Publicado em 17 de dezembro de 2020 por Mecânica de Comunicação

Gerar energia a partir de biogás é viável para diversas cidades

O biogás é uma mistura de gases composta principalmente por metano, gás carbônico, gás sulfídrico e amônia, sendo que sua composição varia dependendo do tipo e concentração da matéria orgânica, das condições físico-químicas (pH, alcalinidade, temperatura) do ambiente e da presença de outros ânions, como o nitrato e o sulfato.

O principal insumo para sua produção é a matéria orgânica degradada proveniente do tratamento dos esgotos sanitários e dos resíduos sólidos urbanos e agrícolas. Nas Estações de Tratamento de Esgoto (ETEs) também é produzido um resíduo sólido com poder de produção de biogás, o lodo remanescente do processo de tratamento dos esgotos.

O potencial de produção do biogás através da matéria orgânica degradada é bastante elevado, um estudo  de 2016 estimou a produção de biogás através da digestão anaeróbia no Uruguai como sendo em 1,3% a 2,1% da produção total de energia primária do país. As regiões tropicais possuem ainda maior potencial de exploração do biogás, já que as elevadas temperaturas aumentam a eficiência do processo anaeróbio.

Outra pesquisa avaliou a viabilidade econômica da combustão do biogás produzido pela digestão anaeróbia da vinhaça, um dos resíduos das usinas de cana. Os resultados mostram que o processo se torna economicamente viável a parir de 14.580 ha, considerando o processamento da cana em plantas unidas, e 6000 ha para plantas autônomas. O potencial energético total poderia atingir 3,26 TWh por ano. O potencial de emissões evitadas poderia chegar a 1,9 Mt de CO2 por ano.

No caos das ETEs, o aproveitamento energético do biogás pode auxiliar no aumento de eficiência do próprio tratamento como também aumentar o custo-benefício deste tratamento, tornando-o economicamente mais atrativo. Apesar de no Brasil o número de ETEs que fazem a recuperação energética do biogás ainda ser pequeno, em países como a Alemanha, mais de 800 ETEs produzem 900GWh de energia elétrica e 1800 GWh de calor através do biogás.

No cenário nacional podemos destacar a ETE Ribeirão Preto, a primeira a utilizar energeticamente o biogás através de motores de cogeração a ciclo Otto e a ETE Arrudas, em Belo Horizonte, que utiliza microturbinas para conversão energética do biogás, ambas inauguradas em 2011. A ETE Ribeirão Preto possui potência instalada de 1,5 MW, gerando 16.725 kWh/dia, o que supre 60% do consumo energético da planta. Já a ETE Arrudas possui 2,4 MW de potência instalada, suprindo 90% da sua demanda interna e aproveitando o calor dos gases de exaustão das microturbinas para a secagem térmica do lodo.

Os resultados da dissertação de mestrado Análise da Viabilidade Econômica da Recuperação do Biogás Produzido em Estações de Tratamento de Esgoto e do Potencial Disponível no Estado de Minas Gerais, de autoria de Laura Dardot Campello, indicaram que um sistema de geração de energia elétrica a partir da recuperação do biogás em ETEs é viável na maioria das cidades acima de 50.000 habitantes, sendo que 86% dos municípios com população entre 50.000 e 150.000, 67% dos municípios com população entre 150.000 e 250.000 e 100% dos municípios com população superior a 250.000 apresentaram VPL positivo e TIR maior que a taxa de mínima atratividade (8%).

O tempo de retorno do investimento (payback) médio nos municípios em que o investimento se mostrou viável foi de 1,25 anos para as cidades com população superior a 250.000 habitantes, 4,49 anos as cidades com população entre 150.000 e 250.000, 2,08 anos para as cidades com população entre 50.000 e 150.000 habitantes e de 7,97 anos para as cidades com população inferior a 50.000 habitantes.

As demais informações também foram extraídas da dissertação de Laura, defendida na Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Energia da Universidade Federal de Itajubá, sob orientação da professora Regina Mambeli Barros e coorientação do professor Geraldo Lucio Tiago Filho.

Foto: Copasa