NOTA TÉCNICA VIII BIOGÁS E O MERCADO DE CRÉDITO DE CARBONO M. Sc. Vanessa Pecora, Eng a. Natalie Jimenez Vérdi de Figueiredo, Profª Drª Suani Teixeira Coelho, Profª Drª Sílvia Maria Stortini González Velázquez Este texto foi elaborado pelos técnicos acima, onde são expressas suas opiniões, e não refletem obrigatoriamente a posição de especialistas da área e nem das entidades signatárias no Convênio do CENBIO. Fevereiro de 2008
1. Sumário Executivo O biogás é formado a partir da degradação anaeróbia da matéria orgânica sendo composto tipicamente por metano (CH 4 ) e dióxido de carbono (CO 2 ). O Brasil possui grande potencial de aproveitamento energético do biogás, no tratamento de esgoto, suinocultura e deposição de resíduos sólidos. A conversão energética do biogás pode ser apresentada como uma solução do grande volume de resíduos produzidos nas atividades agrícolas e pecuárias, tratamento de esgotos domésticos e aterros sanitários, já que reduz o potencial tóxico de emissões de metano ao mesmo tempo em que produz energia elétrica agregando, desta forma, ganho ambiental e redução de custos. Além disso, o aproveitamento energético do biogás aumenta a oferta de energia e possibilita a geração descentralizada. A transformação do metano em gás carbônico possibilita a redução de gases de efeito estufa, pois o gás carbônico possui um potencial de aquecimento cerca de 21 vezes menor. Esta Nota Técnica resume os principais tópicos sobre o biogás, sua formação, composição, conversão energética e sua atuação no mercado de crédito de carbono. 2. Introdução O biogás é formado a partir da degradação da matéria orgânica. Sua produção é possível a partir de uma grande variedade de resíduos orgânicos como lixo doméstico, resíduos de atividades agrícolas e pecuárias, suinocultura, lodo de esgoto, entre outros. É composto por uma mistura gases como metano, gás carbônico, e em menor quantidade, hidrogênio, nitrogênio, gás sulfídrico, monóxido de carbono, amônia, oxigênio e aminas voláteis. Dependendo da eficiência do processo, o biogás chega a conter entre 40% e 80% de metano, de 15% a 55% de dióxido de carbono e 5% de outros gases (PECORA, 2006). O gás metano é um gás de efeito estufa com potencial de aquecimento global cerca de 21 vezes maior se comparado ao dióxido de carbono e é responsável por 20% do aquecimento global (EPA, 2007) e, por isso, não deve ser lançado na atmosfera. Por sua vez, a conversão energética do biogás pode ser apresentada como uma solução para o grande volume de resíduos produzidos, visto que reduz o potencial tóxico das
emissões de metano, ao mesmo tempo em que produz energia elétrica agregando, desta forma, ganho ambiental e redução de custos, devido à diminuição de compra da energia consumida da concessionária local (COSTA, 2002). 3. Biogás Proveniente do Aterro Sanitário O aterro sanitário é uma das formas de disposição de resíduos sólidos urbano mais econômica e segura ambientalmente. Consiste na disposição no solo de lixo coletado e se utiliza métodos de engenharia para confinar os dejetos na área menor possível, reduzi-los a um menor volume e cobri-los com uma camada de terra, diariamente, ao final da jornada ou um período mais freqüente. O aterro deve seguir normas ambientais de proteção do solo. A impermeabilização é feita por meio de camadas de argila e uma geomembrana de polietileno de alta densidade (PEAD) para evitar infiltração dos líquidos percolados (chorume) no solo, conforme Norma CETESB L1.030. Outra maneira de tratar os resíduos sólidos é a incineração, processo de destruição térmica realizado sob alta temperatura (900 a 1250 ºC com tempo de residência controlado) e utilizado para o tratamento de resíduos de alta periculosidade, ou que necessita de destruição completa e segura. Neste processo ocorre a formação de gases, escórias e cinzas provenientes da queima. Os gases são tratados e monitorados antes do seu descarte na atmosfera e as escórias e cinzas são dispostas em aterro sanitário. Os resíduos sólidos urbanos acumulados de maneira contínua em aterros não são, contudo, inativos. Esta mistura de uma grande variedade química, sob a influência de agentes naturais (chuva e microrganismos) é objeto de evoluções complexas, constituídas pela superposição de mecanismos físicos, químicos e biológicos. Além da dissolução dos elementos minerais e o carreamento pela água de percolação das finas partículas e do material solúvel, o principal fator que contribui para a degradação dos resíduos é a bioconversão da matéria orgânica em formas solúveis e gasosas. O conjunto destes fenômenos conduz à geração de metabólitos gasosos e ao carreamento pela água de moléculas muito diversas, as quais originam os vetores da poluição em aterro sanitário: o biogás e os lixiviados.
Segundo dados da Pesquisa Nacional de Saneamento Básico (PNSB) do ano de 2000, do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), dos 5475 municípios do Brasil, apenas 1814 possuíam 100% dos serviços de limpeza urbana e/ou coleta de lixo, representando uma faixa de apenas 33%. Os dados são mostrados na Tabela 1. Tabela 1. Regiões com serviço de limpeza urbana e/ou coleta de lixo, por percentual de lixo coletado Municípios com serviços de limpeza urbana e/ou coleta de lixo REGIÃO Total Até 50 Percentual de domicílios com lixo coletado (%) Mais de 50 a 70 Mais de 70 a 80 Mais de 80 a 90 Mais de 90 a 99 Com 100 Não sabe ou sem declaração Norte 445 66 139 99 74 18 33 16 Nordeste 1769 241 357 329 306 131 345 60 Sudeste 1666 28 84 163 270 190 854 77 Sul 1149 148 127 132 202 134 367 39 Centro-Oeste 446 6 21 48 102 52 215 2 Brasil 5475 489 728 771 954 525 1814 194 Fonte: PNSB, IBGE, 2000. 3.1 Sistema de Coleta e Extração do Biogás de Aterro Na maior parte das vezes a extração do biogás se realiza através de tubos verticais perfurados, que é a forma mais simples de coletar o gás do aterro, quando este já foi estabelecido. Tubos de sucção horizontais podem ser colocados quando o lixo ainda está sendo depositado no aterro. Desta forma ele poderá ser extraído mais facilmente desde o início da sua produção, uma vez que o gás pode ser retirado antes do aterro ser coberto (WILLUMSEN, 2001). Em aterros sanitários construídos conforme as normas nacionais vigentes, já está prevista a colocação desta tubulação para coleta do gás (ABNT, 1992; ABNT, 1995).
Algumas vezes uma membrana impermeável protetora é colocada sobre o aterro e, assim, quase todo o biogás pode ser coletado e recuperado. Esta, no entanto, é uma solução muito cara, mas é utilizada em países com uma demanda restrita e com cuidados específicos sobre cobertura de aterro. A colocação da membrana faz com que a entrada de água seja obstruída impedindo a formação de biogás. Para que haja continuidade na produção de biogás, se faz necessária a injeção de água sob a membrana ou, até mesmo, promover a recirculação do chorume injetando-o da mesma maneira. Um sistema padrão de coleta do biogás de aterro tem três componentes centrais: poços de coleta e tubos condutores, compressor e sistema de purificação do biogás. Além disto, a maioria dos aterros sanitários com sistema de recuperação energética possui flare para queima do excesso do biogás ou para uso durante os períodos de manutenção dos equipamentos (WILLUMSEN, 2001). A Figura 1 representa a geração de energia com biogás de aterro. Figura 1. Geração de Energia com Biogás de Aterro Drenos de Biogás Precipitação Filtros Aterro Sanitário Drenos de Chorume Tubos de Coleta Sopradores e Purificação do Biogás Transformador Interligação na Rede Elétrica Grupo Gerador
Atualmente o CENBIO está desenvolvendo um projeto de geração de energia elétrica e iluminação a gás, utilizando biogás proveniente do aterro sanitário da Essencis CTR Caieiras, financiado pelo MME Ministério de Minas e Energia. O projeto consiste na instalação e operação dos sistemas, além da análise técnica e econômica para a verificação da viabilidade de implementação em outros aterros sanitários. O sistema de iluminação a gás tem por objetivo iluminar a planta de biogás no período noturno, por meio de 7 postes automatizados contendo 4 pontos luminosos cada um. A tecnologia a ser utilizada na conversão energética do biogás é um motor ciclo Otto adaptado de potência nominal de 230 kw. O projeto visa atingir os seguintes resultados: Redução das despesas referentes à aquisição de energia elétrica da concessionária local, com aproveitamento energético do biogás gerado na própria estação; Desenvolvimento de modelo passível de ser replicado em outros aterros sanitários; Análise das barreiras existentes à utilização do biogás como fonte de energia; Análise técnica e econômica dos sistemas de geração de energia elétrica e iluminação a gás. 4. Biogás Proveniente do Tratamento de Efluentes O aumento desordenado da população e o desenvolvimento de grandes núcleos urbanos sem planejamento, sobretudo nos países em desenvolvimento, dificultam as ações de manejo de resíduos. A necessidade de disposição e tratamento é reconhecida, mas, por falta de recursos, essas ações costumam ser postergadas, provocando problemas de saúde nas populações e degradação do meio ambiente. No Brasil, uma grande variedade de sistemas é utilizada para o tratamento de efluente líquido. Apesar disso, uma grande parcela dos efluentes gerados é lançada diretamente nos corpos d água sem tratamento. Segundo os dados da Pesquisa Nacional de Saneamento Básico PNSB de 2000 do IBGE, dos 9.848 distritos do país, apenas 2.079 possuíam algum tipo de tratamento coletivo. A Tabela 2, a seguir, apresenta esses dados.
Tabela 2. Número de distritos com tratamento de esgoto sanitário por tipo de sistema de tratamento. Região Distritos Distritos com tratamento de esgotos de acordo com o tipo de sistema de tratamento Total Com Tratamento Filtro biológic o Lodo ativado Reator anaeróbico Valo de oxidação Fonte: PNSB, IBGE, 2000. Lagoas (anaeróbia, aeróbia, aerada, facultativa, mista e de maturação) Fossa séptica de sistema condominial Norte 607 34 2 2 9-19 2 - Nordeste 3084 407 91 21 43 4 184 59 5 Sudeste 3115 1098 173 178 79 13 573 72 10 Sul 2342 430 57 21 147 9 157 35 4 Centro-Oeste 700 110 8 5 19 2 72 3 1 Brasil 9848 2079 331 227 297 28 1005 171 20 Outro Para o tratamento de efluentes líquidos, a digestão anaeróbia representa importante papel, pois além de permitir a redução significativa do potencial poluidor, permite a recuperação da energia na forma de biogás (FISHER et al., 1979; LUCAS JÚNIOR, 1994). Sendo que a geração de carga orgânica por pessoa por dia é 0,054 kg/dbo e a geração de biogás por pessoa por dia é de, aproximadamente, 12 litros 1. Os digestores anaeróbios, ou biodigestores, são equipamentos utilizados para digestão de matérias orgânicas. Constituem-se de uma câmara fechada, onde é colocado o material orgânico em solução aquosa e, por meio da decomposição anaeróbia, há diminuição do volume de sólidos e estabilização do lodo bruto (BRAILE, 1983). Em alguns casos, os biodigestores possuem uma parte inferior cônica para deposição do lodo, enquanto a parte superior permite a captação do biogás (LEMAIRE & LEMAIRE, 1975). As tecnologias de tratamento de efluentes nada mais são que o aperfeiçoamento do processo de depuração da natureza, buscando reduzir seu tempo de duração e aumentar sua capacidade de absorção, com consumo mínimo de recursos em instalações e operação e o melhor resultado em termos de qualidade do efluente lançado, sem deixar de considerar a 1 Prof. Dr. Elso Vitoratto, da Faculdade de Engenharia Oswaldo Cruz informação verbal
dimensão da população a ser atendida. Quanto à escolha do modelo e do tamanho ideal de biodigestor, é levado em consideração, entre outras variáveis, o tipo da matéria orgânica de entrada, características como a DBO e DQO, as condições locais do solo, capital e custo de manutenção, alta eficiência compatibilizada com custos e operacionalidade, necessidade energética da propriedade e disponibilidade de matéria-prima. Os biodigestores mais utilizados são: modelo Indiano, modelo Chinês e o RAFA (Reator Anaeróbio de Fluxo Ascendente). 4.1 Sistema de Coleta e Extração do Biogás do Tratamento de Esgoto A coleta do biogás gerado em biodigestor é realizada por meio de tubulação conectada à parte superior dos equipamentos que o direciona ao sistema de purificação para, em seguida, ser encaminhado ao sistema de conversão energética. A utilização do biogás não pode ser feita de forma direta, uma vez que é necessário remover algumas impurezas nele contidas. Este procedimento deve ser feito após sua coleta e antes da sua aplicação em algum processo. As necessidades de tratamento dependem da aplicação do uso final. Na utilização do biogás como combustível, por exemplo, em motores ciclo Otto ou em turbinas a gás, o tratamento mínimo requerido refere-se à retirada de umidade e do ácido sulfídrico (H 2 S) presentes no biogás, evitando assim possíveis danos aos equipamentos pertencentes ao processo de conversão energética do mesmo. A Figura 2 representa a geração de energia com biogás de tratamento de efluentes.
Figura 2. Geração de Energia com Biogás de Tratamento de Efluentes. Lodo de Esgoto Biodigestor Tanque de Acumulação Compressor Calor para Aquecimento do Biodigestor Grupo Gerador - Cogeração Lodo Fertilizante Gasômetro Eletricidade para Consumo Interno e Interligação na Rede O CENBIO desenvolveu dois projetos referentes a conversão energética do biogás proveniente do tratamento de esgoto. O projeto Energ-Biog, instalado na SABESP Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo, em Barueri / SP, teve como objetivo a geração de energia elétrica a partir do biogás, utilizando uma microturbina e um motor ciclo Otto, ambos de 30 kw, como tecnologia de conversão energética. O projeto Programa de Uso Racional de Energia e Fontes Alternativas (PUREFA) foi um projeto da Universidade de São Paulo (USP), em que o CENBIO desenvolveu duas metas relativas ao uso do biogás para geração de eletricidade. A primeira, teve por objetivo implementar um sistema de captação, purificação e armazenamento do biogás, produzido por um reator UASB Up flow Anaerobic Sludge Blanket, também conhecido como biodigestor RAFA Reator Anaeróbio de Fluxo Ascendente com manto de lodo, localizado no Centro Tecnológico de Hidráulica (CTH) da USP. O esgoto tratado é proveniente do Conjunto Residencial da USP (CRUSP) e é equivalente à cerca de 439 pessoas, segundo cálculos demonstrados por Pecora (2006). A segunda refere-se à utilização do biogás, armazenado na meta anterior, como combustível em um sistema de geração de energia elétrica. A tecnologia utilizada na conversão energética é um motor ciclo Otto de 18 kw.
Para esta pequena planta, o aproveitamento do biogás para geração de energia elétrica torna-se inviável economicamente, pois a quantidade de energia gerada pelo sistema é baixa em relação à demanda de energia do CTH. As metas desenvolvidas no estudo de caso tiveram como finalidade verificar a viabilidade do uso de biogás para geração de energia elétrica em um motor ciclo Otto. Sendo assim, a inviabilidade econômica do sistema não foi levada em consideração, já que se trata de projeto piloto. 5. Biogás Proveniente de Resíduos na Zona Rural Os resíduos rurais incluem todos os tipos de resíduos gerados pelas atividades produtivas nas zonas rurais, quais sejam: os resíduos agrícolas, florestais e pecuários. Os resíduos agrícolas são aqueles produzidos no campo, resultantes das atividades de colheita e processamento primário dos produtos agrícolas. Grande parte dos resíduos agrícolas é deixada no próprio terreno de cultivo, servindo como de proteção ao solo ou como adubo fornecedor de nutriente ao solo. Os resíduos florestais são aqueles gerados e deixados na floresta como resultado das atividades de colheita de produtos florestais e de tratos silviculturais. Estima-se que existe um potencial muito grande de aproveitamento energético de resíduos florestais no Brasil, uma vez que as atividades extrativas da madeira tanto para o carvoejamento quanto para o uso não energético desenvolvem-se de forma intensiva de Norte ao Sul do País. Os resíduos da pecuária, resultantes da atividade pecuária intensiva ou extensiva, são constituídos por estercos e outros e outros produtos resultantes da atividade biológica do gado bovino, suíno, caprino e outros, cuja relevância local justifica seu aproveitamento energético. Este tipo de resíduo é importante matéria-prima para a produção de biogás, que pode ter um papel relevante no suprimento energético, principalmente para a cocção de alimentos nas zonas rurais. As propriedades rurais, em especial as voltadas para a criação e abate de animais e aves, produzem diariamente uma enorme quantidade de dejetos oriundos destes animais e/ou aves, bem como resíduos derivados da terminação destes rebanhos: sangue, carcaças,
vísceras e couros, entre outros. Enquanto algumas propriedades preocupam-se com o tratamento e minimização dos efeitos danosos da ação destes resíduos, a grande maioria limita-se a depositá-los no meio-ambiente (rios, ribeirões, açudes ou no meio da mata). A atividade mais importante da zona rural para a produção e utilização do biogás como fonte de energia é o manejo e disposição dos dejetos de suínos, devido ao seu alto potencial poluidor e ao crescimento cada vez maior do rebanho nacional. A suinocultura no Brasil é uma atividade predominante de pequenas propriedades rurais e uma atividade importante do ponto de vista social, econômico e, especialmente, como instrumento de fixação do homem no campo. Cerca de 81,7% dos suínos são criados em unidades de até 100 hectares. Essa atividade se encontra presente em 46,5% das 5,8 milhões de propriedades existentes no país, empregando mão-de-obra tipicamente familiar e constituindo uma importante fonte de renda e de estabilidade social (PERDOMO et. al., 2004). A suinocultura é considerada pelos órgãos ambientais uma "atividade potencialmente causadora de degradação ambiental", sendo enquadrada como de grande potencial poluidor. Pela Legislação Ambiental (Lei 9.605/98 - Lei de Crimes Ambientais), o produtor pode ser responsabilizado criminalmente por eventuais danos causados ao meio ambiente e à saúde dos homens e animais. Os dejetos suínos, até a década de 70, não constituíam fator preocupante, pois a concentração de animais era pequena e o solo das propriedades tinha capacidade para absorvê-los ou eram utilizados como adubo orgânico. Porém, o desenvolvimento da suinocultura trouxe a produção de grandes quantidades de dejetos que, pela falta de tratamento adequado, se transformou na maior fonte poluidora dos mananciais de água (PERDOMO et.al., 2004). As etapas da suinocultura e produção de dejetos consistem na etapa da gestação, da maternidade, da engorda (ou creche) e da terminação. É desejável que todo suinocultor tenha um programa racional de controle dos dejetos, visando a sua correta utilização, evitando problemas de poluição. O programa deve atender às exigências e às características específicas de cada criador. Deve-se levar em conta, no planejamento, cinco etapas quais sejam: a produção; coleta; armazenagem; tratamento; distribuição e utilização dos dejetos na
forma sólida, pastosa ou líquida. O conhecimento de cada etapa é fundamental para o sucesso e a sustentabilidade do sistema. 5.1 Sistema de Coleta e Utilização dos Sub-Produtos da Suinocultura Para maximizar o tratamento e aproveitamento dos resíduos gerados na suinocultura, os dejetos dos suínos são direcionados a um biodigestor onde são decompostos através de digestão anaeróbica, reduzindo em até 60% sua carga poluente. Neste processo é obtido o biogás que pode gerar energia elétrica, ser usado para secagem de grãos em propriedades rurais, no aquecimento de granjas, além de outras utilidades. Com alto teor nutriente, os resíduos sólidos do biodigestor são transformados em fertilizante natural para plantas e os resíduos líquidos vão para tanques de algas, servindo de alimento para a criação de peixes. No tanque de peixes podem-se também produzir plantas aquáticas, através da técnica de aquaponia. Neste estágio, a água que volta à natureza não contém qualquer resíduo poluente. Além disso, as áreas em redor dos tanques tornam-se naturalmente ricas em nutrientes, sendo ideal para o cultivo de hortas e pomares (PERDOMO et. al., 2004). A suinocultura é uma atividade importante para a economia brasileira, pois gera emprego e renda para cerca de 2 milhões de propriedades rurais. O setor fatura mais de R$ 12 bilhões por ano. Segundo Perdomo et al. (2004), o suíno adulto produz em média 0,27 m³ de dejetos líquidos por mês. A preocupação com a poluição do ambiente é uma das maiores ameaças à sobrevivência e expansão da suinocultura nos grandes centros produtores, a exemplo da região Sul, que detém 47,1 % (16,5 milhões de suínos) do rebanho nacional e responde por mais de 80 % (1,2 milhões de toneladas de carne) da produção nacional (PERDOMO et. al., 2004) 6. Aspectos Econômicos Para a geração de energia elétrica a partir de biogás, o primeiro fator econômico a ser analisado é o da utilização de um gás combustível de baixo custo, uma vez que o biogás é
um subproduto de um processo de digestão anaeróbia e que normalmente é desprezado, ora emitido diretamente na atmosfera agravando o impacto ambiental por meio da emissão de gases efeito estufa, ora pela queima em flares para minimizar o impacto ambiental. O biogás pode ser utilizado como combustível tanto em unidades de tratamento anaeróbio de efluentes, como em aterros sanitários, apresentando diferentes perspectivas para cada um desses segmentos. No primeiro caso, este insumo pode contribuir sensivelmente para a diminuição do consumo de eletricidade em ETE s (Estações de Tratamento de Esgoto), otimizando o uso dos recursos naturais, dada a estreita relação existente entre a geração de eletricidade e os recursos hídricos nacionais. Vale ressaltar, porém, que o volume de biogás gerado no tratamento anaeróbio não permite a autosuficiência da operação da ETE (COELHO et. al., 2003b). No segundo caso, o volume de biogás gerado pode permitir, além da auto-suficiência energética, a geração de excedentes que podem ser comercializados, proporcionando uma receita adicional. Porém, para isso, é necessário que os aterros tenham uma estrutura adequada e condições para a comercialização dos excedentes gerados, permitindo atrativas taxas de retorno frente aos investimentos (COELHO et. al., 2004c). As tecnologias disponíveis de recuperação energética do biogás no país ainda apresentam custos elevados. Os equipamentos são, em sua maioria, importados, o que ocorre não por desconhecimento tecnológico, mas porque a escala de produção atual não permite a viabilidade econômica destes fabricantes no país. Recentemente começaram a aparecer fabricantes nacionais, mas ainda para sistemas de pequeno porte, destinados principalmente à zona rural. A utilização do biogás para geração de energia elétrica torna-se viável quando o empreendimento está associado a outros projetos, como a venda do crédito de carbono. Durante a execução do projeto Energ-Biog, desenvolvido pelo CENBIO, foram realizados cálculos da geração de energia elétrica utilizando microturbina e motor ciclo Otto, ambos de 30 kw. O custo de geração com a microturbina e com o grupo gerador levou em conta o investimento total com equipamentos da instalação, somando os custos de operação e manutenção, em função da energia elétrica disponibilizada pelo sistema, considerando seu
regime de operação e o tempo de vida útil do equipamento gerador. O custo total de geração utilizando a microturbina foi da ordem de R$ 247.852,36 e o custo utilizando o grupo gerador foi da ordem de R$ 27.906,82. A relação de custo total por kw instalado foi de 0,3178 R$/kWh para a microturbina e de 0,2233 R$/kWh para o grupo gerador. O setor elétrico brasileiro vem utilizando mecanismos de incentivos ao uso da biomassa para geração de energia elétrica. Um destes mecanismos foi o Programa Nacional de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia Elétrica (PROINFA) de 2001, lei federal nº 10.438, onde estabeleceu que 3.300 MW de potência instalada fossem adicionadas ao sistema elétrico brasileiro a partir de fontes de energia renováveis, num total de 1.100 MW por fontes eólica, pequenas centrais hidrelétricas e biomassa. Além disso, o Programa estabelece que os produtores desta energia terão a garantia de venda por um prazo de até 15 anos e o estabelecimento de um valor de referência compatível com as características técnicas e econômicas de cada projeto. O PROINFA abrange o aproveitamento energético do biogás proveniente somente de aterros sanitários. O valor econômico da utilização do biogás de aterro para a geração de energia elétrica é da ordem de 169,08 R$/MWh (MME, 2004). Este valor é baixo quando comparado ao custo da energia de um aterro, que é da ordem de 320,00 R$/MWh 2. 7. Vantagens do Aproveitamento do Biogás para fins Energéticos Em termos ambientais a utilização do biogás representa uma melhoria global no rendimento do processo. Em geral, o biogás é um resíduo do processo de decomposição da matéria orgânica. Os benefícios atribuídos ao uso do biogás estão vinculados ao tipo de aproveitamento a que ele será destinado. As duas principais alternativas para o aproveitamento energético do biogás são: conversão em energia elétrica e o aproveitamento térmico. A emissão de biogás para a atmosfera provoca impactos negativos ao meio ambiente 2 Dado fornecido pelo aterro sanitário da Essencis CTR Caieiras. Este valor é referente ao consumo de energia elétrica do aterro no mês de setembro de 2007.
e para a sociedade, na medida em que contribui para o agravamento do efeito estufa através da emissão de metano. Além disso, provoca odores desagradáveis pela emissão de gases fétidos e tóxicos, devido à concentração de compostos de enxofre presentes no gás além de uma pequena, mas não desprezível, presença de bactérias responsáveis pela digestão anaeróbia dos resíduos orgânicos. Quando convertido em energia elétrica, as vantagens da utilização do biogás estão relacionadas às emissões evitadas pela geração de energia elétrica utilizando uma fonte renovável e à eficiência dos sistemas de conversão. 8. Mercado de Crédito de Carbono O aproveitamento dos recursos renováveis de energia vem ganhando importância no cenário nacional e internacional devido ao aquecimento global causado pela intensificação das emissões antrópicas dos gases de efeito estufa (GEE). O Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL), estabelecido no âmbito do Protocolo de Quioto, representa uma grande oportunidade para projetos nos países em desenvolvimento, na área de energia renovável, principalmente aqueles que substituem combustíveis fósseis, emissores de GEE (OLIVEIRA, RIBEIRO, 2006). O Brasil possui grande potencial de aproveitamento energético do biogás, no tratamento de esgoto, suinocultura e, principalmente, no depósito de resíduos sólidos. Segundo o Primeiro Inventário Brasileiro de Emissões Antrópicas de GEE, feito pela CETESB em 1994, cerca de 805 mil toneladas de metano foram geradas naquele ano, com 84% desse total sendo resultante de resíduos sólidos urbanos. Portanto, a destruição do metano, que outrora seria lançado na atmosfera, é fundamental para a mitigação do efeito estufa (POPPE, ROVERE, 2005). Outra forma de emissão de metano na atmosfera é por meio dos ruminantes, visto que o sistema digestivo produz grandes quantidades do gás metano que são liberadas na atmosfera digamos pelo método natural. Adicionalmente, os ruminantes são acusados de causarem chuva ácida uma vez que, segundo ainda a FAO - Food and Agriculture Organization, eles são responsáveis por 64% da emissão global de amônia. A FAO afirma
que os gases do esterco e da flatulência dos animais, o desmatamento para criar pastagem e a energia usada nas fazendas fazem com que a pecuária responda por 18% dos gases do efeito estufa. Dentre as recomendações para diminuir o problema, a FAO cita a melhoria substancial da dieta dos ruminantes para reduzir a fermentação e as conseqüentes emissões do potente metano. Não foi cogitado o desenvolvimento de algum inventivo sistema coletor que, seguramente, poderia ser adaptado às vacas européias estabuladas e, de quebra, geraria eletricidade de fonte ambientalmente amigável. O aproveitamento dos resíduos sólidos explora um recurso de energia renovável e, portanto, é passível de receber a Redução Certificada de Emissões (RCE) no que diz respeito ao MDL. A perspectiva da venda de RCE s aumenta a atratividade de um negócio de extrema relevância para o Brasil, tendo em vista a oportunidade de contribuir para a diversificação da matriz energética nacional por meio de uma fonte alternativa de energia. Também representa um estímulo para a geração de energia descentralizada (OLIVEIRA, RIBEIRO, 2006). O Brasil está em quarto lugar entre os países mais procurados para a instalação de projetos de geração de créditos de carbono. Mais de 220 projetos brasileiros estão registrados no Conselho Executivo da ONU para que sejam aprovados. Em setembro de 2007 aconteceu o primeiro leilão de créditos de carbono em bolsa de valores regulada, em âmbito mundial. Os créditos foram obtidos pela Prefeitura de São Paulo com o aproveitamento do biogás do Aterro Bandeirantes, em Perus, zona norte da cidade. No Aterro Bandeirantes, 80% do biogás é utilizado na geração de energia elétrica e 20% restante é queimado em flare. A prefeitura tem direito a 50% de todo o volume certificado pela ONU, sendo que a outra metade fica com a empresa Biogás, por ter investido no projeto. É importante ressaltar que do ponto de vista energético, a queima do biogás em flare representa desperdício de energia, visto que o biogás poderia ser utilizado em um sistema de conversão energética para o aproveitamento/consumo da energia gerada. Neste primeiro leilão, foram vendidos 800 mil certificados (RCE), sendo que cada certificado equivale a uma tonelada de carbono não lançada na atmosfera. Cada tonelada de crédito de carbono RCE foi negociada a 16,2 Euros, sendo que no mercado internacional, costuma ser vendida por 19 Euros (MATSUURA, 2007). Para que um projeto de captação e utilização de biogás consiga gerar os RCE s é
necessário que reduza as emissões de GEE ou promova o aumento de remoções de CO 2, de forma adicional ao que ocorreria na ausência deste. Portanto, se o governo instituir uma legislação onde torne obrigatório o uso de biodigestores na suinocultura, ou a queima de biogás de aterros sanitários em flare, não seriam gerados impactos ambientais adicionais e, portanto, não haveria a geração de créditos de carbono. 9. Conclusões Preliminares O biogás possui diversas aplicações de caráter energético. Embora sua principal aplicação seja como combustível em um motor de combustão interna a gás, que movimenta um gerador de energia elétrica, ele pode ser direcionado para outros fins. Dentre suas aplicações destacam-se o uso do biogás em aquecedores a gás para produção de água quente para condicionamento ambiental ou para calor de processo, uso para secagem de grãos em propriedades rurais, secagem de lodo em ETE s, queima em caldeiras, no aquecimento de granjas de suínos, uso veicular, iluminação a gás, entre outros. O aproveitamento energético do biogás, além de contribuir para a preservação do meio ambiente, também traz benefícios para a sociedade, pois promove a utilização ou reaproveitamento de recursos descartáveis e/ou de baixo custo; colabora com a não dependência da fonte de energia fóssil, oferecendo maior variedade de combustíveis; possibilita a geração descentralizada de energia; aumenta a oferta de energia; possibilita a geração local de empregos; reduz os odores e as toxinas do ar, diminui a emissão de poluentes pela substituição de combustíveis fósseis, colabora para a viabilidade econômica dos aterros sanitários, e estações de tratamento de efluentes, otimiza a utilização local de recursos e aumenta a viabilidade do saneamento básico no país, permitindo o desenvolvimento tecnológico de empresas de saneamento e energéticas. Além dessas aplicações, o biogás pode ser queimado em flare, evitando assim a emissão de metano para a atmosfera. Quando queimado em flare, representa uma quantidade de energia que sai do sistema sem ter o seu potencial energético aproveitado. Já quando utilizado no processo, colabora para reduzir o consumo específico da planta (PECORA, 2006).
10. Referências Bibliográficas ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT, 1992). Apresentação de Projetos de Aterros Sanitários de Resíduos Sólidos Urbanos. NBR 8419. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT, 1995). Apresentação de Projetos de Aterros Controlados de Resíduos Sólidos Urbanos. NBR 8849. BRAILE, P.M. Dicionário inglês português de poluição industrial. Serviço Social da Indústria. Rio de Janeiro, 1983. COELHO, S.T.; VELÁZQUEZ, S.M.S.G.; SILVA, O.C.; VARKULYA JR. A.; PECORA, V. (2003a). Biodigestor Modelo UASB. V. Relatório de Acompanhamento. CENBIO Centro Nacional de Referência em Biomassa. São Paulo, 2003. 2003b. Programa de Uso Racional de Energia e Fontes Alternativas PUREFA.Trabalho apresentado no Congresso Instituto de Ciência e Tecnologia em Resíduos e Desenvolvimento Sustentável (ICTR). São Paulo, 2003. 2004c. Programa de Uso Racional de Energia e Fontes Alternativas PUREFA. Trabalho apresentado no X Congresso Brasileiro de Energia (X CBE). Rio de Janeiro, 2004. COSTA, D. F. Biomassa como fonte de energia, conversão e utilização. (Monografia). Programa Interunidades de Pós-Graduação em Energia (PIPGE) do Instituto de Eletrotécnica e Energia (IEE) da Universidade de São Paulo, São Paulo, 2002. EPA - Environmental Protection Agency. Methane. Disponível em: www.epa.gov/methane/. Acesso em: 09/08/2006. FAO - Food and Agriculture Organization Killer cow emissions.matéria de 15 de outubro de
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