Publicação: Aproveitamento energético dos resíduos sólidos urbanos: matrizes tecnológicas para geração de energia e produção de hidrogênio
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Data
2024-02-20
Autores
Orientador
Silveira, José Luz 
Coorientador
Tuna, Celso Eduardo
Pós-graduação
Bioenergia - IPBEN 33002037024P7
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Tese de doutorado
Direito de acesso
Acesso aberto
Resumo
Resumo (português)
Os Resíduos Sólidos Urbanos (RSU) representam um desafio sanitário, ambiental e de saúde pública, ao mesmo tempo em que oferecem uma oportunidade para o aproveitamento energético de seu potencial, possibilitando a geração de energia elétrica e permitindo redução de emissões de gases de efeito estufa. O presente estudo considerou três alternativas para este aproveitamento, conjuntamente com a utilização de energia solar fotovoltaica, aplicadas para o caso de Guaratinguetá, que atualmente utiliza o aterro sanitário de Cachoeira Paulista – SP. A primeira alternativa estudada foi a digestão anaeróbia da Fração Orgânica dos RSU (FORSU) em sistema de biodigestão, com consequente produção de biogás. A segunda alternativa considera a gaseificação de RSU pós-triagem, com produção de syngas. Um terceiro cenário, com geração de eletricidade usando biogás, considera o paradigma atual de gestão de RSU na região, em que os RSU são depositados em aterro. Foram conduzidas, considerando os RSU da cidade de Guaratinguetá-SP, análises técnicas, a respeito da geração de energia e produção de hidrogênio por eletrólise utilizando esta energia elétrica proveniente de MCI com biogás, syngas e planta fotovoltaica, bem como análise ambiental e econômica, visando a determinação da eficiência ecológica e custos de geração de energia elétrica e hidrogênio, considerando uso para uma frota municipal de caminhões de coleta. Como conclusão tem-se que a digestão anaeróbica da FORSU possibilita uma geração elétrica mais eficiente, técnica e ambientalmente, e com menores custos, do que aquela com syngas gerado na gaseificação de RSU. Os indicadores de poluição foram calculados entre 0,179 e 0,227 kgCO2eq/kgcomb, respectivamente. A eficiência ecológica mais alta, 85,1%, foi alcançada com geração 100% a biogás e planta fotovoltaica com 100% da potência necessária para a produção de hidrogênio. O menor custo de geração foi alcançado com planta 100% a biogás e planta fotovoltaica com potência de 100% da capacidade para produção de hidrogênio, sendo alcançados 0,54 R$/kWh no custo de energia, resultando em um custo de 46,9 R$/kg de hidrogênio.
Resumo (inglês)
Municipal Solid Wastes (MSW) represent a sanitary, environmental, and public health challenge, at the same time as it offers an opportunity to harness its energy potential, allowing for power generation and reduction in greenhouse gas emissions. The present study considered three alternatives for this use applied to Guaratinguetá, which currently uses the landfill of Cachoeira Paulista – SP, together with the use of photovoltaic solar energy, the first being the anaerobic digestion of the Organic Fraction of MSW (FORSU) in a biodigestion system, with consequent production of biogas. The second alternative considers post-sorting MSW gasification, with syngas production. A third scenario, with electricity generation using biogas, considers the current MSW management paradigm in the region, in which MSW is landfilled. Considering the MSW of the City of Guaratinguetá-SP, technical analyzes were carried out regarding energy generation and hydrogen production by electrolysis using this electrical energy from MCI with Biogas, Syngas and photovoltaic plant, as well as environmental and economic analysis, aiming to determine the ecological efficiency and costs of generating energy and hydrogen, in this case for the municipality, considering use for a strong collection of trucks in the municipality. As a conclusion, the anaerobic digestion of FORSU enables more efficient electricity generation, technically and environmentally, and at lower costs, than that with syngas generated in the gasification of MSW. Pollution indicators were calculated between 0.179 and 0.227 kgCO2eq/kgcomb, respectively. The highest ecological efficiency, 85.1%, was achieved with 100% biogas generation and a photovoltaic plant with 100% of the power required for hydrogen production. The lowest generation cost was achieved with a 100% biogas plant and a photovoltaic plant with 100% capacity for hydrogen production, reaching 0.54 R$/kWh in energy cost, resulting in a cost of 46.9 R$/kg of hydrogen.
Descrição
Idioma
Português
