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25º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e AmbientalEngenharia Sanitária e AmbientalProdução Sustentável de Energia
Transformando um Passivo Ambiental Transformando um Passivo Ambiental em um Recurso Energético:
O metano como fonte de energia
José Henrique Penido MonteiroCOMLURB – Rio de JaneiroCOMLURB – Rio de Janeiro
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A recuperação do biogás em aterros de resíduos urbanos
O processo de produção do biogás emO processo de produção do biogás em um aterro de resíduos sólidos
Avaliação das diferentes alternativas para o uso do biogáspara o uso do biogás
Projeto básico de um sistema de ec pe ação e tili ação do biogásrecuperação e utilização do biogás
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Fases do processo anaeróbio( ê i d i ê i li )(ausência de oxigênio livre)
Fase Acidogénica: produzida por enzimas celulares, que decompõem a matéria â i f d á id i á id ú O b d t f dorgânica formando ácidos graxos, aminoácidos e açúcares. Os subprodutos formados
são principalmente água, hidrogênio e dióxido de carbono. As bactérias presentes nesta fase são as Clostridium y Bacillus. Esta fase pode ser representada pela seguinte expressão química:
Matéria Orgânica + Bactérias Acidogênicas CO2 + H2 + H2O + ácidos e açúcaresA duração da fase acidogênica é de algumas semanas, finalizando com o pico de produção de CO2 (chegando a cerca de 90%) e H2 (que chega a alcançar a faixa de 20 %)de 20 %).
Fase Metanogênica instável: ocorre na presença de microorganismos normalmente presentes no solo. As bactérias responsáveis são as Methanobacterium Brvantii yMethanosarcina Barkeri, que transformam os ácidos orgânicos e o CO2 em metano.
ÁÁcidos Orgânicos + CO2 + H2 + Bactérias Metanogênicas CH4 + H2O + CO2O período de aumento na formação de metano é de 6 meses a 2 anos.
Fase Metanogênica estável: é a fase mais longa, estendendo-se por décadas.A i ã bá i d á f é d 60% d 40% dA composição básica do gás nesta fase é em torno de 60% de metano, 40% de CO2 e pequenas frações variáveis de outros gases, sofrendo variações apenas em caso de perturbações do equilíbrio de fatores tais como umidade, cobertura, etc.
Fase final: ocorre depois de varias décadas com a diminuição da percentagem deFase final: ocorre depois de varias décadas com a diminuição da percentagem de metano na composição do biogás até que se torne desprezível, praticamente se esgotando o material degradável nas condições do aterro.
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Etapas para Implementação de um Projeto Típico
Instalação de poços pilotosInstalação de poços pilotosAnálises das amostras do biogás (teor de
CH de pelo menos 50%)CH4 de pelo menos 50%);Estudos de viabilidade técnica, institucional
ôe econômicaDesenvolvimento do projeto de um sistema p j
de recuperação e utilização do biogás, adequado às condições econômicas, sociais e çculturais da região.
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Instalação simplificada d t ã d bi áde um poço para captação do biogás
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Instalação simplificada ç pde um poço para captação do biogás
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Perfuração de PoçosPerfuração de Poços
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Formas de utilização da energia do biogásFormas de utilização da energia do biogás
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Utilização direta do biogás em ç gfornos, caldeiras e autoclaves
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Poço simplificado perfurado a mãoPoço simplificado perfurado a mão
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Utilização de equipamentos simplificados para um sistema com alcance socialpara um sistema com alcance social
- Cozinha Comunitária -
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Uso alternativo do biogásC i h C itá iCozinha Comunitária
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Uso alternativo do biogásgCozinha Comunitária
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Recuperação de biogás com geração de energia: aterro sanitário deenergia: aterro sanitário de
Maldonado, Uruguai: 150 t/dia
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Kit para retirar amostras de biogás de poços de prova
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Poço e tubulação para ç ç ptransporte do biogás
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Transporte do biogás p gem aterro sanitário
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Sucção e purificação do biogásSucção e purificação do biogás
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Geração de Energia em Pequena EscalaGeração de Energia em Pequena Escala
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Utilização de Energia em Pequena EscalaUtilização de Energia em Pequena Escala
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Utilização de Energia em Pequena EscalaUtilização de Energia em Pequena Escala
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Uso alternativo do biogásCombustível Automotor- Combustível Automotor -
monitoramento do biogás no poço
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Uso alternativo do biogásgCombustível Automotor
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Uso alternativo do biogásCombustível AutomotorCombustível Automotor
- purificação e compressão -
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Uso alternativo do biogásCombustível AutomotorCombustível Automotor
- veículos leves, táxis e caminhões -
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Uso alternativo do biogásgCombustível Automotor
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Geração de energia através demoto geradores a biogásmoto-geradores a biogásAterro Bandeirantes - SP
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QUADRO DEMONSTRATIVO DO PROJETOQUADRO DEMONSTRATIVO DO PROJETOQQ
QUADRO DEMONSTRATIVO DO SISTEMA INTEGRADO DE QUEIMA DO BIOGÁSQUADRO DEMONSTRATIVO DO SISTEMA INTEGRADO DE QUEIMA DO BIOGÁS COM GERAÇÃO DE CRÉDITOS DE CARBONO E ENERGIA ELÉTRICA, EM ATERRO SANITÁRIO
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RECUPERAÇÃO E APROVEITAMENTO DO BIOGÁS DO ÇATERRO DE GRAMACHO
OBJETO DA LICITAÇÃOÇ
Outorga da concessão dos serviços deOutorga da concessão dos serviços deAproveitamento do Biogás do Aterro de Gramacho
Prazo: 15 anos
Projeto baseado no Mecanismo de Desenvolvimento Limpo -j pMDL
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RECEITAS DA CONCESSÃORECEITAS DA CONCESSÃO
Principal:
éCréditos de carbono decorrentes da redução das emissões de metano para a atmosfera.
Acessórias:
– Valorização energética do biogás ou qualquer outroValorização energética do biogás ou qualquer outro processo para seu tratamento e/ou valorização aprovado pela COMLURB e licenciado pelos órgãos ambientais; e
– Valorização dos resíduos contidos no aterro, atendida a legislação sanitária e ambiental.
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SERVIÇOS E OBRAS DA CONCESSÃO
1. Operação do Aterro por um período não superior a 12 meses, incluindo:
1. implantação de uma nova estação de tratamento de efluentes líquidos para 760m³/dia 2. recuperação das Avenidas Frei Caneca e Monte Castelo;
2. Encerramento do Aterro, incluindo:
1. Conformação de taludes; 2. implantação de cobertura vegetal e reflorestamento; 3. construção das vias internas de circulação e dos postos de observação;4. construção do Galpão das Artes Urbanas Recicladas.
3. Implantação dos Sistemas de Captação, Tratamento, Geração de Energia Elétrica e Queima de Biogás
1. obras, serviços necessários aos projetos de MDL; 2. implantação de unidade de geração de, pelo menos, 3MW de energia elétrica.
4 O ã d Pó E t d At té fi l d d C ã4. Operação de Pós-Encerramento do Aterro, até o final do prazo de Concessão:1. monitoramentos ambiental, geotécnico e topográfico; 2. redução, captação e tratamento de efluentes líquidos, emissões gasosas e resíduos
sólidos leves;3 controle de aves e outros vetores;3. controle de aves e outros vetores; 4. manutenção de todas as instalações e do revestimento vegetal; 5. segurança integral da área.
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PRAZOS(contados da data de assinatura do Contrato)
Vigência da concessão: 180 mesesApresentação dos equipamentos : 15 diasApresentação dos equipamentos : 15 diasImplantação dos novos sistemas de captação, tratamento e redução de efluentes líquidos: 360 diastratamento e redução de efluentes líquidos: 360 diasExecução das obras de recuperação das Av. Monte Castelo e Frei Caneca: 240 diasExecução das obras de encerramento/acabamento do Aterro: 360 dias
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TIPO DE LICITAÇÃOTIPO DE LICITAÇÃO
Maior oferta, sob regime de o to ga de concessão pa a ooutorga de concessão para o aproveitamento do biogás.
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CONDIÇÕES DE PARTICIPAÇÃO
1. O número máximo de empresas componentes do consórcio: 3;2. No consórcio de empresas brasileiras e estrangeiras: liderança
será de empresa brasileira;
3. Apresentação conjunta, mas individualizada, de toda a documentação relativa à habilitação jurídica, qualificação técnica, qualificação econômico-financeira e regularidade téc ca, qua cação eco ô co a ce a e egu a dadefiscal.
• As empresas consorciadas poderão somar seus quantitativos técnicos e econômico-financeiros, na proporção da respectiva participação no consórcio;proporção da respectiva participação no consórcio;
4. As empresas consorciadas não poderão participar da concorrência isoladamente, nem através de mais de um ,consórcio;
5. As empresas consorciadas responderão solidariamente pelos atos praticados em consórcio tanto na fase da concorrênciaatos praticados em consórcio, tanto na fase da concorrência quanto na execução dos serviços e obras objeto da concessão.
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CONDIÇÕES DE PARTICIPAÇÃO
Atestados compatíveis com as características, quantidades e prazos previstos no Edital, fornecidos por pessoas jurídicas de direito público ou privado:– operação de aterros de resíduos sólidos ou execução de
serviços de terraplanagem, compatíveis com as características quantidades e prazos do objeto dacaracterísticas, quantidades e prazos do objeto da licitação e
– implantação e operação de sistemas de captação e tratamento de biogás (em aterros de resíduos urbanos) ou de gás natural, compatíveis com as características, quantidades e prazos do objeto da licitaçãoquantidades e prazos do objeto da licitação.
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PROPOSTA DE PREÇOSPROPOSTA DE PREÇOS
Participação nos valores dos CER’s( édit d b i(créditos de carbono que vierem a ser obtidos pela Concessionária com as reduções certificadas de emissões dereduções certificadas de emissões de metano).
Percentual mínimo: 25 % (50% COMLURB/50% FVBJG)COMLURB/50% FVBJG)
Valor Ofertado - 36%, pelo Consorcio Novo Gramacho
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REMUNERAÇÃO ÇE FORMA DE PAGAMENTO
Remuneração fixa (R$1.800.000,00/ano):ç
pagamentos anuais à COMLURB:pagamentos anuais à COMLURB: R$ 600.000,00;pagamentos anuais destinados ao Fundopagamentos anuais destinados ao Fundo de Participação dos Catadores: R$ 1 200 000 00R$ 1.200.000,00.
Reajustes anuais de acordo com o IPCA-E
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REMUNERAÇÃOE FORMA DE PAGAMENTOE FORMA DE PAGAMENTO
Remuneração Variável (mínimo de 25%):
50% COMLURB50% FUNDO DE VALORIZAÇÃO DO BAIRRO DE JARDIM ÇGRAMACHO
Pagamentos com a obtenção dos CER’s (créditos de carbono que vierem a ser obtidos pela Concessionária q pcom as reduções certificadas de emissões de metano).
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Geração de Biogás – COMLURB
45.000
50.000
90
100
35.000
40.000
70
80
25.000
30.000
50
60
Geração de B iogás (m ³/h)
15.000
20.000
30
40 Recuperação Es tim ada (m ³/
Potênc ia (M W )
5.000
10.000
10
20
0
1978
1981
1984
1987
1990
1993
1996
1999
2002
2005
2008
2011
2014
2017
2020
2023
2026
2029
2032
2035
0
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VIABILIDADE ECONÔMICA DA CONCESSÃOPRÉ-VIABILIDADE DO INVESTIMENTOPRÉ VIABILIDADE DO INVESTIMENTO
DESEMBOLSOS PREVISTOS
Investimento Operação Aterro p/ Prazo Máx. 1 ano R$ 4.200.000,00
Investimento Obras Recuperação Avs. Frei Caneca/Monte Castelo R$ 4.400.000,00
Investimento Obras p/ Tratamento/Redução Efluentes Líquidos Aterro R$ 3.400.000,00
Investimento Obras/Serviços de Encerramento/Acabamento Aterro R$ 11 904 000 00Investimento Obras/Serviços de Encerramento/Acabamento Aterro R$ 11.904.000,00
Investimento p/ Captação/Tratamento/Geração e Queima R$ 21.779.700,00
Investimento Total R$ 41.483.700,00
Custo Anual Operação/Manutenção Continuada Aterro (após encerramento) R$/ano 6.200.400,00
Participação Fixa Anual COMLURB (por 15 anos) R$/ano 600.000,00
Participação Fixa Anual Fundo Participação Catadores (após término operação porParticipação Fixa Anual Fundo Participação Catadores (após término operação, por 14 anos) R$/ano 1.200.000,00
Desembolso Total ao longo do projeto R$ 158.289.300,00
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PRÉ-VIABILIDADE DO INVESTIMENTOPRÉ VIABILIDADE DO INVESTIMENTO
Receita Bruta Estimada c/ Créditos de Carbono - CER`s Unidade Quantitativo
Lixo Total Disposto até Encerramento - 2006 (lixo total 1996/2006 + 1/3 lixo 1978/1995) t 34.586.910
Emissões Evitadas Biogás (modelo Scholl Canyon - USA - já descontado a linha de base do projeto e aplicado o fator de oxidação - OX) Nm³ 1.739.726.957
Percentual Metano Biogás % 50%
Metano Total Recuperável Nm³ 869.863.478
Massa Específica Metano - CH4 (nas condições do projeto) kg/m³ 0,659
Massa Total Metano - CH4 (considerados L0 = 158m³CH4/t e k = 0,11) t 573.053
Potencial Aquecimento Global - CH4/CO2 - 21
Massa Total CO2 equivalente tCO2eq 12.034.110
Preço Unitário Estimado Venda Crédito Carbono - CER €$/tCO2eq 13,00
Taxa Câmbio Média Estimada 2005 €$/R$ 2,6
Receita Bruta Estimada c/ Créditos de Carbono (em 15 anos) R$ 406.752.934,09
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PRÉ-VIABILIDADE DO INVESTIMENTO
Cálculo da Taxa Interna de Retorno (TIR) - BrutaUnidade Quantitativo
Receita Bruta Estimada c/ CER`s (créditos de Carbono, em 15 anos) R$ 406.752.934,09/ ( , ) $ ,
Receita Estimada c/ Venda CER`s (em 15 anos, menos custos transação) R$ 366.077.640,68
Participação Fixa Anual COMLURB (por 15 anos) R$ 9.000.000,00
Participação Fixa Anual Fundo Particip. Catadores (após término operação) R$ 16.800.000,00Participação Fixa Anual Fundo Particip. Catadores (após término operação) R$ 16.800.000,00
Participação Variável COMLURB s/ Venda CER`s (12,5%RE) R$ 45.759.705,08
Participação Variável PMDC/Fundo de Valorização Jardim Gramacho s/ Venda CER`s (3%RE) R$ 45.759.705,08
VPL Resultado Financeiro (créditos de carbono do 5º ao 15º ano) R$ 32 421 569 71VPL Resultado Financeiro (créditos de carbono, do 5º ao 15º ano) R$ 32.421.569,71
TIR p/ Fluxo c/ Venda dos CER`s (créditos de carbono, do 5º ao 15º ano) % 39,29%
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MERCADO DE CRÉDITOS DE CARBONO(Point Carbon 20/4/2009: Euro/tEqCO )(Point Carbon 20/4/2009: Euro/tEqCO2)
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Novas TecnologiasNovas Tecnologias
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Compostagem “in vessel”
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INCINERAÇÃOINCINERAÇÃO
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