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Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos
            de Saneamento (lixo, esgoto), visando incrementar o uso
               de biogás como fonte alternativa de energia renovável
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Produto 6 – Resumo Executivo


Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a
partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto),
visando incrementar o uso de biogás como fonte
alternativa de energia renovável


Programa das Nações Unidas para o Desenvolvimento - PNUD



Ministério do Meio Ambiente - MMA
Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos
                                              de Saneamento (lixo, esgoto), visando incrementar o uso
                                                 de biogás como fonte alternativa de energia renovável


Índice
I.               Introdução ......................................................................................1
II.              Objetivo ..........................................................................................2
III.             Geração de energia elétrica a partir de biogás ..........................2
IV.      Potencial de Geração de Energia a partir da geração de Metano
proveniente de Esgotamento Sanitário.......................................................3
 IV.1.           Biogás Gerado pelo Tratamento de Esgoto ...................................3
V.      Alternativas para Deposição de Resíduos Sólidos em
Pequenos Municípios....................................................................................5
 V.1.            Consórcios Públicos........................................................................5
VI.       Metodologia para Análise do Potencial de Geração de Energia
Elétrica pelo Biogás de Disposição de Resíduos Sólidos ........................6
 VI.1.           Seleção do Universo de Pesquisa ..................................................6
 VI.2.           Visitas Técnicas ..............................................................................8
 VI.3.           Método adotado para cálculo do potencial de geração de biogás .9
VII.     Potencial de Geração de Energia a partir da geração de Metano
proveniente da Disposição de Resíduos Sólidos ......................................9
 VII.1.          Resultados da Pesquisa .................................................................9
     VII.1.1. Resultados da pesquisa ............................................................... 10
 VII.2.          Potencial de Geração de Energia Elétrica pelo Biogás ............... 11
 VII.3.          Modelagem de Viabilidade Econômica ........................................ 12
     VII.3.1. Investimentos ............................................................................... 13
     VII.3.1. Receitas ....................................................................................... 15
     VII.3.2. Custos Operacionais e Financeiros ............................................. 15
 VII.4.          Análise de Viabilidade Econômica para os Locais Pesquisados 16
     VII.4.1. Resultados agregados dos 56 locais ........................................... 16
     VII.4.2. Resultados agregados pelas cinco regiões do País .................... 17
 VII.5.   Análise de Viabilidade Genérica ao Longo do Espectro de
 Potenciais de Geração de 1MW a 30MW ................................................... 20
     VII.5.1. Vazadouros a céu aberto (lixões) ................................................ 21
     VII.5.2. Aterros sanitários ......................................................................... 25
     VII.5.3. Ressalvas quanto à modelagem .................................................. 28
VIII.            Mecanismos de Políticas Públicas........................................... 29
 VIII.1.  Simulação de Viabilidade Econômica para Seis Possíveis
 Intervenções Públicas ................................................................................. 29
     VIII.1.1. Taxa de financiamento subsidiada .............................................. 30
     VIII.1.2. Financiamento de longo prazo ..................................................... 31
     VIII.1.3. Isenção fiscal ............................................................................... 32
     VIII.1.4. Tarifa de energia elétrica subsidiada ........................................... 33
     VIII.1.5. Créditos de carbono subsidiados................................................. 34
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                                       de Saneamento (lixo, esgoto), visando incrementar o uso
                                          de biogás como fonte alternativa de energia renovável


 VIII.1.6. Partilha da receita oriunda da comercialização dos créditos de
 carbono com as prefeituras dos municípios ............................................... 35
VIII.2.    Contexto das Políticas Públicas................................................... 37
VIII.3.    Fontes de Financiamento ............................................................ 38
IX.        Conclusões ................................................................................. 39
X.         Recomendações......................................................................... 42
Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos
                                de Saneamento (lixo, esgoto), visando incrementar o uso
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Lista de Tabelas
Tabela 1 - Resumo das principais informações da pesquisa

Tabela 2 - Resultados sumarizados da pesquisa
Tabela 3 - Potencial energético dos 56 locais pesquisados

Tabela 4 - Indicadores de viabilidade agregada

Tabela 5 - Indicadores de viabilidade econômica por região
Tabela 6 - Correlação indicativa entre quantidade de habitantes
atendidos por local de disposição e a potência energética
correspondente
Tabela 7 - Comparativo de custos de implantação por tipologia
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Lista de Gráficos
Gráfico 1 - Potencial energético dos 56 locais pesquisados

Gráfico 2 - Investimento em R$/MW por regiões do país (eixo esquerdo)
e o valor presente líquido médio em R$ MM (eixo direito)
Gráfico 3 - Custo do MW para vazadouros a céu aberto (lixões)

Gráfico 4 - Valor presente líquido em milhões de reais para vazadouros
a céu aberto (lixões)
Gráfico 5 - Custo em reais por megawatt para aterros sanitários

Gráfico 6 - Valor presente líquido para aterros sanitários com geração
de energia elétrica e crédito de carbono e apenas geração de energia
elétrica (milhões de reais)

Gráfico 7 - Resultados de viabilidade para simulação de taxa de
financiamento subsidiada - vazadouros a céu aberto (lixões)
Gráfico 8 - Resultados de viabilidade para simulação de taxa de
financiamento subsidiada - aterros sanitários

Gráfico 9 - Resultados de viabilidade para simulação de taxa de
financiamento de longo prazo - vazadouros a céu aberto (lixões)

Gráfico 10 - Resultados de viabilidade para simulação de taxa de
financiamento de longo prazo – aterros sanitários
Gráfico 11 - Resultados de viabilidade para simulação de isenção fiscal -
vazadouros a céu aberto (lixões)

Gráfico 12 - Resultados de viabilidade para simulação de isenção fiscal -
aterros sanitários

Gráfico 13 - Resultados de viabilidade para simulação de taxa de
energia elétrica subsidiada - vazadouros a céu aberto (lixões)
Gráfico 14 - Resultados de viabilidade para simulação de taxa de
energia elétrica subsidiada - aterros sanitários

Gráfico 15 - Resultados de viabilidade para simulação de créditos de
carbono subsidiados - vazadouros a céu aberto (lixões)

Gráfico 16 - Resultados de viabilidade para simulação de créditos de
carbono subsidiados - aterros sanitários
Gráfico 17 - Resultados de viabilidade para simulação de partilha da
receita oriunda da comercialização dos créditos de carbono com as
prefeituras - vazadouros a céu aberto (lixões)
Gráfico 18 - Resultados de viabilidade para simulação de partilha da
receita oriunda da comercialização dos créditos de carbono com as
prefeituras - aterros sanitários
Gráfico 19 - Participação na energia elétrica de biomassa (54 GW no
total)
Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos
                                 de Saneamento (lixo, esgoto), visando incrementar o uso
                                    de biogás como fonte alternativa de energia renovável


Glossário
Ação antrópica ou antropogênica: Qualquer atividade desenvolvida pelo
homem sobre o meio ambiente, independentemente de ser maléfica ou
benéfica.
Acidogênicas: Capacidade de decompor a matéria orgânica, formando
compostos mais simples, como ácidos solúveis. Os subprodutos formados
são principalmente água, hidrogênio e dióxido de carbono.
Aquecimento global: Intensificação do efeito estufa natural da atmosfera
terrestre, em decorrência de ações antrópicas, responsáveis por emissões e
pelo aumento da concentração atmosférica de gases que contribuem para o
aumento de temperatura média do planeta, provocando fenômenos climáticos
adversos.
Aterro Sanitário: Forma de disposição mais econômica de resíduos sólidos
urbanos e ambientalmente segura. Consiste na disposição do lixo coletado
no solo, utilizando-se métodos de engenharia para confinar os despejos na
menor área e volumes possíveis e cobri-los com uma camada de terra ao
final da jornada diária ou em períodos mais freqüentes. (CETESB).
Aterro Controlado: Local utilizado para o despejo do lixo coletado, em que
se tem o simples cuidado de, após a jornada de trabalho, cobri-lo com uma
camada de terra. (CETESB).
Bactérias metanogênicas: Bactérias do metano que, na ausência de
oxigênio, realizam a fermentação alcalina da matéria orgânica putrescível,
com a produção de gás metano.
Biodigestão: Método de reciclagem que consiste na produção de gás
combustível e também de adubos, a partir de compostos orgânicos.
Biodigestor: Equipamento constituído por um tanque subterrâneo, na
maioria das vezes, destinado a recolher gás metano (também chamado
biogás) produzido a partir de decomposição anaeróbica do lixo orgânico,
produzindo ainda, uma carga de nutrientes agrícolas sob a forma de resíduos
sólidos chamados biofertilizantes. Os biofertilizantes contêm nitrogênio,
fósforo e potássio dentre outros.
Biomassa: Substância orgânica ou qualquer matéria vegetal que pode ser
utilizada como fonte de energia.
Biogás: Gás produzido na fase de gaseificação do processo de digestão –
degradação anaeróbica da matéria orgânica.
Capacidade Nominal: Capacidade nominal da máquina é aquela utilizada
como referência pela indústria fabricante para qualificar o equipamento com
relação a sua classe de equipamento ou capacidade prevista de produção,
por lote a ser processado.
Capacidade instalada: Representa o potencial de produção ou volume
máximo de produção que uma determinada empresa, unidade,
departamento, ou secção, consegue atingir durante certo período de tempo,
tendo em conta todos os recursos que têm disponíveis, sejam eles
equipamentos produtivos, instalações, recursos humanos, tecnologias,
experiência / know-how.
Chorume ou percolado: Líquido produzido pela decomposição dos resíduos
que tem características que o tornam bastante agressivo ao meio ambiente.
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                                  de Saneamento (lixo, esgoto), visando incrementar o uso
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Combustível fóssil: Denominação dada a restos orgânicos, utilizados
atualmente para produzir calor ou força através da sua combustão. Incluem
petróleo, gás natural e carvão.
Compostagem: Tratamento onde os materiais orgânicos são separados dos
materiais inertes e levados a locais apropriados para sofrerem o processo de
decomposição aeróbia controlada para produção de um composto orgânico.
Créditos de carbono: Compensações de emissões de GEE podem ser
convertidas em créditos de carbono quando usadas para cumprir uma meta
imposta externamente. Um crédito d GEE é um instrumento conversível e
transferível normalmente conferido por um programa de GEE.
DBO: Abreviatura de Demanda Bioquímica de Oxigênio, um termo utilizado
por técnicos que atuam no tratamento de esgotos domésticos. Pode-se
resumir que DBO é o consumo de oxigênio através de reações biológicas e
químicas.
Decomposição anaeróbica: Um processo biológico envolvendo diversos
tipos de microrganismos, na ausência do oxigênio molecular, com cada grupo
realizando uma etapa específica, na transformação de compostos orgânicos
complexos em produtos simples, como metano e gás carbônico.
Desenvolvimento sustentável: Processo de geração de riquezas que
atende às necessidades presentes, sem comprometer a possibilidade de as
gerações futuras satisfazerem as suas próprias necessidades, no qual a
exploração de recursos, a política de investimentos, a orientação do
desenvolvimento tecnológico e as mudanças institucionais encontram-se em
harmonia, para elevação do potencial atual e futuro de satisfazer as
necessidades e aspirações do ser humano. (lei 13.798).
DQO: Demanda Química de Oxigênio. Índice que dá a quantidade necessária
de oxigênio, fornecido por um agente oxidante, para oxidar totalmente a
matéria orgânica presente num meio (água ou efluente). Mede indiretamente
a carga de matéria orgânica contida no efluente, isto é de seu efeito poluidor.
Efeito estufa – Propriedade física de gases (vapor d’água, dióxido de
carbono e metano, entre outros) de absorver e reemitir radiação
infravermelha, de que resulte aquecimento da superfície da baixa atmosfera,
processo natural fundamental para manter a vida na Terra.
Estação de tratamento: É uma infraestrutura que trata as águas residuais
de origem doméstica e/ou industrial, comumente chamadas de esgotos
sanitários ou despejos industriais, para depois serem escoadas para o mar
ou rio com um nível de poluição aceitável.
Gases de Efeito Estufa (GEE): Constituintes gasosos as atmosfera, naturais
ou resultantes de processos antrópicos, capazes de absorver e reemitir a
radiação solar infravermelha, especialmente o vapor d’água, o dióxido de
carbono, o metano e o oxido nitroso, além do hexafluoreto de enxofre, dos
hidrofluorcarbonos e dos perfluorcarbonos.
Gás natural: Gás produzido na degradação da parte orgânica do lixo por
microrganismos. Pode ser canalizado e aproveitado como combustível
doméstico e industrial. Também conhecido como biogás.
Gases poluentes: São produzidos, principalmente, pela queima de:
combustíveis fósseis (gasolina e óleo diesel), resíduos orgânicos (lixos) e
vegetação florestal.
Leira: Unidade onde o lixo é amontoado, depois de triturado, e permanece
até a bioestabilização da massa orgânica, obtida através do seu reviramento,
com freqüência pré-determinada.
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                                  de Saneamento (lixo, esgoto), visando incrementar o uso
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Lixiviado: É o resultado da percolação de água, através da massa de
resíduos, acompanhada de extração de materiais dissolvidos ou em
suspensão.
Lixo: Restos das atividades humanas, considerados pelos geradores como
inúteis, indesejáveis ou descartáveis. Normalmente, apresentam-se sob o
estado sólido, semi-sólido ou semilíquido (com o conteúdo líquido insuficiente
para que este possa fluir livremente).
Lixões: Vazadouros a céu aberto, onde o lixo é lançado sobre o terreno sem
qualquer cuidado ou técnica especial.
Logística Reversa: Instrumento de desenvolvimento econômico e social,
caracterizado por um conjunto de ações, procedimentos e meios destinados
a viabilizar a coleta e a restituição dos resíduos sólidos ao setor empresarial,
para reaproveitamento, em seu ciclo ou em outros ciclos produtivos, ou outra
destinação final ambientalmente adequada.
Matéria biodegradável: Toda substância que, quando descartada, pode ser
descartada pelos microorganismos usuais no ambiente.
Matéria orgânica: Substância proveniente de seres vivos, incluindo restos
animais e vegetais, que sofreu decomposição ou que pode ser decomposta.
Material inerte (resíduos de construção): São os materiais provenientes de
construções, reformas, reparos e demolições de obras de construção civil, e
os resultantes da preparação e da escavação de terrenos, tais como: tijolos,
blocos cerâmicos, concreto em geral, solos, rochas, metais, resinas, colas,
tintas, madeiras e compensados, forros, argamassa, gesso, telhas,
pavimento asfáltico, vidros, plásticos, tubulações, fiação elétrica etc.,
comumente chamados de entulhos de obras, caliça ou metralha.
Matriz energética: É toda a energia disponibilizada para ser transformada,
distribuída e consumida nos processos produtivos. Também pode ser uma
representação quantitativa da oferta de recursos energéticos oferecidos por
um país ou por uma região.
Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL): Instrumento previsto no
Protocolo de Quioto (artigo 12), relativo a ações de mitigação de emissões de
gases de efeito estufa, com o propósito de auxiliar os países em
desenvolvimento, não incluídos no Anexo I do Protocolo, a atingirem o
desenvolvimento, bem como contribuir para o alcance dos objetivos da
Convenção do Clima, prevista a geração de créditos por Reduções
Certificadas de Emissões – RCEs, a serem utilizados pelos países
desenvolvidos para cumprimento de suas metas no âmbito do referido acordo
internacional.
Mercado SPOT: Mercado livre de comercialização para entrega imediata.
Mudanças climáticas: Alteração no clima, direta ou indiretamente atribuída
à atividade humana, que afete a composição da atmosfera e que se some
àquela provocada pela variabilidade climática natural, observada ao longo de
períodos comparáveis.
PCH: Pequena Central Hidrelétrica possui potência instalada entre 1 MW e
30 MW e com o reservatório com área igual ou inferior a 3 Km², esse tipo de
empreendimento possibilita um melhor atendimento às necessidades de
carga de pequenos centros urbanos e regiões rurais.
Pirólise: Decomposição térmica de materiais contendo carbono, na ausência
de oxigênio.
Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos
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                                    de biogás como fonte alternativa de energia renovável


Planos de Resíduos Sólidos: O Plano Nacional de Resíduos Sólidos a ser
elaborado com ampla participação social, contendo metas e estratégias
nacionais sobre o tema. Também estão previstos planos estaduais,
microrregionais, de regiões metropolitanas, planos intermunicipais,
municipais de gestão integrada de resíduos sólidos e os planos de
gerenciamento de resíduos sólidos.
Protocolo de Quioto: Acordo internacional assinado por vários países, entre
eles o Brasil, que objetivam estabilizar as concentrações de gases de efeito
estufa na atmosfera num nível que não desencadeie mudanças drásticas no
sistema climático mundial, assegurando que a produção de alimentos não
seja ameaçada, que o crescimento econômico prossiga de modo sustentável
e que não haja a elevação do nível dos mares. Pelo Protocolo de Quioto os
países mais industrializados deveriam reduzir a emissão de gases de efeito
estufa, principalmente de CO2, em 5,0 %, tendo como referência o nível
registrado de emissões em 1990. Para tal seriam incentivados os
Mecanismos de Desenvolvimento Limpo (MDL) e o Comércio de Emissões. O
Acordo ainda não foi implementado, embora alguns países industrializados já
o estejam implementando (Japão, Comunidade Européia).
Reciclagem: Consiste no reaproveitamento de materiais, seja no mesmo
processo que os originou ou num outro que resultará em um produto com
características diferentes do material de origem, apresentando uma ou mais
possibilidades de utilização.
Recursos hídricos: Quantidade das águas superficiais e/ou subterrâneas,
presentes em uma região ou bacia, disponíveis para qualquer tipo de uso.
Recursos naturais: Denominação aplicada a todas as matérias - primas,
tanto aquelas renováveis como as energias não renováveis, obtidas
diretamente da natureza, e aproveitáveis pelo homem.
SIN: Sistema Interligado Nacional, instalações responsáveis pelo suprimento
de energia elétrica a todas as regiões do país eletricamente interligadas.
Sistema de Cogeração: Ao produzir eletricidade, as máquinas também
produzem calor. Um sistema de cogeração permite o aproveitamento deste
calor, para gerar água quente, vapor, calefação e refrigeração por absorção.
Isto produz uma economia significativa de energia, que se manifesta
basicamente pelo menor consumo de combustível.
Subestações de distribuição de energia: Instalação elétrica de alta
potência, contendo equipamentos para transmissão, distribuição, proteção e
controle de energia elétrica. Funciona como ponto de controle e transferência
em um sistema de transmissão elétrica, direcionando e controlando o fluxo
energético, transformando os níveis de tensão e funcionando como pontos de
entrega para consumidores industriais.
Sustentabilidade ambiental: Conceito associado ao Desenvolvimento
Sustentável envolve a utilização racional dos recursos naturais, sob a
perspectiva do longo prazo. A utilização sustentável dos recursos naturais é
aquela em que os recursos naturais renováveis são usados abaixo da sua
capacidade natural de reposição, e os não renováveis de forma parcimoniosa
e eficiente, aumentando sua vida útil. Em termos de energia, a
sustentabilidade preconiza a substituição de combustíveis fósseis e energia
nuclear por fontes renováveis, como a energia solar, a eólica, das marés, da
biomassa, etc. A sustentabilidade ambiental é caracterizada pela manutenção
da capacidade do ambiente de prover os serviços ambientais e os recursos
necessários ao desenvolvimento das sociedades humanas de forma
permanente.
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                                  de Saneamento (lixo, esgoto), visando incrementar o uso
                                     de biogás como fonte alternativa de energia renovável


Usina de Beneficiamento: Local para processamento adicional dos produtos
finais procedentes das etapas de enriquecimento num processo.
Usina de Compostagem: Instalações onde o lixo é processado através de
uma instalação industrial e transformado em composto orgânico para uso
agrícola.
Usina de Incineração: Instalações especiais (fornos especialmente
projetados) onde se processa a queima controlada do lixo, com a finalidade
de transformá-lo em matéria estável e inofensiva à saúde publica, reduzindo
o seu peso e volume.
Usina de lixo: Instalação onde é efetuado o processamento de resíduos
sólidos, como a triagem, a prensagem, a incineração, a compostagem etc.
Usina de triagem: Instalação onde é efetuada a separação dos materiais
presentes no lixo, após sua coleta e transporte.
Usina de reciclagem: Instalação industrial onde materiais misturados ao lixo
são separados por triagem manual, tais como papéis, plásticos, vidros,
pedaços de pano, ou também através de sistema magnético como no caso
de materiais ferrosos. Os materiais separados do lixo são encaminhados para
a reciclagem.
Usina hidrelétrica: Denominação utilizada para indicar o conjunto de todas
as obras e equipamentos destinados à produção de energia elétrica, e que
utilizam um potencial hidráulico.
Voçoroca: Escavação mais ou menos profunda, que ocorre geralmente em
terreno arenoso, originada pela erosão. É formada devido a ação da erosão
superficial ou mais freqüentemente, pela ação combinada da erosão
superficial e da erosão subterrânea. A erosão superficial é iniciada em
estradas antigas, valetas, ou também pontos topográficos favoráveis. Pode
alcançar profundidades de várias dezenas de metros e extensão de centenas
de metros.
Gravimetria: Método analítico quantitativo cujo processo envolve a
separação e pesagem de um elemento ou um composto do elemento na
forma mais pura possível. O elemento ou composto e separado de uma
quantidade conhecida da amostra ou substancia analisada. A gravimetria
engloba uma variedade de técnicas, onde a maioria envolve a transformação
do elemento ou composto a ser determinado num composto puro e estável e
de estequiometria definida, cuja massa e utilizada para determinar a
quantidade do analito original.
Valor presente líquido: Função utilizada na análise da viabilidade de um
projeto de investimento. Ele é definido como o somatório dos valores
presentes dos fluxos estimados de uma aplicação, calculados a partir de uma
taxa dada e de seu período de duração. Os fluxos estimados podem ser
positivos ou negativos, de acordo com as entradas ou saídas de caixa. A taxa
fornecida à função representa o rendimento esperado do projeto. Caso o VPL
encontrado no cálculo seja negativo, o retorno do projeto será menor que o
investimento inicial, o que sugere que ele seja reprovado. Caso ele seja
positivo, o valor obtido no projeto pagará o investimento inicial, o que o torna
viável.
Royalties: Valores pagos a pessoa física ou jurídica pela utilização de
determinados direitos de propriedade.
Private Equit: Termo relacionado ao tipo de capital empregado nos fundos
de PE, que em sua maioria são constituídos em acordos contratuais privados
entre investidores e gestores, não sendo oferecidos abertamente no mercado
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                                  de Saneamento (lixo, esgoto), visando incrementar o uso
                                     de biogás como fonte alternativa de energia renovável


e sim através de colocação privada; além disso, empresas tipicamente
receptoras desse tipo de investimento ainda não estão no estágio de acesso
ao mercado público de capitais, ou seja, não são de capital aberto, tendo
composição acionária normalmente em estrutura fechada.
Produtor independente de energia: Pessoa jurídica ou empresas reunidas
em consórcio que recebam concessão ou autorização para produzir energia
elétrica destinada ao comércio de toda ou parte da energia produzida, por
sua conta e risco;
Autoprodutor de energia: Pessoa física ou jurídica ou empresas reunidas
em consórcio que recebam concessão ou autorização para produzir energia
elétrica destinada ao seu uso exclusivo.
Taxa interna de retorno: A Taxa Interna de Retorno é a taxa de desconto
que iguala o valor atual líquido dos fluxos de caixa de um projeto a zero. Em
outras palavras, a taxa que com o valor atual das entradas seja igual ao valor
atual das saídas. A TIR é calculada em cima do investimento e fluxos de
caixa.
Pay-back: É um método que calcula o tempo de recuperação do
investimento. Este método compara o tempo necessário para recuperar o
investimento, com o tempo máximo tolerado pela empresa para recuperar o
investimento.
Impactos ambientais: é a alteração no meio ou em algum de seus
componentes por determinada ação ou atividade. Estas alterações precisam
ser quantificadas, pois apresentam variações relativas, podendo ser positivas
ou negativas, grandes ou pequenas.
Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto),
                                       visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável




I.    Introdução
 A intensificação das atividades humanas nas últimas décadas gerou um acelerado aumento
 na produção de resíduos, tornando-se um grave problema para as administrações públicas.
 O aumento desordenado da população e o crescimento sem planejamento de grandes
 núcleos urbanos dificultam as ações e o manejo dos resíduos, os quais, muitas vezes são
 depositados em locais não preparados para recebê-los, como lixões, e podem provocar
 graves problemas socioambientais.

 Vazadouros a céu aberto (lixões) constituem-se na forma mais inadequada de disposição de
 resíduos sólidos urbanos, pois não contemplam cuidados que evitam danos ambientais e à
 saúde. Os resíduos depositados em um lixão causam poluição ao solo, ao ar e à água;
 atraem vetores de doenças; não restringem os resíduos de serem levados pela ação do vento
 e por animais; não controla o risco de deslizamentos, fogo e explosões; e por fim mantêm, em
 sua maioria, catadores.

 De acordo com a Pesquisa Nacional de Saneamento Básico do IBGE de 2008, metade dos
 mais de cinco mil municípios brasileiros destinam seus resíduos para lixões. Conforme o
 próprio relatório, "tal situação se configura como um cenário de destinação reconhecidamente
 inadequado, que exige soluções urgentes e estruturais para o setor" (PNSB 2008, IBGE
 2010, página 60). Uma das soluções mais latentes foi recentemente tomada por meio da
 aprovação da Política Nacional dos Resíduos Sólidos (PNRS) em 02/08/2010, após mais de
 20 anos em trâmite no Congresso Nacional.

 A PNRS vem para regulamentar a destinação final dos resíduos sólidos produzidos, inclusive
 os urbanos, agindo como um marco regulatório que reúne princípios, objetivos, instrumentos
 e diretrizes sob os quais a integração entre os agentes públicos envolvidos, principalmente os
 municípios, deverão seguir. Adicionalmente, o PNRS adota medidas restritivas como a
 proibição: da coleta de materiais recicláveis em lixões ou aterros; do lançamento de resíduos
 em praias, rios e lagos; e das queimadas de lixo a céu aberto. A Política também delineia o
 caminho para a reciclagem, reutilização e uso mais consciente dos materiais ao
 responsabilizar as empresas geradoras pela logística reversa de seus produtos descartáveis
 e também à própria sociedade civil pela geração do lixo.

 Como marco regulatório, a Política Nacional de Resíduos Sólidos estabelece os princípios
 para a elaboração de planos municipais, regionais, estaduais e nacional. A vanguarda das
 políticas públicas para o setor é a realização de ações que coordenem esforços entre os
 diferentes âmbitos de governo para: a minimização da geração de resíduos; a logística
 reversa; a valorização dos resíduos por conta da geração de empregos de reciclagem dignos
 e reconhecidos; pelo correto tratamento dos materiais dispostos, evitando danos ao ambiente
 e à saúde; e finalmente pelo aproveitamento do inevitável subproduto do lixo, o biogás.

 Em todo o mundo, a urgência em se reduzir a concentração atmosférica de gases de efeito
 estufa provocou a adoção de quadros regulamentares favoráveis para incentivar o setor
 público e privado a investirem em energias renováveis.



                                                                                                ARCADIS Tetraplan 1
Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto),
                                         visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável



   O Brasil se destaca no cenário internacional como um importante ator ligado ao Mecanismo
   de Desenvolvimento Limpo (MDL), um dos instrumentos do Protocolo de Quioto criados para
   ajudar os países desenvolvidos a alcançar suas metas de redução de emissões de carbono e
   incentivar financeiramente os países em desenvolvimento.

   Em termos do potencial de reduções de emissões associado aos projetos de MDL, o Brasil
   ocupa a terceira posição, sendo responsável pela redução de 375.889.172 tCO2e, o que
   corresponde a 6% do total mundial para o primeiro período de obtenção de créditos, que
   podem ser de no máximo 10 anos para projetos de período fixo ou de 7 anos para projetos de
   período renovável (os projetos são renováveis por no máximo três períodos de 7 anos dando
   um total de 21 anos).

   Dos 168 projetos de MDL registrados em diversos setores no Brasil, 25 são realizados em
   aterros sanitários. Destes, apenas 7 foram registrados com intuito de geração de energia,
   constituindo-se uma oportunidade promissora para promover a sustentabilidade social e
   ambiental do desenvolvimento municipal no país, por meio do estímulo a uma gestão mais
   apropriada dos resíduos sólidos urbanos.



 II.    Objetivo
   O objetivo do estudo é quantificar o potencial de geração de energia elétrica proveniente de
   gás metano oriundo de resíduos de saneamento, enfatizando lixo e esgoto. Cabe ressaltar
   que este estudo subsidiará a formulação de políticas públicas no setor energético e a
   definição de ações coordenadas, visando à sustentabilidade ambiental da matriz energética
   brasileira, por se tratar de uma fonte com bom potencial de geração de energia,
   principalmente para atendimento à demanda local, ainda pouco incentivada e com ganhos
   ambientais e sociais significantes.



III.    Geração de energia elétrica a partir de biogás
   No Brasil, por conta da matriz energética estar fundamentada na energia hídrica, não se
   incentivou da mesma forma a geração de novas formas de energia elétrica. Ademais, o
   próprio setor privado manifestou interesse limitado em tais investimentos oriundos de fontes
   diversas das tradicionais por conta de uma série de particularidades como: o elevado custo
   do capital nacional; limitada capacidade para o desenvolvimento de projetos de financiamento
   externo; limitadas fontes de pesquisas tecnológicas; e restrições de barreiras regulatórias,
   principalmente porque as fontes renováveis (como no caso do biogás) geralmente transitam
   por diversos âmbitos da administração pública.

   Os investimentos em energia renovável apresentam, em sua maioria, custos superiores aos
   necessários para a adoção de fontes tradicionais. Não obstante, invariavelmente as energias
   renováveis trazem consigo externalidades positivas passíveis de serem mensuradas, como o
   desenvolvimento das áreas econômica e social. Adicionalmente, investimentos na geração de
   energia que se utiliza do biogás como fonte combustível podem ser viáveis economicamente
   devido à apropriação de receitas oriundas da venda da energia elétrica e da comercialização
   dos créditos de carbono.

                                                                                                  ARCADIS Tetraplan 2
Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto),
                                         visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável



  Nesse contexto, incentivos públicos para a elaboração e implantação de projetos de
  recuperação e queima de biogás são justificáveis sob a ótica do desenvolvimento
  sustentável. Portanto, para a viabilização destes projetos, a municipalidade a quem compete
  prestar o serviço de limpeza urbana e a coleta dos resíduos sólidos urbanos pode:

      Explorar diretamente a utilização desses resíduos na atividade de geração de eletricidade
      a partir da queima do biogás, assumindo o papel de empreendedor;
      Conceder a terceiros, por meio do devido processo legal (licitação), o direito de utilizar os
      resíduos sólidos. O papel da municipalidade neste caso restringe-se ao de conceder o
      direito de exploração, por terceiros, dos resíduos sólidos ou da fração orgânica desses
      resíduos, uma vez que a concessão, autorização ou permissão dos serviços de
      eletricidade, entre os quais se inclui a geração de energia elétrica, é de competência
      federal (União).

  Para a produção de eletricidade em uma usina térmica movida a biogás, tanto a
  municipalidade, como o terceiro, no caso de se fazer a concessão do direito de explorar os
  resíduos sólidos urbanos, podem organizar-se como autoprodutor, ou como produtor
  independente de energia.

  No caso do autoprodutor, a eletricidade gerada tem como finalidade atender, parcial ou
  totalmente, as necessidades de consumo do próprio produtor, podendo não obstante ser
  autorizada pela ANEEL a venda de eventuais excedentes de energia, na forma do inciso IV
  do art. 26 da Lei nº 9.427, de 26 de dezembro de 1996. Assim, caso a municipalidade explore
  diretamente, a produção de eletricidade destinar-se-á a suprir parcial ou totalmente suas
  necessidades de consumo, não sendo objeto de comercialização, exceto no que tange à
  existência de eventuais excedentes que, sob a autorização prévia da ANEEL, poderão ser
  comercializados. No caso de terceiros, a produção igualmente destinar-se-á a suprir suas
  necessidades de consumo e eventualmente pode ser comercializado o excedente de
  produção de energia sobre o consumo.

  No caso de produtor independente, a geração de eletricidade destina-se à finalidade de
  venda, seja no ACR - Ambiente de Contratação Regulada, seja no ACL - Ambiente de
  Contratação Livre.

  Tanto o autoprodutor como o produtor independente, que utilizam fonte térmica (exceto
  nuclear), deve solicitar autorização à ANEEL, no caso de potência superior a 5.000 kW (5
  MW), ou apenas comunicar à ANEEL, para registro, no caso de uma usina com capacidade
  reduzida (até 5.000 kW ou 5 MW), nos termos da Lei nº 9074/95 e observado o disposto na
  Resolução nº 390 de 15 de dezembro de 2009.



IV.    Potencial de Geração de Energia a partir da geração
       de Metano proveniente de Esgotamento Sanitário
  IV.1. Biogás Gerado pelo Tratamento de Esgoto
  Com os problemas associados à crise energética e ao aquecimento global, vários países têm
  investido montantes significativos em tecnologias e projetos para o aproveitamento do biogás


                                                                                                  ARCADIS Tetraplan 3
Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto),
                                       visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável



produzido em estações de tratamento de esgotos. Como recurso renovável, o uso do biogás
colabora com a não dependência de fonte de energia fóssil; aumenta a oferta e possibilita a
geração descentralizada de energia próxima aos centros de carga; promove economia no
processo de tratamento de esgoto, aumentando a viabilidade da implantação de serviços de
saneamento básico.

As empresas que utilizam o biogás proveniente do esgotamento sanitário podem adotar o
sistema de cogeração de energia com utilização dos gases de exaustão para aquecimento
dos digestores e do secador de lodo, aumentando a eficiência do processo com concomitante
redução de custos de instalação e possibilidade de comercialização do excedente de
eletricidade (CENBIO, 2001).

Nesse sentido, as tecnologias de digestão anaeróbia e de aproveitamento do biogás têm-se
revelado eficazes no tratamento e valorização de resíduos e na mitigação do efeito estufa,
evitando custos ambientais correspondentes ao uso de fontes convencionais de energia
elétrica.

Verifica-se, entretanto, que embora haja um potencial de aproveitamento decorrente do
volume elevado de esgotos gerados, principalmente nas metrópoles, são relativamente
poucos os projetos de aproveitamento do biogás em operação no Brasil e em vários países
do mundo, com destaque para os Estados Unidos, Canadá e alguns centros europeus. As
principais dificuldades encontradas dizem respeito à viabilidade técnica e econômica e aos
problemas operacionais do sistema, indicando que ainda há espaço para o aperfeiçoamento
tecnológico e o emprego dessa fonte de energia em escala regional.

O Brasil apresenta ainda dificuldades adicionais. A primeira dela condiz ao elevado déficit nos
serviços de saneamento básico, especialmente em relação à coleta e tratamento de esgotos
sanitários nas áreas urbanas, que hoje resulta em sérios problemas relacionados à
propagação de doenças de veiculação hídrica e à mortalidade infantil.

Outra dificuldade diz respeito aos equipamentos necessários, que apresentam custos
elevados por serem, em sua maioria, importados, requerendo ainda recursos para sua
manutenção. Dependendo da potência instalada na estação de tratamento de esgoto e do
volume de biogás gerado, o investimento torna-se muito elevado, podendo inviabilizar o
projeto.

O esforço voltado ao emprego de tecnologias de aproveitamento energético de efluentes
representaria também um estímulo à implantação de sistemas de tratamento de esgotos,
sobretudo nas zonas periféricas das cidades, com reflexos extremamente positivos em
termos sociais, ambientais e de saúde pública.

O aproveitamento energético do biogás promove a utilização ou reaproveitamento de
recursos renováveis; colabora com a não dependência de fonte de energia fóssil; aumenta a
oferta e possibilita a geração descentralizada de energia próxima aos centros de carga;
promove economia no processo de tratamento de esgoto, aumentando a viabilidade da
implantação de serviços de saneamento básico.

As empresas do setor podem adotar o sistema de cogeração de energia com utilização dos
gases de exaustão para aquecimento dos digestores e do secador de lodo, aumentando a


                                                                                                ARCADIS Tetraplan 4
Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto),
                                       visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável



 eficiência do processo, com concomitante redução de custos de instalação e possibilidade de
 comercialização do excedente de eletricidade (CENBIO, 2001).

 Nesse sentido, as tecnologias de digestão anaeróbia e de aproveitamento do biogás têm-se
 revelado eficazes no tratamento e valorização de resíduos e na mitigação do efeito estufa,
 evitando custos ambientais correspondentes ao uso de fontes convencionais de energia
 elétrica.

 Deste modo, a adoção do método de utilização do biogás no país deve ser precedida de
 estudos para obtenção de tecnologias aprimoradas, respaldadas em instrumentos jurídicos,
 institucionais e econômicos, possibilitando assim o surgimento de novos projetos eficazes no
 aproveitamento energético a partir de esgoto sanitário.



V.      Alternativas para Deposição de Resíduos Sólidos em
        Pequenos Municípios
 V.1.    Consórcios Públicos
 O estudo relata a situação atual da deposição de resíduos sólidos em pequenos municípios
 do Brasil e indica alternativas de sistemas de gestão integrados, visando à sustentabilidade
 ambiental e econômica, utilizando métodos capazes de transformar os passivos ambientais
 em benefícios para a sociedade e o meio ambiente.

 Aterros sanitários que atendem a pequenos municípios têm custo operacional unitário (por
 tonelada aterrada) elevado quando comparados àqueles que recebem grandes volumes de
 resíduos. Dessa forma, a composição de consórcios entre pequenos municípios é vantajosa e
 tende a viabilizar financeiramente a gestão de resíduos, visto que o compartilhamento reduz
 consideravelmente tanto os custos operacionais como os investimentos iniciais.

 O ganho de escala alcançado pela operação conjunta de aterros por meio de consórcios
 permite o aperfeiçoamento da capacidade técnica, gerencial e financeira, melhorando assim
 a prestação de serviços públicos. Entre as principais vantagens do aterro sanitário
 compartilhado estão (adaptado do Portal da Cidade de Londrina):

     Redução das áreas afetadas pelos aterros, dando assim solução solidária, compartilhada
     e regional ao problema;
     Racionalização do uso de máquinas e equipamentos para operação, garantindo
     economia de escala;
     Rateio dos custos de instalação e operação entre municípios;
     Viabilidade de adesão dos municípios que ainda depositam os resíduos em lixões,
     aperfeiçoando a gestão dos resíduos e melhorando a qualidade ambiental;
     Facilidade na obtenção de recursos e a universalização dos serviços;
     Viabilização econômica de se instalar um projeto de captura, queima e geração de
     energia elétrica, uma vez que quanto maior o volume de resíduos orgânicos depositados
     em um único aterro, maior a geração de gás metano, além de possibilitar a implantação
     de um projeto de MDL.


                                                                                                ARCADIS Tetraplan 5
Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto),
                                        visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável



  Para garantir o sucesso de um consórcio visando o compartilhamento de soluções a
  problemas comuns, sua definição deve ser exaustivamente discutida de forma a estabelecer
  as obrigações recíprocas entre os consorciados. Os consórcios públicos são uma forma de
  associação e de coordenação entre entes federativos para a gestão de serviços públicos de
  forma conjunta ou coordenada e tem natureza contratual. Como é baseado no exercício de
  competências comuns, pode ter cláusula de penalização por não cumprimento do
  estabelecido ou por prejuízos causados pela retirada do consórcio (IBAM 2007, p.24).

  A formação de consórcios públicos possibilita ainda o preenchimento de requisitos mínimos
  para garantir a viabilidade financeira de um projeto de recuperação e queima com
  aproveitamento energético do metano. Em conjunto, municípios pequenos podem: i) atingir o
  mínimo de 350 toneladas de resíduo por dia; ii) ter aterrado um mínimo de 500.000 toneladas
  com altura de carregamento não inferior a 20 metros (Estudos de Viabilidade Econômica de
  Projetos de Biogás em Aterros Sanitários - FRAL); e iii) manter a operação de acordo com as
  boas práticas de operação e manutenção.

  Assim, a formação de consórcios é positiva e deve ser incentivada. A união dos diversos
  recursos de municípios a partir da formação de consórcios públicos objetivando solução
  comum para reduzir, mitigar ou eliminar problemas de gestão de resíduos sólidos urbanos
  tem mostrado tendência eficiente e pode ser uma boa prática especialmente para municípios
  com populações inferiores a 100.000 habitantes.



VI.    Metodologia para Análise do Potencial de Geração de
       Energia Elétrica pelo Biogás de Disposição de
       Resíduos Sólidos
  VI.1. Seleção do Universo de Pesquisa
  De acordo com o IBGE, a estimativa da população brasileira para o ano de 2009 é de
  191.446.848     habitantes,    divididos  em     5.565   municípios    (IBGE,     2010 -
  http://www.ibge.gov.br/servidor_arquivos_est/). De acordo com a pesquisa Nacional de
  Saneamento Básico (PNSB), realizada pelo mesmo instituto em 2008, metade destes mais de
  cinco mil municípios destinam inadequadamente seus resíduos sólidos urbanos para
  vazadouros a céu aberto (lixões). A outra metade dos municípios brasileiros destina seus
  resíduos para locais com formas mais apropriadas de tratamento, sendo que 22% deles são
  qualificados como aterros controlados e 27% como aterros sanitários (PNSB, 2008).

  É importante mencionar que, mediante tal classificação, os aterros sanitários e os aterros
  controlados, representam o total de 32,2% e encontram-se técnica e operacionalmente em
  situação melhor. Portanto, são mais adequados para a implantação de projetos de geração
  de energia elétrica. Já os lixões terão de ser adaptados e transformados em aterros
  controlados.

  Os critérios adotados para seleção dos municípios a serem abrangidos neste estudo levaram
  em consideração dados populacionais, bem como a quantidade mínima de resíduos
  necessária para viabilizar empreendimentos de recuperação do biogás, para fins de geração
  energética, conforme detalhado abaixo:

                                                                                                 ARCADIS Tetraplan 6
Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto),
                                      visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável



    Municípios pertencentes a Regiões Metropolitanas ou Aglomerados Urbanos;
    População superior a 200 mil habitantes;
    Volume de resíduos suficiente para gerar, no mínimo, 300 kWh de energia;
    Potencial de produção de biogás por um período de dez a quinze anos.

Mediante adoção dos critérios supracitados, do total de 517 municípios brasileiros inseridos
em regiões metropolitanas (IBGE, 2010), 91 foram selecionados para participarem desta
pesquisa. O montante representa 79,51% do total da população presente nas regiões
metropolitanas que totaliza 88.939.853 habitantes. A população abrangida nos 91 municípios
corresponde a 70.713.151 habitantes.

Foram ainda incluídas algumas “exceções” que não atenderam os critérios de seleção pré-
estabelecidos, porém apresentam características ou peculiaridades relevantes para esta
pesquisa. Cabe mencionar que as “exceções” consideradas foram determinadas, também,
com base no conhecimento aprofundado dos especialistas participantes da equipe envolvida.
Desta forma foram incluídos dezoito municípios.

Quando considerada a população dos municípios mediante a linha de corte estabelecida
somada às “exceções” e à população dos municípios que enviam seus resíduos para os
locais supracitados, a pesquisa abrangeu uma população de 84.089.778 habitantes,
correspondente a 43,92% da população brasileira em 2009.

Após definição dos municípios, foi elaborado um questionário contendo informações
fundamentais para a estimativa do potencial de geração de energia elétrica em cada local de
disposição de resíduos, como por exemplo: ano de início e encerramento do local,
quantidade de resíduos depositada, gravimetria dos resíduos, temperatura e pluviosidade da
cidade, entre outros. Uma cópia desse questionário foi enviada aos responsáveis pelos locais
de disposição de cada um desses municípios, após contato por telefone ou pessoal, para ser
respondido.

Foram enviados 113 (cento e treze) questionários para os 109 municípios (91 municípios
obtidos após a linha de corte e 18 municípios considerados “exceções”). Esta disparidade se
deve ao fato de que alguns municípios contam com mais de um local de disposição de
resíduos. Cabe citar, como exemplo, a cidade de São Paulo, que atualmente deposita seus
resíduos em dois aterros e ainda conta com outros dois aterros que foram recentemente
desativados e todos possuem potencial de geração de energia elétrica.

Os questionários foram enviados primeiramente pelo correio e, na seqüência, por correio
eletrônico. Duas semanas após os envios, foi realizado contato telefônico para reiterar a
importância do preenchimento do questionário e a relevância do estudo. Após dois meses do
envio, obteve-se um retorno de 86 questionários.

É importante mencionar que os 86 questionários respondidos representam 56 locais de
disposição de resíduos. Esta diferença se deve ao fato de que alguns municípios são sede e
outros enviam seus resíduos para locais de disposição fora de sua área de jurisdição.

A representatividade obtida pelas respostas em relação à população abrangida (questionários
respondidos) mostrou-se significativa, totalizando 76,11% do total de questionários enviados.



                                                                                               ARCADIS Tetraplan 7
Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto),
                                              visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável



Tabela 1 - Resumo das principais informações da pesquisa

                                           População Brasil - 2009 (IBGE)
                                                       191.446.848
                                                População pesquisada
                                                        84.089.778
                    Relação entre a População brasileira x População abrangida pela
                                              pesquisa
                                                          43,92%
                        População dos municípios que responderam o questionário
                                                        73.098.326
                   Relação entre população abrangida pela pesquisa x população dos
                             municípios que responderam o questionário
                                                     86,93%
                                       Total de Municípios brasileiros 2009
                                                  5.565
                             Municípios abrangidos após corte (RM + Exceções)
                                                      109
                                      Quantidade de questionários enviados
                                                     113
                                   Municípios que responderam questionário
                                                    86
                           Porcentagem entre questionários enviados e recebidos
                                                          76,11%


VI.2. Visitas Técnicas
Para realização deste estudo considerou-se importante e estratégico a realização de algumas
visitas técnicas em locais de disposição de resíduos, frente às diferentes características
regionais, políticas, geográficas, ambientais e sociais dos municípios brasileiros. Esta
abordagem permitiu um conhecimento técnico aprofundado, de alguns lixões, aterros
sanitários ou controlados. Desta forma foram definidos onze locais a serem visitados1.

A seleção dos locais onde seriam realizadas as visitas técnicas levou em consideração os
seguintes critérios:

     Abrangência nas cinco regiões brasileiras: Norte, Nordeste, Sul, Sudeste e Centro-
     Oeste;
     Aterros com características ou peculiaridades distintas, consideradas relevantes para
     esta pesquisa, conforme conhecimento aprofundado da equipe envolvida neste projeto;


1
  As visitas técnicas foram realizadas nas cinco regiões do País, a saber: 1) Amazonas, Aterro Controlado de Manaus; 2)
Pernambuco, CTR Candeias em Recife; 3) Rio Grande do Norte, Aterro Sanitário Braseco em Natal; 4) Goiás, Aterro Sanitário
de Goiânia; 5) Distrito Federal, Lixão Jóquei em Brasília; 6) São Paulo, Aterro Sanitário Bandeirantes, na cidade de São Paulo;
7) Rio de Janeiro, Aterro Controla de Jardim Gramacho, na cidade do Rio de Janeiro; 8) Minas Gerais, CTR Macaúbas em Belo
Horizonte; 9) Espírito Santo, Aterro Sanitário Marca Ambiental em Cariacica; 10) Paraná, Aterro Sanitário Caximba em Curitiba;
e 11) Santa Catarina, Centro de Gerenciamento de Resíduos de Tijuquinhas em Biguaçu.



                                                                                                         ARCADIS Tetraplan 8
Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto),
                                         visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável



       Diferentes formas de disposição: Aterro Sanitário, Aterro Controlado e Lixão;
       Projetos registrados na ONU para fins de obtenção e venda de créditos de carbono.


   VI.3. Método adotado para cálculo do potencial de geração de biogás
   Dentre diversas metodologias disponíveis para estimar a produção de biogás nas áreas de
   disposição de resíduos, incluindo lixões, aterros controlados e os aterros sanitários, a
   metodologia adotada neste estudo foi ACM0001, nomeada “Consolidated Baseline
   Methodology for Landfill Gás Project Activities” da United Nations Framework Convention on
   Climate Change - UNFCCC (Convenção Quadro das Nações Unidas sobre Mudança
   Climática), baseada na sua última revisão nº 11, ocorrida em 28/05/2009.

   Cabe mencionar que esta Metodologia também pode ser utilizada para calcular a quantidade
   de créditos de carbono associada a cada projeto. Foi aprovada e consolidada para o cálculo
   da linha de base de projetos em aterros no âmbito do MDL - Mecanismo de Desenvolvimento
   Limpo.

   Este modelo inclui diversas variáveis considerando as especificidades de cada aterro, como
   por exemplo, a classificação dos resíduos, a taxa de degradação por diferentes frações de
   carbono orgânico degradável, entre outras. O modelo calcula a produção de metano com
   base na quantidade de resíduos depositados em uma série histórica, começando com o
   primeiro ano após o início das atividades do projeto até o último ano do projeto.

   Para os locais de disposição de resíduos que irão receber lixo nos próximos anos e que não
   informaram as devidas quantidades anuais a serem depositadas, foi necessária uma projeção
   destes dados por meio do método de mínimos quadrados, através de análises de correlação
   e seus coeficientes (R2), objetivando o conservadorismo na estimativa. O método aplicado
   neste estudo possibilita a utilização de uma modelagem matemática que infere resultados
   mais conservadores e próximos da realidade dos locais de disposição de resíduos. Isto
   ocorre devido à complexidade das variáveis necessárias para realizar os cálculos.



VII.    Potencial de Geração de Energia a partir da geração
        de Metano proveniente da Disposição de Resíduos
        Sólidos
   VII.1. Resultados da Pesquisa
   Dos locais de disposição de resíduos interpelados, a maioria classifica-se como aterro
   sanitário (71%). Já uma quinta parte (20%) classifica-se como aterro controlado e o restante,
   9%, como vazadouros a céu aberto - lixões.

   Destaca-se, entretanto, que as características de funcionamento informadas por alguns dos
   participantes como sendo de aterros controlados os remetem a lixões por, entre outros, não
   deterem impermeabilização inferior ou contarem com a presença de catadores individuais.
   Dado a tendência indicada de se utilizar a nomenclatura de aterro controlado como forma de
   "disfarce" de condições de recepção e tratamento dos resíduos típicos de vazadouros a céu
   aberto, recomenda-se interpretar tal qualificação nos resultados de maneira conservadora.

                                                                                                  ARCADIS Tetraplan 9
Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto),
                                       visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável



A situação apresentada pelos municípios selecionados pela atual pesquisa destoa da
situação encontrada pelas Pesquisas Nacionais de Saneamento Básico - PNSB realizadas
pelo IBGE nos anos de 1989, 2000 e 2008. Mesmo com a clara tendência de melhora
observada, pouco mais da metade do destino dos resíduos no país (PNSB 2008) são
inadequados.

Gráfico 1 - Potencial energético dos 56 locais pesquisados




A discrepância entre os dados das Pesquisas Nacionais (IBGE) e da pesquisa atual não
indica necessariamente uma melhora no tratamento dos resíduos, mas sim a diferença na
abrangência das populações pesquisadas. Os critérios de seleção da pesquisa atual, ao
almejar agregar municípios com potencial de geração de energia elétrica a partir de biogás,
não consideram pequenos municípios com menores condições de investimento em
saneamento.

As regiões metropolitanas selecionadas, por deter um número expressivo de habitantes,
detêm as maiores capacidades de investimento em saneamento e maior necessidade dos
mesmos, visto a maior densidade populacional. Ademais, cidades menores, via de regra,
geram quantidades menores de resíduos por habitante que aglomerados urbanos, ao mesmo
tempo em que dispõem de áreas maiores para alocação da destinação de resíduos.

     VII.1.1.    Resultados da pesquisa
Os resultados da pesquisa realizada são na Tabela 2 abaixo sumarizados.

Tabela 2 - Resultados sumarizados da pesquisa

          Licenciamento Ambiental                                                Vida Útil

 Em dia: 71%; Não possui*: 23%; Não informou:
                     5%                                               Média e mediana: 22 anos
       * 3 locais mantém TACs assinados
      Volume de Resíduos Depositados                                           Gravimetria

                                                        Resíduos orgânicos: 49%; Industriais, hospitalar e
 24,9 milhões de toneladas em 2009; média por
                                                          outros: 31%; Celulose, papel e cartão: 12%;
      local de 470 mil toneladas em 2009
                                                           Podas, parques e jardins: 5%; Têxteis: 3%


                                                                                              ARCADIS Tetraplan 10
Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto),
                                        visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável



            Presença de Catadores                                       Tratamento Alternativo

                                                         Não possui: 59%; Coleta seletiva e/ou reciclagem:
  Não possui: 70%; Catadores individuais: 11%;
                                                           20%; Compostagem: 5%; Coleta seletiva e/ou
 Catadores em cooperativa: 9%; Individuais e em
                                                         reciclagem e compostagem: 9%; Não inforrmado:
      cooperativa: 5%; Não informado: 5%
                                                                               5%
        Área dos Locais de Disposição                     Projetos de Recuperação e Queima do Biogás

                                                            Não detém projetos: 30 locais (dos quais 24
                                                         realizam queima passiva do gás em PDR); Detém
  Área média: 493 mil m2; Mediana: 320 mil m2
                                                          projetos: 26 locais (dos quais 19 são registrados
                                                                               na ONU)
                 Vazão de Biogás                                        Tratamento de Chorume
                            3
  Média: 46,8 milhões de m /ano; Mediana: 40
                           3                                 Interno: 41%; Externo: 36%; Nenhum: 23%
              milhões de m /ano


VII.2. Potencial de Geração de Energia Elétrica pelo Biogás
Após a coleta, compilação e análise dos dados dos 56 locais de disposição pesquisados,
aplicou-se a metodologia ACM0001 para o cálculo do potencial energético a partir do biogás
como combustível renovável. Para se calcular o potencial de geração do biogás, usado como
combustível nos motores ciclo Otto para geração de energia elétrica considerou-se para cada
local: a área utilizada para a disposição de resíduos; a quantidade deles já depositados; a
vida útil restante ao local; a composição gravimétrica dos resíduos; a vazão de chorume; a
tecnologia empregada na drenagem; a presença de sucção de gás; e dados como
temperatura e condições climáticas regionais.

Calculou-se prospectivamente a curva de vazão do biogás para dez anos, de 2010 até 2020,
conforme demonstrado na Tabela 3 abaixo. Os potenciais estimados individualmente, quando
agregados, somam 311 MW de "potência instalada" em biogás gerado pela decomposição
dos resíduos sólidos municipais, que poderia abastecer uma população de 5,6 milhões de
habitantes e equivale a praticamente a cidade do Rio de Janeiro. Tal potência representa a
abundância do combustível biogás, renovável e subproduto do modo de vida atual.

Tabela 3 - Potencial energético dos 56 locais pesquisados

          Ano                           MW                   Biogás (Nm3/ano)                    tCO2e/ano

          2010                          311                      1.615.210.744                   12.156.722

          2011                          313                      1.624.743.810                   12.228.472

          2012                          312                      1.618.907.269                   12.184.544

          2013                          297                      1.539.201.300                   11.584.645

          2014                          288                      1.494.975.326                   11.251.782

          2015                          278                      1.441.894.232                   10.852.273



                                                                                               ARCADIS Tetraplan 11
Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto),
                                             visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável




             Ano                             MW                    Biogás (Nm3/ano)                   tCO2e/ano

             2016                            271                      1.404.535.435                   10.571.095

             2017                            265                      1.370.708.392                   10.316.500

             2018                            262                      1.355.885.500                   10.204.937

             2019                            261                      1.351.118.538                   10.169.059

             2020                            258                      1.322.321.457                    9.952.320



A utilização do biogás como combustível para geração de energia elétrica não apenas
aproveita de forma sustentável este subproduto da disposição dos resíduos sólidos, como
também evita que o gás metano nele contido seja emitido para a atmosfera. Como o metano
tem potencial 21 vezes maior que o CO2 para aumento do efeito estufa, a queima do biogás
na produção de energia gera emissões evitadas deste gás. A quantidade de carbono
equivalente que potencialmente seria impedido de alcançar a atmosfera da Terra, assim,
equivale a 12 milhões de toneladas no primeiro ano de geração de energia por meio da
recuperação e utilização do biogás. Em 2020 as emissões evitadas quase totalizam 10
milhões de CO2 equivalente. Ao longo do período estudado de 11 anos a soma, de 121
milhões de toneladas, demonstra a expressiva redução potencial de gases de efeito estufa.

Tais emissões evitadas podem ser credenciadas para a geração de créditos de carbono, que
são títulos comercializados em mercado. Os créditos de carbono representam uma segunda
fonte de receita para os aterros que geram energia por meio do biogás, complementando
assim a receita oriunda da geração e comercialização da energia elétrica.

Não obstante o contexto exposto, as simulações realizadas pelo estudo demonstram de
forma insofismável a viabilidade econômica positiva que projetos de geração de créditos
comercializáveis de carbono para lixões detêm2. Eis que a instalação de sistemas de
drenagem, captação e queima do biogás em flares motiva a execução de diversas das
melhorias ambientais e sociais passíveis de serem realizadas em lixões. As receitas oriundas
da venda dos créditos de carbono representam o pagamento pelos gases de efeito estufa
que deixaram de ser emitidos pela queima do metano em flare.


VII.3. Modelagem de Viabilidade Econômica
A fim de nortear e permitir que, de forma clara, sejam explicadas as variáveis que requerem
atenção por parte dos setores público e privado quando da discussão em torno da produção
de energia elétrica de empreendimentos de aproveitamento de gás em locais de disposição
de resíduos sólidos urbanos, notadamente aterros sanitários e vazadouros a céu aberto


2
   Muitos dos locais estudados atingirão o fim de suas vidas úteis dentro do período da projeção realizada. Para se obter a
medida do potencial das regiões metropolitanas estudadas sem o viés decrescente por conta do encerramento dos aterros e
lixões adotou-se uma metodologia de estimação que parte do pressuposto de que a geração de resíduos é linear e contínua a
partir dos dados históricos de disposição levantados pela pesquisa. É estimado que essa geração crescente de resíduos
encontre locais de disposição correspondentes, independente das dificuldades inerentes ao processo de licenciamento etc.
Ademais, como a legislação ambiental tende a ser mais criteriosa na concessão de licenças para novos aterros, assumiu-se que
os novos locais serão aterros sanitários.



                                                                                                     ARCADIS Tetraplan 12
Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto),
                                     visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável



(lixões), realizou-se complexa modelagem econômica para cálculo da viabilidade de tais
projetos.

Detalha-se a seguir a modelagem adotada para cálculos de viabilidade, que inicia-se com o
levantamento dos investimentos necessários para o projeto. O segundo passo é o
levantamento das receitas prospectivas, oriundas tanto da venda da energia elétrica como
dos créditos de carbono. Por fim, foram levantados os custos e despesas operacionais, que
incorrem ao longo do período simulado, incluindo aqueles com o financiamento dos
investimentos iniciais e os impostos gerados.

Particulares à modelagem da viabilidade econômica para o uso do biogás, os seguintes
importantes aspectos foram considerados:

   O intervalo temporal modelado, por ser tratado sob a ótica de mercado, foi considerado
   como de dez anos (de 2010 a 2020). Tal premissa se apóia em dois fatos: a) como
   compete aos municípios a responsabilidade pelos locais de disposição e os instrumentos
   jurídicos para a contratação de um empreendimento dessa natureza são a concessão ou
   contrato de prestação de serviços, ambos respeitam características de longo prazo . E
   por fim: b) o investimento inicial é de montante significativo, o que remete a prazos
   relativamente longos para plena amortização e, assim, atração de capital privado. A
   geração de biogás de um local de disposição não necessariamente encerra-se em dez
   anos, bem como as máquinas de geração de energia elétrica não são integralmente
   depreciadas nesse intervalo de tempo. Não obstante, sob a ótica de mercado adotada o
   prazo de concessão ou contratação de dez anos permite um horizonte compatível com o
   estabelecimento de linha de corte conservadora e factível para obtenção dos
   financiamentos.
   É assumida a comercialização dos créditos de carbono em todas as etapas da análise,
   desde o investimento em seu projeto, passando pela apropriação de receitas de sua
   venda, até a dedução de seus custos operacionais. Tal assunção se mostra coerente
   uma vez que os investimentos para certificação de créditos de carbono são marginais aos
   necessários para geração de energia elétrica. Isto é, os custos para geração de energia
   elétrica embutem integralmente os custos que se fariam necessários para certificação de
   créditos de carbono. Importante notar que os créditos de carbono adentram na
   modelagem de forma paralela à venda de energia elétrica, pois são complementares: o
   mesmo biogás gera ambas as receitas.
   A modelagem ora apresentada foi realizada a partir de dados reais de projetos que
   atualmente encontram-se em operação e que vivenciam na prática situações quer sejam
   econômicas, financeiras, técnicas, ambientais e operacionais que, de certa forma,
   agregam novos conceitos e parâmetros que podem ser aplicados em projetos futuros.
   Outrossim, cabe citar que embora A análise de viabilidade se fez sob a ótica de um
   investimento privado, isso é, com valores correntes de mercado, onde as receitas
   amortizam o investimento inicial, fazem frente ao fluxo de custos e despesas e por fim
   resultam em caixa livre.

     VII.3.1.   Investimentos
Seguindo modelagem de viabilidade econômica padrão, o primeiro passo se dá pelo
levantamento do investimento, e são diversos os necessários pois englobam as etapas
necessárias desde a captação do gás nos maciços de resíduos até a venda da energia

                                                                                            ARCADIS Tetraplan 13
Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto),
                                             visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável



elétrica por meio de sua transmissão. A particularidade de tais investimentos é que o custo da
matéria prima (o gás) está embutido no próprio custo de investimento, contrário a um sistema
de produção padrão onde este é variável e incorrido juntamente com o processo produtivo3.

O sistema necessário para comercialização de energia elétrica e dos créditos de carbono
pode ser dividido nas cinco etapas abaixo pontuadas:

     Sistema de drenagem: instalação do sistema de drenagem nos lixões é relativo à
     perfuração dos furos e à instalação dos poços de drenagem vertical no maciço de
     resíduos. Considerou-se uma profundidade média de 25 metros e um espaçamento entre
     drenos de 25 metros.
     Captação, bombeamento ou sucção, tratamento e queima: foram considerados os
     seguintes itens, precificados a mercado: i) licenciamento e alvarás; ii) projeto executivo;
     iii) obras civis; iv) sistema de tubulações; v) adaptação de poços de captação; vi) sistema
     de automação e controle; vii) tubulações de água gelada e cargas iniciais de glicol; viii)
     trocadores de calor; ix) medidores de vazão tipo pitot (principal e secundários); x)
     tubulações de aço carbono; xi) instrumentos de medição de pressão e temperatura; xii)
     chiller; e os xiii) os queimadores.
     Geração de energia elétrica: foram considerados os valores de mercado dos seguintes
     itens: i) construção civil, galpões ou containers para acondicionamento dos motores
     (incluindo projeto executivo e gerenciamento); ii) motogeradores; iii) painéis de proteção e
     controle (sincronização com a rede); iv) painéis auxiliares; v) sistemas de gerenciamento
     e supervisão dos motores, ventilação e exaustão de ar; vi) sistema de refrigeração da
     água dos motores; vii) sistema de abastecimento e filtragem de óleo; viii) transformadores
     auxiliares; e ix) seccionadoras para a conexão com a rede.
     Transformação e transmissão: Os investimentos em transformação e transmissão de
     energia elétrica consideram, a preços de mercado: i) a implantação de redes de
     distribuição e transmissão; ii) seccionadoras; iii) transformadores; iv) medidores de
     energia elétrica; e v) sistema de tele proteção. Modelou-se a extensão da linha de
     transmissão como sendo proporcional à capacidade da usina. Isso é, quanto maior o
     potencial de geração do local de disposição, mais afastado dos centros de distribuição ou
     de conexão final este tende a estar, demandando linhas mais longas e, portanto, mais
     custosas.
     Projeto de créditos de carbono: Os investimentos relacionados à certificação de
     créditos de carbono, quando considerados juntamente com a modelagem de geração de
     energia elétrica por meio do biogás, se resumem aos custos de elaboração, trâmite e
     aprovação de projeto junto à ONU no âmbito do MDL. O investimento considerado para
     elaboração do DCP para projetos com as características tratadas pode chegar ao
     montante de 200 mil dólares, conforme citado no relatório do Banco Mundial. Esse é o
     valor considerado pela modelagem.




3
  Como exemplo, uma termelétrica a carvão vegetal pode comprar menores ou maiores quantidades de carvão (até o limite de
sua capacidade instalada) para suprir respectivamente uma menor ou maior demanda de energia elétrica. Esse custo é incorrido
quando da necessidade do combustível e ao longo da vida útil da usina. Já no caso do biogás, há necessidade de se realizar
larga soma de investimentos para a captação da matéria prima nos maciços de resíduos. Uma vez realizados, tais investimentos
são amortizados ao longo da operação, cujas despesas e custos operacionais são relativamente baixos.



                                                                                                     ARCADIS Tetraplan 14
Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto),
                                       visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável



Há uma significativa diferença entre locais de disposição classificados como aterros sanitários
e os classificados como vazadouros a céu aberto (lixões). Os aterros sanitários operam sob
as normas da NBR 8419/1984 e detêm obrigatoriamente, como premissa de sua própria
classificação, mecanismos de drenagem de chorume e de biogás.

     VII.3.1.    Receitas
A apropriação de receitas contempladas na modelagem condiz com a somatória da
comercialização de energia elétrica com a comercialização dos créditos de carbono. Tomou-
se como base primária a produção do biogás, que é o combustível para ambas.

    Comercialização de Energia Elétrica: como foi considerada a comercialização da
    energia elétrica sob a configuração de produtor independente, o local de disposição de
    resíduos que passa a vender energia pode optar por fazê-lo no mercado regulado (ARL)
    ou no mercado livre (ACL). Para fins da presente modelagem foi considerada venda
    rateada em 50% para cada tipo de mercado (Livre e Regulado). Foram utilizadas tarifas
    estimadas de R$ 145,00 por MWh no Mercado Regulado (correspondente à média dos
    últimos 3 leilões de energia elétrica) e de R$ 230,00 por MWh no Mercado Livre
    (correspondente à média de preços praticados em contratos de médio prazo). Adotou-se
    ademais um coeficiente redutor das receitas oriundas da venda de energia elétrica da
    ordem de 8% que contempla as paradas necessárias para a realização de manutenção
    dos equipamentos e motores, bem como outros imprevistos operativos tais na operação
    do sistema de transmissão de energia elétrica.
    Comercialização de créditos de carbono: as receitas foram estimadas com base na
    premissa de comercialização no âmbito do Mecanismo de Desenvolvimento Limpo
    (MDL), previstos no Protocolo de Quioto, que passou a vigorar em 2005, pelo preço de 10
    euros por tCO2e ao longo de todo o período de simulação (dez anos). Não foram
    contemplados reajustes nesse valor devido à impossibilidade de se modelar as variações
    na taxa de câmbio entre o real e o euro ao longo do período. O valor da receita em
    moeda estrangeira, portanto, permanece constante para acomodar tal incerteza de forma
    conservadora. Optou-se por não considerar a eventual partilha de receita com os
    municípios nos cálculos de viabilidade econômica.

     VII.3.2.    Custos Operacionais e Financeiros
O último item da modelagem é a consideração dos custos operacionais e financeiros, que
incorrem paralelamente à apropriação das receitas ao longo dos dez anos analisados.

    Custos operacionais: foram considerados os serviços na rede de captação, na estação
    de sucção e queima, no sistema de tratamento de biogás, na geração e na transmissão
    de energia elétrica. Incluem mão-de-obra (impostos de contratação e custos trabalhistas),
    gerenciamento administrativo, recursos humanos e contábeis.
    Custos de energia de back-up: optou-se por não se considerar eventuais custos com a
    compra de energia de back-up devido à imprevisibilidade com a qual ocorrem e a
    dificuldade de se modelar preço spot de energia, pelo qual a energia de back-up é
    adquirida.
    Custos com créditos de carbono: como os custos operacionais de viabilização da
    certificação dos CERs já são incorridos integralmente pela operação da usina
    termelétrica, assumiu-se como forma simplificadora que o custo atrelado aos créditos de

                                                                                              ARCADIS Tetraplan 15
Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto),
                                      visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável



   carbono com a etapa de verificação junto à entidade operacional designada e a
   contratação de consultoria responsável pela elaboração dos relatórios de monitoramento
   e seus respectivos acompanhamentos junto ao Comitê Executivo da UNFCCC. Estes
   custos são da ordem de 70 mil dólares anuais. Adicionalmente, os projetos de créditos de
   carbono deverão realizar a retenção de 2% de seus proventos para o próprio mecanismo.
   Custos com financiamento: por ser realizada sob a ótica de mercado, considerou como
   premissa que todo o investimento é financiado à taxa de mercado e amortizado ao longo
   dos dez anos de análise. Utilizou-se a taxa de juros básica da economia como parâmetro
   para o custo do capital a ser investido - a taxa Selic determinada pelo Banco Central do
   Brasil, atualmente em 10,75% ao ano. Ainda sob a ótica de mercado, as seguintes taxas
   de câmbios foram consideradas para as conversões de custos e receitas em moeda
   estrangeira: R$ 1,75 para o dólar e R$ 2,40 para o euro.
   Custos com impostos: o comércio da energia elétrica gerada é tributado normalmente,
   a saber: ICMS de 12,33%, IRPJ de 15%, PIS e COFINS de 9,25% e CSLL de 9%.
   Desconsiderou-se a cobrança do TUSD/TUST uma vez que estes podem ser abonados
   pela Aneel (Agência Nacional de Energia Elétrica) por se tratar de fonte energética
   alternativa.


VII.4. Análise de Viabilidade Econômica para os Locais Pesquisados

     VII.4.1.   Resultados agregados dos 56 locais
Seguindo os parâmetros e métodos estabelecidos pela modelagem acima descrita, tornou-se
possível agregar todas as informações obtidas quanto ao potencial energético de cada um
dos 56 locais de depósito pesquisados para se realizar os cálculos de viabilidade econômica
individuais. Revelaram-se assim os custos, receitas e despesas de cada projeto. A Tabela 7.3
abaixo traz os resultados, agregados e médios, da modelagem realizada.

Nota-se que dos 56 locais pesquisados, 4 possuem unidades de geração de energia elétrica
e apropriação dos créditos de carbono operando. Assim sendo, estes aterros foram
considerados como exceção à análise de viabilidade e encontram-se devidamente subtraídos
das simulações subseqüentes.

A potência que pode ser instalada caso fossem considerados os 52 locais contemplados sob
um grande projeto de geração de energia elétrica, totaliza 286 MW. Essa quantidade de
energia elétrica é, segundo os padrões de consumo da Empresa de Pesquisa Energética,
(EPE, 2007), suficiente para abastecer quase um milhão de habitantes.

Os investimentos necessários para o aproveitamento de tal potencial de energia elétrica,
juntamente com os investimentos necessários para a elaboração dos projetos de certificação
das reduções de emissões de gases de efeito estufa, montam em R$ 808 milhões. Assim,
evitar-se-ia a emissão de 88,8 milhões de toneladas de CO2 equivalentes. O custo médio do
megawatt de potência resultante é de R$ 323. O indicador-resumo da viabilidade econômica -
o valor presente líquido, somatório do fluxo de caixa descontado - dos 52 locais agregados é
de expressivos e positivos R$ 205 milhões.




                                                                                             ARCADIS Tetraplan 16
Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto),
                                              visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável



Tabela 4 - Indicadores de viabilidade agregada

Indicadores da viabilidade econômica para                       Agregada para os 52                 Média por local de
        os 52 locais de disposição                              locais de disposição                  disposição*

Toneladas de CO2 equivalente (mil)                                     88.830,72                           1.708,28
Potencial de geração (MW)                                                  286                                5,50
Valor do investimento (R$ MM)                                            808,10                              15,54
Custo do investimento (R$/MW)                                                              322.55
Custo operacional (R$ MM)                                               2.663,45                             51,22
Custo financeiro (R$ MM)                                                 477,79                               9,19
Receita bruta (R$ MM)                                                   7.397,37                            142,26
Lucro líquido (R$ MM)                                                   1.794,80                             34,52
Impostos gerados (R$ MM)                                                1.653,23                             31,79
Valor presente líquido (R$ MM)                                           205,16                               3,95
* A terceira coluna, "Média por local de disposição", traz o valor agregado, apresentado na coluna do meio, dividido pela
quantidade de locais considerados, 52 (56 pesquisados menos os 4 que já produzem energia elétrica).


Independentemente da viabilidade econômica da instalação de usinas de geração de energia
elétrica em locais de disposição de resíduos, torna-se ilustrativo dimensionar os valores
econômicos envolvidos. Ao financiamento do investimento agregado de R$ 808 milhões seria
remunerado um total de R$ 478 milhões em juros (custo financeiro) ao longo dos dez anos
simulados. Os 52 empreendimentos necessitariam de R$ 2,66 bilhões para fazer frente aos
seus custos e despesas operacionais, varáveis e fixos, oriundos da geração de energia
elétrica e dos créditos de carbono. A receita bruta agregada ao longo do período simulado, de
dez anos, resulta no expressivo volume de R$ 7,40 bilhões de riquezas geradas. Destes, R$
1,79 bilhão apropria-se como lucros líquidos e outro expressivo R$ 1,65 bilhão como
impostos, taxas e contribuições de diversas naturezas, como pode ser observado na Tabela 4
acima.

A viabilidade financeira positiva agregada desse conjunto de locais de disposição, alguns
deles inclusive com suas atividades de recepção de resíduos encerradas, demonstra que o
biogás pode ser economicamente aproveitado como combustível para: i) a geração de
energia elétrica renovável, evitando-se a implantação de outras fontes geradoras
potencialmente mais poluentes; e ii) a apropriação de créditos de carbono, mitigando o efeito
nocivo das mudanças climáticas.

       VII.4.2.        Resultados agregados pelas cinco regiões do País
Seguem abaixo os resultados demonstrados no subitem acima, porém agregados de forma
regional. Torna-se possível, assim, obter uma leitura dos resultados das simulações para os
mesmos 52 locais de disposição de forma a destacar as diferenças existentes entre as cinco
regiões do país, possibilitando o aprimoramento de eventuais políticas públicas relacionadas
às especificidades destes.

O Gráfico 2 abaixo ilustra a comparação do custo de implementação do aproveitamento
energético em reais por megawatt (R$/MW) no eixo esquerdo com o resultado da viabilidade


                                                                                                          ARCADIS Tetraplan 17
Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto),
                                       visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável



econômica média por local de disposição, representado pelo valor presente líquido em
milhões de reais, no eixo direito. Já no eixo horizontal encontram-se as cinco regiões do País.

Gráfico 2 - Investimento em R$/MW por regiões do país (eixo esquerdo) e o valor presente
líquido médio em R$ MM (eixo direito)




Cabe mencionar que diversos locais foram interpelados pela pesquisa, que cobriu as cinco
regiões do país de forma proporcional às regiões metropolitanas que apresentavam um
mínimo de 200 mil habitantes. De diversas regiões, entretanto, obtiveram-se respostas de
poucos locais, notadamente das regiões Norte e Centro-oeste, com 3 locais cada. Embora
significativos em termos de população representada na pesquisa, os dados agregados para
estas regiões são suscetíveis às particularidades destes locais, demandando cautela em sua
interpretação.

A região Norte detém três locais de disposição de resíduos que responderam à pesquisa e,
logo, estão considerados. Entre estes o potencial energético é de 13 MW ao custo R$ 30,5
milhões. O investimento, tendo como receitas a comercialização da energia elétrica produzida
e dos créditos de carbono gerados, consegue se pagar em apenas 3 anos, ao custo por MW
de R$ 268, o menor de todas as regiões. Ao final do período de simulação os projetos
retornam o equivalente em valores presentes à quase R$ 24 milhões, ou seja, praticamente
R$ 8 milhões por local. Adicionalmente, tais empreendimentos gerariam a redução da
emissão de mais de quatro milhões de toneladas de CO2 equivalente.

Para a região Nordeste, quando agrega-se os 13 locais da região considerados, necessita-se
de R$ 175 milhões em investimentos como forma de aproveitar a capacidade de gerar 60
MW. O custo, da ordem de R$ 333 por MW, gera também créditos de carbono equivalentes a
17,9 milhões de toneladas. Atualmente, apenas dois locais da região detêm projetos de
recuperação e queima do biogás. Não obstante, o investimento agregado retorna em valores
presentes um resultado de quase R$ 19 milhões. O investimento na região seria inteiramente
pago em 6 anos.

Os 10 MW de potencial de geração possíveis de serem instalados na região Centro-oeste
custariam cerca de R$ 35 milhões, ou R$ 11,6 milhões para cada um dos três locais de
disposição pesquisados da região. O custo por MW de tal energia elétrica provou ser o mais
alto de todas as regiões, da ordem de R$ 398. Ademais, tal investimento não consegue ser
retornado dentro do prazo simulado, de dez anos, sendo que o cálculo do valor presente


                                                                                              ARCADIS Tetraplan 18
Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto),
                                              visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável



líquido é negativo em aproximadamente R$ 13 milhões. Reforça-se que, por considerar 3
locais de disposição de resíduos como representantes da região, os dados agregados
tornam-se suscetíveis à particularidades destes.

A Tabela 5 abaixo reproduz os dados citados, sendo que as segundas-linhas dos indicadores
da viabilidade trazem a média por local de disposição.

Tabela 5 - Indicadores de viabilidade econômica por região

   Indicadores da viabilidade                                                  Centro-
                                              Norte          Nordeste                          Sudeste             Sul
          econômica*                                                            Oeste

Quantidade de locais por região                  3               13                3               26               11

Toneladas de CO2          agregado**         4.186,55        17.869,44        2.980,75        54.073,92         9.720,05
equivalente (mil)           médio***         1.395,52        1.374,57          993,58          2.457,91          883,64

Potencial de               agregado             13               60               10              170               33
Geração (MW)                 médio             4,33             4,62             3,33             7,73            3,00
Valor do                   agregado           30,52            175,02           34,83           472,78            94,95
investimento
(R$ MM)                      médio            10,17            13,46            11,61            21,49            8,63
Custo do investimento
                                              267,98           332,99          397,63           317,47           328,44
(R$/MW)****

Custo operacional          agregado           123,16           558,13           78,81          1.598,11          305,24
(R$ MM)                      médio            41,05            42,93            26,27            72,64            27,75

Custo financeiro           agregado           18,04            103,48           20,59           279,53            56,14
(R$ MM)                      médio             6,01             7,96             6,86            12,71            5,10

Receita bruta              agregado           336,56         1.542,14          193,05          4.512,07          813,55
(R$ MM)                      médio            112,19           118,63           64,35           205,09            73,96

Lucro líquido              agregado           87,67            357,97           26,61          1.137,95          184,59
(R$ MM)                      médio            29,22            27,54             8,87            51,73            16,78

Impostos gerados           agregado           77,17            347,53           32,20          1.023,70          172,63
(R$ MM)                      médio            25,72            26,73            10,73            46,53            15,69

Valor presente             agregado           23,86            18,87           (12,97)          165,16            10,24
líquido (R$ MM)              médio             7,95             1,45            (4,32)            7,51            0,93
* Importante notar que, tal como as demais análises realizadas pela modelagem, estas obedecem restritamente aos parâmetros
adotados e descritos, tais como prazo de análise de 10 anos.
** Os valores agregados representam todos os locais de disposição estudados em cada região, tal como descrito na segunda
linha da tabela.
*** Os valores médios são resultantes da divisão dos valores agregados pela quantidade de locais de disposição estudados em
cada região, tal como descrito na segunda linha da tabela.
**** O custo do investimento energético, representado pelo índice padrão de comparação entre fontes diversas de energia
elétrica, R$/MW, é relativizado nas conclusões.


A maior potência de geração de energia elétrica encontra-se na região Sudeste, que dispõe
de 170 MW de potencial energético para ser gerado pelo biogás - não menos por esta região
deter as maiores concentrações populacionais e consequentemente o maior número de

                                                                                                        ARCADIS Tetraplan 19
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  • 1. Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto), visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável
  • 2. Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto), visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável Produto 6 – Resumo Executivo Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto), visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável Programa das Nações Unidas para o Desenvolvimento - PNUD Ministério do Meio Ambiente - MMA
  • 3. Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto), visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável Índice I. Introdução ......................................................................................1 II. Objetivo ..........................................................................................2 III. Geração de energia elétrica a partir de biogás ..........................2 IV. Potencial de Geração de Energia a partir da geração de Metano proveniente de Esgotamento Sanitário.......................................................3 IV.1. Biogás Gerado pelo Tratamento de Esgoto ...................................3 V. Alternativas para Deposição de Resíduos Sólidos em Pequenos Municípios....................................................................................5 V.1. Consórcios Públicos........................................................................5 VI. Metodologia para Análise do Potencial de Geração de Energia Elétrica pelo Biogás de Disposição de Resíduos Sólidos ........................6 VI.1. Seleção do Universo de Pesquisa ..................................................6 VI.2. Visitas Técnicas ..............................................................................8 VI.3. Método adotado para cálculo do potencial de geração de biogás .9 VII. Potencial de Geração de Energia a partir da geração de Metano proveniente da Disposição de Resíduos Sólidos ......................................9 VII.1. Resultados da Pesquisa .................................................................9 VII.1.1. Resultados da pesquisa ............................................................... 10 VII.2. Potencial de Geração de Energia Elétrica pelo Biogás ............... 11 VII.3. Modelagem de Viabilidade Econômica ........................................ 12 VII.3.1. Investimentos ............................................................................... 13 VII.3.1. Receitas ....................................................................................... 15 VII.3.2. Custos Operacionais e Financeiros ............................................. 15 VII.4. Análise de Viabilidade Econômica para os Locais Pesquisados 16 VII.4.1. Resultados agregados dos 56 locais ........................................... 16 VII.4.2. Resultados agregados pelas cinco regiões do País .................... 17 VII.5. Análise de Viabilidade Genérica ao Longo do Espectro de Potenciais de Geração de 1MW a 30MW ................................................... 20 VII.5.1. Vazadouros a céu aberto (lixões) ................................................ 21 VII.5.2. Aterros sanitários ......................................................................... 25 VII.5.3. Ressalvas quanto à modelagem .................................................. 28 VIII. Mecanismos de Políticas Públicas........................................... 29 VIII.1. Simulação de Viabilidade Econômica para Seis Possíveis Intervenções Públicas ................................................................................. 29 VIII.1.1. Taxa de financiamento subsidiada .............................................. 30 VIII.1.2. Financiamento de longo prazo ..................................................... 31 VIII.1.3. Isenção fiscal ............................................................................... 32 VIII.1.4. Tarifa de energia elétrica subsidiada ........................................... 33 VIII.1.5. Créditos de carbono subsidiados................................................. 34
  • 4. Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto), visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável VIII.1.6. Partilha da receita oriunda da comercialização dos créditos de carbono com as prefeituras dos municípios ............................................... 35 VIII.2. Contexto das Políticas Públicas................................................... 37 VIII.3. Fontes de Financiamento ............................................................ 38 IX. Conclusões ................................................................................. 39 X. Recomendações......................................................................... 42
  • 5. Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto), visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável Lista de Tabelas Tabela 1 - Resumo das principais informações da pesquisa Tabela 2 - Resultados sumarizados da pesquisa Tabela 3 - Potencial energético dos 56 locais pesquisados Tabela 4 - Indicadores de viabilidade agregada Tabela 5 - Indicadores de viabilidade econômica por região Tabela 6 - Correlação indicativa entre quantidade de habitantes atendidos por local de disposição e a potência energética correspondente Tabela 7 - Comparativo de custos de implantação por tipologia
  • 6. Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto), visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável Lista de Gráficos Gráfico 1 - Potencial energético dos 56 locais pesquisados Gráfico 2 - Investimento em R$/MW por regiões do país (eixo esquerdo) e o valor presente líquido médio em R$ MM (eixo direito) Gráfico 3 - Custo do MW para vazadouros a céu aberto (lixões) Gráfico 4 - Valor presente líquido em milhões de reais para vazadouros a céu aberto (lixões) Gráfico 5 - Custo em reais por megawatt para aterros sanitários Gráfico 6 - Valor presente líquido para aterros sanitários com geração de energia elétrica e crédito de carbono e apenas geração de energia elétrica (milhões de reais) Gráfico 7 - Resultados de viabilidade para simulação de taxa de financiamento subsidiada - vazadouros a céu aberto (lixões) Gráfico 8 - Resultados de viabilidade para simulação de taxa de financiamento subsidiada - aterros sanitários Gráfico 9 - Resultados de viabilidade para simulação de taxa de financiamento de longo prazo - vazadouros a céu aberto (lixões) Gráfico 10 - Resultados de viabilidade para simulação de taxa de financiamento de longo prazo – aterros sanitários Gráfico 11 - Resultados de viabilidade para simulação de isenção fiscal - vazadouros a céu aberto (lixões) Gráfico 12 - Resultados de viabilidade para simulação de isenção fiscal - aterros sanitários Gráfico 13 - Resultados de viabilidade para simulação de taxa de energia elétrica subsidiada - vazadouros a céu aberto (lixões) Gráfico 14 - Resultados de viabilidade para simulação de taxa de energia elétrica subsidiada - aterros sanitários Gráfico 15 - Resultados de viabilidade para simulação de créditos de carbono subsidiados - vazadouros a céu aberto (lixões) Gráfico 16 - Resultados de viabilidade para simulação de créditos de carbono subsidiados - aterros sanitários Gráfico 17 - Resultados de viabilidade para simulação de partilha da receita oriunda da comercialização dos créditos de carbono com as prefeituras - vazadouros a céu aberto (lixões) Gráfico 18 - Resultados de viabilidade para simulação de partilha da receita oriunda da comercialização dos créditos de carbono com as prefeituras - aterros sanitários Gráfico 19 - Participação na energia elétrica de biomassa (54 GW no total)
  • 7. Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto), visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável Glossário Ação antrópica ou antropogênica: Qualquer atividade desenvolvida pelo homem sobre o meio ambiente, independentemente de ser maléfica ou benéfica. Acidogênicas: Capacidade de decompor a matéria orgânica, formando compostos mais simples, como ácidos solúveis. Os subprodutos formados são principalmente água, hidrogênio e dióxido de carbono. Aquecimento global: Intensificação do efeito estufa natural da atmosfera terrestre, em decorrência de ações antrópicas, responsáveis por emissões e pelo aumento da concentração atmosférica de gases que contribuem para o aumento de temperatura média do planeta, provocando fenômenos climáticos adversos. Aterro Sanitário: Forma de disposição mais econômica de resíduos sólidos urbanos e ambientalmente segura. Consiste na disposição do lixo coletado no solo, utilizando-se métodos de engenharia para confinar os despejos na menor área e volumes possíveis e cobri-los com uma camada de terra ao final da jornada diária ou em períodos mais freqüentes. (CETESB). Aterro Controlado: Local utilizado para o despejo do lixo coletado, em que se tem o simples cuidado de, após a jornada de trabalho, cobri-lo com uma camada de terra. (CETESB). Bactérias metanogênicas: Bactérias do metano que, na ausência de oxigênio, realizam a fermentação alcalina da matéria orgânica putrescível, com a produção de gás metano. Biodigestão: Método de reciclagem que consiste na produção de gás combustível e também de adubos, a partir de compostos orgânicos. Biodigestor: Equipamento constituído por um tanque subterrâneo, na maioria das vezes, destinado a recolher gás metano (também chamado biogás) produzido a partir de decomposição anaeróbica do lixo orgânico, produzindo ainda, uma carga de nutrientes agrícolas sob a forma de resíduos sólidos chamados biofertilizantes. Os biofertilizantes contêm nitrogênio, fósforo e potássio dentre outros. Biomassa: Substância orgânica ou qualquer matéria vegetal que pode ser utilizada como fonte de energia. Biogás: Gás produzido na fase de gaseificação do processo de digestão – degradação anaeróbica da matéria orgânica. Capacidade Nominal: Capacidade nominal da máquina é aquela utilizada como referência pela indústria fabricante para qualificar o equipamento com relação a sua classe de equipamento ou capacidade prevista de produção, por lote a ser processado. Capacidade instalada: Representa o potencial de produção ou volume máximo de produção que uma determinada empresa, unidade, departamento, ou secção, consegue atingir durante certo período de tempo, tendo em conta todos os recursos que têm disponíveis, sejam eles equipamentos produtivos, instalações, recursos humanos, tecnologias, experiência / know-how. Chorume ou percolado: Líquido produzido pela decomposição dos resíduos que tem características que o tornam bastante agressivo ao meio ambiente.
  • 8. Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto), visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável Combustível fóssil: Denominação dada a restos orgânicos, utilizados atualmente para produzir calor ou força através da sua combustão. Incluem petróleo, gás natural e carvão. Compostagem: Tratamento onde os materiais orgânicos são separados dos materiais inertes e levados a locais apropriados para sofrerem o processo de decomposição aeróbia controlada para produção de um composto orgânico. Créditos de carbono: Compensações de emissões de GEE podem ser convertidas em créditos de carbono quando usadas para cumprir uma meta imposta externamente. Um crédito d GEE é um instrumento conversível e transferível normalmente conferido por um programa de GEE. DBO: Abreviatura de Demanda Bioquímica de Oxigênio, um termo utilizado por técnicos que atuam no tratamento de esgotos domésticos. Pode-se resumir que DBO é o consumo de oxigênio através de reações biológicas e químicas. Decomposição anaeróbica: Um processo biológico envolvendo diversos tipos de microrganismos, na ausência do oxigênio molecular, com cada grupo realizando uma etapa específica, na transformação de compostos orgânicos complexos em produtos simples, como metano e gás carbônico. Desenvolvimento sustentável: Processo de geração de riquezas que atende às necessidades presentes, sem comprometer a possibilidade de as gerações futuras satisfazerem as suas próprias necessidades, no qual a exploração de recursos, a política de investimentos, a orientação do desenvolvimento tecnológico e as mudanças institucionais encontram-se em harmonia, para elevação do potencial atual e futuro de satisfazer as necessidades e aspirações do ser humano. (lei 13.798). DQO: Demanda Química de Oxigênio. Índice que dá a quantidade necessária de oxigênio, fornecido por um agente oxidante, para oxidar totalmente a matéria orgânica presente num meio (água ou efluente). Mede indiretamente a carga de matéria orgânica contida no efluente, isto é de seu efeito poluidor. Efeito estufa – Propriedade física de gases (vapor d’água, dióxido de carbono e metano, entre outros) de absorver e reemitir radiação infravermelha, de que resulte aquecimento da superfície da baixa atmosfera, processo natural fundamental para manter a vida na Terra. Estação de tratamento: É uma infraestrutura que trata as águas residuais de origem doméstica e/ou industrial, comumente chamadas de esgotos sanitários ou despejos industriais, para depois serem escoadas para o mar ou rio com um nível de poluição aceitável. Gases de Efeito Estufa (GEE): Constituintes gasosos as atmosfera, naturais ou resultantes de processos antrópicos, capazes de absorver e reemitir a radiação solar infravermelha, especialmente o vapor d’água, o dióxido de carbono, o metano e o oxido nitroso, além do hexafluoreto de enxofre, dos hidrofluorcarbonos e dos perfluorcarbonos. Gás natural: Gás produzido na degradação da parte orgânica do lixo por microrganismos. Pode ser canalizado e aproveitado como combustível doméstico e industrial. Também conhecido como biogás. Gases poluentes: São produzidos, principalmente, pela queima de: combustíveis fósseis (gasolina e óleo diesel), resíduos orgânicos (lixos) e vegetação florestal. Leira: Unidade onde o lixo é amontoado, depois de triturado, e permanece até a bioestabilização da massa orgânica, obtida através do seu reviramento, com freqüência pré-determinada.
  • 9. Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto), visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável Lixiviado: É o resultado da percolação de água, através da massa de resíduos, acompanhada de extração de materiais dissolvidos ou em suspensão. Lixo: Restos das atividades humanas, considerados pelos geradores como inúteis, indesejáveis ou descartáveis. Normalmente, apresentam-se sob o estado sólido, semi-sólido ou semilíquido (com o conteúdo líquido insuficiente para que este possa fluir livremente). Lixões: Vazadouros a céu aberto, onde o lixo é lançado sobre o terreno sem qualquer cuidado ou técnica especial. Logística Reversa: Instrumento de desenvolvimento econômico e social, caracterizado por um conjunto de ações, procedimentos e meios destinados a viabilizar a coleta e a restituição dos resíduos sólidos ao setor empresarial, para reaproveitamento, em seu ciclo ou em outros ciclos produtivos, ou outra destinação final ambientalmente adequada. Matéria biodegradável: Toda substância que, quando descartada, pode ser descartada pelos microorganismos usuais no ambiente. Matéria orgânica: Substância proveniente de seres vivos, incluindo restos animais e vegetais, que sofreu decomposição ou que pode ser decomposta. Material inerte (resíduos de construção): São os materiais provenientes de construções, reformas, reparos e demolições de obras de construção civil, e os resultantes da preparação e da escavação de terrenos, tais como: tijolos, blocos cerâmicos, concreto em geral, solos, rochas, metais, resinas, colas, tintas, madeiras e compensados, forros, argamassa, gesso, telhas, pavimento asfáltico, vidros, plásticos, tubulações, fiação elétrica etc., comumente chamados de entulhos de obras, caliça ou metralha. Matriz energética: É toda a energia disponibilizada para ser transformada, distribuída e consumida nos processos produtivos. Também pode ser uma representação quantitativa da oferta de recursos energéticos oferecidos por um país ou por uma região. Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL): Instrumento previsto no Protocolo de Quioto (artigo 12), relativo a ações de mitigação de emissões de gases de efeito estufa, com o propósito de auxiliar os países em desenvolvimento, não incluídos no Anexo I do Protocolo, a atingirem o desenvolvimento, bem como contribuir para o alcance dos objetivos da Convenção do Clima, prevista a geração de créditos por Reduções Certificadas de Emissões – RCEs, a serem utilizados pelos países desenvolvidos para cumprimento de suas metas no âmbito do referido acordo internacional. Mercado SPOT: Mercado livre de comercialização para entrega imediata. Mudanças climáticas: Alteração no clima, direta ou indiretamente atribuída à atividade humana, que afete a composição da atmosfera e que se some àquela provocada pela variabilidade climática natural, observada ao longo de períodos comparáveis. PCH: Pequena Central Hidrelétrica possui potência instalada entre 1 MW e 30 MW e com o reservatório com área igual ou inferior a 3 Km², esse tipo de empreendimento possibilita um melhor atendimento às necessidades de carga de pequenos centros urbanos e regiões rurais. Pirólise: Decomposição térmica de materiais contendo carbono, na ausência de oxigênio.
  • 10. Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto), visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável Planos de Resíduos Sólidos: O Plano Nacional de Resíduos Sólidos a ser elaborado com ampla participação social, contendo metas e estratégias nacionais sobre o tema. Também estão previstos planos estaduais, microrregionais, de regiões metropolitanas, planos intermunicipais, municipais de gestão integrada de resíduos sólidos e os planos de gerenciamento de resíduos sólidos. Protocolo de Quioto: Acordo internacional assinado por vários países, entre eles o Brasil, que objetivam estabilizar as concentrações de gases de efeito estufa na atmosfera num nível que não desencadeie mudanças drásticas no sistema climático mundial, assegurando que a produção de alimentos não seja ameaçada, que o crescimento econômico prossiga de modo sustentável e que não haja a elevação do nível dos mares. Pelo Protocolo de Quioto os países mais industrializados deveriam reduzir a emissão de gases de efeito estufa, principalmente de CO2, em 5,0 %, tendo como referência o nível registrado de emissões em 1990. Para tal seriam incentivados os Mecanismos de Desenvolvimento Limpo (MDL) e o Comércio de Emissões. O Acordo ainda não foi implementado, embora alguns países industrializados já o estejam implementando (Japão, Comunidade Européia). Reciclagem: Consiste no reaproveitamento de materiais, seja no mesmo processo que os originou ou num outro que resultará em um produto com características diferentes do material de origem, apresentando uma ou mais possibilidades de utilização. Recursos hídricos: Quantidade das águas superficiais e/ou subterrâneas, presentes em uma região ou bacia, disponíveis para qualquer tipo de uso. Recursos naturais: Denominação aplicada a todas as matérias - primas, tanto aquelas renováveis como as energias não renováveis, obtidas diretamente da natureza, e aproveitáveis pelo homem. SIN: Sistema Interligado Nacional, instalações responsáveis pelo suprimento de energia elétrica a todas as regiões do país eletricamente interligadas. Sistema de Cogeração: Ao produzir eletricidade, as máquinas também produzem calor. Um sistema de cogeração permite o aproveitamento deste calor, para gerar água quente, vapor, calefação e refrigeração por absorção. Isto produz uma economia significativa de energia, que se manifesta basicamente pelo menor consumo de combustível. Subestações de distribuição de energia: Instalação elétrica de alta potência, contendo equipamentos para transmissão, distribuição, proteção e controle de energia elétrica. Funciona como ponto de controle e transferência em um sistema de transmissão elétrica, direcionando e controlando o fluxo energético, transformando os níveis de tensão e funcionando como pontos de entrega para consumidores industriais. Sustentabilidade ambiental: Conceito associado ao Desenvolvimento Sustentável envolve a utilização racional dos recursos naturais, sob a perspectiva do longo prazo. A utilização sustentável dos recursos naturais é aquela em que os recursos naturais renováveis são usados abaixo da sua capacidade natural de reposição, e os não renováveis de forma parcimoniosa e eficiente, aumentando sua vida útil. Em termos de energia, a sustentabilidade preconiza a substituição de combustíveis fósseis e energia nuclear por fontes renováveis, como a energia solar, a eólica, das marés, da biomassa, etc. A sustentabilidade ambiental é caracterizada pela manutenção da capacidade do ambiente de prover os serviços ambientais e os recursos necessários ao desenvolvimento das sociedades humanas de forma permanente.
  • 11. Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto), visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável Usina de Beneficiamento: Local para processamento adicional dos produtos finais procedentes das etapas de enriquecimento num processo. Usina de Compostagem: Instalações onde o lixo é processado através de uma instalação industrial e transformado em composto orgânico para uso agrícola. Usina de Incineração: Instalações especiais (fornos especialmente projetados) onde se processa a queima controlada do lixo, com a finalidade de transformá-lo em matéria estável e inofensiva à saúde publica, reduzindo o seu peso e volume. Usina de lixo: Instalação onde é efetuado o processamento de resíduos sólidos, como a triagem, a prensagem, a incineração, a compostagem etc. Usina de triagem: Instalação onde é efetuada a separação dos materiais presentes no lixo, após sua coleta e transporte. Usina de reciclagem: Instalação industrial onde materiais misturados ao lixo são separados por triagem manual, tais como papéis, plásticos, vidros, pedaços de pano, ou também através de sistema magnético como no caso de materiais ferrosos. Os materiais separados do lixo são encaminhados para a reciclagem. Usina hidrelétrica: Denominação utilizada para indicar o conjunto de todas as obras e equipamentos destinados à produção de energia elétrica, e que utilizam um potencial hidráulico. Voçoroca: Escavação mais ou menos profunda, que ocorre geralmente em terreno arenoso, originada pela erosão. É formada devido a ação da erosão superficial ou mais freqüentemente, pela ação combinada da erosão superficial e da erosão subterrânea. A erosão superficial é iniciada em estradas antigas, valetas, ou também pontos topográficos favoráveis. Pode alcançar profundidades de várias dezenas de metros e extensão de centenas de metros. Gravimetria: Método analítico quantitativo cujo processo envolve a separação e pesagem de um elemento ou um composto do elemento na forma mais pura possível. O elemento ou composto e separado de uma quantidade conhecida da amostra ou substancia analisada. A gravimetria engloba uma variedade de técnicas, onde a maioria envolve a transformação do elemento ou composto a ser determinado num composto puro e estável e de estequiometria definida, cuja massa e utilizada para determinar a quantidade do analito original. Valor presente líquido: Função utilizada na análise da viabilidade de um projeto de investimento. Ele é definido como o somatório dos valores presentes dos fluxos estimados de uma aplicação, calculados a partir de uma taxa dada e de seu período de duração. Os fluxos estimados podem ser positivos ou negativos, de acordo com as entradas ou saídas de caixa. A taxa fornecida à função representa o rendimento esperado do projeto. Caso o VPL encontrado no cálculo seja negativo, o retorno do projeto será menor que o investimento inicial, o que sugere que ele seja reprovado. Caso ele seja positivo, o valor obtido no projeto pagará o investimento inicial, o que o torna viável. Royalties: Valores pagos a pessoa física ou jurídica pela utilização de determinados direitos de propriedade. Private Equit: Termo relacionado ao tipo de capital empregado nos fundos de PE, que em sua maioria são constituídos em acordos contratuais privados entre investidores e gestores, não sendo oferecidos abertamente no mercado
  • 12. Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto), visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável e sim através de colocação privada; além disso, empresas tipicamente receptoras desse tipo de investimento ainda não estão no estágio de acesso ao mercado público de capitais, ou seja, não são de capital aberto, tendo composição acionária normalmente em estrutura fechada. Produtor independente de energia: Pessoa jurídica ou empresas reunidas em consórcio que recebam concessão ou autorização para produzir energia elétrica destinada ao comércio de toda ou parte da energia produzida, por sua conta e risco; Autoprodutor de energia: Pessoa física ou jurídica ou empresas reunidas em consórcio que recebam concessão ou autorização para produzir energia elétrica destinada ao seu uso exclusivo. Taxa interna de retorno: A Taxa Interna de Retorno é a taxa de desconto que iguala o valor atual líquido dos fluxos de caixa de um projeto a zero. Em outras palavras, a taxa que com o valor atual das entradas seja igual ao valor atual das saídas. A TIR é calculada em cima do investimento e fluxos de caixa. Pay-back: É um método que calcula o tempo de recuperação do investimento. Este método compara o tempo necessário para recuperar o investimento, com o tempo máximo tolerado pela empresa para recuperar o investimento. Impactos ambientais: é a alteração no meio ou em algum de seus componentes por determinada ação ou atividade. Estas alterações precisam ser quantificadas, pois apresentam variações relativas, podendo ser positivas ou negativas, grandes ou pequenas.
  • 13. Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto), visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável I. Introdução A intensificação das atividades humanas nas últimas décadas gerou um acelerado aumento na produção de resíduos, tornando-se um grave problema para as administrações públicas. O aumento desordenado da população e o crescimento sem planejamento de grandes núcleos urbanos dificultam as ações e o manejo dos resíduos, os quais, muitas vezes são depositados em locais não preparados para recebê-los, como lixões, e podem provocar graves problemas socioambientais. Vazadouros a céu aberto (lixões) constituem-se na forma mais inadequada de disposição de resíduos sólidos urbanos, pois não contemplam cuidados que evitam danos ambientais e à saúde. Os resíduos depositados em um lixão causam poluição ao solo, ao ar e à água; atraem vetores de doenças; não restringem os resíduos de serem levados pela ação do vento e por animais; não controla o risco de deslizamentos, fogo e explosões; e por fim mantêm, em sua maioria, catadores. De acordo com a Pesquisa Nacional de Saneamento Básico do IBGE de 2008, metade dos mais de cinco mil municípios brasileiros destinam seus resíduos para lixões. Conforme o próprio relatório, "tal situação se configura como um cenário de destinação reconhecidamente inadequado, que exige soluções urgentes e estruturais para o setor" (PNSB 2008, IBGE 2010, página 60). Uma das soluções mais latentes foi recentemente tomada por meio da aprovação da Política Nacional dos Resíduos Sólidos (PNRS) em 02/08/2010, após mais de 20 anos em trâmite no Congresso Nacional. A PNRS vem para regulamentar a destinação final dos resíduos sólidos produzidos, inclusive os urbanos, agindo como um marco regulatório que reúne princípios, objetivos, instrumentos e diretrizes sob os quais a integração entre os agentes públicos envolvidos, principalmente os municípios, deverão seguir. Adicionalmente, o PNRS adota medidas restritivas como a proibição: da coleta de materiais recicláveis em lixões ou aterros; do lançamento de resíduos em praias, rios e lagos; e das queimadas de lixo a céu aberto. A Política também delineia o caminho para a reciclagem, reutilização e uso mais consciente dos materiais ao responsabilizar as empresas geradoras pela logística reversa de seus produtos descartáveis e também à própria sociedade civil pela geração do lixo. Como marco regulatório, a Política Nacional de Resíduos Sólidos estabelece os princípios para a elaboração de planos municipais, regionais, estaduais e nacional. A vanguarda das políticas públicas para o setor é a realização de ações que coordenem esforços entre os diferentes âmbitos de governo para: a minimização da geração de resíduos; a logística reversa; a valorização dos resíduos por conta da geração de empregos de reciclagem dignos e reconhecidos; pelo correto tratamento dos materiais dispostos, evitando danos ao ambiente e à saúde; e finalmente pelo aproveitamento do inevitável subproduto do lixo, o biogás. Em todo o mundo, a urgência em se reduzir a concentração atmosférica de gases de efeito estufa provocou a adoção de quadros regulamentares favoráveis para incentivar o setor público e privado a investirem em energias renováveis. ARCADIS Tetraplan 1
  • 14. Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto), visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável O Brasil se destaca no cenário internacional como um importante ator ligado ao Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL), um dos instrumentos do Protocolo de Quioto criados para ajudar os países desenvolvidos a alcançar suas metas de redução de emissões de carbono e incentivar financeiramente os países em desenvolvimento. Em termos do potencial de reduções de emissões associado aos projetos de MDL, o Brasil ocupa a terceira posição, sendo responsável pela redução de 375.889.172 tCO2e, o que corresponde a 6% do total mundial para o primeiro período de obtenção de créditos, que podem ser de no máximo 10 anos para projetos de período fixo ou de 7 anos para projetos de período renovável (os projetos são renováveis por no máximo três períodos de 7 anos dando um total de 21 anos). Dos 168 projetos de MDL registrados em diversos setores no Brasil, 25 são realizados em aterros sanitários. Destes, apenas 7 foram registrados com intuito de geração de energia, constituindo-se uma oportunidade promissora para promover a sustentabilidade social e ambiental do desenvolvimento municipal no país, por meio do estímulo a uma gestão mais apropriada dos resíduos sólidos urbanos. II. Objetivo O objetivo do estudo é quantificar o potencial de geração de energia elétrica proveniente de gás metano oriundo de resíduos de saneamento, enfatizando lixo e esgoto. Cabe ressaltar que este estudo subsidiará a formulação de políticas públicas no setor energético e a definição de ações coordenadas, visando à sustentabilidade ambiental da matriz energética brasileira, por se tratar de uma fonte com bom potencial de geração de energia, principalmente para atendimento à demanda local, ainda pouco incentivada e com ganhos ambientais e sociais significantes. III. Geração de energia elétrica a partir de biogás No Brasil, por conta da matriz energética estar fundamentada na energia hídrica, não se incentivou da mesma forma a geração de novas formas de energia elétrica. Ademais, o próprio setor privado manifestou interesse limitado em tais investimentos oriundos de fontes diversas das tradicionais por conta de uma série de particularidades como: o elevado custo do capital nacional; limitada capacidade para o desenvolvimento de projetos de financiamento externo; limitadas fontes de pesquisas tecnológicas; e restrições de barreiras regulatórias, principalmente porque as fontes renováveis (como no caso do biogás) geralmente transitam por diversos âmbitos da administração pública. Os investimentos em energia renovável apresentam, em sua maioria, custos superiores aos necessários para a adoção de fontes tradicionais. Não obstante, invariavelmente as energias renováveis trazem consigo externalidades positivas passíveis de serem mensuradas, como o desenvolvimento das áreas econômica e social. Adicionalmente, investimentos na geração de energia que se utiliza do biogás como fonte combustível podem ser viáveis economicamente devido à apropriação de receitas oriundas da venda da energia elétrica e da comercialização dos créditos de carbono. ARCADIS Tetraplan 2
  • 15. Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto), visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável Nesse contexto, incentivos públicos para a elaboração e implantação de projetos de recuperação e queima de biogás são justificáveis sob a ótica do desenvolvimento sustentável. Portanto, para a viabilização destes projetos, a municipalidade a quem compete prestar o serviço de limpeza urbana e a coleta dos resíduos sólidos urbanos pode: Explorar diretamente a utilização desses resíduos na atividade de geração de eletricidade a partir da queima do biogás, assumindo o papel de empreendedor; Conceder a terceiros, por meio do devido processo legal (licitação), o direito de utilizar os resíduos sólidos. O papel da municipalidade neste caso restringe-se ao de conceder o direito de exploração, por terceiros, dos resíduos sólidos ou da fração orgânica desses resíduos, uma vez que a concessão, autorização ou permissão dos serviços de eletricidade, entre os quais se inclui a geração de energia elétrica, é de competência federal (União). Para a produção de eletricidade em uma usina térmica movida a biogás, tanto a municipalidade, como o terceiro, no caso de se fazer a concessão do direito de explorar os resíduos sólidos urbanos, podem organizar-se como autoprodutor, ou como produtor independente de energia. No caso do autoprodutor, a eletricidade gerada tem como finalidade atender, parcial ou totalmente, as necessidades de consumo do próprio produtor, podendo não obstante ser autorizada pela ANEEL a venda de eventuais excedentes de energia, na forma do inciso IV do art. 26 da Lei nº 9.427, de 26 de dezembro de 1996. Assim, caso a municipalidade explore diretamente, a produção de eletricidade destinar-se-á a suprir parcial ou totalmente suas necessidades de consumo, não sendo objeto de comercialização, exceto no que tange à existência de eventuais excedentes que, sob a autorização prévia da ANEEL, poderão ser comercializados. No caso de terceiros, a produção igualmente destinar-se-á a suprir suas necessidades de consumo e eventualmente pode ser comercializado o excedente de produção de energia sobre o consumo. No caso de produtor independente, a geração de eletricidade destina-se à finalidade de venda, seja no ACR - Ambiente de Contratação Regulada, seja no ACL - Ambiente de Contratação Livre. Tanto o autoprodutor como o produtor independente, que utilizam fonte térmica (exceto nuclear), deve solicitar autorização à ANEEL, no caso de potência superior a 5.000 kW (5 MW), ou apenas comunicar à ANEEL, para registro, no caso de uma usina com capacidade reduzida (até 5.000 kW ou 5 MW), nos termos da Lei nº 9074/95 e observado o disposto na Resolução nº 390 de 15 de dezembro de 2009. IV. Potencial de Geração de Energia a partir da geração de Metano proveniente de Esgotamento Sanitário IV.1. Biogás Gerado pelo Tratamento de Esgoto Com os problemas associados à crise energética e ao aquecimento global, vários países têm investido montantes significativos em tecnologias e projetos para o aproveitamento do biogás ARCADIS Tetraplan 3
  • 16. Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto), visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável produzido em estações de tratamento de esgotos. Como recurso renovável, o uso do biogás colabora com a não dependência de fonte de energia fóssil; aumenta a oferta e possibilita a geração descentralizada de energia próxima aos centros de carga; promove economia no processo de tratamento de esgoto, aumentando a viabilidade da implantação de serviços de saneamento básico. As empresas que utilizam o biogás proveniente do esgotamento sanitário podem adotar o sistema de cogeração de energia com utilização dos gases de exaustão para aquecimento dos digestores e do secador de lodo, aumentando a eficiência do processo com concomitante redução de custos de instalação e possibilidade de comercialização do excedente de eletricidade (CENBIO, 2001). Nesse sentido, as tecnologias de digestão anaeróbia e de aproveitamento do biogás têm-se revelado eficazes no tratamento e valorização de resíduos e na mitigação do efeito estufa, evitando custos ambientais correspondentes ao uso de fontes convencionais de energia elétrica. Verifica-se, entretanto, que embora haja um potencial de aproveitamento decorrente do volume elevado de esgotos gerados, principalmente nas metrópoles, são relativamente poucos os projetos de aproveitamento do biogás em operação no Brasil e em vários países do mundo, com destaque para os Estados Unidos, Canadá e alguns centros europeus. As principais dificuldades encontradas dizem respeito à viabilidade técnica e econômica e aos problemas operacionais do sistema, indicando que ainda há espaço para o aperfeiçoamento tecnológico e o emprego dessa fonte de energia em escala regional. O Brasil apresenta ainda dificuldades adicionais. A primeira dela condiz ao elevado déficit nos serviços de saneamento básico, especialmente em relação à coleta e tratamento de esgotos sanitários nas áreas urbanas, que hoje resulta em sérios problemas relacionados à propagação de doenças de veiculação hídrica e à mortalidade infantil. Outra dificuldade diz respeito aos equipamentos necessários, que apresentam custos elevados por serem, em sua maioria, importados, requerendo ainda recursos para sua manutenção. Dependendo da potência instalada na estação de tratamento de esgoto e do volume de biogás gerado, o investimento torna-se muito elevado, podendo inviabilizar o projeto. O esforço voltado ao emprego de tecnologias de aproveitamento energético de efluentes representaria também um estímulo à implantação de sistemas de tratamento de esgotos, sobretudo nas zonas periféricas das cidades, com reflexos extremamente positivos em termos sociais, ambientais e de saúde pública. O aproveitamento energético do biogás promove a utilização ou reaproveitamento de recursos renováveis; colabora com a não dependência de fonte de energia fóssil; aumenta a oferta e possibilita a geração descentralizada de energia próxima aos centros de carga; promove economia no processo de tratamento de esgoto, aumentando a viabilidade da implantação de serviços de saneamento básico. As empresas do setor podem adotar o sistema de cogeração de energia com utilização dos gases de exaustão para aquecimento dos digestores e do secador de lodo, aumentando a ARCADIS Tetraplan 4
  • 17. Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto), visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável eficiência do processo, com concomitante redução de custos de instalação e possibilidade de comercialização do excedente de eletricidade (CENBIO, 2001). Nesse sentido, as tecnologias de digestão anaeróbia e de aproveitamento do biogás têm-se revelado eficazes no tratamento e valorização de resíduos e na mitigação do efeito estufa, evitando custos ambientais correspondentes ao uso de fontes convencionais de energia elétrica. Deste modo, a adoção do método de utilização do biogás no país deve ser precedida de estudos para obtenção de tecnologias aprimoradas, respaldadas em instrumentos jurídicos, institucionais e econômicos, possibilitando assim o surgimento de novos projetos eficazes no aproveitamento energético a partir de esgoto sanitário. V. Alternativas para Deposição de Resíduos Sólidos em Pequenos Municípios V.1. Consórcios Públicos O estudo relata a situação atual da deposição de resíduos sólidos em pequenos municípios do Brasil e indica alternativas de sistemas de gestão integrados, visando à sustentabilidade ambiental e econômica, utilizando métodos capazes de transformar os passivos ambientais em benefícios para a sociedade e o meio ambiente. Aterros sanitários que atendem a pequenos municípios têm custo operacional unitário (por tonelada aterrada) elevado quando comparados àqueles que recebem grandes volumes de resíduos. Dessa forma, a composição de consórcios entre pequenos municípios é vantajosa e tende a viabilizar financeiramente a gestão de resíduos, visto que o compartilhamento reduz consideravelmente tanto os custos operacionais como os investimentos iniciais. O ganho de escala alcançado pela operação conjunta de aterros por meio de consórcios permite o aperfeiçoamento da capacidade técnica, gerencial e financeira, melhorando assim a prestação de serviços públicos. Entre as principais vantagens do aterro sanitário compartilhado estão (adaptado do Portal da Cidade de Londrina): Redução das áreas afetadas pelos aterros, dando assim solução solidária, compartilhada e regional ao problema; Racionalização do uso de máquinas e equipamentos para operação, garantindo economia de escala; Rateio dos custos de instalação e operação entre municípios; Viabilidade de adesão dos municípios que ainda depositam os resíduos em lixões, aperfeiçoando a gestão dos resíduos e melhorando a qualidade ambiental; Facilidade na obtenção de recursos e a universalização dos serviços; Viabilização econômica de se instalar um projeto de captura, queima e geração de energia elétrica, uma vez que quanto maior o volume de resíduos orgânicos depositados em um único aterro, maior a geração de gás metano, além de possibilitar a implantação de um projeto de MDL. ARCADIS Tetraplan 5
  • 18. Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto), visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável Para garantir o sucesso de um consórcio visando o compartilhamento de soluções a problemas comuns, sua definição deve ser exaustivamente discutida de forma a estabelecer as obrigações recíprocas entre os consorciados. Os consórcios públicos são uma forma de associação e de coordenação entre entes federativos para a gestão de serviços públicos de forma conjunta ou coordenada e tem natureza contratual. Como é baseado no exercício de competências comuns, pode ter cláusula de penalização por não cumprimento do estabelecido ou por prejuízos causados pela retirada do consórcio (IBAM 2007, p.24). A formação de consórcios públicos possibilita ainda o preenchimento de requisitos mínimos para garantir a viabilidade financeira de um projeto de recuperação e queima com aproveitamento energético do metano. Em conjunto, municípios pequenos podem: i) atingir o mínimo de 350 toneladas de resíduo por dia; ii) ter aterrado um mínimo de 500.000 toneladas com altura de carregamento não inferior a 20 metros (Estudos de Viabilidade Econômica de Projetos de Biogás em Aterros Sanitários - FRAL); e iii) manter a operação de acordo com as boas práticas de operação e manutenção. Assim, a formação de consórcios é positiva e deve ser incentivada. A união dos diversos recursos de municípios a partir da formação de consórcios públicos objetivando solução comum para reduzir, mitigar ou eliminar problemas de gestão de resíduos sólidos urbanos tem mostrado tendência eficiente e pode ser uma boa prática especialmente para municípios com populações inferiores a 100.000 habitantes. VI. Metodologia para Análise do Potencial de Geração de Energia Elétrica pelo Biogás de Disposição de Resíduos Sólidos VI.1. Seleção do Universo de Pesquisa De acordo com o IBGE, a estimativa da população brasileira para o ano de 2009 é de 191.446.848 habitantes, divididos em 5.565 municípios (IBGE, 2010 - http://www.ibge.gov.br/servidor_arquivos_est/). De acordo com a pesquisa Nacional de Saneamento Básico (PNSB), realizada pelo mesmo instituto em 2008, metade destes mais de cinco mil municípios destinam inadequadamente seus resíduos sólidos urbanos para vazadouros a céu aberto (lixões). A outra metade dos municípios brasileiros destina seus resíduos para locais com formas mais apropriadas de tratamento, sendo que 22% deles são qualificados como aterros controlados e 27% como aterros sanitários (PNSB, 2008). É importante mencionar que, mediante tal classificação, os aterros sanitários e os aterros controlados, representam o total de 32,2% e encontram-se técnica e operacionalmente em situação melhor. Portanto, são mais adequados para a implantação de projetos de geração de energia elétrica. Já os lixões terão de ser adaptados e transformados em aterros controlados. Os critérios adotados para seleção dos municípios a serem abrangidos neste estudo levaram em consideração dados populacionais, bem como a quantidade mínima de resíduos necessária para viabilizar empreendimentos de recuperação do biogás, para fins de geração energética, conforme detalhado abaixo: ARCADIS Tetraplan 6
  • 19. Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto), visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável Municípios pertencentes a Regiões Metropolitanas ou Aglomerados Urbanos; População superior a 200 mil habitantes; Volume de resíduos suficiente para gerar, no mínimo, 300 kWh de energia; Potencial de produção de biogás por um período de dez a quinze anos. Mediante adoção dos critérios supracitados, do total de 517 municípios brasileiros inseridos em regiões metropolitanas (IBGE, 2010), 91 foram selecionados para participarem desta pesquisa. O montante representa 79,51% do total da população presente nas regiões metropolitanas que totaliza 88.939.853 habitantes. A população abrangida nos 91 municípios corresponde a 70.713.151 habitantes. Foram ainda incluídas algumas “exceções” que não atenderam os critérios de seleção pré- estabelecidos, porém apresentam características ou peculiaridades relevantes para esta pesquisa. Cabe mencionar que as “exceções” consideradas foram determinadas, também, com base no conhecimento aprofundado dos especialistas participantes da equipe envolvida. Desta forma foram incluídos dezoito municípios. Quando considerada a população dos municípios mediante a linha de corte estabelecida somada às “exceções” e à população dos municípios que enviam seus resíduos para os locais supracitados, a pesquisa abrangeu uma população de 84.089.778 habitantes, correspondente a 43,92% da população brasileira em 2009. Após definição dos municípios, foi elaborado um questionário contendo informações fundamentais para a estimativa do potencial de geração de energia elétrica em cada local de disposição de resíduos, como por exemplo: ano de início e encerramento do local, quantidade de resíduos depositada, gravimetria dos resíduos, temperatura e pluviosidade da cidade, entre outros. Uma cópia desse questionário foi enviada aos responsáveis pelos locais de disposição de cada um desses municípios, após contato por telefone ou pessoal, para ser respondido. Foram enviados 113 (cento e treze) questionários para os 109 municípios (91 municípios obtidos após a linha de corte e 18 municípios considerados “exceções”). Esta disparidade se deve ao fato de que alguns municípios contam com mais de um local de disposição de resíduos. Cabe citar, como exemplo, a cidade de São Paulo, que atualmente deposita seus resíduos em dois aterros e ainda conta com outros dois aterros que foram recentemente desativados e todos possuem potencial de geração de energia elétrica. Os questionários foram enviados primeiramente pelo correio e, na seqüência, por correio eletrônico. Duas semanas após os envios, foi realizado contato telefônico para reiterar a importância do preenchimento do questionário e a relevância do estudo. Após dois meses do envio, obteve-se um retorno de 86 questionários. É importante mencionar que os 86 questionários respondidos representam 56 locais de disposição de resíduos. Esta diferença se deve ao fato de que alguns municípios são sede e outros enviam seus resíduos para locais de disposição fora de sua área de jurisdição. A representatividade obtida pelas respostas em relação à população abrangida (questionários respondidos) mostrou-se significativa, totalizando 76,11% do total de questionários enviados. ARCADIS Tetraplan 7
  • 20. Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto), visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável Tabela 1 - Resumo das principais informações da pesquisa População Brasil - 2009 (IBGE) 191.446.848 População pesquisada 84.089.778 Relação entre a População brasileira x População abrangida pela pesquisa 43,92% População dos municípios que responderam o questionário 73.098.326 Relação entre população abrangida pela pesquisa x população dos municípios que responderam o questionário 86,93% Total de Municípios brasileiros 2009 5.565 Municípios abrangidos após corte (RM + Exceções) 109 Quantidade de questionários enviados 113 Municípios que responderam questionário 86 Porcentagem entre questionários enviados e recebidos 76,11% VI.2. Visitas Técnicas Para realização deste estudo considerou-se importante e estratégico a realização de algumas visitas técnicas em locais de disposição de resíduos, frente às diferentes características regionais, políticas, geográficas, ambientais e sociais dos municípios brasileiros. Esta abordagem permitiu um conhecimento técnico aprofundado, de alguns lixões, aterros sanitários ou controlados. Desta forma foram definidos onze locais a serem visitados1. A seleção dos locais onde seriam realizadas as visitas técnicas levou em consideração os seguintes critérios: Abrangência nas cinco regiões brasileiras: Norte, Nordeste, Sul, Sudeste e Centro- Oeste; Aterros com características ou peculiaridades distintas, consideradas relevantes para esta pesquisa, conforme conhecimento aprofundado da equipe envolvida neste projeto; 1 As visitas técnicas foram realizadas nas cinco regiões do País, a saber: 1) Amazonas, Aterro Controlado de Manaus; 2) Pernambuco, CTR Candeias em Recife; 3) Rio Grande do Norte, Aterro Sanitário Braseco em Natal; 4) Goiás, Aterro Sanitário de Goiânia; 5) Distrito Federal, Lixão Jóquei em Brasília; 6) São Paulo, Aterro Sanitário Bandeirantes, na cidade de São Paulo; 7) Rio de Janeiro, Aterro Controla de Jardim Gramacho, na cidade do Rio de Janeiro; 8) Minas Gerais, CTR Macaúbas em Belo Horizonte; 9) Espírito Santo, Aterro Sanitário Marca Ambiental em Cariacica; 10) Paraná, Aterro Sanitário Caximba em Curitiba; e 11) Santa Catarina, Centro de Gerenciamento de Resíduos de Tijuquinhas em Biguaçu. ARCADIS Tetraplan 8
  • 21. Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto), visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável Diferentes formas de disposição: Aterro Sanitário, Aterro Controlado e Lixão; Projetos registrados na ONU para fins de obtenção e venda de créditos de carbono. VI.3. Método adotado para cálculo do potencial de geração de biogás Dentre diversas metodologias disponíveis para estimar a produção de biogás nas áreas de disposição de resíduos, incluindo lixões, aterros controlados e os aterros sanitários, a metodologia adotada neste estudo foi ACM0001, nomeada “Consolidated Baseline Methodology for Landfill Gás Project Activities” da United Nations Framework Convention on Climate Change - UNFCCC (Convenção Quadro das Nações Unidas sobre Mudança Climática), baseada na sua última revisão nº 11, ocorrida em 28/05/2009. Cabe mencionar que esta Metodologia também pode ser utilizada para calcular a quantidade de créditos de carbono associada a cada projeto. Foi aprovada e consolidada para o cálculo da linha de base de projetos em aterros no âmbito do MDL - Mecanismo de Desenvolvimento Limpo. Este modelo inclui diversas variáveis considerando as especificidades de cada aterro, como por exemplo, a classificação dos resíduos, a taxa de degradação por diferentes frações de carbono orgânico degradável, entre outras. O modelo calcula a produção de metano com base na quantidade de resíduos depositados em uma série histórica, começando com o primeiro ano após o início das atividades do projeto até o último ano do projeto. Para os locais de disposição de resíduos que irão receber lixo nos próximos anos e que não informaram as devidas quantidades anuais a serem depositadas, foi necessária uma projeção destes dados por meio do método de mínimos quadrados, através de análises de correlação e seus coeficientes (R2), objetivando o conservadorismo na estimativa. O método aplicado neste estudo possibilita a utilização de uma modelagem matemática que infere resultados mais conservadores e próximos da realidade dos locais de disposição de resíduos. Isto ocorre devido à complexidade das variáveis necessárias para realizar os cálculos. VII. Potencial de Geração de Energia a partir da geração de Metano proveniente da Disposição de Resíduos Sólidos VII.1. Resultados da Pesquisa Dos locais de disposição de resíduos interpelados, a maioria classifica-se como aterro sanitário (71%). Já uma quinta parte (20%) classifica-se como aterro controlado e o restante, 9%, como vazadouros a céu aberto - lixões. Destaca-se, entretanto, que as características de funcionamento informadas por alguns dos participantes como sendo de aterros controlados os remetem a lixões por, entre outros, não deterem impermeabilização inferior ou contarem com a presença de catadores individuais. Dado a tendência indicada de se utilizar a nomenclatura de aterro controlado como forma de "disfarce" de condições de recepção e tratamento dos resíduos típicos de vazadouros a céu aberto, recomenda-se interpretar tal qualificação nos resultados de maneira conservadora. ARCADIS Tetraplan 9
  • 22. Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto), visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável A situação apresentada pelos municípios selecionados pela atual pesquisa destoa da situação encontrada pelas Pesquisas Nacionais de Saneamento Básico - PNSB realizadas pelo IBGE nos anos de 1989, 2000 e 2008. Mesmo com a clara tendência de melhora observada, pouco mais da metade do destino dos resíduos no país (PNSB 2008) são inadequados. Gráfico 1 - Potencial energético dos 56 locais pesquisados A discrepância entre os dados das Pesquisas Nacionais (IBGE) e da pesquisa atual não indica necessariamente uma melhora no tratamento dos resíduos, mas sim a diferença na abrangência das populações pesquisadas. Os critérios de seleção da pesquisa atual, ao almejar agregar municípios com potencial de geração de energia elétrica a partir de biogás, não consideram pequenos municípios com menores condições de investimento em saneamento. As regiões metropolitanas selecionadas, por deter um número expressivo de habitantes, detêm as maiores capacidades de investimento em saneamento e maior necessidade dos mesmos, visto a maior densidade populacional. Ademais, cidades menores, via de regra, geram quantidades menores de resíduos por habitante que aglomerados urbanos, ao mesmo tempo em que dispõem de áreas maiores para alocação da destinação de resíduos. VII.1.1. Resultados da pesquisa Os resultados da pesquisa realizada são na Tabela 2 abaixo sumarizados. Tabela 2 - Resultados sumarizados da pesquisa Licenciamento Ambiental Vida Útil Em dia: 71%; Não possui*: 23%; Não informou: 5% Média e mediana: 22 anos * 3 locais mantém TACs assinados Volume de Resíduos Depositados Gravimetria Resíduos orgânicos: 49%; Industriais, hospitalar e 24,9 milhões de toneladas em 2009; média por outros: 31%; Celulose, papel e cartão: 12%; local de 470 mil toneladas em 2009 Podas, parques e jardins: 5%; Têxteis: 3% ARCADIS Tetraplan 10
  • 23. Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto), visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável Presença de Catadores Tratamento Alternativo Não possui: 59%; Coleta seletiva e/ou reciclagem: Não possui: 70%; Catadores individuais: 11%; 20%; Compostagem: 5%; Coleta seletiva e/ou Catadores em cooperativa: 9%; Individuais e em reciclagem e compostagem: 9%; Não inforrmado: cooperativa: 5%; Não informado: 5% 5% Área dos Locais de Disposição Projetos de Recuperação e Queima do Biogás Não detém projetos: 30 locais (dos quais 24 realizam queima passiva do gás em PDR); Detém Área média: 493 mil m2; Mediana: 320 mil m2 projetos: 26 locais (dos quais 19 são registrados na ONU) Vazão de Biogás Tratamento de Chorume 3 Média: 46,8 milhões de m /ano; Mediana: 40 3 Interno: 41%; Externo: 36%; Nenhum: 23% milhões de m /ano VII.2. Potencial de Geração de Energia Elétrica pelo Biogás Após a coleta, compilação e análise dos dados dos 56 locais de disposição pesquisados, aplicou-se a metodologia ACM0001 para o cálculo do potencial energético a partir do biogás como combustível renovável. Para se calcular o potencial de geração do biogás, usado como combustível nos motores ciclo Otto para geração de energia elétrica considerou-se para cada local: a área utilizada para a disposição de resíduos; a quantidade deles já depositados; a vida útil restante ao local; a composição gravimétrica dos resíduos; a vazão de chorume; a tecnologia empregada na drenagem; a presença de sucção de gás; e dados como temperatura e condições climáticas regionais. Calculou-se prospectivamente a curva de vazão do biogás para dez anos, de 2010 até 2020, conforme demonstrado na Tabela 3 abaixo. Os potenciais estimados individualmente, quando agregados, somam 311 MW de "potência instalada" em biogás gerado pela decomposição dos resíduos sólidos municipais, que poderia abastecer uma população de 5,6 milhões de habitantes e equivale a praticamente a cidade do Rio de Janeiro. Tal potência representa a abundância do combustível biogás, renovável e subproduto do modo de vida atual. Tabela 3 - Potencial energético dos 56 locais pesquisados Ano MW Biogás (Nm3/ano) tCO2e/ano 2010 311 1.615.210.744 12.156.722 2011 313 1.624.743.810 12.228.472 2012 312 1.618.907.269 12.184.544 2013 297 1.539.201.300 11.584.645 2014 288 1.494.975.326 11.251.782 2015 278 1.441.894.232 10.852.273 ARCADIS Tetraplan 11
  • 24. Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto), visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável Ano MW Biogás (Nm3/ano) tCO2e/ano 2016 271 1.404.535.435 10.571.095 2017 265 1.370.708.392 10.316.500 2018 262 1.355.885.500 10.204.937 2019 261 1.351.118.538 10.169.059 2020 258 1.322.321.457 9.952.320 A utilização do biogás como combustível para geração de energia elétrica não apenas aproveita de forma sustentável este subproduto da disposição dos resíduos sólidos, como também evita que o gás metano nele contido seja emitido para a atmosfera. Como o metano tem potencial 21 vezes maior que o CO2 para aumento do efeito estufa, a queima do biogás na produção de energia gera emissões evitadas deste gás. A quantidade de carbono equivalente que potencialmente seria impedido de alcançar a atmosfera da Terra, assim, equivale a 12 milhões de toneladas no primeiro ano de geração de energia por meio da recuperação e utilização do biogás. Em 2020 as emissões evitadas quase totalizam 10 milhões de CO2 equivalente. Ao longo do período estudado de 11 anos a soma, de 121 milhões de toneladas, demonstra a expressiva redução potencial de gases de efeito estufa. Tais emissões evitadas podem ser credenciadas para a geração de créditos de carbono, que são títulos comercializados em mercado. Os créditos de carbono representam uma segunda fonte de receita para os aterros que geram energia por meio do biogás, complementando assim a receita oriunda da geração e comercialização da energia elétrica. Não obstante o contexto exposto, as simulações realizadas pelo estudo demonstram de forma insofismável a viabilidade econômica positiva que projetos de geração de créditos comercializáveis de carbono para lixões detêm2. Eis que a instalação de sistemas de drenagem, captação e queima do biogás em flares motiva a execução de diversas das melhorias ambientais e sociais passíveis de serem realizadas em lixões. As receitas oriundas da venda dos créditos de carbono representam o pagamento pelos gases de efeito estufa que deixaram de ser emitidos pela queima do metano em flare. VII.3. Modelagem de Viabilidade Econômica A fim de nortear e permitir que, de forma clara, sejam explicadas as variáveis que requerem atenção por parte dos setores público e privado quando da discussão em torno da produção de energia elétrica de empreendimentos de aproveitamento de gás em locais de disposição de resíduos sólidos urbanos, notadamente aterros sanitários e vazadouros a céu aberto 2 Muitos dos locais estudados atingirão o fim de suas vidas úteis dentro do período da projeção realizada. Para se obter a medida do potencial das regiões metropolitanas estudadas sem o viés decrescente por conta do encerramento dos aterros e lixões adotou-se uma metodologia de estimação que parte do pressuposto de que a geração de resíduos é linear e contínua a partir dos dados históricos de disposição levantados pela pesquisa. É estimado que essa geração crescente de resíduos encontre locais de disposição correspondentes, independente das dificuldades inerentes ao processo de licenciamento etc. Ademais, como a legislação ambiental tende a ser mais criteriosa na concessão de licenças para novos aterros, assumiu-se que os novos locais serão aterros sanitários. ARCADIS Tetraplan 12
  • 25. Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto), visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável (lixões), realizou-se complexa modelagem econômica para cálculo da viabilidade de tais projetos. Detalha-se a seguir a modelagem adotada para cálculos de viabilidade, que inicia-se com o levantamento dos investimentos necessários para o projeto. O segundo passo é o levantamento das receitas prospectivas, oriundas tanto da venda da energia elétrica como dos créditos de carbono. Por fim, foram levantados os custos e despesas operacionais, que incorrem ao longo do período simulado, incluindo aqueles com o financiamento dos investimentos iniciais e os impostos gerados. Particulares à modelagem da viabilidade econômica para o uso do biogás, os seguintes importantes aspectos foram considerados: O intervalo temporal modelado, por ser tratado sob a ótica de mercado, foi considerado como de dez anos (de 2010 a 2020). Tal premissa se apóia em dois fatos: a) como compete aos municípios a responsabilidade pelos locais de disposição e os instrumentos jurídicos para a contratação de um empreendimento dessa natureza são a concessão ou contrato de prestação de serviços, ambos respeitam características de longo prazo . E por fim: b) o investimento inicial é de montante significativo, o que remete a prazos relativamente longos para plena amortização e, assim, atração de capital privado. A geração de biogás de um local de disposição não necessariamente encerra-se em dez anos, bem como as máquinas de geração de energia elétrica não são integralmente depreciadas nesse intervalo de tempo. Não obstante, sob a ótica de mercado adotada o prazo de concessão ou contratação de dez anos permite um horizonte compatível com o estabelecimento de linha de corte conservadora e factível para obtenção dos financiamentos. É assumida a comercialização dos créditos de carbono em todas as etapas da análise, desde o investimento em seu projeto, passando pela apropriação de receitas de sua venda, até a dedução de seus custos operacionais. Tal assunção se mostra coerente uma vez que os investimentos para certificação de créditos de carbono são marginais aos necessários para geração de energia elétrica. Isto é, os custos para geração de energia elétrica embutem integralmente os custos que se fariam necessários para certificação de créditos de carbono. Importante notar que os créditos de carbono adentram na modelagem de forma paralela à venda de energia elétrica, pois são complementares: o mesmo biogás gera ambas as receitas. A modelagem ora apresentada foi realizada a partir de dados reais de projetos que atualmente encontram-se em operação e que vivenciam na prática situações quer sejam econômicas, financeiras, técnicas, ambientais e operacionais que, de certa forma, agregam novos conceitos e parâmetros que podem ser aplicados em projetos futuros. Outrossim, cabe citar que embora A análise de viabilidade se fez sob a ótica de um investimento privado, isso é, com valores correntes de mercado, onde as receitas amortizam o investimento inicial, fazem frente ao fluxo de custos e despesas e por fim resultam em caixa livre. VII.3.1. Investimentos Seguindo modelagem de viabilidade econômica padrão, o primeiro passo se dá pelo levantamento do investimento, e são diversos os necessários pois englobam as etapas necessárias desde a captação do gás nos maciços de resíduos até a venda da energia ARCADIS Tetraplan 13
  • 26. Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto), visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável elétrica por meio de sua transmissão. A particularidade de tais investimentos é que o custo da matéria prima (o gás) está embutido no próprio custo de investimento, contrário a um sistema de produção padrão onde este é variável e incorrido juntamente com o processo produtivo3. O sistema necessário para comercialização de energia elétrica e dos créditos de carbono pode ser dividido nas cinco etapas abaixo pontuadas: Sistema de drenagem: instalação do sistema de drenagem nos lixões é relativo à perfuração dos furos e à instalação dos poços de drenagem vertical no maciço de resíduos. Considerou-se uma profundidade média de 25 metros e um espaçamento entre drenos de 25 metros. Captação, bombeamento ou sucção, tratamento e queima: foram considerados os seguintes itens, precificados a mercado: i) licenciamento e alvarás; ii) projeto executivo; iii) obras civis; iv) sistema de tubulações; v) adaptação de poços de captação; vi) sistema de automação e controle; vii) tubulações de água gelada e cargas iniciais de glicol; viii) trocadores de calor; ix) medidores de vazão tipo pitot (principal e secundários); x) tubulações de aço carbono; xi) instrumentos de medição de pressão e temperatura; xii) chiller; e os xiii) os queimadores. Geração de energia elétrica: foram considerados os valores de mercado dos seguintes itens: i) construção civil, galpões ou containers para acondicionamento dos motores (incluindo projeto executivo e gerenciamento); ii) motogeradores; iii) painéis de proteção e controle (sincronização com a rede); iv) painéis auxiliares; v) sistemas de gerenciamento e supervisão dos motores, ventilação e exaustão de ar; vi) sistema de refrigeração da água dos motores; vii) sistema de abastecimento e filtragem de óleo; viii) transformadores auxiliares; e ix) seccionadoras para a conexão com a rede. Transformação e transmissão: Os investimentos em transformação e transmissão de energia elétrica consideram, a preços de mercado: i) a implantação de redes de distribuição e transmissão; ii) seccionadoras; iii) transformadores; iv) medidores de energia elétrica; e v) sistema de tele proteção. Modelou-se a extensão da linha de transmissão como sendo proporcional à capacidade da usina. Isso é, quanto maior o potencial de geração do local de disposição, mais afastado dos centros de distribuição ou de conexão final este tende a estar, demandando linhas mais longas e, portanto, mais custosas. Projeto de créditos de carbono: Os investimentos relacionados à certificação de créditos de carbono, quando considerados juntamente com a modelagem de geração de energia elétrica por meio do biogás, se resumem aos custos de elaboração, trâmite e aprovação de projeto junto à ONU no âmbito do MDL. O investimento considerado para elaboração do DCP para projetos com as características tratadas pode chegar ao montante de 200 mil dólares, conforme citado no relatório do Banco Mundial. Esse é o valor considerado pela modelagem. 3 Como exemplo, uma termelétrica a carvão vegetal pode comprar menores ou maiores quantidades de carvão (até o limite de sua capacidade instalada) para suprir respectivamente uma menor ou maior demanda de energia elétrica. Esse custo é incorrido quando da necessidade do combustível e ao longo da vida útil da usina. Já no caso do biogás, há necessidade de se realizar larga soma de investimentos para a captação da matéria prima nos maciços de resíduos. Uma vez realizados, tais investimentos são amortizados ao longo da operação, cujas despesas e custos operacionais são relativamente baixos. ARCADIS Tetraplan 14
  • 27. Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto), visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável Há uma significativa diferença entre locais de disposição classificados como aterros sanitários e os classificados como vazadouros a céu aberto (lixões). Os aterros sanitários operam sob as normas da NBR 8419/1984 e detêm obrigatoriamente, como premissa de sua própria classificação, mecanismos de drenagem de chorume e de biogás. VII.3.1. Receitas A apropriação de receitas contempladas na modelagem condiz com a somatória da comercialização de energia elétrica com a comercialização dos créditos de carbono. Tomou- se como base primária a produção do biogás, que é o combustível para ambas. Comercialização de Energia Elétrica: como foi considerada a comercialização da energia elétrica sob a configuração de produtor independente, o local de disposição de resíduos que passa a vender energia pode optar por fazê-lo no mercado regulado (ARL) ou no mercado livre (ACL). Para fins da presente modelagem foi considerada venda rateada em 50% para cada tipo de mercado (Livre e Regulado). Foram utilizadas tarifas estimadas de R$ 145,00 por MWh no Mercado Regulado (correspondente à média dos últimos 3 leilões de energia elétrica) e de R$ 230,00 por MWh no Mercado Livre (correspondente à média de preços praticados em contratos de médio prazo). Adotou-se ademais um coeficiente redutor das receitas oriundas da venda de energia elétrica da ordem de 8% que contempla as paradas necessárias para a realização de manutenção dos equipamentos e motores, bem como outros imprevistos operativos tais na operação do sistema de transmissão de energia elétrica. Comercialização de créditos de carbono: as receitas foram estimadas com base na premissa de comercialização no âmbito do Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL), previstos no Protocolo de Quioto, que passou a vigorar em 2005, pelo preço de 10 euros por tCO2e ao longo de todo o período de simulação (dez anos). Não foram contemplados reajustes nesse valor devido à impossibilidade de se modelar as variações na taxa de câmbio entre o real e o euro ao longo do período. O valor da receita em moeda estrangeira, portanto, permanece constante para acomodar tal incerteza de forma conservadora. Optou-se por não considerar a eventual partilha de receita com os municípios nos cálculos de viabilidade econômica. VII.3.2. Custos Operacionais e Financeiros O último item da modelagem é a consideração dos custos operacionais e financeiros, que incorrem paralelamente à apropriação das receitas ao longo dos dez anos analisados. Custos operacionais: foram considerados os serviços na rede de captação, na estação de sucção e queima, no sistema de tratamento de biogás, na geração e na transmissão de energia elétrica. Incluem mão-de-obra (impostos de contratação e custos trabalhistas), gerenciamento administrativo, recursos humanos e contábeis. Custos de energia de back-up: optou-se por não se considerar eventuais custos com a compra de energia de back-up devido à imprevisibilidade com a qual ocorrem e a dificuldade de se modelar preço spot de energia, pelo qual a energia de back-up é adquirida. Custos com créditos de carbono: como os custos operacionais de viabilização da certificação dos CERs já são incorridos integralmente pela operação da usina termelétrica, assumiu-se como forma simplificadora que o custo atrelado aos créditos de ARCADIS Tetraplan 15
  • 28. Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto), visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável carbono com a etapa de verificação junto à entidade operacional designada e a contratação de consultoria responsável pela elaboração dos relatórios de monitoramento e seus respectivos acompanhamentos junto ao Comitê Executivo da UNFCCC. Estes custos são da ordem de 70 mil dólares anuais. Adicionalmente, os projetos de créditos de carbono deverão realizar a retenção de 2% de seus proventos para o próprio mecanismo. Custos com financiamento: por ser realizada sob a ótica de mercado, considerou como premissa que todo o investimento é financiado à taxa de mercado e amortizado ao longo dos dez anos de análise. Utilizou-se a taxa de juros básica da economia como parâmetro para o custo do capital a ser investido - a taxa Selic determinada pelo Banco Central do Brasil, atualmente em 10,75% ao ano. Ainda sob a ótica de mercado, as seguintes taxas de câmbios foram consideradas para as conversões de custos e receitas em moeda estrangeira: R$ 1,75 para o dólar e R$ 2,40 para o euro. Custos com impostos: o comércio da energia elétrica gerada é tributado normalmente, a saber: ICMS de 12,33%, IRPJ de 15%, PIS e COFINS de 9,25% e CSLL de 9%. Desconsiderou-se a cobrança do TUSD/TUST uma vez que estes podem ser abonados pela Aneel (Agência Nacional de Energia Elétrica) por se tratar de fonte energética alternativa. VII.4. Análise de Viabilidade Econômica para os Locais Pesquisados VII.4.1. Resultados agregados dos 56 locais Seguindo os parâmetros e métodos estabelecidos pela modelagem acima descrita, tornou-se possível agregar todas as informações obtidas quanto ao potencial energético de cada um dos 56 locais de depósito pesquisados para se realizar os cálculos de viabilidade econômica individuais. Revelaram-se assim os custos, receitas e despesas de cada projeto. A Tabela 7.3 abaixo traz os resultados, agregados e médios, da modelagem realizada. Nota-se que dos 56 locais pesquisados, 4 possuem unidades de geração de energia elétrica e apropriação dos créditos de carbono operando. Assim sendo, estes aterros foram considerados como exceção à análise de viabilidade e encontram-se devidamente subtraídos das simulações subseqüentes. A potência que pode ser instalada caso fossem considerados os 52 locais contemplados sob um grande projeto de geração de energia elétrica, totaliza 286 MW. Essa quantidade de energia elétrica é, segundo os padrões de consumo da Empresa de Pesquisa Energética, (EPE, 2007), suficiente para abastecer quase um milhão de habitantes. Os investimentos necessários para o aproveitamento de tal potencial de energia elétrica, juntamente com os investimentos necessários para a elaboração dos projetos de certificação das reduções de emissões de gases de efeito estufa, montam em R$ 808 milhões. Assim, evitar-se-ia a emissão de 88,8 milhões de toneladas de CO2 equivalentes. O custo médio do megawatt de potência resultante é de R$ 323. O indicador-resumo da viabilidade econômica - o valor presente líquido, somatório do fluxo de caixa descontado - dos 52 locais agregados é de expressivos e positivos R$ 205 milhões. ARCADIS Tetraplan 16
  • 29. Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto), visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável Tabela 4 - Indicadores de viabilidade agregada Indicadores da viabilidade econômica para Agregada para os 52 Média por local de os 52 locais de disposição locais de disposição disposição* Toneladas de CO2 equivalente (mil) 88.830,72 1.708,28 Potencial de geração (MW) 286 5,50 Valor do investimento (R$ MM) 808,10 15,54 Custo do investimento (R$/MW) 322.55 Custo operacional (R$ MM) 2.663,45 51,22 Custo financeiro (R$ MM) 477,79 9,19 Receita bruta (R$ MM) 7.397,37 142,26 Lucro líquido (R$ MM) 1.794,80 34,52 Impostos gerados (R$ MM) 1.653,23 31,79 Valor presente líquido (R$ MM) 205,16 3,95 * A terceira coluna, "Média por local de disposição", traz o valor agregado, apresentado na coluna do meio, dividido pela quantidade de locais considerados, 52 (56 pesquisados menos os 4 que já produzem energia elétrica). Independentemente da viabilidade econômica da instalação de usinas de geração de energia elétrica em locais de disposição de resíduos, torna-se ilustrativo dimensionar os valores econômicos envolvidos. Ao financiamento do investimento agregado de R$ 808 milhões seria remunerado um total de R$ 478 milhões em juros (custo financeiro) ao longo dos dez anos simulados. Os 52 empreendimentos necessitariam de R$ 2,66 bilhões para fazer frente aos seus custos e despesas operacionais, varáveis e fixos, oriundos da geração de energia elétrica e dos créditos de carbono. A receita bruta agregada ao longo do período simulado, de dez anos, resulta no expressivo volume de R$ 7,40 bilhões de riquezas geradas. Destes, R$ 1,79 bilhão apropria-se como lucros líquidos e outro expressivo R$ 1,65 bilhão como impostos, taxas e contribuições de diversas naturezas, como pode ser observado na Tabela 4 acima. A viabilidade financeira positiva agregada desse conjunto de locais de disposição, alguns deles inclusive com suas atividades de recepção de resíduos encerradas, demonstra que o biogás pode ser economicamente aproveitado como combustível para: i) a geração de energia elétrica renovável, evitando-se a implantação de outras fontes geradoras potencialmente mais poluentes; e ii) a apropriação de créditos de carbono, mitigando o efeito nocivo das mudanças climáticas. VII.4.2. Resultados agregados pelas cinco regiões do País Seguem abaixo os resultados demonstrados no subitem acima, porém agregados de forma regional. Torna-se possível, assim, obter uma leitura dos resultados das simulações para os mesmos 52 locais de disposição de forma a destacar as diferenças existentes entre as cinco regiões do país, possibilitando o aprimoramento de eventuais políticas públicas relacionadas às especificidades destes. O Gráfico 2 abaixo ilustra a comparação do custo de implementação do aproveitamento energético em reais por megawatt (R$/MW) no eixo esquerdo com o resultado da viabilidade ARCADIS Tetraplan 17
  • 30. Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto), visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável econômica média por local de disposição, representado pelo valor presente líquido em milhões de reais, no eixo direito. Já no eixo horizontal encontram-se as cinco regiões do País. Gráfico 2 - Investimento em R$/MW por regiões do país (eixo esquerdo) e o valor presente líquido médio em R$ MM (eixo direito) Cabe mencionar que diversos locais foram interpelados pela pesquisa, que cobriu as cinco regiões do país de forma proporcional às regiões metropolitanas que apresentavam um mínimo de 200 mil habitantes. De diversas regiões, entretanto, obtiveram-se respostas de poucos locais, notadamente das regiões Norte e Centro-oeste, com 3 locais cada. Embora significativos em termos de população representada na pesquisa, os dados agregados para estas regiões são suscetíveis às particularidades destes locais, demandando cautela em sua interpretação. A região Norte detém três locais de disposição de resíduos que responderam à pesquisa e, logo, estão considerados. Entre estes o potencial energético é de 13 MW ao custo R$ 30,5 milhões. O investimento, tendo como receitas a comercialização da energia elétrica produzida e dos créditos de carbono gerados, consegue se pagar em apenas 3 anos, ao custo por MW de R$ 268, o menor de todas as regiões. Ao final do período de simulação os projetos retornam o equivalente em valores presentes à quase R$ 24 milhões, ou seja, praticamente R$ 8 milhões por local. Adicionalmente, tais empreendimentos gerariam a redução da emissão de mais de quatro milhões de toneladas de CO2 equivalente. Para a região Nordeste, quando agrega-se os 13 locais da região considerados, necessita-se de R$ 175 milhões em investimentos como forma de aproveitar a capacidade de gerar 60 MW. O custo, da ordem de R$ 333 por MW, gera também créditos de carbono equivalentes a 17,9 milhões de toneladas. Atualmente, apenas dois locais da região detêm projetos de recuperação e queima do biogás. Não obstante, o investimento agregado retorna em valores presentes um resultado de quase R$ 19 milhões. O investimento na região seria inteiramente pago em 6 anos. Os 10 MW de potencial de geração possíveis de serem instalados na região Centro-oeste custariam cerca de R$ 35 milhões, ou R$ 11,6 milhões para cada um dos três locais de disposição pesquisados da região. O custo por MW de tal energia elétrica provou ser o mais alto de todas as regiões, da ordem de R$ 398. Ademais, tal investimento não consegue ser retornado dentro do prazo simulado, de dez anos, sendo que o cálculo do valor presente ARCADIS Tetraplan 18
  • 31. Estudo sobre o Potencial de Geração de Energia a partir de Resíduos de Saneamento (lixo, esgoto), visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável líquido é negativo em aproximadamente R$ 13 milhões. Reforça-se que, por considerar 3 locais de disposição de resíduos como representantes da região, os dados agregados tornam-se suscetíveis à particularidades destes. A Tabela 5 abaixo reproduz os dados citados, sendo que as segundas-linhas dos indicadores da viabilidade trazem a média por local de disposição. Tabela 5 - Indicadores de viabilidade econômica por região Indicadores da viabilidade Centro- Norte Nordeste Sudeste Sul econômica* Oeste Quantidade de locais por região 3 13 3 26 11 Toneladas de CO2 agregado** 4.186,55 17.869,44 2.980,75 54.073,92 9.720,05 equivalente (mil) médio*** 1.395,52 1.374,57 993,58 2.457,91 883,64 Potencial de agregado 13 60 10 170 33 Geração (MW) médio 4,33 4,62 3,33 7,73 3,00 Valor do agregado 30,52 175,02 34,83 472,78 94,95 investimento (R$ MM) médio 10,17 13,46 11,61 21,49 8,63 Custo do investimento 267,98 332,99 397,63 317,47 328,44 (R$/MW)**** Custo operacional agregado 123,16 558,13 78,81 1.598,11 305,24 (R$ MM) médio 41,05 42,93 26,27 72,64 27,75 Custo financeiro agregado 18,04 103,48 20,59 279,53 56,14 (R$ MM) médio 6,01 7,96 6,86 12,71 5,10 Receita bruta agregado 336,56 1.542,14 193,05 4.512,07 813,55 (R$ MM) médio 112,19 118,63 64,35 205,09 73,96 Lucro líquido agregado 87,67 357,97 26,61 1.137,95 184,59 (R$ MM) médio 29,22 27,54 8,87 51,73 16,78 Impostos gerados agregado 77,17 347,53 32,20 1.023,70 172,63 (R$ MM) médio 25,72 26,73 10,73 46,53 15,69 Valor presente agregado 23,86 18,87 (12,97) 165,16 10,24 líquido (R$ MM) médio 7,95 1,45 (4,32) 7,51 0,93 * Importante notar que, tal como as demais análises realizadas pela modelagem, estas obedecem restritamente aos parâmetros adotados e descritos, tais como prazo de análise de 10 anos. ** Os valores agregados representam todos os locais de disposição estudados em cada região, tal como descrito na segunda linha da tabela. *** Os valores médios são resultantes da divisão dos valores agregados pela quantidade de locais de disposição estudados em cada região, tal como descrito na segunda linha da tabela. **** O custo do investimento energético, representado pelo índice padrão de comparação entre fontes diversas de energia elétrica, R$/MW, é relativizado nas conclusões. A maior potência de geração de energia elétrica encontra-se na região Sudeste, que dispõe de 170 MW de potencial energético para ser gerado pelo biogás - não menos por esta região deter as maiores concentrações populacionais e consequentemente o maior número de ARCADIS Tetraplan 19