Metodologia de previsão de potência elétrica de grupos geradores para aproveitamento do metano gerado em aterro sanitário de região com sazonalidade

• Autor(a) principal: Santos, Gustavo Henrique Araújo dos
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
• Texto Completo: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/229252
• topic: Energia; Resíduos urbanos; Metano; Aterro sanitário

O metano (CH4) de aterro sanitário representa uma importante fonte de energia renovável. Seu aproveitamento tem sido objeto de estudo em diversos trabalhos que estimam as potências disponíveis de grupos geradores a partir da geração de CH4 com periodicidade anual de tempo. Entretanto, esse tipo de análise não produz resultados satisfatórios ao ser aplicada a aterros de regiões com sazonalidade no recebimento de Resíduos Sólidos Urbanos (RSU) ao longo dos meses do ano. A presente pesquisa teve como objetivo geral propor um método de previsão de potência elétrica instalada de grupos geradores na conversão térmica de CH4 de aterro sanitário localizado em região com expressiva sazonalidade no recebimento de RSU, bem como avaliar os aspectos ambientais e econômicos decorrentes. A metodologia de previsão de potência proposta foi estudada mediante a consideração de diferentes cenários de motorização, nos quais foram analisados, de forma comparativa, com metodologia amplamente utilizada na literatura. Os estudos foram aplicados no contexto dos RSU do município de Xangri-Lá/RS. Para tanto, realizou-se a análise gravimétrica e a quantificação dos resíduos, a estimativa de vazões anuais e mensais de CH4 para o período de 2022 até 2062. Foi estimada a potência disponível do aterro e potências instaladas para cada cenário de motorização e estimativa das emissões evitadas de dióxido de carbono equivalente (CO2eq). Ademais, foi analisada a viabilidade econômica e financeira dos cenários considerados. Os resultados da análise gravimétrica demonstraram que a fração majoritária dos RSU (76,70% em massa) é constituída por matéria orgânica. Observou-se que a quantidade de RSU gerado na alta temporada de turismo de litoral (janeiro, fevereiro e dezembro) é cerca de três vezes maior em comparação com a baixa temporada (março a novembro). As previsões de geração de CH4 apresentaram máxima de 12.835,26 103 m3 em 2042, correspondendo à potência elétrica máxima disponível de 3.579,06 kW. O cenário mais vantajoso nos aspectos ambientais e econômicos foi para o de três conjuntos de geradores, dimensionados com a metodologia proposta, inseridos de forma escalonada ao longo do tempo de exploração de 2024 até 2042. As potências instaladas dos grupos geradores foram, respectivamente, 600 kW, 800 kW e 1.400 kW. A operação em máxima capacidade durante todo o período gerou 258,60 GWh, correspondendo a 68 % de aproveitamento do potencial disponível no aterro. As emissões evitadas de CO2eq foram estimadas em 1,63 milhões de toneladas. Os indicadores econômicos e financeiros foram de US$1.601.169,50 para o Valor Presente Líquido (VPL), 15,64% para a Taxa Interna de Retorno (TIR) e 14 anos de Payback. Foi verificada a viabilidade econômica e financeira em dois dos seis cenários avaliados com o uso da metodologia sugerida nesta investigação. Concluiu-se que a aplicação da metodologia proposta na presente pesquisa fornece resultados satisfatórios para regiões com sazonalidade na geração de CH4. Tais resultados sinalizam aos gestores públicos uma grande oportunidade de geração de receita com o aproveitamento energético do CH4 de aterro sanitário, o que contribui para a utilização de fontes energéticas alternativas e amenização dos problemas ambientais associados aos resíduos de aterros.