Rotas Tecnológicas Sustentáveis para Valorização de Resíduos. José Fernando Thomé Jucá Universidade Federal de Pernambuco

Transcrição

1 Rotas Tecnológicas Sustentáveis para Valorização de Resíduos José Fernando Thomé Jucá Universidade Federal de Pernambuco Fortaleza, 22 de Novembro de 2016

2 Evolução da Geração de Resíduos (Hoornweg and Bhada-Tata, 2012)

3 Geração de resíduos per capita Fonte:

4

5 19 19

6 DA ECONOMIA LINEAR: EXTRAIR-TRANSFORMAR-DESCARTAR A ECONOMIA CIRCULAR

7 (Modak 2010, UNEP, 2009)

8 PREVENÇÃO RECICLAGEM RECUPERAÇÃO DISPOSIÇÃO Intensidade de emprego PREPARAÇÃO PARA REUSO Aumento na Mitigação das Alterações Climáticas Hierarquia da Economia Circular

9 Trabalho de ecodesign Fonte: ifixit

10 Recuperação de Produtos na UE28 (WRAP) Redução de consumo através de: durabilidade dos produtos, poupança direta de material, projeto para montagem e reparação: Televisão: 180k / 600 t CO2eq Microondas: 320k / 300 t CO2eq Máquina de lavar: 550k / 740 t CO2eq Notebook: 200k / 373 t CO2eq Refrigerador: 125k / 162 t CO2eq Aspirador de pó: 31k / 163 t CO2eq Todos os produtos por unidades por ano

11 EU28, Empregos na Reciclagem, 2014 CENÁRIO Da linha de base à implementação completa Efeito emprego 37,000 ETIs Da Implementação Completa à Opção Preferencial Total da linha de base para a opção preferencial 178,000 ETIs 215,000 ETIs Total, Incluindo Multiplicador@ ,000 ETIs Fonte: Adaptado da Eunomia (2014) (Impact Assessment re CE package) Equivalentes em tempo integral (ETIs) - efeito emprego

12 Reuso na Escócia Situação Atual 89,000 toneladas 6,000 empregos 3,000 voluntários (indiretos) Com 25% do potencial 127,000 toneladas 9,000 empregos 4,000 voluntários

13 UNIDADE DE COMPOSTAGEM ANAERÓBIA DE RESÍDUOS ORGÂNICOS

14 EVOLUÇÃO TECNOLÓGICA DOS TRATAMENTOS Sistemas Básicos Processos Evolução Produtos Inovação Físico Coleta Seletiva Tratam.Mecânico Biológico (MBT) Matéria Prima para Reciclagem Waste to Resources (WTR) Compostagem Biológico Biodigestores Aeróbios e Anaeróbios Composto Orgânico e Energia Agricultura e Waste to Energy (WTE) Aterros Sanitários Físico, Químico e Biológico Reator Anaeróbio Tratamento Biogás e CER Lixiviado Waste to Energy (WTE) Fertilizantes Incineração Físico Químico Co-Processos Tratamento Térmico Vapor e Biogás Waste to Energy (WTE) Triagem J.F.T.Jucá, (2011) Curso ABES Fortaleza, CE. CARACTERÍSTICAS Área Disponível Investimento Instalação Custo Insumo Linha de Transmissão Custo de Produção Impacto Ambiental Capacitação de RH Triagem Tratamento Incineradores MBT Termelétricas Menor Baixo Plantas de Compostagem Médio Aterros Sanitários c/ Aprov. de Biogás Alta Médio Alto Médio Menor Baixo Não se aplica Baixo Baixo Baixo Médio Alto Alto Alto Alto Alto Médio Alto Médio Médio Médio Alto Médio Alto Baixo

15 > 0.7 BIOMASSA + RSU BIOMASSA Dissipazione < 0.3 t < 0.25 m3 B ~ 0.5? Dissipazione t m3 (Gandolla, 2012)

16 Recuperação de Energia

17 Tratamento Biológico

18 Recuperação de Materiais

19 Aproveitamento dos plásticos na Europa

20 Panorama do Brasil na Gestão dos Resíduos Sólidos Quinto maior gerador de resíduos do mundo Este setor movimenta R$ 27,5 bilhões/ano, ou seja 0,47% do PIB (R$ 5,9 trilhões), em 2015 Gera empregos formais de trabalho, que representam apenas 0,35% da PEA Brasil tem uma PNRS (aprovada em 2010), mas ainda não implementada Dificuldade para escolher tecnologias apropriadas, que conduzam a valorização dos materiais e energia Recursos humanos qualificados insuficientes para enfrentar estes desafios

21 Geração de resíduos sólidos urbanos no Brasil t/ano t/ano t/ano RSU + 4,1% PIB(2013) 2,3% RSU + 1,3% PIB(2012) 0,9% R$ 21 bilhões R$ 23 bilhões População + 0,91% Cresc. Setor 9,5% t/ano RSU + 2,9% PIB(2014) 0,1% R$ 24 bilhões População + 0,85% Cresc. Setor 4,3% R$ 26 bilhões População + 1,13% Cresc. Setor 8,3% Fontes: RSU -Panorama dos Resíduos Sólidos no Brasil - ABRELPE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística IBGE t/ano RSU + 1,7% PIB(2015) -3,8% R$ 27,5 bilhões População + 0,88% Cresc. Setor 5,7%

22 Consumo e geração de resíduos no Brasil em 2014 Geração de Resíduos: ton/ano Consumo em R$ trilhões/ano

23 Situação do Brasil: Tratamento de Resíduos Dos municípios 79,4% deles destinam de forma inadequada seus resíduos; Grande assimetria regional no tratamento dos resíduos; Pouco desenvolvimento tecnológico, apenas 1,6% de seus doutores nesta área; 17 patentes registradas no INPI; Nas prefeituras apenas: 1% do RH possui nível superior, enquanto 7% possui nível técnico.

24 Destinação final dos RSU em 2015 por municípios Aterro Sanitário 20,6% Aterro Controlado 24,9% Lixão 54,4% Em volume de resíduos depositados, temos: Aterros Sanitários recebem 42,6 milhões de toneladas (58,7%) Aterros Controlados e Lixões: 30 milhões de toneladas (41,3%)

25 Metas da Política Nacional de Resíduos Sólidos ( ) NãoGeneração Reuso Reducção METAS QUANTIFICÁVEIS Tratamento Reciclagem Disposição Final DATAS PERCENTUAIS PREVISTO OBTENÇÃO ATUAL Elaboração dos Planos Municipais % 15% Não dispor resíduos em lixões % 30% Redução RSU em aterros sanitários % de sêcos 19% de úmidos 0% Reciclagem dos resíduos % 2% O que está faltando?

26 Propriedades dos Resíduos Sólidos Composição Gravimétrica

27 Conteúdo da Matéria nos Resíduos Sólidos IPCC, 2006

28 5/14/2012 Tratamento de Resíduos Sólidos Seminário BNDES/FADE #3 28

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31 Resíduos da CEASA Resíduos de alimentos UFPE seco Resíduos de alimentos da UFPE

32 Propriedades dos RSU Fração dos Resíduos Poder Calorífico Médio (KJ/Kg) base seca-limpa (1) Mercado de Recicláveis (preço por tonelada) (2) Geração máxima de biogás (NmL/gS) (NmL/gS) Amostras Resíduos de alimentos Lo biogas 19,44 RA + lodo de esgoto 45, RA + lodo industrial 36,47 0,83 RA + CC + lodo de esgoto 56,84 0 R$ RA s/ tampão 2,05 0, R$ RA c/ tampão 75,84 0,53 Madeira Verde R$ RA + LC bruto s/tampão 54,79 1,9 Madeira Dura R$ RA + LC bruto c/tampão 145,71 21,01 Texteis R$ RA + LC granular s/tampão 88,16 2,83 Borracha R$ Couro R$ Côco R$ RA + LC granular c/tampão Casca maracuja + LC granular Bagaço de cana + vinhaça tratada 123,01 228,73 19,89 6,51 98,07 NR Resíduo Orgânico + Lodo de ETE RSU envelhecido (8 anos) 18,75 NR 11,04 8,91 18,21 8,78 48,07 33,72 Matéria Orgânica Putrescível R$ Papel R$ Papelão R$ Plástico Mole R$ Plástico Rígido R$ PET Isopor Latas de Aço R$ Alumínio R$ Vidro Incolor R$ Vidro Colorido R$ RSU envelhecido (8 anos) + Lodo ETE RSU (8 anos) +Lodo ETE + Consórcio Microbiano Lo CH4

33 Caracterização físico-química dos resíduos sólidos Fração de Resíduos Matéria Org. Putre. Papel/Papelão Plásticos mole Plástico rígido Isopor madeira Materiais Têxteis Borracha e Couro Côco Composição Gravimétrica (%) 48,10 13,70 11,40 4,90 0,60 2,10 4,10 2,70 1,40 Composição Volumétrica (%) 30,40 15,10 19,30 10,60 2,00 2,60 4,60 2,30 3,80 Teor de Poder Calorífico Umidade (%) (kj/kg) 46, , , , , , , , ,

34 LOTE 1 GAMA SAMAMBAIA LAGO SUL LOTE 2 LOTE Quantidade de RSU coletados (ton/mês) S.C.I.A ESTRUTURAL BRAZLANDIA CEILÂNDIA TAGUATINGA ÁGUAS CLARAS Rejeitos RIACHO FUNDO I Organicos RIACHO FUNDO II Coleta Seletiva no DF SOBRADINHO I ASA NORTE LAGO NORTE GUARÁ ASA SUL Porcentagem (%) Recicláveis Quantidade de RSU coletadas 600

35 PET Plástico Duro Plástico Mole Plástico Filme Papel Papelão Vidro Alumínio Latão Outros Longa Vida Isopor Vestuário Orgânico Rejeito Orgânico Vestuário Isopor Longa Vida Outros Latão Alumínio Vidro Papelão Papel Plástico Filme Plástico Mole Plástico Duro PET 10 GUATINGA BRADINHO. ESTRUTURAL MAMBAIA HO FUNDO II HO FUNDO I LAGO SUL GO NORTE GAMA EILANDIA ASA SUL SA NORTE Coleta Seletiva no DF GUARÁ AZLANDIA 0 UAS CLARAS Composição Gravimétrica (%) 50 Rejeito

36 As Rotas Sustentáveis: equilíbrio entre os aspectos econômicos, ambientais e sociais Magnitude of Capital Costs Sustainability Economic ROI Life-Cycle Cost Carbon Footprint Pollution Control Jobs/ Livelihood Public Perception Nuisance Social Public Health Rates Future Needs Environmental Natural Resource Management Land Use Econômicos Custos operacionais Ambientais Emissões de GEE Sociais Empregos gerados

37 Rotas de Tratamento dos Resíduos (BNDES, 2012) Análise individual ou conjunta das tecnologias Est. Transbordo Digestão Anaeróbia Incineração Coprocessamento Compostagem Coleta não-diferenciada Aterro sanitário MBT Reciclagem Reaproveitamento Central de triagem Coleta diferenciada

38 Rotas de tratamento Alocação de resíduos 0 ton X1 Coleta diferenciada 0 ton X5 Digestão Anaeróbia 50 ton X2 25 ton X6 Compostagem Coleta não-diferenciada 50 ton X3 0X7 ton Reciclagem 50 X4ton 30 ton X10 Central de triagem 40X8 ton 0 ton X9 Aterro sanitário 0 ton X13 Incineração 0 ton X11 20 ton X12 38

39 Rotas de tratamento Distribuição espacial de unidades de tratamento Coleta diferenciada Compostagem Coleta não-diferenciada Reciclagem Aterro sanitário Central de triagem 39

40 ROTAS TECNOLÓGICAS PARA TRATAMENTO DOS RSU Projeto FADE/UFPE/BNDES Armazenamento temporário Coleta Recicláveis Recicláveis Unidades de Triagem Digestão Anaeróbia Coleta Orgânicos Rejeitos Biogás Energia Rejeitos Compostagem Coleta Rejeitos Comercialização Composto Transbordo Comercialização Energia Incineração Cinzas Aterro Sanitário

41 JOÃO PESSOA População: Comprimento: ,55 km Domicílios: ,03 t/mês Coleta Convencional ,26 t/mês GERAÇÃO ,17 (t/mês) Coleta Seletiva 108,25 t/mês LOCAIS CLANDESTINOS 817,66 NÚCLEO TRIAGEM ATERRO 2,04 t/mês 14,99 t/mêsaterro SANITÁRIO METROPOLI. DE JOÃO PESSOA ,23 t/mês 8,00 NÚCLEOt/mês DE TRIAGEM DA COLETA SELETIVA 100,25 t/mês ,22 t/mês RECICLAGEM 102,29 t/mês

42 Aspectos Econômicos Custos dos serviços de coleta, tratamento e destinação final dos resíduos Gastos anuais com o manejo dos resíduos Custos operacionais de algumas rotas tecnologias de tratamento 42

43 Gastos Per Capita/ano (R$/hab/ano) (Fonte: Gestão da Limpeza Urbana - Um investimento para o futuro das cidades, 2014)

44 Gastos Anuais com o Manejo dos RSU CIDADES GASTOS ANUAIS COM LIMPEZA URBANA POPULAÇÃO (IBGE2010) R$/PER CAPITA/ANO São Paulo R$ 1bilhão (1) , 86 Rio de Janeiro R$ 765 milhões (2) ,40 Belo Horizonte R$ 297 milhões (1) ,04 Fortaleza R$ 216 milhões (2) ,08 Recife R$ 196,7 milhões (2) ,92 Florianópolis R$ 130 milhões (2) ,61 Porto Alegre R$ 200 milhões (2) ,91 Distrito Federal R$ 330 milhões (3) ,82 Observações: (1) Inclui apenas os serviços de coleta e varrição; (2) Inclui também os serviços de (3) Valores de 2015, inclui todos tratamento dos resíduos. os serviços

45 ROTA TECNOLÓGICA DA COLETA CONVENCIONAL - SITUAÇÃO ATUAL 1C Regiões atendidas: Candangolândia, Cruzeiro, Guará, Lago Norte, Lago Sul, Jardim Botânico, Núcleo Bandeirante, Plano Piloto, Sudoeste / Octagonal Park Way (Exceto Quadras 3, 4 e 5), São Sebastião, SIA e Varjão Coleta Usina/Transbordo Custo da da Asa Sul rota: (26.102,51 t/mês) Triagem (6.600 t/mês) R$176,46/ ton Usina Asa Sul Recicláveis Custo da rota sem Orgânico triagem: R$120,67/ tonrejeito Mercado Usina P Sul Aterro Controlado do Jóquei Transbordo (19.502,51 t/mês) Custo da Coleta: R$86,25/ ton Custo do Tratamento: R$55,79/ ton Custo do Transporte: R$14,40/ ton Custo da Destinação Final: R$20,02/ ton

46 ROTA TECNOLÓGICA DA COLETA CONVENCIONAL - SITUAÇÃO ATUAL 2C Regiões atendidas: Ceilândia, Samambaia (1/2 dos resíduos) e Taguatinga Usina P Sul Recicláveis Coleta Custo da Usina P Sul rota: (18.246,58 t/mês) R$181,72/ ton Triagem ( t/mês) Custo da rota sem Orgânico triagem: R$129,47/ ton Rejeito Mercado Compostagem Aterro Controlado do Jóquei 5.046,58 t/mês Custo da Coleta: R$86,25/ ton Custo do Tratamento: R$52,25/ ton Custo do Transporte: R$23,20/ ton Custo da Destinação Final: R$20,02/ ton

47 ROTA TECNOLÓGICA DA COLETA SELETIVA DISTRITO FEDERAL Regiões atendidas: Brazlândia, Sobradinho I, Sobradinho II e Plano Piloto (2/3 dos resíduos) 2S Coleta Transbordo Sobradinho e Brazlândia (1.431,16 t/mês) Custo da Coleta: R$186,48/ ton Custo do Tratamento: R$ - Transbordos de Sobradinho, Brazlândia e Asa Norte Custo da rota: Separação pela R$230,50/ Cooperativa ton Custo do Transporte: R$24,00/ ton Recicláveis Rejeitos Mercado Aterro Custo da Destinação Final: R$20,02/ ton

48 RESUMO DOS CUSTOS POR ROTA TECNOLÓGICA DA COLETA CONVENCIONAL DISTRITO FEDERAL Rota Regiões Administrativas 1C Candangolândia, Cruzeiro, Guará, Lago Norte, Lago Sul, Jardim Botânico, Núcleo Bandeirante, Plano Piloto, Sudoeste/Octagonal, Park Way (Exceto Quadras 3, 4 e 5), São Sebastião, SIA e Varjão 2C 3C 4C População Atendida Destino do Resíduo Total de Custo (por Resíduos tonelada) (t/mês) Custo Total (R$/mês) Custo per capita Usina/ Transbordo ,51 R$176,46 R$ ,53 da Asa Sul 4,88 Ceilândia, Samambaia (1/2 dos resíduos) e Taguatinga Usina Psul 3,76 Itapoã, Paranoá, Planaltina, Sobradinho I e II e Fercal Brazlândia Gama, Recanto das Emas, Riacho Fundo II, Santa Maria e Samambaia (1/2 dos resíduos) Park Way (Quadras 3, 4 e 5), Riacho Fundo I, SCIA/Estrutural, Vicente Pires e Águas Claras ,58 R$181,72 R$ ,72 Transbordo 8.973,55 de Sobradinho Transbordo 1.402,14 de Brazlândia R$134,27 R$ ,49 2,52 R$138,27 3,65 R$ ,57 Transbordo ,36 R$135,87 R$ ,49 de Gama Aterro do Jóquei 5.174,92 R$106,27 R$ ,08 2,50 1,93

49 Aspectos Ambientais: Emissões de gases de efeito estufa GEE por rotas tecnologias de tratamento Tecnologias de Baixo Carbono

50 Impacto das atividades de manejo dos rejeitos na emissão de gases de efeito estufa (Carbon Impacts of Waste Management Report, Zero Waste Europa 2015) INCINERAÇÃO TRATAMENTO RESIDUAL DE RESÍDUOS INCINERAÇÃO CHP ATERRO SANITÁRIO Outros WEEE Resíduo de alimentos (AD) Jardim (compostagem) Alumínio RECICLAGEM E COMPOSTAGEM Aço Têxteis Vidro Plástico Papel / cartão Outros WEEE Resíduo de alimentos(ad) Jardim (compostagem) PRODUÇÃO EVITADA (RESÍDUO) Alumínio Aço Têxteis Vidro Plástico Papel / cartão Emissões, kg CO2 equivalente por tonelada de resíduos gerenciados

51 Produção de emissões em função da composição dos resíduos e do consumo (Carbon Impacts of Waste Management Report, Eunomia; Eurostat 2015)

52 GEE resíduos Fonte: CETESB/Banco Mundial, 2010 SEEG, 2015

53 Principais Fontes de Emissões por Setores O setor de resíduos responde pela menor parcela de emissões no Brasil, com 68,4 milhões de tco2e em 2014, crescendo desde % 26% 42% 5% 4% 2014

54 Emissões por tecnologias de tratamento Resíduos Sólidos Urbanos Redução Combinar a universalização da coleta e o tratamento com a redução das emissões de metano Reciclagem Aterro Sanitário Compostagem Incineração Não Coletado Emite CH4 e CO2 Sem emissões Emite CO2 do fóssil e N 2O Emite (CH4) Não há método (queima ou aproveitamento energético) Operação Considerada Fonte: Adaptada CETESB (2010)

55 O correto desses resíduos tende, no primeiro O tratamento tratamento deprazo, esgoto e adedisposição No médio e longo a doméstico implementação sistemas de momento, a aumentar as relação emissões, por envolver processos tratamento completo (como aterro sanitário com recuperação de resíduos tem uma bastante direta com a e queima do que metano) tende a reduzir as emissões. anaeróbicos potencializam as descargas de metano... população urbana do país. Situação do Brasil em emissões de GEE por resíduos Emissões de GEE por tratamento de resíduos entre 1970 e 2014 (tco2e) Em 2014 foram gerados 68,4 milhões de tco2e. Esta cifra representa um crescimento de 500% em relação a 1970 e 80% entre 2000 e Fonte:

56 Rotas Tecnológicas - Cenário Atual Emissões anuais de GEE por tipo de destinação final Média anual das Emissões de GEE pela disposição dos resíduos: tco2 Aterro Sanitário: tco2 Aterro Controlado: tco2 Lixão: tco2

57 Rotas Tecnológicas Cenário Atual Resíduos os Sólidos Urban 9,2% Cobertura de coleta 90,8 % Coleta não-diferenciada 17,2% 24,1% Coleta Diferenciada tco2 LIXÃO Aterro Controlado tco2 Central de triagem Média anual das NÃO Coletado Emissões de GEE pela disposição dos resíduos: tco2 Reciclagem Incineração tco2 58,7% Aterro sanitário Resíduos do tratamento Fonte: Abrelpe (2015)

58 Rotas Tecnológicas Cenário Intermediário os Resíduos Sólid Urbanos Digestão Anaeróbia Compostagem Coleta não-diferenciada Coleta Diferenciada Se considerarmos uma coleta diferenciada eficiente, e a destinação adequada, teremos a inclusão da linha verde. Central de triagem Aterro Sanitário Reciclagem Incineração Resíduos do tratamento

59 Rotas Tecnológicas Cenário Ideal os Resíduos Sólid Urbanos Digestão Anaeróbia Cenário de Coleta Coleta Referência Total de não-diferenciada Diferenciada emissões em 2030: tco2 Para considerar o cenário APROVEITAMENTO de baixo carbono, é preciso inserir tratamento das ENERGÉTICO emissões finais no aterro sanitário Aterro Sanitário Central de triagem 75% Compostagem Cenário de Baixo Carbono Total de emissões em 2030: tco2 Reciclagem Incineração Resíduos do tratamento Fonte:CETESB (2010)

60 Aspectos Sociais Genética, inteligência artificial, robótica, nanotecnologia, TI, biotecnologia, etc. Geração de empregos por tecnologias de tratamento Por rotas tecnológicas Qualificação, gênero, habilidades, salários, etc. Como está a Europa, Estados Unidos e o Brasil 60

61 Taxa de Desemprego, Brasil Fonte: Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística IBGE População desocupada: 11,8 milhões PEA (julho/2016) 102, 3 milhões

62 Den Boer et al. (2005): triagem semi-mecanizada - 35 empregos/ t/ano; triagem mecanizada - 6 empregos/ t/ano; compostagem - 5 empregos/ t/ano; digestão anaeróbia 3,5 empregos/ t/ano; incineração - 1 empregos/ t/ano. estação de transferência 0,5 empregos/ t/ano. Mário Russo (2016) DMLU Porto Alegre (Reichert, G.A modificado) Coleta: Convencional 1,49 empregos/1.000 t Porta-a-Porta 4,14 empregos/1.000 t Conteinerizada 0,53 empregos/1.000t Triagem manual 232 empregos/ t/ano Aterro Sanitário 1 emprego/ t/ano

63 ROTA TECNOLÓGICA GERAÇÃO DE EMPREGOS Recicláveis Coleta Usina/Transbordo da Asa Sul (26.102,51Total t/mês) de Triagem (6.600 t/mês) empregos rota com triagem Total de Orgânico empregos da rota sem Rejeito triagem Mercado Usina P Sul Aterro Sanitário Transbordo (19.502,51 t/mês) Coleta: 1,49 empregos para t Triagem: 272 empregos para t Transporte: 0,5 empregos para t Aterro Sanitário: 1 emprego para t

64 ROTA TECNOLÓGICA DA COLETA CONVENCIONAL Recicláveis Coleta Total de Usina P Sul empregos (18.246,58 t/mês) rota com triagem Triagem 232 emp. 10k/t/ano Total de empregos Orgânico da rota sem triagem Rejeito Mercado Compostagem 5 empregos/ t/ano Aterro Sanitário 1 emprego/ t/ano 5.046,58 t/mês Coleta: 1,49 empregos para t Triagem: 272 empregos para t Transporte: 0,5 empregos para t Aterro Sanitário: 1 emprego para t

65 ROTA TECNOLÓGICA DA COLETA SELETIVA GERAÇÃO DE EMPREGOS Recicláveis + Compostagem Coleta Transbordo Sobradinho e Brazlândia (1.431,16 t/mês) Total de Separação pela empregos Cooperativa Rejeitos Coleta: 4,4 empregos para t Transbordo: 0,5 empregos para t Mercado Compostagem: 5 empregos para t Aterro Aterro Sanitário: 1 emprego para t

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