Aproveitamento energético de gás de aterro para produção de energia utilizando membranas para purificação do biogás

O modelo brasileiro baseado em hidrelétricas e recursos fósseis precisa ser complementado para que haja um modelo econômico e tecnológico sustentável. Desenvolver essa tecnologia alternativa para substituir o atual modelo energético possui suas dificuldades devido ao alto custo de geração comparado aos fósseis. A conversão da biomassa pode ser utilizada como alternativa energética sustentável. Seus estoques em aterros sanitários são fontes de biogás, cujos principais constituintes são metano e gás carbônico. Esses gases, que são gerados pela biodegradação da matéria orgânica, são contribuintes para o aumento do efeito estufa. Deste modo, a necessidade de amenizar a emissão de metano dos aterros sanitários e aproveitá-lo energeticamente é o objetivo deste trabalho. O biogás gerado em aterros será tratado com um sistema de membranas por ser uma alternativa simples e econômica para purificar o gás de aterro visando o biometano. Analisou-se dois artigos na literatura, uma planta industrial e uma planta piloto, e a partir dos resultados uma análise econômica foi feita comparando a atual usina de biogás operando no aterro de Jardim Gramacho e uma hipotética planta de membranas. Foi observado que o uso de membranas para produção de uma corrente rica em metano possui melhor eficiência quando é empregada em dois módulos em série com a configuração tandem.Além disso, o material orgânico PEEK da planta piloto mostrou-se ser um material eficiente tanto na purificação do metano quanto na separação de impurezas, quando comparado ao material de poliimida da planta industrial. Assim, aplicando um modelo tandem com o material PEEK no aterro sanitário de Jardim Gramacho, explorando o biogás gerado por 8 anos, a partir do ano de 2015, foi observado uma VPL acumulada de 61 mil dólares com uma TIR de 15% a uma TMA de 12%. Comparado ao resultado da atual usina de biogás com turbinas convencionais e uma VPL acumulada de -791 mil dólares com uma TIR de 5,9%, o sistema de membranas é viável técnico e economicamenteThe Brazilian model based on hydroelectric and fossil resources needs to be complemented so there is a sustainable economic and technology model. To develop this alternative technology to replace the current energy model has its difficulties due to the high cost of generation compared to fossil ones. The conversion of biomass can be used as a sustainable alternative energy. Their stocks in landfills are biogas sources, whose main constituents are methane and carbon dioxide. These gases, which are generated by the biodegradation of organic matter, are contributing to the greenhouse effect. Thus, the need to mitigate methane emissions from landfills and enjoy it energy is the goal of this work. The biogas generated in landfills will be treated to a system of membranes to be a simple and economical alternative to purify landfill gas order biomethane. It was analyzed two articles in the literature, an industrial plant and a pilot plant, and from the results an economic analysis was done comparing the current biogas plant operating in Jardim Gramacho landfill and a hypothetical membrane plant. It was observed that use of membranes to produce a methanerich stream has better efficiency when it is used in two modules in series with the configuration tandem. Furthermore, the organic material PEEK pilot plant proved to be an effective material, both in purification of methane as the separation of impurities when compared to the polyimide material of the industrial plant. Thereby, applying a tandem model with PEEK material in landfill Jardim Gramacho, exploring the biogas generated by eight years, from the year 2015, a cumulative NPV of $ 61,000 was observed with a 15% IRR to a HR 12%. Compared to the result of the current biogas plant with conventional turbines and a cumulative NPV of $-791 with a 5.9% IRR, the membrane system is feasible technically and economicall