Viabilidade financeira de projetos de geração de energia elétrica a partir do biogás produzido em aterros sanitários no estado de São Paulo - Rocha, Gláucia Veloso [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023)
O gás metano presente no biogás é um combustível com alto poder calorífico gerado a partir da decomposição anaeróbia de matéria orgânica. Devido ao alto acúmulo de material degradável e à ausência de oxigênio nas camadas de resíduos, aterros sanitários são ambientes com alta geração de biogás. O presente trabalho analisa a viabilidade econômica de comercialização da energia elétrica gerada a partir do metano contido no biogás de aterros sanitários, nos modelos de Minigeração Distribuída e no Mercado Livre de Energia Elétrica. Para isso, foi estimado o potencial de geração de energia elétrica a partir do metano contido no biogás em função da taxa de recebimento de resíduos, considerando o limite de 5 MW de potência instalada instituído para o Modelo de Minigeração Distribuída de acordo com a Resolução Normativa 1.052/2023 da ANEEL. Para estimativa da geração de metano e energia elétrica, a definição dos parâmetros de potencial de geração de metano em peso de resíduo (L0) e taxa de geração de metano por ano (k), a serem utilizados no software LandGEM, foi realizada com base em dados reais de aterros localizados na Unidade de Gerenciamento de Recursos Hídricos 5 (UGRHI 5 - Piracicaba, Capivari e Jundiaí) de São Paulo. Para análise econômica, foram estimados os custos de implementação e operação do projeto, além da receita potencial pela venda da energia elétrica no modelo de Geração Distribuída e no Mercado Livre. Por fim, fixando-se os valores definidos anteriormente e utilizando diferentes taxas de recebimento de resíduos por ano, foram obtidos os resultados de geração de metano e de energia elétrica, bem como os resultados financeiros do projeto em aterros sanitários. A partir dos valores de 42,355 m3 CH4/tonelada para a geração de metano em peso de resíduo (L0) e de 0,083/ano para a taxa de geração de metano por ano (k), os resultados demonstraram a viabilidade econômica de projetos de geração de energia elétrica a partir do metano contido no biogás em aterros com taxa de recebimento de resíduos a partir de 237 toneladas por dia, que tiveram Taxa Interna de Retorno (TIR) igual a 10,35%, sendo que o retorno foi maior em aterros com maior taxa de recebimento de resíduos, considerando os valores dos parâmetros de L0 e k estimados neste trabalho. Para a comercialização no Mercado Livre, com a limitação da potência instalada em 5 MW, os projetos não apresentaram viabilidade. Desconsiderando a limitação da potência, a comercialização da energia elétrica no Mercado Livre apresentou o retorno mínimo esperado de 10,35% de TIR em aterros com taxa de recebimento de resíduos a partir de 1.025 toneladas por dia.

The methane gas present in biogas is a fuel with high calorific power generated from the anaerobic decomposition of organic matter. Due to the high accumulation of degradable material and the absence of oxygen in the waste layers, landfills are places with large biogas generation. The present work analyzes the economic viability of commercialization of electric energy generated from methane contained in the biogas from landfills, in the models of Distributed Mini-generation and in the Free Market of Electric Energy. For this, the potential for generating electricity from methane contained in the biogas was estimated based on the rate of waste receipt, considering the limit of 5 MW of installed power established for the Distributed Mini-generation Model in accordance with Normative Resolution 1,052/2023 from ANEEL. To estimate the generation of methane and electricity, the definition of the parameters of potential methane generation in weight of waste (L0) and the rate of methane generation per year (k), to be used in the LandGEM software, was based on real data from landfills located in Water Resources Management Unit 5 (UGRHI 5 - Piracicaba, Capivari and Jundiaí) in São Paulo. For economic analysis, project implementation and operation costs were estimated, as well as the potential revenue from the sale of electricity in the Distributed Generation model and in the Free Market. Finally, by fixing the previously defined values and using different waste reception rates per year, the results of methane and electricity generation were obtained, as well as the financial results of the project in landfills. Based on values of 42.355 m3 CH4/ton for methane generation in weight of residue (L0) and 0.083/year for the methane generation rate per year (k), the results demonstrated the economic viability of generation projects of electricity from methane contained in the biogas in landfills with a waste reception rate equal to or greater than 237 tons per day, which had an Internal Rate of Return (IRR) equal to 10.35%, and the TIR was higher in landfills with higher waste reception rate, considering the values of the L0 and k estimated in this work. For commercialization in the Free Market, with the limitation of installed capacity at 5 MW, the projects were not viable. Disregarding the power limitation, the commercialization of electric energy in the Free Market presented the minimum expected return of 10.35% of IRR in landfills with a waste reception rate equal to or greater than 1,025 tons per day.
Financial viability of electricity generation projects from biogas produced in landfills in the state of São Paulo
Keywords: Mercado de energia elétrica; Energias renováveis; Geração distribuída; Redução de emissão de metano; Aquecimento global; Electric energy market; Renewable energy; Distributed generation; Methane emission reduction; Global warming