Viabilidade técnica e econômica da implantação de uma planta de biogás para aproveitamento de resíduos orgânicos de grandes geradores no município de Foz do Iguaçu-PR
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Data
2025-06-13
Autores
Smaniotto, Bruna
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Editor
Resumo
O uso de resíduos orgânicos para produção de biogás via digestão anaeróbia é uma alternativa que agrega ao gerenciamento de resíduos valor ambiental, contribuindo para o aproveitamento energético de fontes renováveis e para a redução da emissão de gases poluentes e, consequentemente, alinhado a objetivos de desenvolvimento sustentável. Dessa forma, utilizar os resíduos orgânicos produzidos por grandes geradores na cidade de Foz do Iguaçu/PR, sendo eles resíduos orgânicos que são provenientes do setor hoteleiro, da Central de Abastecimento (CEASA) e das mercadorias de origem orgânica referentes às apreensões realizadas por fiscalizações aduaneiras pelo MAPA, é uma opção para serem utilizados como substratos em uma planta de biogás centralizada no município. Assim, o presente estudo realizou o levantamento quantitativo e qualitativo de resíduos produzidos por esses geradores para calcular o potencial teórico de produção de biogás e seus possíveis aproveitamentos energéticos, seja para geração de energia elétrica, térmica ou para produção de biometano para uso como combustível veicular. A partir dos resultados obtidos, foi possível estimar que o total de biogás a ser produzido é de 36.612 m³/mês, sendo esse volume possível de substituir uma quantidade de calor de 186.721.200 kcal/mês (representando 16.822 kg de GLP por mês), 82.377 kWh/mês de energia elétrica (representando o abatimento da energia elétrica consumida em 330 residências por mês com consumo médio de 250 kWh/mês) ou 20.869 m³/mês de biometano (representando 20.243 l/mês de substituição por diesel). Na análise econômica para gerar energia elétrica e comercializar no mercado livre de energia foram obtidos os valores de CAPEX de R$ 6.005.282,00, OPEX anual de R$ 486.098,00 e receita anual de R$ 346.970,00, onde os resultados da análise não evidenciaram viabilidade econômica, sendo necessário investir no desenvolvimento de políticas públicas que visem incentivar a implantação de projetos desse tipo. Já para a opção de produzir biometano e substituir pelo diesel dos caminhões de coleta do município, foram obtidos os valores de CAPEX de R$ 8.545.282,00, OPEX anual de R$ 585.051,00 e custo evitado anual de R$ 1.506.079,00, onde os resultados da análise foram de um payback simples de 7 anos e payback descontado de 15 anos, evidenciando a viabilidade econômica para esse cenário. Assim, os resultados deste estudo mostram o potencial significativo de aproveitamento energético dos resíduos orgânicos gerados na cidade de Foz do Iguaçu, com impacto direto na substituição de fontes convencionais de energia por fontes renováveis. A produção de biogás oferece alternativas para geração de energia elétrica, calor e combustível veicular, contribuindo para uma matriz energética mais sustentável. Além disso, o projeto promove uma gestão de resíduos mais eficiente, alinhada aos princípios de economia circular e à redução de emissões de gases poluentes. Dessa forma, o uso desses resíduos orgânicos reforça o compromisso com o desenvolvimento sustentável local e regional.
Resumen
El aprovechamiento de residuos orgánicos para producir biogás mediante digestión anaeróbica es una alternativa que agrega valor ambiental a la gestión de residuos, contribuyendo al aprovechamiento de energía procedente de fuentes renovables y reduciendo la emisión de gases contaminantes y, en consecuencia, alineada con objetivos de desarrollo sostenible. De esta manera, se utilizan residuos orgánicos producidos por grandes generadores en la ciudad de Foz do Iguaçu/PR, que son residuos orgánicos que provienen del sector hotelero, de la Central de Abastecimiento (CEASA) y de bienes de origen orgánico relacionados con incautaciones realizadas por inspecciones del despacho aduanal por MAPA, es una opción para ser utilizados como sustratos en una planta de biogás centralizada en el municipio. E presente estudio realizó un levantamiento cuantitativo y cualitativo de los residuos producidos por estos generadores para calcular el potencial teórico de producción de biogás y sus posibles usos energéticos, sea para la generación de energía eléctrica o térmica o para la producción de biometano para su uso como combustible del vehículo. De los resultados obtenidos se pudo estimar que el total de biogás a producir es de 36.612 m³/mes, siendo posible reponer con este volumen una cantidad de calor de 186.721.200 kcal/mes (que representan 16.822 kg de GLP al mes), 82.377 kWh/mes de energía eléctrica (que representa la reducción de energía eléctrica consumida en 330 hogares al mes con consumo medio de 250 kWh/mes) o 20.869 m³/mes de biometano (lo que representa 20.243 l/mes de reposición de diésel). En el análisis económico para generar energía eléctrica y comercializarla en el mercado libre de energía, se obtuvieron valores de CAPEX de R$ 6.005.282,00, OPEX anual de R$ 486.098,00 e ingresos anuales de R$ 346.970,00, donde los resultados del análisis no lo demostraron viabilidad económica y es necesario invertir en el desarrollo de políticas públicas encaminadas a incentivar la implementación de proyectos de este tipo. En cuanto a la opción de producir biometano y sustituirlo por diésel de los camiones recolectores del municipio, se obtuvieron valores de CAPEX de R$ 8.545.282,00, OPEX anual de R$ 585.051,00 y costo evitado anual de R$ 1.506.079,00, donde se obtuvieron los resultados del análisis. un retorno simple de 7 años y un retorno descontado de 15 años, destacando la viabilidad económica de este escenario. Así, los resultados de este estudio muestran el importante potencial de aprovechamiento energético de los residuos orgánicos generados en la ciudad de Foz do Iguaçu, con impacto directo en la sustitución de fuentes de energía convencionales por fuentes renovables, la producción de biogás ofrece alternativas para la generación de energía eléctrica. calor y combustible vehicular, contribuyendo a una matriz energética más sustentable. Además, el proyecto promueve una gestión más eficiente de los residuos, alineada con los principios de economía circular y la reducción de emisiones de gases contaminantes. De esta forma, el aprovechamiento de estos residuos orgánicos refuerza el compromiso con el desarrollo sostenible local y regional.
Abstract
The use of organic waste to produce biogas via anaerobic digestion is an alternative that adds environmental value to waste management, contributing to the use of energy from renewable sources and reducing the emission of greenhouse gases and consequently aligned with development objectives sustainable. In this way, using organic waste produced by large generators in the city of Foz do Iguaçu/PR, which is organic waste that comes from the hotel sector, the Supply Center (CEASA) and goods of organic origin related to seizures carried out by inspections customs clearance by MAPA, is an option to be used as substrates in a biogas plant centralized in the municipality. Therefore, the present study carried out a quantitative and qualitative survey of waste produced by these generators to calculate the theoretical potential for biogas production and its possible energy uses, whether for the generation of electrical or thermal energy or for the production of biomethane for use as vehicle fuel. From the results obtained, it was possible to estimate that the total biogas to be produced is 36,612 m³/month. With the volume of biogas produced is possible to replace a quantity of heat of 186,721,200 kcal/month (representing 16,822 kg of LPG per month), 82,377 kWh/month of electrical energy (representing the reduction of electrical energy consumed in 330 homes per month with average consumption of 250 kWh/month) or 20,869 m³/month of biomethane (representing 20,243 l/month of diesel replacement). In the economic analysis to generate electrical energy and sell it on the free energy market, CAPEX values of R$ 6,005,282.00, annual OPEX of R$ 486,098.00 and annual revenue of R$ 346,970.00 were obtained, where the results of the analysis do not demonstrate economic viability, so in this case it is necessary to invest in the development of public policies aimed at encouraging the implementation of projects of this type. As for the option of producing biomethane and replacing it with diesel from the municipality's collection trucks, CAPEX values of R$ 8,545,282.00, annual OPEX of R$ 585,051.00 and annual avoided costs of R$ 1,506,079 were obtained where the results of the analysis were a simple payback of 7 years and a discounted payback of 15 years, highlighting the economic viability for this scenario. Thus, the results of this study showing the significant potential for energy use of organic waste generated in the city of Foz do Iguaçu, with a direct impact on the replacement of conventional energy sources with renewable sources. Biogas production offers alternatives for generating electrical energy, heat and vehicle fuel, contributing to a more sustainable energy matrix. Furthermore, the project promotes more efficient waste management, aligned with the principles of circular economy and the reduction of polluting gas emissions. In this way, the use of organic waste reinforces the commitment to local and regional sustainable development.
Descrição
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação Interdisciplinar em Energia e Sustentabilidade da Universidade Federal da Integração Latino-Americana, como requisito parcial à obtenção do título de Mestra em Energia e Sustentabilidade.
Palavras-chave
gestão de resíduos, digestão anaeróbia, energias renováveis, biocombustíveis