Economic feasibility and the energetic potential from landfill gas in Campinas - SP
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v8i6.788Keywords:
Municipal Solid Waste; Energetic recovery; biogas.Abstract
The need in the use of renewable energy added to the problem of collection and final disposal of Municipal Solid Waste (MSW) in large urban areas shows the importance of the correct management of this waste. In this context, the use of the gases generated from the degradation of these wastes is essential. In the present work an estimation is made for the biogas production as well as the economic feasibility of the use of the s biogas generated in a landfill and a composting yard sized for the city of Campinas - SP, between the years of 2018 and 2038. Landfill Gas Emissions Model (LandGEM) and the Waste Reduction Model were used to estimate the greenhouse gases (GHG) emissions. Three scenarios were analyzed using the WARM method and scenario 3 was the one that presented the greatest GHG emission reduction and the second-best scenario in terms of energy consumption. Also, the LandGEM estimated the production of methane (CH4), carbon dioxide (CO2) and other gases. The amount of biogas generated for the 20 years of production was 934,872,000 m3, corresponding to the life of the landfill. The study shows that an installed power of 4MW results in the installation of a financially viable enterprise to generate electricity with different dolar values that varies between R$2.80 to R$5.80. In addition, the environmental advantages are the reduction in GHG emissions and the contribution to an effective management of municipal solid waste in large urban areas.
References
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. (2004). NBR 10004:2004. Resíduos Sólidos – Classificação. Rio de Janeiro.
ABRADEE – Associação Brasileira de Distribuidores de Energia Elétrica. (2016). Tarifas de Energia. 2016. Disponível em: <http://www.abradee.com.br/setor-de-distribuicao/tarifas-de-energia/tarifas-de-energia>. Acesso em: 12 nov. 2018.
ABRELPE – Associação Brasileira de Empresas de Limpeza Pública e Resíduos Especiais. (2018). Panorama de resíduos sólidos no Brasil - 2017. 2018. Disponível em: <http://abrelpe.org.br/>. Acesso em: nov. 2018.
Alcântara, P. B. (2007). Avaliação da influência da composição de resíduos sólidos urbanos no comportamento de aterros simulados. Tese de Doutorado. Centro de Tecnologias e Geociências, Universidade Federal de Pernambuco. Recife-PE.
Alves, I. R. F. S. (2008). Análise experimental do potencial de geração de biogás em resíduos sólidos urbanos. Dissertação de Mestrado. Centro de Tecnologia e Geociências – Departamento de Engenharia Civil, Universidade Federal de Pernambuco. Recife-PE.
Barros, R. (2012). Tratado Sobre Resíduos Sólidos: Gestão, Uso e Sustentabilidade. Rio de Janeiro: Interciência, p. 374.
BEN – Balanço Energético Nacional. (2017). Balanço Energético Nacional (doc). Ministério de Minas e Energia. Empresa de Pesquisa Energética. Ano base, 2016. Brasília.
Bidone, F. R. A., Povinelli, J. (1999). Conceitos básicos de resíduos sólidos. São Carlos: EESC/USP, p. 120.
Bove, R., Lungh, P. (2006). Eletric power generation from landfill gas using traditional and innovative technologies, Energy Conversion and Management, 47, 1391-1401.
Brasil. Constituição (2010). Lei nº 12305, de 2 de agosto de 2010. Política Nacional de Resíduos Sólidos.
Cassini, S. T. et al. (2003). Hidrólise e atividade aneróbia em lodos. In: Cassini, S. T. (Coord). Digestão anaeróbia de resíduos sólidos orgânicos e aproveitamento do biogás. Rio de Janeiro: ABES, Projeto PROSAB.
EPA – United States of Environmental Protection Agency. (2018). Basic Information about the Waste Reduction Model (WARM). Disponível em: <https://www.epa.gov/warm/basic-information-about-waste-reduction-model-warm>. Acesso em: 12 nov. 2018.
Freitas, F. F., Souza, S. S., Ferreira, L. R. A., Otto, R. B. Alessio, F. J., Souza, S. N. M., Venturini, O. J., Ando Junior, O. H. (2019). The Brazilian market of distributed biogas generation: Overview, technological development and case study, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 101, 146-157.
IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. (2010). Pesquisa nacional de saneamento básico 2008. Rio de Janeiro: IBGE. p. 219.
IPEA – Instituto de Pesquisa Econômica Aplicada. (2012). Diagnóstico dos resíduos sólidos urbanos. Relatório de Pesquisa. Secretaria de Assuntos Estratégicos da Presidência da República.
Jucá, J. F. T. (2003). Disposição final dos resíduos urbanos no Brasil. Congresso Brasileiro de Geotecnia Ambiental. REGEO 2003. Porto Alegre, RS.
Liu, Yili et al. (2017). Greenhouse gas emissions from municipal solid waste with a high organic fraction under different management scenarios, Journal of Cleaner Production, 147, 451-457.
Mathias, M. C. P. P., Mathias, J. F. C. M. (2015). Biogas in Brazil: A Governmental Agenda, Journal of Energy and Power Engineering, 9, 1-15.
Meneguin, F. (2012). O que é o Mercado de carbon e como ele funciona. Disponível em: <http://www.brasil-economia-governo.org.br/wp-content/uploads/2012/08/o-que-e-o-mercado-de-carbono-e-como-ele-opera-no-brasil.pdf>. Acesso em: março de 2019.
Miguez, J. M. O. (2000). Brasil e o Protocolo de Quioto. Cenbio Notícias, 3(8), 3.
Rodrigues, W., Melo, J. A. (2017). Economic evaluation of low carbon farming technologies in brazilian savannas, Informe IGEPEC, 21 (1), 82-100.
Santos, I. F. S., Vieira, N. D. B., Nóbrega, L. G. B., Barros, R. M., Tiago Filho, G. L. (2018). Assessment of potential biogas production from multiple organic wastes in Brazil: Impact on energy generation, use, and emissions abatement, Resources, Conservation & Recycling, 131, 54-63.
Secretaria de Desenvolvimento Econômico, Social E Turismo. (2017). Prefeitura de Campinas. Guia de Investimentos 2017. Disponível em: <http://www.campinas.sp.gov.br/arquivos/desenvolvimento-economico/guia_investimentos_pt.pdf>. Acesso em: out. 2018.
SIDRA – Sistema IBGE de Recuperação Automática. (2010). Censo Demográfico, Séries Temporais. 2010. Disponível em: < https://sidra.ibge.gov.br/tabela/136>. Acesso em: set. 2018.
Silva, T. R. (2012). Metodologia para a determinação teórica da potência ótima conseguida a partir da combustão do biogás gerado em aterro sanitário: Estudo de caso do aterro sanitário de Itajubá-MG. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal de Itajubá. Itajubá-MG.
Silva, T. R., Barros, R. M., Tiago Filho, G. L., Santos, I. F. S. (2017). Methodology for the determination of optimum power of a Thermal Power Plant (TPP) by biogas from sanitary landfill, Waste Management, 65, 75-91.
Sistema Nacional DE Informação Sobre Saneamento. (2018a). Diagnóstico Resíduos Sólidos. Disponível em: <http://www.snis.gov.br/diagnostico-residuos-solidos>. Acesso em: 16 set. 2018.
SNIS - Sistema Nacional de Informações Sobre Saneamento. (2018b). Coleta de dados do SNIS. Resíduos Sólidos. Ministério das Cidades. Disponível em: <http://www.snis.gov.br/coleta-de-dados-snis-residuos-solidos>. Acesso em: nov. 2018.
Qasim, S. R. (1985). Waste water treatment plants: planning, design and operation. New York: Holt, Rinehart and Wiston, 1985.
Ustohalova, V., Ricken, T., Widmann, R. (2005). Estimation of landfill emission lifespan using process oriented modeling, Waste Management, 26, 442-450.
Villas Bôas, D. M. F. (1990). Estudo da microbiota anaeróbia hidrolítica-fermentativa em aterro sanitário. Dissertação de Mestrado. Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Carlos. São Carlos–SP.
Von Sperling, M. (2005). Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de esgotos. Belo Horizonte: DESA/UFMG, 2a ed. revisada, 1, 60.
Yildiz, S., Yaman, C., Demir, G., Ozcan, H. K., Coban, A., Okten, H. E., Sezer, K., Goren, S. (2013). Characterization of Municipal Solid Waste in Istanbul, Turkey, Environmental Progress & Sustainable Energy, 32 (3), 734-739.
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