Utilize este identificador para referenciar este registo: http://hdl.handle.net/10400.22/2540
Título: Valorização energética do biogás de um aterro de resíduos sólidos urbanos
Autor: Marques, Helder Filipe Correia
Orientador: Caetano, Nídia S.
Palavras-chave: Aterro sanitário
Valorização energética
Biogás
Resíduos sólidos urbanos
Landfill
Energy recovery
Biogas
Municipal solid wastes
Data de Defesa: 2008
Editora: Instituto Politécnico do Porto. Instituto Superior de Engenharia do Porto
Resumo: Actualmente, a sociedade depara-se com um enorme desafio: a gestão dos resíduos sólidos urbanos. A sua produção tem vindo a aumentar devido à intensificação das actividades humanas nas últimas décadas. A criação de um sistema de gestão dos resíduos é fundamental para definir prioridades nas acções e metas para que haja uma prevenção na produção de resíduos. Os resíduos sólidos urbanos quando dispostos de forma inadequada podem provocar graves impactos ambientais, tendo sido neste trabalho demonstrado que através de uma gestão eficiente destes é possível aproveitar o potencial energético do biogás e consequentemente diminuir o consumo de combustíveis fósseis reduzindo o impacto ambiental. Os aterros sanitários devem funcionar como a ultima etapa do sistema de tratamento dos resíduos sólidos urbanos e são uma alternativa a ter em conta se forem tomadas todas as medidas necessárias. Estima-se que os aterros sejam responsáveis pela produção de 6-20% do metano existente e que contribuam com 3-4% da produção anual de gases efeito de estufa provenientes de actividades antropogénicas1. É, portanto, fundamental proceder a uma impermeabilização do solo e à criação de condições para recolha do biogás produzido durante a decomposição dos resíduos. Foi estimada a produção de biogás, de acordo com o modelo “LandGEM”, no entanto comparando esta produção com a produção medida pelo explorador, constatou-se uma diferença significativa que pode ser justificada pelo: modo de funcionamento do aterro (longos períodos de paragem); desvio dos resíduos rapidamente biodegradáveis para valorização; a existência de uma percentagem superior ao normal de oxigénio no biogás; a utilização de escórias e cinzas, e a correspondente redução da humidade devido ao compactamento exercido sobre os resíduos durante a sua deposição. Visto tratar-se de um estudo de viabilidade económica da valorização do biogás, foram propostos três cenários para a valorização do biogás. O 1º cenário contempla a instalação de um sistema gerador de energia para comercialização junto da Rede Eléctrica Nacional. O 2º Cenário contempla a instalação de um sistema alternativo de alimentação à caldeira da central de valorização energética de forma a substituir o combustível utilizado actualmente. E o 3º Cenário vem de encontro com os resultados observados actualmente onde se verifica uma reduzida produção/recolha de biogás no aterro. Assim é proposto um sistema gerador de energia que garanta o auto-consumo da exploração do aterro (26 MWh/ano). Qualquer um dos cenários apresenta uma VAL negativa o que leva a concluir que não são viáveis. No entanto, através da análise de sensibilidade, verificamos que estes são claramente afectados por factores como o benefício e o investimento anual, concluindo-se que com alterações nos factores de cálculo, como por exemplo, um aumento no consumo de combustível auxiliar da caldeira (2º cenário), ou com um aumento da factura eléctrica (3º cenário), ou com o aumento do tempo de retorno do investimento inicial(1º cenário), os projectos podem-se tornar viáveis. Por fim importa referir que independentemente da valorização é fundamental continuar a eliminar a máxima quantidade de metano produzida para tentar diminuir o impacto que este tem sobre o ambiente.
Nowadays, society is facing a huge challenge: the management of urban solid waste. Its production has increased due to the intensification of human activities in the last few decades. Creating A system of waste management is essential to set priorities in the actions and targets, so that there is a prevention of waste generation. Urban solid waste, when improperly disposed, can cause serious environmental impacts, being showed in this work that through efficient management of these it is possible to make use of the energy potential of biogas and consequently reduce the use of fossil fuels by reducing the environmental impact. Landfills should work as the last stage of the urban solid waste treatment system, and are an alternative to take into account if taken all necessary measures. It is estimated that landfills are responsible for the production of 6-20% of methane, and that contributes with 3-4% of annual production of greenhouse effect gases from anthropogenic activities2. Therefore, it is essential to carry out a sealing of the soil and creating the conditions for collection of biogas produced during waste decomposition. It was estimated the production of biogas, according to the "LandGEM" model, however comparing this production with the one measured by the farmer, there was a significant difference that can be explained by: landfill mode of operation (long stopping periods); deviation of biodegradable waste quickly to recovery; the existence of a higher than normal percentage of oxygen in the biogas; the use of slag and ash and the corresponding reduction of moisture due to close exercised over the waste during his deposition. Being a liability study of the economic recovery of biogas, were offered three scenarios for the recovery of biogas. The 1st scenario includes the installation of a power generator system for marketing to the REN. The 2nd scenario includes the installation of an alternative system of power to the plant boiler energy recovery to replace the fuel used today. And the 3rd scenario comes from the results seen today where there is a reduced production / collection of biogas in the landfill, so it is proposed a power generator system to guarantee the self-consumption of the operation of landfill (26 MWh / year). All of the scene showed a negative NPV which leads to the conclusion that they are not viable. However, through the sensitivity analysis, it was showed that these are clearly affected by factors such as the annual benefit and investment, concluding that with changes in the calculation of factors, such as an increase in fuel consumption of the auxiliary boiler (2nd scenario) , or an increase of the electric bill (3rd scenario), or with an increase of time of the initial investment (1st scenario) the projects may become viable. Finally it should be noted that, regardless of recovery, it is essential to continue removing the maximum amount of methane produced to try to reduce the impact it has on the environment.
Peer review: yes
URI: http://hdl.handle.net/10400.22/2540
Aparece nas colecções:ISEP - DM – Engenharia Química

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