Estudo comparativo entre métodos quantitativos para a produção de biogás em aterro sanitário no Litoral Norte Gaúcho

Abstract

A produção do biogás a partir dos resíduos sólidos urbanos (RSU) vem sendo amplamente estudada e utilizada como uma fonte renovável de geração de energia elétrica, proporcionando a redução de emissões de metano (𝐶𝐻4 ), bem como ganhos financeiros em diversas cidades brasileiras. No entanto, no litoral norte do Rio Grande do Sul, o lixo urbano não é visto como uma oportunidade de renda e geração de energia. Este estudo, apresenta subsídios técnicos e científicos que comprovam a viabilidade do aproveitamento do biogás de aterro, como combustível na geração de energia elétrica, através da estimativa de produção de biogás oriundo dos resíduos sólidos urbanos da região. Para estimar a quantidade total de biogás produzida, foram aplicados três modelos matemáticos, propostos pelo Banco Mundial, pela Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA) e pelo Painel Intergovernamental sobre Mudanças do Clima (IPCC). Dentre os modelos analisados, o modelo proposto pelo Banco Mundial indicou ser o mais adequado a realidade da região, e apresentou uma estimativa de produção média de 1,5 milhões de Nm³ 𝐶𝐻4 /ano. A partir dessa projeção, pela comparação da potência elétrica estimada com base na geração de metano, são sugeridas duas opções viáveis para a conversão em energia elétrica, motores de combustão interna e micro turbinas a gás. Nota-se que existe um potencial para o aproveitamento energético dos resíduos sólidos urbanos nessa região, e que, após estudos futuros que determinem a vazão e as características químicas do biogás gerado, é possível propor e projetar uma instalação em aterro sanitário que atenda a região de maneira sustentável, gerando energia e renda aos municípios do litoral norte gaúcho.

The production of biogas from solid urban waste (MSW) has been widely studied and used as a renewable source of electricity generation, providing a reduction in methane (CH4) emissions, as well as financial gains in several Brazilian cities. However, on the north coast of Rio Grande do Sul, urban waste is not seen as an opportunity for income and energy generation. This study presents technical and scientific subsidies that prove the feasibility of using landfill biogas as a fuel in the generation of electric energy, through the estimation of biogas production from urban solid waste in the region. To estimate the total amount of biogas produced, three mathematical models were applied, proposed by the World Bank, the United States Environmental Protection Agency (EPA) and the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Among the models analyzed, the model proposed by the World Bank indicated to be the most adequate to the reality of the region and presented an average production estimate of 1.5 million Nm³ CH4/year. From this projection, by comparing the estimated electrical power based on methane generation, two viable options are suggested for the conversion to electrical energy, internal combustion engines and gas micro turbines. It is noted that there is a potential for the energy use of urban solid waste in this region, and that, after future studies that determine the flow and chemical characteristics of the biogas generated, it is possible to propose and design a facility in a landfill that serves the region. in a sustainable manner, generating energy and income for the municipalities of the north coast of Rio Grande do Sul.