirantes - SP

18 ESTAÇÃO DE REGULAGEM Fonte: ESTRE Ambiental S.A. - CGR Paulínia - SP Fonte: Biogas Energia Ambiental. - Aterro Bandeirantes /Perus - SP

19 Captação de Biogás Monitoramento do Gás Fonte: Biogás Energia Ambiental S.A. - Aterro dos Bandeirantes - SP

20 OPÇÕES DE MELHORIA

21 PROBLEMAS Parada não programada da UTE Fonte: Biogás Energia Ambiental S.A. - Aterro dos Bandeirantes - SP

22 Soluções - Geomembrana na Camada Superficial do Aterro Evita o escape de metano pela superfície do aterro; Aumenta a produtividade de biogás e metano no aterro a curto prazo; Melhora qualidade do Biogás capturado com baixos teores de N2; Reduz a geração de chorume devido a impermeabilização; Evita a entrada de água, reduzindo os riscos de escorregamento; Permite estudo de reumidificação do maciço pela reinjeção do chorume; onte: Gandiani, 2012

23 Capping m2 (2009) Aterro Bandeirantes Fonte: Biogas Bandeirantes 2009

24 Fugas de Gás - Termografia

25 Estudos do escape de metano Silva, Freitas & Candiani Aterros Bandeirantes e Caieiras - SP

26 Fugas de Gás - Metodologia - Placa de Fluxo

27 Fugas de Gás - Metodologia - Placa de Fluxo

28 Medidas da fuga de metano Fonte: Gandiani, 2012

29 Análises e Resultados Fonte: Gandiani, 2012

30 Resultados - Aterro Caieiras Fonte: Silva, Freitas & Candiani 2012 Revista ABES

31 Conclusões do Estudo Foi possível verificar maior escape de metano na região periférica da célula; Ocorreu escape de metano de 31% em relação ao total; No dreno central sem sucção (captação passiva) é possível coletar biogás em um raio de até 15 m; A instalação de coberturas eficientes, evitando-se o escape de metano na interface célula-atmosfera, contribui para a eficiência dos sistemas de captação de biogás nos aterros sanitários, reduzindo as emissões fugitivas e melhorando a produção de créditos de carbono e potencialmente geração de energia elétrica entre outros; Os projetos de MDL em aterro apresentam baixa eficiência. Fonte: Gandiani, 2012

32 Oportunidades e Alternativas Utilização Queima/ Flare Crédito de Carbono* Investimentos Baixos para captação e queima Aterro Captação de Gás Venda direta de Gás a indústrias em substituição ao gás natural Produção de Energia Elétrica a Partir do Biogás Baixos para limpeza Necessidade de gasoduto Médio para geradores de Energia Elétrica Transformação do biogás em Gás Natural ou Biometano (veicular ou industrial) Alto para transformação em gás natural e compressão

33 Central de Gás Fonte: ESTRE Ambiental S.A. - CGR Paulínia - SP

34 Uso Direto Indústria EUA/Coca Coca-Cola's landfill gas-powered bottling plant in Atlanta, GA.

35 Energia Fonte: Biogás Energia Ambiental S.A. - Aterro dos Bandeirantes - SP

36 PROCESSO DE PURIFICAÇÃO GÁS VERDE -Gramacho To Flare VOC s To Flare Stage #1 Compressor 20,000 nm3/hr 110 psig Sulfa- Treat TSA Dryer 90 psig Intermediate Compressor 350 psig CO2 Wash To Future CO2 Liquefier TSA Regen Food quality CO2 Membrane Stage #1 Membrane Stage #2 Molecular Gate PRODUCT 7% N2CO2 Vacuum Tail Gas to genset

37 Captação de Biogás GNV

38 Captação de Biogás GNV Uso direto

39 PROCESSO DE SEPARAÇÃO PSA (Pressure swing adsorption) Definição: Processo de separação de liquidos ou gases que se utiliza de adsorventes. Caracteriza-se pela separação sem mudança de fase e sem reação química, permitindo baixo custo operacional e somente a energia elétrica como insumo para o seu funcionamento. Permite grande variação de formas construtivas de equipamentos, com rendimentos diferenciados em função do valor econômico dos gases envolvidos.

40 COLUNA A COLUNA B COLUNA C FILTRO SILOXANO FILTRO H 2 S JANUS & PERGHER PURIFICADOR DE BIOGÁS DE PEQUENO PORTE 03 colunas ENTRADA DE BIOGÁS COMPRESSOR RADIAL ENXOFRE BOMBA DE VÁCUO CO 2 COMPRESSOR DE CH 4 OPCIONAL RESERVATÓRIO DE CH 4 BIOMETANO P/ CONSUMO FILTROS FILTROS COMPRESSOR DE BIOGÁS MF SMF AU SMF SECADOR REFRIGERAÇÃO

41 Fluxograma de Purificador de Biogás com recuperação de CO 2 PSL Total de Gás para Tratamento m 3 /h 68% CH 4 32% CO ppm H 2 S FILTRAGEM DE H 2 S PI FILTRAGEM AU P. S. A. Janus & Pergher FT FI PI CH 4 ASPRO BIOMETANO 672 m 3 /h CH4>98,0% CO2<2,0% H2S<6 ppm Y Y SECADOR POR ADSORÇÃO PI PI PI PI FeO 2 PI FeO 2 PI Y SECADOR REFRIGERAÇÃO A B C D PI 40 m Y Y PI Y PSL ASPRO 2º. ESTÁGIO SOPRADORES / COMPRESSOR ASPRO 1º. ESTÁGIO ENTRADA DO BIODIGESTOR Y BIOGÁS 960 m 3 /h CH 4 >70% CO 2 <30% H2S<1.500ppm Gás para Recuperação 410 m 3 /h 64% CH 4 36% CO ppm H 2 S LIQUEFADOR CARVÃO CO 2 Líquido 288 m 3 /h CO 2 > 98,9% CH 4 < 1,1%

42 PROCESSO DE PURIFICAÇÃO J&P-RS

43 PROCESSO DE PURIFICAÇÃO J&P-RS

44 CUSTOS DE INVESTIMENTO E OPERAÇÃO INVESTIMENTOS reduzidos em função da modalidade de locação de equipamentos disponíveis no mercado. Prazos curtos devido equipamentos prontos. CUSTOS ESTIMADOS DE OPERÇÃO Energia Elétrica disponível no Site R$ 0,12 /m3 biometano produzido; Custo do Biometano Abastecido no Site R$ 1,55 /m3. O ideal é uma avaliação caso a caso pois os valores são variáveis com a vazão e o regime de trabalho.

45 MUITO ORIGADO estaremos a disposição para quaisquer esclarecimento Antonio Carlos Delbin Engenheiro acdelbin@hotmail.com Escritorio Av. Dom Jaime de Barros Câmara, bloco A - Cj.32 São Bernardo do Campo - SP - CEP Tel. / Fax: (11) Cel (11)