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

Abstract

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 economicamente