Geração de eletricidade com Biogás: estudo de viabilidade em estação de tratamento de esgotos no Paraná
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Data de Publicação: | 2020 |
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Texto Completo: | http://tede.unioeste.br/handle/tede/4988 |
Resumo: | The distributed generation of electric energy produced from the use of organic waste is an alternative that needs to be carefully analyzed, due to the countless advantages associated with this process. Considering the all human activity consumes resources and in the end of this they become waste, we can classify urban sewage as highly polluting waste, and its treatment is necessary for the community and the environment, once it removes pollutants from the water previously used by the population, in order to return it to water bodies in good conditions and, if a controlled anaerobic process is used, biogas can be generated. Due to its high calorific value, biogas has the potential to be used as a primary source for electricity generation, thus requiring an evaluation of the economic feasibility of using generator engines for the use of biogas produced by Upflow Anaerobic Sludge Blanket reactors (UASB) already installed in sewage treatment plants. The survey of the Net Present Value (NPV), the Internal Rate of Return (IRR), the payback and the level cost of energy (LCOE) appear as appropriate tools to carry out such an assessment, having as reference the number of inhabitants that these stations can serve. The simulations were carried out using, as in the case of the study, the volume of treated sewage in some cities in the State of Paraná, based on the amount of population served by sewage, thus estimating the potential for biogas production in the stations and its potential for generating electricity. The proposed method was an appropriate tool to point out and demonstrate the use of biogas as an energy and beneficial resource, as verified by the result of the city of Curitiba, which obtained the NPV of 87,834,069.69 reais, an IRR of 18.04% am with a 5-month payback, as well as its Levelized Cost of Energy (LCOE) value of R $ 34.53 / MWh. |
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Considering the all human activity consumes resources and in the end of this they become waste, we can classify urban sewage as highly polluting waste, and its treatment is necessary for the community and the environment, once it removes pollutants from the water previously used by the population, in order to return it to water bodies in good conditions and, if a controlled anaerobic process is used, biogas can be generated. Due to its high calorific value, biogas has the potential to be used as a primary source for electricity generation, thus requiring an evaluation of the economic feasibility of using generator engines for the use of biogas produced by Upflow Anaerobic Sludge Blanket reactors (UASB) already installed in sewage treatment plants. The survey of the Net Present Value (NPV), the Internal Rate of Return (IRR), the payback and the level cost of energy (LCOE) appear as appropriate tools to carry out such an assessment, having as reference the number of inhabitants that these stations can serve. The simulations were carried out using, as in the case of the study, the volume of treated sewage in some cities in the State of Paraná, based on the amount of population served by sewage, thus estimating the potential for biogas production in the stations and its potential for generating electricity. The proposed method was an appropriate tool to point out and demonstrate the use of biogas as an energy and beneficial resource, as verified by the result of the city of Curitiba, which obtained the NPV of 87,834,069.69 reais, an IRR of 18.04% am with a 5-month payback, as well as its Levelized Cost of Energy (LCOE) value of R $ 34.53 / MWh.A geração distribuída de energia elétrica produzida a partir da utilização de resíduos orgânicos é uma alternativa que precisa ser cuidadosamente analisada, devido às inúmeras vantagens associadas a esse processo. Considerando que toda atividade humana consome recursos e que ao final desta convertem-se em rejeitos, podemos classificar o esgoto urbano como resíduo de elevado poder poluidor, sendo o seu tratamento necessário para a comunidade e para o meio ambiente, uma vez que, remove os poluentes da água previamente usada pela população, de forma a devolvê-la aos corpos hídricos em boas condições e, bem como, se empregado um processo anaeróbico controlado, pode-se gerar biogás. Por seu elevado poder calorífico, o biogás tem potencial para ser utilizado com fonte primária para geração de energia elétrica, exigindo, assim, uma avaliação da viabilidade econômica da utilização de motores geradores para o aproveitamento do biogás produzidos nos reatores Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) já instalados nas estações de tratamento de esgoto. O levantamento do Valor Presente Líquido (VPL), a Taxa de Interna de Retorno (TIR), o payback e o custo nivelado da energia surgem como ferramentas apropriadas para realizar tal avaliação, tendo como referência a quantidade de habitantes que a tais estações podem atender. As simulações foram realizadas utilizando, como no caso de estudo, o volume de esgoto tratado de algumas cidades do Estado do Paraná, partindo da quantidade de população atendida com o esgotamento sanitário, assim estimando o potencial de produção de biogás nas estações e, por sua vez, o seu potencial de geração de energia elétrica. O método proposto figurou como ferramenta adequada para apontar e demonstrar a utilização do biogás como recurso energético e benéfico, conforme verifica-se o resultado da cidade de Curitiba que obteve o VPL de 87.834.069,69 reais, uma TIR de 18,04% a.m. com payback de 5 meses, bem como,seu valor de Levelized Cost of Energy (LCOE) de 34,53 R$/MWh.Submitted by Neusa Fagundes (neusa.fagundes@unioeste.br) on 2020-10-06T12:23:34Z No. of bitstreams: 2 Karl_Moraes2020.pdf: 1496897 bytes, checksum: d4be92b42fd77484421d50a1b928805e (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5)Made available in DSpace on 2020-10-06T12:23:34Z (GMT). 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