CONVERSÃO DE LIXO EM ENERGIA

Um Estudo para a Cidade de São Paulo

Outubro / 2007

APRESENTAÇÃOl Os Estudos objeto deste trabalho foram desenvolvidos

por intermédio da participação dos técnicos que compõem um grupo de trabalho formado entre:• Governo do Estado de São Paulo

• Secretaria de Saneamento e Energia – SSE• EMAE – Empresa Metropolitana de Águas e Energia S. A.• Companhia de Saneamento Básico do Estado de São

Paulo – Sabesp

• Secretaria de Meio Ambiente• Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental –

CETESB

• Prefeitura da Cidade de São Paulo• Secretaria Municipal de Serviços

• Departamento de Limpeza Urbana –LIMPURB

• Secretaria Municipal do Verde e do Meio Ambiente

l Empresa de Geração de energia elétrica criada em 1998 pela cisão da antiga Eletropaulo –Eletricidade de São Paulo.

l Sociedade anônima de economia mista, controlada pelo Governo do Estado de São Paulo, vinculada a Secretaria de Saneamento e Energia

l Opera e mantem 4 usinas hidroelétricas e uma usina termoelétrica (472 MW), com potencia total de 1492 MW.

l Presta servicos de operacao e manutencao para a Petrobras e outras empresas.

A EMAE

OBJETIVO

l Realizar os estudos preliminares necessários à elaboração de uma futura análise de viabilidade para a Implantação de Unidades de Conversão de Lixo em Energia – CLE na cidade de São Paulo, compostas por usinas utilizam a incineração de resíduos sólidos, como combustível em caldeiras à vapor para geração de energia elétrica, com ou sem co-geração de vapor de processo. Estes estudos abordam os resíduos sólidos domiciliares (lixo) cuja coleta e destinação está sob a responsabilidade do Departamento de Limpeza Urbana da Prefeitura da Cidade de São Paulo.

CONSIDERAÇÕES INICIAIS

l Neste estudo foram consideradas todas as diretrizes fixadas pela SMA/Cetesb para a implantação deste tipo de instalação industrial, no que se refere aos limites máximos de emissão, similares à regulamentação adotada em países da união européia.

l Serão objeto de estudos específicos a revisão e ampliação dos programas de educação ambiental, coleta seletiva e compostagem sob a responsabilidade da Prefeitura da Cidade de São Paulo, juntamente com a implantação de unidades de conversão de lixo em energia.

DADOS INTERNACIONAIS

PORCENTAGEM DO TOTAL DE LIXO CONVERTIDO EM ENERGIA(2005)

APROVEITAMENTO ENERGÉTICO

l Comparação entre tecnologias de aproveitamento energético do lixo como combustível:

0,4 a 0,6Queima do Lixo com Geração de Energia

0,1 a 0,3Digestão Anaeróbica Acelerada

0,1 a 0,2Aproveitamento do Biogás de Aterro

MWh / tonelada de lixo TECNOLOGIAS

ESQUEMA BÁSICO

Esquema Básico de uma Unidade de CLE

LOCAIS ESTUDADOS

l Locais para implantação das Unidades de CLE:• SUL (Santo Amaro)

• OESTE (Vila Leopoldina)

l Premissas iniciais:• Lixo proveniente de áreas de subprefeituras

distantes dos aterros sanitários com coleta para atuais “transbordos”

• Recebimento direto dos caminhões coletores sem passar nos “transbordos”

• Áreas de subprefeituras abrangidas por uma única concessionária / consórcio para cada unidade

l Bacia de Captação:• 8 sub-prefeituras• Massa aprox. 2.400 t/dia• Transbordo Santo Amaro

l Matéria Orgânica:• média 57%• análise gravimétrica

UNIDADE CLE SUL

UNIDADE CLE SUL

Terrenos da EMAE para

Unidade de CLE Sull Sub-Prefeitura de Santo

Amaro

l Acesso pela Avenida Miguel Yunes (continuação da Av. Nações Unidas)

l Área aproximada de 80.000 m²

l Contígua ao atual Transbordo de Santo Amaro

l Não possui indústrias no entorno

l Bacia de Captação:• 7 sub-prefeituras• Massa aprox. 2.600 t/dia• Transbordo Ponte

Pequena

l Matéria Orgânica:• média 58%• análise gravimétrica

UNIDADE CLE OESTE

Terrenos da EMAEpara a Unidade deCLE Oestel Sub-Prefeitura da

Lapal Acesso pela

Avenida das Nações Unidas

l Área aproximada de 120.000 m²

l Próximo às saídas para as Rodovias Castelo Branco e Anhanguera (“cebolão”)

UNIDADE CLE OESTE

MERCADO DE COGERAÇÃO

l Foram iniciados os contatos com a FIESP para determinação dos possíveis consumidores. Os consumos de vapor utilizados no estudo foram estimados com base em pesquisas na internet, informações obtidas por telefone, etc., que podem não corresponder com precisão ao potencial real existente.• Unidade CLE Sul – Sem Cogeração

• Não há consumidores atuais de vapor na região• Possibilidade de futuros centros comerciais e

conjuntos residenciais.• Unidade CLE Oeste – Pequena Cogeração

• Bunge Brasil (processos industriais) = 30 t/h (estimado)

• CEASA (água gelada para frigoríficos ou câmaras frias - 2.500 TR) = 10,8 t/h (estimado)

• Shoppings, escritórios ou centros comerciais médios (água gelada - 1.500 TR) = 6,5 t/h

l Os estudos foram realizados considerando Unidades de CLE para os seguintes casos:

• 1.500 e 2.500 toneladas de RSU por dia:• Sem Cogeração de Vapor de Processo

• Com Co-geração parcial de Vapor de Processo

l Para todos os casos foi prevista a obtenção de Receita pela Venda de Créditos de Carbono a ser pleiteada em função da redução das emissões de Gases de Efeito Estufa – GEE para a atmosfera, oriundos da destinação dos Resíduos Urbanos em Aterros Sanitários:

• apresentação realizada em dezembro de 2006 pela Empresa de Pesquisas Energéticas – EPE sobre o “Projeto Recife Energia –Energia renovável a partir dos resíduos urbanos”, desenvolvido pelas empresas KOGENERGY e Grupo KOMPAC.

ALTERNATIVAS ESTUDADAS

CRÉDITOS DE CARBONO

l O preço médio praticado no mercado de comercialização dos Créditos de Carbono, em 2006, de acordo com o Banco Mundial, foi de US$ 10,00/t de CO2 equivalente (Fonte: Newsletter, de 28/05/07, da Carbono Brasil).• Considerado que 1t de lixo não depositada em aterro equivale à

redução de 1t de CO2 equivalente.

• Importante notar que os preços nesse mercado são muito variáveis

l A redução das emissões, provenientes da redução do consumo de combustíveis dos caminhões que deixarão de transportar o lixo para os aterros, não foi considerada neste estudo, devido àcomplexidade de avaliação dessas emissões. Entretanto, quando do detalhamento do Projeto, esses valores de redução de CO2 equivalente poderão ser devidamente avaliados e vir agregar receita adicional de Créditos de Carbono.

l Foram utilizadas as informações disponíveis no Estudo “Total Costs of Ownership: ComparisonIncineration Plant – Landfill – Technical Co-Operation Project – Bavaria – São Paulo” – Planta de 1.600 t de RSU/dia, realizado pela empresa alemã “ia GmbH”, como base para a estimativa dos investimentos necessários, incluindo:• Custo do Projeto para obtenção de Créditos de Carbono;

• Custos de Licenciamento Ambiental

• Equipamentos de Controle de Poluição – ECP, considerando as emissões atmosféricas no padrão de países da União Européia

INFORMAÇÕES BÁSICAS

l Custos de Operação e Manutenção:• Estimados proporcionalmente às capacidades das

Unidades de CLE, com base também no Estudo de TCO da “ia GmbH”;

l Áreas dos Terrenos para implantação das Unidades de CLE:

• Estimadas para cada caso, com base no Estudo de TCO da “ia GmbH”

• Opções de locais propostas atendem ao requerido

l Fluxo de Caixa do Empreendimento:• receita com a venda dos subprodutos e o custo de

incineração do lixo a ser pago pela prefeitura equilibram as despesas de operação e manutenção e o financiamento dos investimentos totais de implantação.

OUTRAS PREMISSAS

l Vida Útil do Empreendimento = 20 anosl Financiamento de 100% do Capital por intermédio de linhas

especiais de crédito governamental de organismos internacionais,nas seguintes condições estimadas:Ø Juros de 9% ao ano – 20 anos – Parcelas iguais

• Disponibilidade Anual de Operação (85%) = 7.450 horas• Preço para Venda de Energia Elétrica, baseado no 1º Leilão de

Fontes Alternativas de Energia, realizado em 2007, pela Câmara de Comercialização de Energia Elétrica – CCEE = R$ 140,00/MWh

• Preço incentivado para Venda de Vapor de Processo (saturado a pressão de 6 bar): Ø Considerado 70% do preço do insumo energético necessário

para sua produção – Gás Natural da Comgás = 70% x R$0,62/Nm³ = R$ 0,43/Nm³ de Gás, equivalente a R$ 41,20/t de vapor.

• Preço para Venda de Créditos de Carbono, conforme metodologia exigida pelo Protocolo de Kyoto (Banco Mundial – média de 2006) = R$ 20,00/t de CO2 equivalente.

CRITÉRIOS ADOTADOS

CONFIGURAÇÕES DAS UNIDADES

2.500

Sul Oeste Sul Oeste

Sem Cogeração 36% Cogeração Sem Cogeração 22% Cogeração

36.000 36.000 60.000 60.000

30,9 25,4 50,0 45,5

0 46 0 46

500 495 775 765

1.500

Caldeira (40 bar / 400 ºC) – Vapor de Processo para Cogeração (saturado a 6 bar)

Poder Calorífico Inferior do Lixo - PCI = 1.800 kcal/kg

COMPARAÇÃO DAS ALTERNATIVAS DE CONFIGURAÇÃO DE UNIDADES CLE

Utilização de Vapor de Processo para Cogeração

Características Técnicas Principais das Unidades de CLE

Capacidade da Unidade de CLE (t de lixo/dia)Local para Implantação das Unidades de CLE

Geração Líquida de Energia Elétrica (MW)Vazão de Vapor de Processo para Cogeração (t/h)

Investimento Estimado (milhões de R$)

Área Mínima de Terreno (m²)

COMPARATIVO DE CUSTOS

4903802.500CLE / São Paulo

5292461.500CLE / São Paulo

5292631.600Estudo Baviera - São Paulo

Brasil

276861.000Estudo de Unidade de CLEChile

1.129140400Toshima / TókioJapão

3854784.000Greater Detroit / Michigan

3051892.000North County / Florida

5032261.450Robbins / Illinois

584125690Seabird Island / Canada

88983300Kava'i / Hawa i

EUA

6722501.200TIR Madrid / Espanha

4111401.100Thetford / Inglaterra

545130770BKB Hannover / Alemanha

1.287231580AVA Velsen / Alemanha

976166550Lauta / Alemanha

717100450Portsmouth / Inglaterra

849108410TREA Breisgau / Alemanha

68470330DERL Dundee / Escócia

38736300Westfield

83968260Stavenhagen / Alemanha

Europa

Custo / Capacidade

(US$/t/ano)

Custo (milhões de

US$)

Capacidade(t/dia )Localização / Unidade de CLE

CUSTOS COMPARATIVOS DE UNIDADES DE CONVERSÃO DE LIXO EM ENERGIA

4903802.500CLE / São Paulo

5292461.500CLE / São Paulo

5292631.600Estudo Baviera - São Paulo

Brasil

276861.000Estudo de Unidade de CLEChile

1.129140400Toshima / TókioJapão

3854784.000Greater Detroit / Michigan

3051892.000North County / Florida

5032261.450Robbins / Illinois

584125690Seabird Island / Canada

88983300Kava'i / Hawa i

EUA

6722501.200TIR Madrid / Espanha

4111401.100Thetford / Inglaterra

545130770BKB Hannover / Alemanha

1.287231580AVA Velsen / Alemanha

976166550Lauta / Alemanha

717100450Portsmouth / Inglaterra

849108410TREA Breisgau / Alemanha

68470330DERL Dundee / Escócia

38736300Westfield

83968260Stavenhagen / Alemanha

Europa

Custo / Capacidade

(US$/t/ano)

Custo (milhões de

US$)

Capacidade(t/dia )Localização / Unidade de CLE

CUSTOS COMPARATIVOS DE UNIDADES DE CONVERSÃO DE LIXO EM ENERGIA

l Unidade CLE Leste – 100% de Co-geração• PQU – Petroquímica União = 150 t/h (estimado)• RECAP - Refinaria Capuava = 150 t/h (estimado)• Demais plantas = 150 t/h (estimado)• Vapor disponibilizado pelas Unidades de CLE =

210 t/h• Apesar do consumo de vapor levantado ser de 450 t/h

e, portanto, maior que a capacidade de geração em uma Unidade de CLE de 2.500 t de RSU/dia (210 t/h), é sabido que diversas empresas da região já possuem co-geração própria, o que exigiria incentivos comerciais e técnicos para que considerem atrativa a condição de se tornarem clientes da Unidade de CLE

CONTINUIDADE DOS ESTUDOS