Analysis of technical and economic feasibility of power generation by biogas waste in landfills

A geração de energia a partir do biogás do lixo em aterros sanitários é uma maneira de produzir energia elétrica renovável e limpa, reduzindo os impactos globais provocados pela queima dos resíduos sólidos urbanos. A contribuição ambiental mais relevante é a redução de emissões dos gases de efeito estufa (GEE), por meio da conversão do metano em dióxido de carbono, visto que o metano possui um potencial de aquecimento global cerca de 21 vezes maior, quando comparado ao dióxido de carbono (através da combustão do mesmo). De acordo com o Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL), os países ricos podem comprar créditos de carbono (CERs) dos países em desenvolvimento (que possuam projetos sustentáveis) para cumprir suas metas ambientais. O objetivo é transformar um passivo ambiental (destinação final dos resíduos sólidos urbanos) em um recurso energético, além do estudo da alternativa de obtenção de recursos financeiros através dos CERs. São analisadas as tecnologias de conversão energética (tecnologia de gás de lixo, incineração, entre outras), com a seleção da melhor alternativa para a geração de energia através do biogás de lixo em aterros sanitários. A metodologia utilizada é a recomendada pela Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos - USEPA (2005). Serão apresentadas outras duas metodologias de cálculo da geração de metano: a do Banco Mundial e a do IPCC (Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas). São apresentados estudos comparativos demonstrando quando as turbinas a gás, motores de combustão interna (ciclos Otto ou Diesel) ou outras tecnologias de conversão energética serão viáveis na área técnica e econômica para implantação de Unidades Termoelétricas a biogás. No caso do Aterro de Gramacho, o projeto é viável com a utilização de motores a combustão interna e a obtenção de receitas com a venda da produção de energia e créditos de carbono. Por fim, será apresentada a alternativa do uso do biogás como substituto do gás natural para fins energéticos ou outros fins industriais.The power generation through Biogas from wastes in landfill is a way to generate renewable and clean electric energy, reducing the global impacts provoked by the burning of urban solid wastes. The more important environmental contribution associated to this project is the reduction of greenhouse gases emissions (GHG), by means of the conversion of methane in carbon dioxide, since the methane has a potential of global warming about 21 times higher than carbon dioxide (through the combustion of the same). In accordance with the clean development mechanism (CDM), the industrialized countries can buy carbon credits from the developing countries (if they possess sustainable projects) to achieve their ambient goals. The objective is to transform environmental liability (final destination of the urban solid wastes) in an energetic resource, beyond the study of the alternative for obtaining financial resources through the CERs, that also is object of the present study. The technologies of energy conversion are analyzed (landfill gas, incineration, among others) with the selection of the best solution for the power generation through biogas from wastes in landifills. The methodology used is the recommended by the United States Environmental Protection Agency - USEPA (2005). Others two methodologies of calculation of the methane generation are presented: from World Bank and from IPCC (Intergovernamental Panel on Climatic Changes). Comparative studies are presented demonstrating when gas turbine, internal combustion engines (Otto or Diesel cycles) or other technologies for energy conversion have technical and economical feasibility for implantation of the power plant. In the case of Gramachos Landfill, the project is feasible with the use of internal combustion engines and incomes obtained with energy sales and carbon credits. Finally, they are presented the alternative of the use of biogas as substitute of the natural gas for energetic uses or other industrial ends