oportunidades da cadeia produtiva de biogÁs · arte da cadeia de suprimentos e de uso do biogás...

BIOGÁSOPORTUNIDADES DA

CADEIA PRODUTIVA DE

PARA O ESTADO DO

PARANÁ

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CADEIA PRODUTIVA DE

PARA O ESTADO DO

PARANÁ

REALIZADOR

Federação das Indústrias do Estado do Paraná – FiepEdson Luiz Campagnolo – Presidente

Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial – Senai-PR

Marco Antonio Areias Secco – Diretor Regional

APOIADOR

Centro Internacional de Energias Renováveis – Biogás (CIBiogás-ER)Rodrigo Regis de Almeida Galvão – Diretor/Presidente

Projeto Brasil-Alemanha de Fomento ao Aproveitamento Energético de Biogás no Brasil – PROBIOGÁSErnani Ciríaco de Miranda – Coordenador (Ministério das Cidades)

Wolfgang Roller – Coordenador (GIZ)

EXECUTOR

Observatórios Sistema FiepMarilia de Souza – Gerente

Ariane Hinça Schneider – Coordenadora


CADEIA PRODUTIVA DE

PARA O ESTADO DO

PARANÁ


CADEIA PRODUTIVA DE

PARA O ESTADO DO

PARANÁ

©2016. Senai – Departamento Regional do Paraná

Qualquer parte desta obra poderá ser reproduzidas desde que citada a fonte Observatórios Sistema Fiep

Oportunidades da Cadeia Produtiva de Biogás para o Estado do Paraná

EQUIPE TÉCNICA

Coordenação e Organização Marilia de SouzaAriane Hinça Schneider

AutoriaAlessandra Cristine Novak Ariane Hinça SchneiderCarla Adriane Fontana SimãoCarlos Eduardo FröhlichEduardo Bittencourt SydneyEmily BoschJanaina Camile Pasqual LofhagenJuliane BazzoLaila Del Bem Seleme WildauerLilian Machado Moya MakishiMarilia de SouzaMichelli Gonçalves Stumm

RevisãoCícero Bley JuniorLuis César da Costa JúniorRoberta Hessmann Knopki

EditoraçãoRamiro Gustavo Fernandes Pissetti Projeto Gráfico e DiagramaçãoAline de Fatima KavinskiKatia Franciele Villagra

MapasLetícia Barreto Maciel Nogueira

Revisão de TextoCamila Rigon PeixotoJuliane BazzoKarem Morigi

Oportunidades da Cadeia Produtiva de Biogás para o Estado do Paraná– Curitiba: Senai/PR. 2016.

144 p.; 21 x 28 cm.

ISBN 978-85-5520-015-1

1. Cadeia Produtiva. 2. Biogás. 3. Resíduos 4. Potencial de Geração 5. Oportunidades 6. Indústria

I. Senai. II. Título.

CDU 62


CADEIA PRODUTIVA DE

PARA O ESTADO DO

PARANÁ

Curitiba Senai/PR

2016

A energia é um recurso fundamental para o funcionamento – e até para a própria existência – das sociedades modernas. Hoje, praticamente todas as atividades que desenvolvemos, desde tarefas domésticas até a produção industrial, passando pela locomoção urbana e por tantas outras áreas, têm total dependência do uso de energia. Diante de uma demanda em constante crescimento, a diversificação de nossa matriz energética é uma necessidade. Torna-se cada vez mais evidente que é preciso incentivar e investir em novas formas de geração de energia. E mais do que simplesmente garantir um abastecimento eficiente, essas fontes alternativas surgem como solução especialmente para substituir a enorme dependência global em relação aos combustíveis fósseis.

É nesse contexto que se insere a tecnologia do biogás, tema desta publicação. Atualmente, ela surge como uma das principais alternativas para dar novo impulso ao segmento de energia. Ao contrário dos derivados de petróleo, o biogás pode ser gerado a partir de fontes diversificadas e renováveis de biomassa, como resíduos provenientes de atividades agropecuárias, industriais e urbanas. Além disso, é uma tecnologia capaz de se adaptar a distintas escalas produtivas e a diferentes ambientes geográficos, bem como se destinar a múltiplas finalidades, como energia elétrica, térmica ou veicular. Ao mesmo tempo, o biogás é um importante instrumento para a busca da sustentabilidade ambiental, social e econômica, pois atua no combate a poluição, promove a distribuição energética descentralizada e, por consequência, representa um produto de alto valor agregado.

Uma realidade que tem total convergência com a missão das quatro instituições que formam o Sistema Fiep – Fiep, Sesi, Senai e IEL –, que é servir e fortalecer a indústria para melhorar a vida das pessoas pela via do desenvolvimento sustentável. Foi por esse motivo que o Sistema Fiep, por meio do Senai no Paraná, encarou o desafio de verificar o estado da arte da cadeia de suprimentos e de uso do biogás no Brasil e no Paraná. Nosso objetivo com este trabalho é identificar lacunas e, especialmente, potencialidades de crescimento e de consolidação dessa tecnologia.

Palavra do Presidente

DO SISTEMA FIEP

Para que esse mapeamento fosse o mais completo possível, confiamos o trabalho aos Observatórios Sistema Fiep, área composta por uma equipe multidisciplinar de pesquisadores, dedicada à elaboração de estudos de futuro voltados ao desenvolvimento industrial sustentável. Na implantação de suas pesquisas, além de seus próprios profissionais, os Observatórios envolvem representantes do empresariado, do poder público, das universidades e da sociedade civil organizada. O resultado dessa forma singular de trabalho fica evidente nesta publicação, que reúne amplo conteúdo de caráter técnico-científico, costurado a partir da consulta à literatura de referência e da análise de especialistas da área de energia. Mas o documento vai além, com uma abordagem cuidadosamente pensada para atingir os mais diversos segmentos da cadeia.

Com tudo isso, o que fica claro é que o Brasil ainda tem muito a avançar para ocupar lugar de destaque no cenário mundial do biogás. Para que isso aconteça, são necessários investimentos não apenas financeiros e tecnológicos, mas também no que se refere à regulamentação jurídica do setor e à qualificação de mão de obra. O mais importante, porém, é a confirmação de que o país possui um diferencial vantajoso digno de nota: o sistema econômico nacional baseado na extensa produção de alimentos, nos dá a possibilidade de aproveitamento imediato de um enorme volume de biomassa oriunda diariamente dessa atividade. Nesse panorama, o Paraná tem posição privilegiada, em virtude da relevância do estado na agropecuária brasileira.

Diante dessas constatações, o Sistema Fiep tem por propósito, com esta publicação, incentivar o debate público, a continuidade da pesquisa científica e a propulsão das aplicações do biogás em diversos nichos industriais. A expectativa é difundir entre os leitores a firme certeza de que o Paraná tem um expressivo potencial de geração e uso do biogás, capaz de se destacar na trajetória do setor energético nacional.

Edson Campagnolo Presidente do Sistema Federação das Indústrias do Estado do Paraná

Presidente do Conselho do Sebrae-PR

Palavra do Presidente

DO CIBIOGÁSCom sua expressiva participação na produção agrícola e de proteína animal brasileira, o Paraná apresenta amplo potencial na conversão de resíduos dessa produção em biogás. Porém, como transformar resíduos em benefícios ambientais, econômicos e sociais para a região onde se instalam essas atividades?

Uma das alternativas para o alcance desse cenário é a produção e o uso do biogás, que traz soluções para o descarte correto dos resíduos da agricultura, pecuária e áreas urbanas, contribuindo para a preservação do meio ambiente e a expansão do agronegócio.

Somam-se, ainda, vantagens como a geração de energia elétrica, térmica e veicular para o abastecimento da propriedade rural, que reduz custos e, até mesmo, gera renda. No entanto, apesar dos benefícios irrevogáveis do biogás, é preciso disseminar a relevância desse novo mercado, assim como as oportunidades para diferentes cadeias produtivas, sendo o lançamento deste estudo um importante passo.

A equipe do CIBiogás sente-se honrada em participar desta iniciativa por considerar muito importante a geração de conhecimento em parceria, buscando sempre vencer possíveis gargalos e beneficiar potenciais usuários, com tal tecnologia. Afinal, esse é o propósito da nossa instituição e, temos certeza, que também dos parceiros desta publicação.

A realização de estudos como este evidencia a importância do envolvimento de diferentes instituições em prol da inovação, da competitividade e da sustentabilidade.

Rodrigo Regis de Almeida Galvão Diretor-presidente do CIBIOGÁS

A produção de biogás a partir de resíduos da agropecuária e do saneamento vem ganhando importância no país. O biogás é uma fonte de energia renovável que contribui significativamente para que o Brasil atinja seus objetivos de aumentar a oferta de energias alternativas e, ao mesmo tempo, reduza as emissões de gases indutores do efeito estufa. Órgãos governamentais, academia e setor privado atualmente estudam as tecnologias para produção de energia a partir do biogás, buscando melhor entender suas características e seu potencial de produção.

A elaboração de estudos, a divulgação de dados sobre o potencial de produção de biogás a partir de diferentes matérias-primas e a constante discussão sobre o tema são fundamentais para o planejamento e a implementação de usinas de biogás em larga escala no Brasil. Partindo dessa informação, podem ser estruturadas políticas públicas e mecanismos de incentivo para esta fonte de energia. A partir dos dados de potencial, é possível também indicar as tecnologias mais adequadas para a produção e o aproveitamento eficientes do biogás, que podem variar de acordo com as especificidades da região, qualidade e quantidade dos substratos disponíveis e com o modelo de negócio desejado.

A elaboração do presente estudo pelo Sistema Fiep é importante para incentivar a produção de energia a partir do biogás no Paraná. O estado é pioneiro no emprego do biogás e referência nacional em avanços tecnológicos ligados ao setor. Espero que este material contribua, tanto para o setor industrial como para agentes do governo, na identificação de oportunidades na cadeia do biogás no estado do Paraná.

Wolfgang Roller Coordenador do PROBIOGÁS

Palavra do Coordenador

DO PROBIOGÁS

A presente publicação resulta de uma ampla investigação acerca das potencialidades de desenvolvimento no estado do Paraná de uma modalidade de energia limpa, descentralizada e renovável: o biogás. O levantamento foi realizado pelo Senai-PR, por meio dos Observatórios Sistema Fiep, cuja expertise está na implementação de estudos de futuro para o desenvolvimento industrial sustentável. A iminente necessidade de diversificação da matriz energética mundial, diante do rareamento de combustíveis fósseis, constitui o pano de fundo para estimular essa iniciativa de pesquisa.

Nesse sentido, o estudo apresentado nesta publicação envolveu uma equipe multidisciplinar de especialistas, que se dedicou a levantar dados, efetuar análises e visualizar alternativas, com base em informações oriundas da literatura, de instituições de renome e de visitas técnicas a empreendimentos ligados ao biogás. Além desta equipe, o estudo teve como parceiros importantes o Centro Internacional de Energias Renováveis – Biogás (CIBiogás-ER) e o PROBIOGÁS, que compartilharam experiências e informações técnicas de relevância.

O CIBiogás-ER é uma instituição científica, tecnológica e de inovação, que desenvolve ações relacionadas à implantação, geração de conhecimento e transferência de tecnologia de sistemas de biogás. Além disso, a instituição tem como objetivo apoiar o desenvolvimento de políticas públicas que regulem e incentivem o uso de biogás. O Centro é constituído por 16 instituições que desenvolvem ou apoiam projetos relacionados às energias renováveis, sendo uma delas o Sistema Fiep.

O Projeto Brasil-Alemanha de Fomento ao Aproveitamento Energético de Biogás no Brasil – PROBIOGÁS é um projeto de cooperação técnica entre o Governo Brasileiro, por meio da Secretaria Nacional de Saneamento Ambiental, do Ministério das Cidades, e o Governo Alemão, por meio da Deutsche Gesellchaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH. O PROBIOGÁS tem o objetivo de ampliar o uso energético eficiente do biogás no saneamento básico e em iniciativas agropecuárias e agroindustriais, inserindo o biogás na matriz energética nacional, contribuindo para a redução das emissões de gases indutores do efeito estufa. Para atingir seu objetivo, o projeto atua na melhoria das condições regulatórias, na aproximação de instituições de ensino e pesquisa e no fomento à indústria nacional de biogás.

O presente estudo está organizado em três grandes etapas. A primeira concentrou-se em identificar, nos mais importantes setores econômicos paranaenses, a capacidade de gerar matérias-primas passíveis de transformação em biogás, as quais podem ser obtidas a partir de uma enorme variedade de resíduos agropecuários, industriais e urbanos. A segunda etapa, por sua vez, focou na verificação das condições técnicas e tecnológicas de materialização das potencialidades mapeadas. A terceira, por fim, procurou pensar tais oportunidades sob a luz dos hiatos que precisam ainda ser suprimidos para uma significativa evolução do setor de biogás, tanto em abrangência estadual quanto nacional.

Fundamentada por esse itinerário, a presente publicação encontra-se dividida em seis capítulos. O primeiro traz um panorama do setor energético no Brasil e no Paraná. O biogás é situado no

Apresentação

contexto de emergência dos biocombustíveis, os quais despontam com a finalidade de pluralizar a matriz energética nacional, sob expressiva dependência de hidrelétricas.

O segundo capítulo preocupa-se em determinar o potencial de geração de biogás no estado do Paraná em relação ao panorama nacional. Para tanto, efetua um percurso que aborda matérias-primas disponíveis em três instâncias: no universo agropecuário, a partir do cultivo de vegetais e da criação de suínos, bovinos e aves; no setor industrial, por meio da produção de álcool e açúcar, biodiesel, laticínios, processados de mandioca, cítricos, cervejas, cortes de carne, papel e celulose; e no ambiente urbano, pelo adequado recolhimento de lixo, esgoto, restos de varrição e poda, bem como de excedentes do comércio hortifruticultor no atacado. Tal trajetória evidencia uma extensa variedade de resíduos capazes de atuar enquanto insumo produtivo de biogás. Aqueles de maior potencial são expostos ao leitor em um mapa demonstrativo, que propicia comparações e análises mais refinadas.

O terceiro capítulo dedica-se a explorar as tecnologias de geração do biogás. Em detalhes, correlaciona técnicas e equipamentos necessários a cada uma das etapas produtivas, as quais, sinteticamente, compreendem: o tratamento da matéria-prima, a biodigestão para a obtenção de biogás e a purificação com vistas ao emprego propriamente dito do recurso energético.

O quarto capítulo, por sua vez, contempla o cenário de oportunidades para a indústria para-naense na cadeia de suprimentos e de uso do biogás. Desse modo, abrange uma série de pos-sibilidades de utilização, como energia elétrica, térmica e veicular (biometano). O grau de viabi-

lidade de cada uma das aplicações é analisado a partir de fatores conjunturais de ordem estadual e nacional, como a disponibilidade de matérias-primas, o aperfeiçoamento técnico e tecnoló-gico, a qualificação profissional e a consolidação de regulamentações para o setor. Tais elementos intervenientes agregam tanto potencialidades quanto deficiências ainda a serem superadas.

O quinto capítulo reúne casos de sucesso na produção de biogás a partir de resíduos agro-pecuários, industriais e urbanos. São apresenta-das iniciativas pioneiras em diferentes locais do Brasil. A equipe responsável por esta publicação visitou a maioria dos empreendimentos situados na região sul, com intuito de compartilhar as ex-periências disponíveis. A expectativa é que tais projetos sejam inspiradores a todos os leitores interessados em alavancar o segmento do bio-gás. O sexto e último capítulo, por fim, discute a importância de se implementar um sistema de certificação nacional para o biogás purificado, cuja credibilidade deve alicerçar a comercializa-ção e a utilização do recurso.

A despeito da riqueza de dados e debates, este estudo constitui, sem dúvida, um ponto de partida no processo de estimular novas pesquisas e empreendimentos dirigidos ao biogás, uma tecnologia que, embora ainda nacionalmente embrionária, já revela capacidade de transformação e diversificação da matriz energética.

Uma boa leitura a todos!

Marco Antonio Areias Secco Diretor Regional do Senai-PR

Sumário1. INTRODUÇÃO AO PANORAMA DO SETOR ENERGÉTICO NO BRASIL E NO PARANÁ............................................................20

1.1 O Biogás no cenário dos biocombustíveis.....................................................................22

1.2 A situação do biogás no Paraná.....................................................................................26

2. LEVANTAMENTO DO POTENCIAL DE GERAÇÃO DE BIOGÁS NO ESTADO DO PARANÁ................................................................28

2.1 Potencial do Setor Agropecuário para a Geração de Biogás.......................................28

2.1.1 Vegetais Não Lenhosos..........................................................................................................................................................29

2.1.2 Vegetais Lenhosos.....................................................................................................................................................................30

2.1.3 Pecuária...........................................................................................................................................................................................31

2.2 Potencial dos Setores Industrial e Agroindustrial........................................................33

2.2.1 Álcool e Açúcar............................................................................................................................................................................33

2.2.2 Biodiesel..........................................................................................................................................................................................34

2.2.3 Laticínios.........................................................................................................................................................................................35

2.2.4 Fecularia..........................................................................................................................................................................................36

2.2.5 Cítricos..............................................................................................................................................................................................37

2.2.6 Cervejarias e Microcervejarias...........................................................................................................................................37

2.2.7 Abatedouros e Frigoríficos..................................................................................................................................................39

2.2.8 Papel e Celulose..........................................................................................................................................................................40

2.3 Resíduos Urbanos............................................................................................................40

2.3.1 Resíduos Sólidos Urbanos ...................................................................................................................................................41

2.3.2 Esgoto...............................................................................................................................................................................................42

2.3.3 Resíduos de Varrição e Poda...............................................................................................................................................43

2.3.4 CEASAs.............................................................................................................................................................................................43

2.4 Mapas Demonstrativos do Potencial de Geração de Biogás no Estado do Paraná....45

3. TECNOLOGIAS PARA PRODUÇÃO DE BIOGÁS............................................51

3.1 Bioquímica da Produção de Biogás...............................................................................51

3.2 Engenharia do Processo de Biodigestão.......................................................................53

3.2.1 Primeira Etapa – Pré-tratamento.......................................................................................................................................54

3.2.2 Segunda Etapa – Digestão Anaeróbica.......................................................................................................................67

3.2.3 Terceira Etapa – Armazenamento, Tratamento e Utilização do Biofertilizante....................................80

3.2.4 Quarta Etapa – Armazenamento, Tratamento e Utilização do Biogás.....................................................81

4. PANORAMA PARANAENSE E OPORTUNIDADES PARA A INDÚSTRIA DO ESTADO NA CADEIA DE SUPRIMENTOS E USO DO BIOGÁS..................90

4.1 Panorama Paranaense da Produção e do Uso do Biogás.............................................92

4.1.1 Aplicações que Exigem Baixo Grau de Purificação..................................................................................................92

4.1.2 Aplicações que Exigem Alto Grau de Purificação....................................................................................................96

4.2 Oportunidades para a Indústria Paranaense na Cadeia de Suprimentos e Uso do Biogás........................................................................99

4.2.1 Aproveitamento de Matérias-Primas.............................................................................................................................99

4.2.2 Aperfeiçoamento Técnico e Tecnológico................................................................................................................100

4.2.3 Qualificação Profissional....................................................................................................................................................102

4.2.4 Proposição e Consolidação de Leis e Regulamentações...............................................................................103

4.3 Considerações Finais.....................................................................................................110

5. CASOS DE SUCESSO NA PRODUÇÃO DE BIOGÁS....................................109

5.1 Resíduos Agropecuários................................................................................................110

5.2 Resíduos Urbanos..........................................................................................................113

5.3 Resíduos Industriais......................................................................................................117

6. CERTIFICAÇÃO DO BIOGÁS...........................................................................120

REFERÊNCIAS .....................................................................................................123

ANEXOS ................................................................................................................134

19OPORTUNIDADES DA CADEIA PRODUTIVA DE BIOGÁS PARA O ESTADO DO PARANÁ

A matriz energética representa o conjunto de todos os tipos de energia que um país disponibiliza para ser transformada, distribuída e consumida nos processos produtivos, sendo uma representação quantitativa da oferta de energia. De acordo com o Ministério de Minas e Energia (MME) (2015)1, a matriz energética mundial é composta predominantemente por combustíveis não renováveis (petróleo e derivados, além de carvão), que representam 87,0% da totalidade. A matriz energética da Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico (OCDE)2 é ainda

menos renovável, sendo composta por apenas 8,1% de fontes renováveis, conforme mostrado no Gráfico 1.

No Brasil, a matriz energética também se compõe, na maior parte, por fontes não renováveis (59,0%), porém, o país é um dos que tem maior participação de fontes renováveis, representando 41,0% do total da matriz, dos quais 16,1% são advindos da biomassa da cana de açúcar, 12,5% da geração hidráulica, 8,3% da lenha e carvão vegetal e 4,2% de lixívia e outras fontes renováveis.

1 MME, 2015. 2 OCDE é composta por 34 países, reunindo os países mais industrializados do mundo e alguns países emergentes.

INTRODUÇÃO AO PANORAMA DOSETOR ENERGÉTICO NO BRASIL E NO PARANÁ1

Gráfico 1 - Participação de Fontes Renováveis na Matriz Energética do Brasil, do Mundo e da OCDE

Brasil (2013)

Mundo (2011)

OCDE (2011)

MATRIZ ENERGÉTICA

41,0% 59,0%

13,0% 87,0%

8,1% 91,9%

Renováveis Não renováveis

0% 100%

Fonte: MME, 2015.

Em se tratando de matriz elétrica – que é a capacidade de uma corrente elétrica realizar trabalho, podendo ser obtida por meio de energia química ou mecânica – o cenário brasileiro tem uma natureza essencialmente renovável (79,3%), enquanto a matriz elétrica mundial apresenta apenas 20,3% de fontes renováveis (Gráfico 2).

20 INTRODUÇÃO AO PANORAMA DO SETOR ENERGÉTICO NO BRASIL E NO PARANÁ

Gráfico 2 - Participação de Fontes Renováveis na Matriz Elétrica do Brasil, do Mundo e da OCDE

Brasil (2013)

Mundo (2011)

OCDE (2011)

MATRIZ ELÉTRICA

79,3% 20,7%

20,3% 79,7%

18,1% 81,9%

Renováveis Não renováveis

0% 100%

Fonte: MME, 2015.

O Gráfico 3 apresenta a composição da matriz elétrica brasileira, em que participação da geração hidráulica representa 70,6%, a biomassa 7,6% e a eólica 1,1%. Os outros 20,7% da matriz são compostos por fontes não renováveis.

Gráfico 3 - Composição da Matriz Elétrica Brasileira

Derivados de Petróleo

Nuclear

Carvão e Derivadosc

Hidráulicaa

Biomassab

Eólica

Gás Natural

70,6%

11,3%

7,6%

0% 100%

4,4%

2,6%

2,4%

1,1%

Fonte: MME, 2015. a Inclui importação.

b Inclui lenha, bagaço de cana, lixívia e outras recuperações. c Inclui gás de coqueria.


Um dos entraves para o desenvolvimento econômico e social brasileiro é a distribuição da energia elétrica, que geograficamente não alcança toda a população desse extenso país. Muitas comunidades e propriedades isoladas dependem da energia gerada a partir de combustíveis que não demandam redes de distribuição específicas, como o carvão e a lenha, facilmente coletados no campo e estocados.

Outro fator que afeta o avanço econômico brasileiro está relacionado aos problemas de manejo e de expansão do sistema elétrico já instalado, como a negligência na construção de reservatórios hídricos adequados à demanda crescente, condição que os torna muito dependentes do regime de chuvas. Tal panorama foi um dos fatores que deixou o país suscetível a crises energéticas, como a vivida em 2014. Desse modo, apesar de a energia hidrelétrica dominar a matriz brasileira, conclui-se que tal modalidade não dá conta de, sozinha, suprir o país. Assim, o desenvolvimento de outras fontes, especialmente as renováveis, precisa ser incentivado.

Na década de 80, surgiram as primeiras leis brasileiras que consideravam o meio ambiente e a preservação dele de uma forma global e integrada. Somente a partir dos anos 2000, essa preocupação atingiu outros setores transversais, como o de energia, quando foi incluído nos princípios e objetivos da política nacional para o segmento3.

(...) XII - incrementar, em bases econômicas, sociais e ambientais, a participação dos bio-combustíveis na matriz energética nacional. (Redação dada pela Lei n° 11.097, de 2005)

XIII - garantir o fornecimento de biocombus-tíveis em todo o território nacional; (Incluído pela Lei nº 12.490, de 2011)

XIV - incentivar a geração de energia elétrica a partir da biomassa e de subprodutos da produ-ção de biocombustíveis, em razão do seu ca-ráter limpo, renovável e complementar à fonte hidráulica; (Incluído pela Lei n° 12.490, de 2011)

XV - promover a competitividade do País no

mercado internacional de biocombustíveis; (Incluído pela Lei n° 12.490, de 2011)

XVI - atrair investimentos em infraestrutura para transporte e estocagem de biocombustí-veis; (Incluído pela Lei n° 12.490, de 2011)

XVII - fomentar a pesquisa e o desenvolvimen-to relacionados à energia renovável; (Incluído pela Lei n° 12.490, de 2011)

XVIII - mitigar as emissões de gases causado-res de efeito estufa e de poluentes nos setores de energia e de transportes, inclusive com o uso de biocombustíveis. (Incluído pela Lei n° 12.490, de 2011)

A política energética brasileira vem, ainda discretamente, incentivando e apoiando o desenvolvimento de fontes renováveis de energia, como a hídrica, a eólica, a solar e a de biomassa. No entanto, a implementação de tais modalidades ainda se encontra em estágio inicial. Ademais, não estão totalmente integradas às redes de distribuição tradicionais, especialmente a elétrica e a de gás natural. Torna-se essencial, portanto, avançar no desenvolvimento das tecnologias ainda incipientes de integração e de complementação entre diferentes fontes de energia, para a formação de uma matriz sólida e diversificada, capaz de sustentar e alavancar o crescimento econômico do país.

Em se tratando do cenário energético para o setor industrial, o custo da energia elétrica é uma constante preocupação, por se tratar de um insumo essencial para a indústria. É inquestionável o fato de que o Brasil depende de maior quantidade de energia para ambicionar o mais amplo crescimento, possibilitando a expansão de atividades industriais, de comércio, de serviços, dentre outras.

Considerando os elevados custos com energia, principalmente no ano de 2015, o setor industrial deve se atentar para a possibilidade de utilização de uma matriz energética renovável, sustentável e com baixas emissões de gases do efeito estufa, associadas ao consumo energético eficiente.

3 Lei 9.478, originalmente promulgada em 6 de agosto de 1997, com alterações posteriores.


Nesse cenário, o biogás surge como uma dessas possibilidades, sendo um produto com grande poder energético, servindo como matéria-prima para geração de energia elétrica, térmica e veicular.

O estudo realizado pela Agência Internacional de Energias Renováveis (IRENA - International Renewable Energy Agency)4, denominado Renewable Power Generation Costs in 2014, aponta que a relação custo-eficácia das tecnologias de geração de energia renováveis atingiu níveis históricos. Os preços de módulos solares fotovoltaicos em 2014 eram cerca de 75% menores se comparados a 2009. Fontes como biomassa podem agora fornecer eletricidade competitiva em comparação com a geração de energia advinda de combustíveis fósseis. O estudo afirma, ainda, que a energia elétrica advinda de geotérmica, hidrelétrica e biomassa oferecem menor custo que qualquer outra fonte.

De acordo com a IRENA, em poucos anos de incrível crescimento, as energias renováveis passaram a ser uma contribuição importante no mix energético mundial e prometem ser o motor da economia do futuro. Este estudo mostra que o Brasil está em 2º lugar no ranking dos países com maior capacidade renovável instalada acumulada para geração de energia por meio de biomassa, com 11,5%, atrás somente dos Estados Unidos, com 12,7%.

A biomassa é apontada como uma fonte de baixo custo, já que os custos com matéria-prima podem ser zerados para alguns resíduos, incluindo os produzidos no local. Do mesmo modo, na maioria dos casos, sua utilização economiza em processos de eliminação, além de contribuir com o meio ambiente.

1.1 O BIOGÁS NO CENÁRIO

DOS BIOCOMBUSTívEISO Brasil é o maior país tropical do mundo e recebe, durante todo o ano, intensa radiação solar, o que influencia e promove a produção de diferentes tipos de biomassa. Essa grande disponibilidade gera condições favoráveis para o desenvolvimento de projetos de aproveitamento energético de tal material. Soma-se ainda, o fato do país possuir uma agricultura, pecuária, indústria e uma agroindústria bastante diversificadas e representativas, especialmente compostas pela produção de grãos e de proteína animal, as quais geram resíduos que podem ser aproveitados na elaboração de energias renováveis, por intermédio de tecnologias diversas5.

A grande maioria das atividades agropecuárias, industriais e urbanas gera grandes quantidades de resíduos. Os resíduos inorgânicos6 podem ser reaproveitados ou reciclados, enquanto os orgânicos7 podem ser submetidos a processos biológicos para redução da carga poluidora. Esse tratamento pode se dar de maneira aeróbica8 ou anaeróbica9, ou seja, respectivamente com presença ou ausência de ar. Em ambas as formas, existe a diminuição da carga orgânica e do potencial poluidor. Contudo, na anaeróbica, o decréscimo da carga poluidora está associado à geração de biogás, que consiste numa mistura de gases (metano, dióxido de carbono, sulfeto de hidrogênio, entre outros) com potencial energético. Essa transformação ocorre em um reator, chamado de biodigestor, onde acontece concomitantemente a produção de biofertilizantes.

4 IRENA, 2015. 5 MAPA, 2006. 6 São compostos por produtos manufaturados, tais como cortiças, espumas, plásticos, metais e tecidos. 7 São compostos por alimentos e outros materiais que se decompõem pela natureza, tais como cascas e bagaços de frutas, verduras, galhos e folhas de podas, dejetos, entre outros. 8 É efetuado por bactérias que necessitam de oxigênio para sua respiração. 9 É efetuado por bactérias que não necessitam de oxigênio para sua respiração.


Passível de operacionalizar-se a partir de diversos tipos de biomassa e de resíduos, a tecnologia do biogás mostra-se relativamente simples, com capacidade de adaptação a diferentes sistemas produtivos e escalas, o que lhe rende significativo poder de abrangência geográfica. Ademais, a aplicação desse gênero de energia renovável demonstra grande potencial, seja para uso térmico, elétrico ou veicular.

Associadas à produção dessa espécie de bioenergia estão as possibilidades de diminuição da poluição por resíduos industriais, agropecuários e urbanos, assim como de geração energética descentralizada. Além disso, por ser um produto de poder energético intrínseco, o biogás coloca-se como uma ferramenta estratégica para os setores energético e ambiental, na tarefa de integrar

inúmeras atividades humanas ao desenvolvimento sustentável. A um só tempo, portanto, o biogás situa-se como recurso de importância ambiental, econômica e social.

Entretanto, a contribuição do biogás na matriz elétrica brasileira é ainda extremamente pequena, o que aponta para uma necessidade de evolução. De acordo com o MME (2015)10, representado na Tabela 1, esse tipo de energia corresponde a apenas 0,06% da potência instalada, muito menos que outras modalidades renováveis com demandas geográficas de instalação e de operação mais restritivas. Dentre estas últimas, aparecem, por exemplo, o bagaço de cana, com 7,3% e a energia eólica, com 3,6% de participação do potencial instalado nacional.

10 MME, 2015.

Tabela 1 - Composição da Matriz Elétrica Brasileira de acordo com a fonte utilizada

Fonte No UsinasPotência

instalada (MW)Estrutura %

Potência média por usina

Hidrelétrica 1.186 89.193 66,6 75UHE 202 84.095 62,8 416PCH 487 4.790 3,6 10CGH 497 308 0,2 1Gás 155 14.208 10,6 92Gás Natural 121 12.550 9,4 104Gás Industrial 34 1.658 1,2 49Biomassa 504 12.341 9,2 24Bagaço de Cana 387 9.881 7,4 26Biogás 25 70 0,1 3Outras 92 2.390 1,8 26Petróleo 1.263 7.888 5,9 6Nuclear 2 1.990 1,5 995Carvão Mineral 13 3.389 2,5 261Eólica 228 4.888 3,6 21Solar 311 15 0,011 0,05TOTAL 3.662 133.913 100,0 37Importação contratada 5.850Disponibilidade total 139.763

Fonte: Resenha Energética Brasileira, 2015.


Com relação ao potencial instalado de plantas de biomassa no Brasil, a Tabela 1 mostra que atualmente há 504 empreendimentos instalados, com potência total de 12.341 MW. A maioria dos empreendimentos apresenta como fonte principal de geração o bagaço de cana de açúcar. Conforme Tabela 2, o Paraná está em 5º lugar, representando 5,0% do total nacional. Apesar desta pouca representatividade atualmente, o estado tem grande potencial de geração de biogás, por possuir um setor industrial e agroindustrial representativos11.

Tabela 2 - Potencial instalado e em operação de produção de biomassa

Estado Potência Fiscalizada (kW) % nacional

SP 5.469.408 44,0%

MG 1.378.375 11,0%

MS 1.242.547 10,0%

GO 1.070.300 9,0%

PR 652.895 5,0%

BA 520.245 4,0%

PE 297.584 2,0%

AL 290.662 2,0%

MA 284.400 2,0%

ES 231.500 2,0%

MT 212.132 2,0%

RS 149.605 1,0%

SC 141.791 1,0%

Outros 399.748 3,0%

TOTAL 12.341.192 100,0%

Fonte: Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), 2015a.

11 ANEEL, 2015a. 12 BLEY, 2015.

A despeito das facilidades operacionais, a tecnologia de produção do biogás ainda é incipiente no país e, durante um longo período de 40 anos (1970 a 2010) não teve a importância adequada, sendo considerado um subproduto, sem valor econômico. A este período pode-se denominar Biogás de 1ª Geração12.

A partir de 2010, o biogás começou a ser utilizado na geração de energia, passando a ser considerado um ativo energético e não mais um passivo ambiental. Esta fonte de energia passou a ser tema de debates e de importantes agendas internacionais. Dentre as normativas mais importantes que buscam dar segurança a investidores e produtores de biogás, pode-se destacar:


a) Resolução Normativa 482/2012 da ANEEL, que visou estabelecer as condições gerais para o acesso de microgeração e minigeração distribuídas aos sistemas de distribuição de energia elétrica e o sistema de compensação de energia, conhecido internacionalmente como net metering. Além disso, a RN visou reduzir as barreiras para instalação de geração distribuída de pequeno porte, conectadas em tensão de distribuição;

b) Nota Técnica 13/2014 da Empresa de Pesquisa Energética (EPE), que foi publicada em agosto de 2014, junto à Série de Estudos da Demanda de Energia 2050, introduzindo o biogás e o biometano no cenário do Planejamento Energético Nacional. Este estudo considera que a demanda atual de energia encontra limitações, devido à perda de capacidade de investimentos de grandes projetos geradores, o que aumenta a perspectiva da maior participação descentralizada de energia;

c) Em Janeiro de 2015 a Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP) publicou a Resolução 8, regulamentando o uso do biometano no Brasil13. O biogás é um combustível bruto, enquanto que o biometano é obtido por meio da purificação do biogás, sendo considerado um combustível de maior valor agregado. De acordo com essa resolução, o biometano produzido a partir de produtos e resíduos pecuários (como dejetos de suínos e aves), agrícolas e agroindustriais passa a ser tratado de maneira semelhante ao gás natural. Isso significa que o biometano poderá ter o mesmo uso do gás natural, inclusive com a mesma valoração econômica, desde que atenda às exigências de qualidade do produto estabelecidas nessa resolução.

d) Em Novembro de 2015, a ANEEL publicou a Resolução Normativa 687, modificando algumas premissas da RN 482/2012 e os Módulos 1 e 3 do PRODIST. As principais alterações foram: modificação do prazo de validade dos créditos de energia gerada, que passou de 36 para 60 meses, sendo que os créditos podem também ser usados para abater o consumo de unidades consumidoras do mesmo titular (mesmo CPF ou CNPJ) situadas em outro local, desde que na área de atendimento de uma mesma distribuidora. Esta resolução também institui a figura da “geração compartilhada”, permitindo que diversos interessados criem consórcio ou uma cooperativa, instalem uma micro ou minigeração distribuída e utilizem a energia gerada para redução dos custos com energia. Além disso, a resolução alterou o potencial considerado para microgeração e minigeração, de 1 MW para 5 MW, a exceção de fonte hídrica, cuja potência máxima foi aumentada para 3 MW. Antes, devia-se considerar microgeração um empreendimento que gerasse até 100 kW. Esse valor foi reduzido para 75 kW. A minigeração era de 100 KW até 1MW e foi alterado para 75 kW até 5MW. As novas regras entraram em vigor a partir de 1º de março de 201614.

Essas normativas representaram um grande avanço no cenário das energias renováveis no Brasil, posicionando o biogás como um combustível efetivamente importante na matriz energética brasileira. A partir desses marcos, passamos a falar do Biogás de 2ª Geração, com maior valor agregado.

A aplicação do biogás, cujo público inicial era prioritariamente composto de pequenos produtores rurais, está se ampliando e exigindo o desenvolvimento de sistemas industriais mais complexos.

13 ANP, 2015. 14 BRASIL, 2015.


Essa transformação, já consolidada em outros países, está em curso no Brasil, onde inexiste uma cadeia de suprimentos eficiente e de suporte técnico especializado, sendo muitas vezes realizado por empresas estrangeiras.

Os tipos de tecnologia, fornecedores de equipa-mentos e prestadores de serviço necessários para a correta implantação e operação de unidades de biogás e biometano no Brasil são objeto de mape-amento nesta publicação. As deficiências do pre-sente, dessa forma, podem ser vistas como oportu-nidades para os segmentos industriais brasileiros e paranaenses expandirem-se ou agregarem novas empresas.

1.2 A SITUAÇÃO DO BIOGÁS

NO PARANÁConforme mencionado, o crescimento industrial brasileiro vem determinando o aumento do consumo de energia elétrica. No Paraná, esse crescimento foi de 9,6% em 201315. Em meio à iminente exigência de ampliação da matriz energética nacional, o estado registra participação nacional de apenas 8,0% no total de produção de energia elétrica a partir de biomassa e possui 41 usinas registradas na ANEEL16.

Isso se deve ao fato de serem pequenos estabelecimentos, com baixo potencial produtivo em relação a outras unidades da federação,

como São Paulo e Minas Gerais, que já detêm empreendimentos de grande porte. Nesse primeiro estado, tais usinas representam 22,0% do número total e perfazem 54,5% da potência, enquanto no segundo os percentuais alcançam, respectivamente, 17,0% e 22,0%. Diante desses dados, constata-se que o Paraná, apesar de vocacionado ao biogás, necessita ampliar sua escala de produção.

Uma maneira eficaz de avaliar as potencialidades dessa energia renovável em território paranaense, como também em âmbito brasileiro, é debruçar-se sobre o desempenho dos principais setores eco-nômicos, nos planos estadual e nacional, capazes de gerar efluentes ou resíduos convenientes à bio-digestão. Nesse sentido, interessam os segmentos agropecuário, agroindustrial, industrial e urbano.

Trata-se, por conseguinte, de mapear detalhada-mente possíveis e oportunas rotas de produção, ilustradas na Figura 1. Nela são indicados os prin-cipais resíduos analisados neste estudo, sendo eles advindos da agropecuária, urbanos e industriais. Esses resíduos podem ser aproveitados para pro-dução de energia (eletricidade, calor e vapor) a partir do biogás e advêm das principais etapas dos processos industriais de produção, seja a partir de culturas oleaginosas, indústrias de açúcar e amido e biomassa sólida. Somam-se a esses resíduos a biomassa úmida e os resíduos sólidos e líquidos advindos da atividade pecuária, dos grandes cen-tros urbanos e de outras atividades industriais. O detalhamento dos processos será apresentado nos próximos capítulos deste estudo.

15 Este relatório analisa o desempenho do mercado de energia elétrica da Copel entre janeiro e dezembro de 2013 e tem como base de comparação os valores observados no mesmo período de 2012 (COPEL, 2014a) 16 ANEEL, 2015a.


Figura 1 - Fluxograma da produção de energia (em verde) e novas rotas propostas no presente levantamento (em azul), além da biomassa úmida tradicionalmente usada

Culturas Oleoginosas(colza, girasol, soja etc.)

Plantas de açúcar e amido(beterraba, cereais etc.)

Vegetais não lenhosos

Extração por Prensagem

RefinoÓleo Vegetal

Transesterificação

GlicerinaBiodiesel

CombustíveisLíquidos

Hidrólise

ExtraçãoAçúcar

Fermentação

VinhaçaEtanol

Biomassa Sólida(madeira, palha etc.)

Vegetais lenhosos

Biomassa Úmida(resíduos orgânicos,

dejetos etc.)

Óleo Pirolítico

Hidrólise

Combustão

Pirólise

GaseificaçãoGás

Combustível

Eletricidade

Calor

Vapor

DispositivosElétricos

Aquecimento

Processo

Cogeração

BIOGÁSFermentaçãoAnaeróbica

Dejetos de aves,suínos e bovinos

Pecuária

RSU, Esgoto, Podae Varrição, CEASA

ResíduosUrbanos

Manipuleira, ÁguaAmarela, Licor Negro,

Soro de Leite, Resíduosde Abatedouros

ResíduosIndustriais

Transporte

Fonte: Elaboração própria.

28 LEVANTAMENTO DO POTENCIAL DE GERAÇÃO DE BIOGÁS NO ESTADO DO PARANÁ

Para realização do levantamento do potencial de geração de biogás no Paraná foram consultados, na busca por dados secundários, órgãos oficiais, governamentais e de entidades de classe. Desse modo, foram delineadas as principais fontes geradoras de resíduos passíveis de tratamento via biodigestão nos setores agroindustrial, agropecuário, industrial e urbano, com atividade significativa na economia estadual. As taxas de conversão dos resíduos em biogás empregadas fazem referência àquelas descritas em artigos técnico-científicos e em estudos de caso, tanto originados de pesquisas acadêmicas e em escala piloto quanto de cases empresariais.

2.1 POTENCIAL DO SETOR

AGROPECUÁRIO PARA A GERAÇÃO DE BIOGÁSA energia elétrica é de vital importância para o setor agropecuário, sendo necessária para inúmeros processos de fabricação e de beneficiamento de produtos e derivados.

De acordo com o balanço anual da Companhia Paranaense de Energia (Copel)17, a população rural paranaense registrou o maior crescimento entre as classes de consumo da energia elétrica atendidas pela concessionária, apresentando um aumento

de 8,2% em 2014 em comparação a 2013. A classe rural responde por 9,3% do mercado cativo, sendo o quarto mercado da concessionária, atrás dos setores residencial, industrial e comercial.

Apesar desse crescimento de consumo de energia, dos 371 mil estabelecimentos agrícolas paranaenses, menos de mil obtêm energia elétrica a partir de geração feita no próprio empreendimento, advinda de fonte solar, eólica, hidráulica, biomassa ou outra fonte. Uma alternativa para suprir tal crescimento e servir como fonte de geração de potencial energético para as atividades rurais é o uso de resíduos gerados nas atividades agropecuárias como fonte para a geração de biogás18.

Para a análise da viabilidade técnica e econômica para o aproveitamento desses resíduos, deverá ser levado em consideração a facilidade, o custo de coleta e transporte desse material, a preferência em manter o resíduo no solo para evitar a erosão e a destinação para fins não energéticos como ração animal e o grau de desenvolvimento tecnológico dos processos de conversão.

Os resíduos advindos das atividades agropecuárias são divididos em vegetais (não lenhosos e lenhosos) e pecuários (suínos, bovinos e aves). Ambos possuem potencial para geração de energia, mesmo que por meio de processos diferentes.

17 COPEL, 2014b. 18 IBGE, 2006.

LEvANTAMENTODO POTENCIAL DE GERAÇÃO DE BIOGÁS NO ESTADO DO PARANÁ2


2.1.1 vegetais Não LenhososOs vegetais não lenhosos são aqueles incapazes de produzir madeira como material de suporte. Além disso, possuem maior umidade que os lenhosos. Classificam-se de acordo com o conteúdo de reserva pela natureza: sacarídica (cana-de-açúcar e beterraba); celulósica (capim elefante, gramíneas e forrageiras); amilácea (milho e mandioca); oleaginosa (girassol e soja); aquática (aguapé, algas e microalgas).

Os principais itens agrícolas do gênero, cultivados no Paraná – considerada a média de produção entre

os anos de 2008 e 2012 – são a cana-de-açúcar, o milho, a soja e a mandioca19. Cada espécie propicia a geração de diferentes tipos de resíduos, sendo a maioria deles, atualmente, utilizada energeticamente via queima direta em caldeiras ou fornos.

A queima direta da biomassa constitui uma das tecnologias mais antigas e comercialmente mais difundidas20. Esse tipo de conversão aplica-se fundamentalmente à madeira e aos mais diversos resíduos agroindustriais, como o bagaço de cana-de-açúcar e a casca de arroz. A combustão direta da biomassa, geralmente, ocorre em instalações baseadas em ciclo de potência de vapor, com queima exclusiva ou conjunta de outro combustível.

19 SEAB, 2013. 20 NOGUEIRA; LORA, 2003.

A Tabela 3 mostra a quantidade de resíduos agrícolas, que permanece no campo, gerado por cada espécie e o respectivo potencial energético. Pode-se verificar que, juntas, as quatro principais espécies do estado possuem um potencial energético de 308.623 GWh/ano, mais de 11,0% do total brasileiro para a mesma natureza de resíduo (2.615.360 GWh/ano). A memória de cálculo está disponível no Anexo A.

Tabela 3 - Potencial energético obtido por meio de queima direta das principais espécies da agricultura paranaense

Espécie VegetalProdução Anual

(média 2008-2012) (t)a

Quantidade de Resíduo (t/ano)b

Potencial Energético (GWh/ano)c

PARANÁCana-de-açúcar 49.257.215 26.598.897 118.217Milho 13.894.058 19.729.562 97.004Soja 12.339.419 17.275.186 70.060Mandioca 3.808.476 5.331.866 23.342d

TOTAL 79.299.168 68.935.512 308.623BRASIL

Cana-de-açúcar 701.890.694 379.020.986 1.684.538Milho 58.350.097 82.857.135 407.381Soja 65.319.827 91.447.758 370.871Mandioca 24.893.634 34.851.088 152.570d

TOTAL 850.454.252 588.176.966 2.615.360a IBGE, 2012.

b SOUZA; SORDILL; OLIVA, 2002. Índices: 0,540 (cana-de-açúcar); 1,420 (milho); 1,40 (soja e mandioca) e 0,186 (mandioca). c MME, 2007. Poder calorífico: 16,0 MJ/Kg (cana-de-açúcar – folhas e ponteiras); 17,7 MJ/Kg (milho – sabugo e colmo); 14,6 MW/kg (soja - palha).

d SILVA, SILVA, ROCHA, 2002. Poder calorífico: 15,8 MW/ton (mandioca - folhas).


21 BRASIL, 2013. 22 EMATER, 2013. 23 MMA, 2009. 24 ABRAF, 2013. 25 Milhão de tonelada equivalente de petróleo. 26 BIODIESEL BRASIL, 2014.

É importante enfatizar que, perante a natureza celulósica, a biodigestão direta é dificultada e tais materiais não podem ser utilizados de maneira pura. Porém, constata-se uma melhoria produtiva quando esses recursos operam enquanto aditivos de matérias-primas líquidas, portanto o potencial deles é promissor.

2.1.2 vegetais LenhososOs vegetais lenhosos são aqueles capazes de produzir madeira como material de suporte. De acordo com o Ministério do Desenvolvimento, Indústria e Comércio Exterior21 (MDIC), a exportação de madeira na forma bruta e beneficiada totaliza 4,4% do total de produtos paranaenses comercializados no exterior e o seu cultivo tem como foco os mercados de toras, para a indústria moveleira, e de lenha, sendo essa última bastante usada como combustível para a secagem de grãos.

Com participação de 7,0% no total do valor bru-to da produção agrícola paranaense, o plantio de florestas para obtenção de madeira tem se torna-do um importante nicho de mercado no estado. O Paraná possui uma área florestal plantada de 1,3 milhão de hectares e um consumo anual de 51 milhões de metros cúbicos de madeira22.

Dentre as atividades envolvidas em um cultivo comercial de florestas, recomenda-se a remoção dos resíduos florestais após o encerramento das atividades de colheita. Esse procedimento tem por finalidade facilitar as operações subsequentes de preparo do solo e de implantação do novo plantio. Além disso, os resíduos gerados nesse processo podem servir como matéria-prima para o uso enérgico.

Além dos resíduos provenientes das atividades agrícolas, eles podem proceder de atividades industriais e urbanas. Os industriais compreendem aqueles decorrentes do processamento e da industrialização de produtos por meio de matéria- -prima de origem lenhosa. Os urbanos, por sua vez, podem surgir em decorrência de atividades como construção civil, podas de arborização, de restos de embalagens e de descartes. A geração de resíduos acontece desde a colheita e preparo das toras até o transporte para o destino final. Independentemente da fonte, a natureza dos resíduos é a mesma, sob a forma de serragem, cepilho, sólidos de madeira, cavacos, entre outros23.

Anualmente, são gerados no Brasil aproxima-damente 41 milhões de toneladas de resíduos madeireiros provindos da indústria de processa-mento de madeira e da colheita florestal, capazes de impulsionar um montante energético equivalente a 1,7 GWh/ano, por meio de queima direta24. As regiões Sul e Sudeste possuem as maiores potencialidades nesse cenário, devido à alta concentração de plantios florestais. No que diz respeito à indústria de papel e celulose, o Brasil gera aproximadamente 5 Mtep25 de resíduos, que não possuem aproveitamento energético significativo. Uma parcela ponderável deles permanece no campo, na forma de galhadas e restos de tronco, após o corte das árvores26. Com relação à geração de resíduos madeireiros no estado do Paraná, não foram encontrados levantamentos atualizados para serem apresentados neste estudo.

Importa ressaltar que os resíduos vegetais provenientes de plantas lenhosas não podem ser utilizados isoladamente como matéria-prima para a biodigestão. No entanto, podem ser adicionados a outros materiais de mais fácil degradação


nesse processo, servindo de suporte e material estruturante27. A natureza lignocelulósica deles, muitas vezes, exige etapas de pré-tratamento e pré-digestão custosas, bem como tempos de retenção extremamente elevados para a completa degradação. Por isso, atualmente, o tratamento desses resíduos ocorre preferencialmente via compostagem28, mais adequada às suas características.

2.1.3 PecuáriaO Brasil possui uma pecuária muito expressiva, com cerca de 1 bilhão de aves, mais de 211 milhões de bovinos e 38 milhões de suínos. Considerando aves com até 2,5 kg, bovinos com 500 kg e suínos com 90 kg, esse rebanho gera

significativa quantidade de dejetos – cerca de 1,1 milhão de toneladas diariamente – que, se não tratados adequadamente, podem significar elevados passivos ambientais29.

Para estimar o potencial energético proveniente da geração de biogás pelo tratamento dos dejetos desses animais, foram considerados neste estudo galinhas e frangos, suínos e vacas ordenhadas, devido ao confinamento total ou parcial desses animais, o que facilita a logística de recolhimento dos excrementos, diferentemente, por exemplo, dos bovinos de corte que, no Brasil, são criados essencialmente soltos no pasto. Os dejetos gerados produzem um potencial energético estimado de 1.846,56 GWh/ano, conforme exposto na Tabela 4. A memória de cálculo está disponível no Anexo B.

27 DRRR, 2011. 28 É o conjunto de técnicas aplicadas para estimular a decomposição de materiais orgânicos por organismos heterótrofos aeróbios, com a finalidade de obter, no menor tempo possível, um material estável, rico em substâncias húmicas e nutrientes minerais. 29 SEAB, 2013.

Tabela 4 - Produção de biogás e bioeletricidade a partir da biodigestão de dejetos de aves (frangos de corte), suínos e vacas ordenhadas

Espécie Animal

Efetivo do Rebanho

(cabeças) 2012a

Total de Dejeto/Dia (kg2)b

Biogás Total (m³/ano)c

Potencial Energético (GWh/ano)d

Relação PR/BR em produção

de energia

Para

ná

Aves 232.754.476,00 34.913.171,40 637.165.378,05 911,15 22,55

Suínos 5.518.927,00 12.969.478,45 373.974.911,11 534,78 14,23

Vacas Ordenhadas

1.615.916,00 20.198.950,00 280.159.436,50 400,63 7,09

TOTAL 239.889.319,00 68.081.599,85 1.291.299.725,66 1.846,56 13,73

Bras

il

Aves 1.032.038.992,00 154.805.848,80 2.825.206.740,60 4.040,05

Suínos 38.795.902,00 91.170.369,70 2.628.897.610,30 3.759,32

Vacas Ordenhadas

22.803.519,00 285.043.987,50 3.953.560.106,63 5.653,59

TOTAL 1.093.638.413,00 531.020.206,00 9.407.664.457,52 13.452,96

a IBGE, 2012. b OLIVEIRA, 1993. Pesos considerados: galinhas e frangos até 2,5kg (0,15 kg dejeto/dia); suínos 90kg (2,35 kg dejeto/dia); bovinos 500kg (12,5 kg dejeto/dia).

c KUNZ; OLIVEIRA, 2006. Índices de conversão utilizados: aves 0,05 m3/kg, suínos 0,079 m3/kg e vacas ordenhadas 0,038 m3/kg. d SGANZERLA, 1983. Índice de conversão de biogás em energia de 1,43 kWh/m3. Considerou-se este índice para todos os resíduos, mas sabe-se que pode haver

variações de acordo com o substrato utilizado.


Figura 2 - Potencial de geração de biogás na pecuária (m³/ano)

POTENCIAL DE GERAÇÃO DE BIOGÁS NA PECUÁRIA (m3/ano)

AVICULTURA

BOVINOCULTURA

SUINOCULTURA

0 50.000.000

50.000.001 100.000.000

100.000.001 150.000.000

150.000.001 200.000.000

418.105.122

LEGENDA

NOROESTE NORTE-CENTRALNORTE PIONEIRO

CENTRO-OCIDENTAL

CENTRO-SUL

OESTE

SUDESTE

SUDOESTE

CENTRO-ORIENTAL

METROPOLITANADE CURITIBA

6%

68%

26%

15%

57%

12%

71%

17%12%

53%

44%

23%42%

13% 18%

57%

11%

53%

29%49%

58%17%

28%

35%

33%

45%

22%

36%

25%

25%

POR ATIVIDADE POR MESORREGIÃO


Com relação à geração de biogás e considerando o efetivo dos rebanhos em 2012, o potencial energético estadual foi estimado em 1.846,56 GWh/ano, considerados os resíduos gerados na produção de aves, vacas ordenhadas e suínos, conforme demonstrado na Tabela 4.

30 ABPA, 2014.

Por meio de uma gestão bem conduzida, mostra-se possível diminuir os impactos ambientais desencadeados pela pecuária, assim como proporcionar lucros aos produtores com a geração de bioenergia e biofertilizantes, por exemplo.

Em 2013, o Paraná foi o estado com maior número de abates de frangos do Brasil, com participação de 31,1%, seguido de Santa Catarina, com 16,6%, Rio Grande do Sul, com 14,5%, e São Paulo, com 10,9%. Também se destacou na produção de suínos,

representando 14,2% do total nacional, ficando atrás somente de Santa Catarina (24,8%) e do Rio Grande do Sul (18,0%)30. Não obstante, o Paraná possui pouca representatividade na produção de bovinos e vacas ordenhadas em um contexto nacional, com um percentual de apenas 4,5% e 7,1%, respectivamente, no período apurado.

A Figura 2 apresenta o potencial de geração do biogás na pecuária paranaense, por mesorregiões.


Considerando todo o consumo de energia elétrica do estado do Paraná (residencial, iluminação pública, indústria, comércio etc.), o consumo médio mensal per capita é de 217 kWh/mês31. Pode-se então constatar que o potencial de biogás gerado na pecuária do Paraná abasteceria um município de 709.000 habitantes, equivalente à soma da população atual de Londrina e Paranaguá32.

2.2 IIPOTENCIAL IDOS SETORES

INDUSTRIAL E AGROINDUSTRIALLevando em consideração os principais setores industriais e agroindustriais que geram expressiva quantidade de biogás no estado do Paraná, esse estudo abordou as seguintes produções: álcool e açúcar; biodiesel; laticínios; fecularia; cítricos; cer-vejarias e microcervejarias; abatedouros e frigorí-ficos; e, por fim, papel e celulose.

2.2.1 Álcool e AçúcarO Brasil é o maior produtor mundial de cana-de-açúcar, bem como de açúcar e de álcool etílico (etanol). Até 2018/2019 o país deve alcançar uma

taxa de crescimento médio de 3,2% na cultura da cana-de-açúcar. A produção de etanol também conta com projeções de elevação e, para 2019, acredita-se na obtenção de 58,8 milhões de litros, o dobro da quantidade registrada em 200833.

O processo de fabricação do álcool e açúcar gera alguns resíduos líquidos e sólidos, dentre os quais se destaca a vinhaça. Com um alto volume de produção (12 litros de vinhaça por litro de álcool produzido) e com elevada carga poluidora, a vinhaça é considerada, de acordo com a ISO 10.00434, um Resíduo Sólido Classe II A (não perigoso e não inerte). A aplicação dela como fertilizante na lavoura de cana evidencia-se limitada, pois pode causar desbalanço iônico do solo, bem como contaminar lençóis freáticos e águas subterrâneas.

O excesso de vinhaça, muitas vezes descartado em zonas de sacrifício35, já está sendo utilizado na produção de biogás em usinas no estado de São Paulo. A Confederação Nacional da Indústria (CNI)36 indica que a meta é zerar o seu lançamento na lavoura por meio da fertirrigação37.

A Tabela 5 traz os dados de produção de álco-ol no Paraná e no Brasil referente à safra de cana 2012/2013 e contempla também a geração de vinhaça e seu potencial para obtenção de biogás por meio de biodigestão. A memória de cálculo está disponível no Anexo C.

Tabela 5 - Produção de biogás e bioeletricidade a partir da biodigestão da vinhaça resultante da fabricação de álcool (safra de cana 2012/2013)

Produção Anual de Álcool (m³)a

Produção Anual de Vinhaça

(m³)b

Produção Anual de Biogás

Estimada (m³)c



de energia

Paraná 1.471.320,0 17.655.840,0 167.730.480,0 239,95,29

Brasil 27.808.591,0 333.703.092,0 3.170.179.374,0 4.533,4

a ANP, 2015. b ANA, 2009. Índice de conversão: 12 m³ vinhaça /m³álcool. c ANA. 2009. Índice de conversão: 9,5 m³biogás/m³vinhaça.

d SGANZERLA, 1983. Índice de conversão de biogás em energia de 1,43 kWh/m³.

31 EPE, 2014a. 32 IBGE, 2015. 33 MMAPA, 2014a. 34 ABNT, 2004. 35 São áreas que recebem a vinhaça não tratada. Essas áreas tornam-se completamente inutilizáveis para quaisquer outras finalidades. 36 CNI, 2013. 37 Fertirrigação é uma técnica de aplicação simultânea de fertilizantes e água, através de um sistema de irrigação. É uma das maneiras mais eficientes e econômicas de aplicar fertilizante em plantas.


Considerando os dados da safra de cana-de-açúcar de 2012/2013, o Paraná poderia produzir anualmente mais de 167.000.000 m³ de biogás, com potencial energético de 240 GWh de energia elétrica por ano.

2.2.2 BiodieselO biodiesel é obtido pela reação química entre um óleo (de plantas, de animais ou de microorganismos) e um álcool. O resultado da reação configura uma mistura de biodiesel e glicerina, que deve ser submetida a processos adequados de separação e de purificação.

A produção de biodiesel no Brasil vem crescendo nos últimos anos, devido ao marco regulatório que determina a inclusão de porcentagens crescentes dele no diesel comum. Atualmente, ocorre a venda nos postos de combustíveis do B7, uma mescla que contém 93,0% de óleo diesel comum e 7,0% de biodiesel38. A fabricação de biodiesel tende a se elevar, o que deve acarretar o aumento dos resíduos decorrentes do processo produtivo, dentre eles, a glicerina.

A glicerina é obtida em uma proporção de 10,0% em relação ao biodiesel e pode ser utilizada como combustível naval, na indústria farmacêutica (após laborioso e caro processo de purificação), na produção de ácido fórmico etc. No entanto, a geração de glicerina é maior que a demanda. Estudos mostram que, se misturada a outros resíduos, ela pode ser biodigerida.

A dificuldade na biodigestão reside no fato de a glicerina bruta conter até 20,0% de metanol em peso, o que causa ação inibidora nas bactérias metanogênicas, responsáveis pela elaboração de biogás. Assim, o uso do glicerol no processo deve se limitar a baixas dosagens39. Apesar disso, a Tabela 6 mostra o potencial de geração de biogás a partir de glicerol bruto puro, bem como apresenta a estimativa de geração de energia por meio desse material, que seria de cerca de 4 GWh por ano para o estado do Paraná. A memória de cálculo está disponível no Anexo D.

Tabela 6 - Produção de biogás e bioeletricidade a partir da biodigestão do glicerol resultante da fabricação de biodiesel

Produção Anual de Biodiesel (m³)a

Produção Anual de Glicerol (m³)b


Estimada (m³)c



de energia

Paraná 120.110,85 12.011,09 3.002.771,33 4,294,42

Brasil 2.717.483,49 271.748,35 67.937.087,23 97,15

a Adaptado de ANP/SPD 2014, conforme Resolução ANP 17/2004. b Adaptado de MENDES; SERRA, 2012 e ANP, 2014. Índice de conversão = 0,1 m³glicerol/m³biodiesel.

c GUIA PRÁTICO DO BIOGÁS, 2010. Índice de conversão = 250 m³biogás/m³glicerol. d SGANZERLA, 1983. Índice de conversão de biogás em energia de 1,43 kWh/m³.

38 BRASIL, 2013. 39 FNR; BMELV, 2010.


2.2.3 LaticíniosDentre os efluentes resultantes das indústrias de laticínios, o soro de leite proveniente da fabricação de queijos é um dos produzidos em maior quantidade, com grande potencial poluidor. Visto antigamente apenas como um resíduo sem valor, ele era descartado no ambiente sem o manejo adequado. No entanto, na última década, tem ganhado novos destinos. Atualmente, no Paraná, ocorre a doação de 76,5% do soro de leite industrial aos produtores rurais, para alimentação de animais, principalmente suínos, já que é uma excelente fonte de proteína e lactose para estes40.

O destino do soro de leite é diferente em relação ao porte das empresas produtoras de queijo: enquanto apenas 35,7% do soro produzido pelas empresas de médio porte são revendidos para indústrias de soro em pó e indústrias de bebidas lácteas, 50% do produzido pelas empresas de grande porte são encaminhados para reprocessamento. No entanto, apesar dessa discrepância em relação ao porte das empresas, para efeito de cálculo foi considerado

que 50,0% da produção do soro de leite é destinado ao reprocessamento no Paraná, e, portanto, que os demais 50,0% atualmente são descartados, mas poderiam ser utilizados na biodigestão41.

Essa tendência encontra respaldo na sequência histórica de reutilização do soro de leite. Em 1998, no Paraná, houve o emprego de 15,5% do total do resíduo gerado na produção de soro de leite em pó e de bebidas lácteas, enquanto que em 1999 esse percentual saltou para 23,3%. Além de agregar valor à cadeia, devido à possibilidade de elaboração de outros produtos (como soro em pó, proteína concentrada em pó, lactose em pó etc.), o reuso diminui as necessidades de importação desses mesmos itens, o que determina grande ganho econômico ao país. Além disso, o passivo ambiental pode ser minimizado42.

A Tabela 7 reúne dados de produção de queijos e de soro de leite, com a produção de biogás estimada, o que geraria cerca de 1 GWh de energia elétrica por ano para o Paraná. A memória de cálculo está disponível no Anexo E.

Tabela 7 - Produção de biogás e bioeletricidade a partir da biodigestão do soro de leite resultante da fabricação de queijo

Produção Anual de Queijo (t)a

Produção Anual de Soro de Leite (m³)b


Estimada (m³)c



de energia

Paraná 7.568,00 68.112,00 774.774,00 1,110,87

Brasil 867.100,00 7.803.900,00 88.769.362,50 126,94

a SEAB, 2013. b ABREU, 1999. Índice de conversão: 9 m³soro de leite/tqueijo. Considera-se ainda que 50% do soro é reincorporado em outros processos produtivos e 50% descartado

(ANDRADE; MARTINS, 2002). c LACERDA; OLIVEIRA; CARUSO, 1990; ROSENWINKEL; AUSTERMANN-HAUN; MEYER, 2005. Índice de conversão: 22,75 m³biogás/m³soro.


40 BAPTISTA; SUGAMOSTO; WAVRUK, 2011. 41 ANDRADE; MARTINS, 2002. 42 GIROTO; PAWLOWSKY, 2001.


43 BAPTISTA, J. R. V.; SUGAMOSTO, M; WAVRUK, P., 2011. 44 IBGE, 2013; SOUZA; FIALHO, 2003. 45 FEIDEN; CEREDA, 2003. 46 A fase de acidogênese é realizada por um grupo diversificado de bactérias, das quais a maioria, sendo facultativa, torna-se importante nos sistemas de tratamento anaeróbio de resíduos, pois o oxigênio dissolvido eventualmente presente poderia se tornar uma substância tóxica. Já a fase de metanogênese é onde ocorre formação de metano, dióxido de carbono e água. 47 TENTSCHER, 1995. 48 ANRAIN, 1986.

Relevante salientar que apenas 58,0% dos laticínios paranaenses, pesquisados em 2009, possuíam algum tipo de tratamento de efluentes e 46,0% das empresas do setor não realizam tratamento de efluentes por considerá-lo desnecessário. Ademais, 62,4% das indústrias do setor despejam resíduos em fossas ou sumidouros, o que representa um grande potencial poluidor para águas subterrâneas43. Esses dados podem indicar que mais de 50% do soro de leite produzido no estado poderia ser destinado à produção de biogás.

2.2.4 FeculariaO Brasil ocupa a segunda posição mundial na produção de mandioca, com 12,7% do total. Trata-se de um item agricultável em todas as regiões do país. O Paraná detém 14,5% dos cultivos, atrás apenas do Pará (17,9%) e da Bahia (16,7%)44. A mandioca pode ser comercializada in natura ou processada para a obtenção de farinha ou de amido. Vários resíduos são gerados durante o processamento, incluindo água de lavagem das raízes, cascas, líquidos decorrentes de prensagens etc.

A manipueira constitui a soma de dois efluentes líquidos desse beneficiamento: a água de constituição das raízes e a usada na separação do amido da massa fibrosa. A digestão anaeróbia se apresenta como opção viável para o tratamento desse conteúdo, pois além de reduzir a carga orgânica, resulta em biogás e em biofertilizante45. Por ser um resíduo líquido e com poucos sólidos, o ideal é utilizar um biodigestor separado em duas câmaras, para que aconteçam separadamente as fases de acidogênese e metanogênese46.

O biogás produzido na própria fábrica pode ser utilizado na secagem de seus produtos durante a industrialização da mandioca, de modo a minimizar mais um problema ambiental causado nesse processo, que é o uso de combustíveis não renováveis para a geração de calor47. Se utilizado para obter vapor ou calor direto na própria indústria, o biogás mostra-se capaz de permitir a substituição de 77,0% da lenha consumida. Assim, em uma fecularia, a instalação de um biodigestor, além de proporcionar o correto tratamento do efluente, constitui-se como uma fonte energética de utilização imediata48.

A Tabela 8 apresenta o potencial de geração de biogás e de energia a partir da manipueira, o qual contri-buiria com 0,72 GWh por ano para o estado do Paraná. A memória de cálculo está disponível no Anexo F.

Tabela 8 - Produção de biogás e bioeletricidade a partir da biodigestão da manipueira, resultante do processamento da mandioca

Produção Anual de Fécula de Mandioca (t)a

Produção Anual de

Manipueira (t)b


Estimada (m³)c



de energia

Paraná 374.336,09 123.530,91 506.476,73 0,7272,03

Brasil 519.670,77 171.491,35 703.114,55 1,01

a CEPEA, 2013. b FIORETTO et al., 2001. Índice de conversão: 0,33 m³manipueira/tmandioca processada.

c FEIDEN; CEREDA, 2003; KUCZMAN et al., 2011. Índice de conversão: 4,1 m³biogás/m³resíduo. d SGANZERLA, 1983. Índice de conversão de biogás em energia de 1,43 kWh/m³.


2.2.5 CítricosO Brasil é responsável por 60,0% da produção mundial de suco de laranja. O país colhe, anualmente, em torno de 18 milhões de toneladas da fruta, ou seja, 30,0% da safra global. A citricultura brasileira situa-se como um setor altamente organizado e competitivo, sendo uma das mais importantes agroindústrias nacionais. Para manter tal liderança, esse setor investe no apoio à adoção de sistemas de produção mais eficientes (como a produção integrada), em medidas para reduzir os custos, no aperfeiçoamento e na ampliação do comércio, dentre outras iniciativas49.

A indústria processadora de frutos cítricos, especial-mente de laranja, gera uma grande quantidade de efluentes (águas de lavagem, líquido do beneficia-

mento, água amarela) e dejetos sólidos (especial-mente cascas e bagaço). Muitos desses resíduos têm sido destinados à alimentação animal, à extração de óleos essenciais, dentre outros fins, porém uma grande parte deles permanece sem aproveitamento.

Devido à grande carga orgânica, a biodigestão desse conteúdo tem se revelado promissora. Porém, a característica ácida dos resíduos pode afetar negativamente o processo, exigindo um rígido controle do pH do processo. O potencial para a produção de biogás a partir da água amarela, que é um resíduo líquido resultante da fabricação de cítricos, está retratado na Tabela 9, bem como a capacidade de geração de energia, que seria de 8,31 GWh por ano no estado do Paraná. A memória de cálculo está disponível no Anexo G.

Tabela 9 - Produção de biogás e bioeletricidade a partir da biodigestão da água amarela, resultante da fabricação de suco de laranja

Produção Anual de Laranja

2012 (t)a

Produção Anual de Água

Amarela (m³)b


Estimada (m³)c



de energia

Paraná 913.214,00 273.964,20 5.810.780,70 8,315,07

Brasil 18.012.560,00 5.403.768,00 114.613.919,30 163,70

a IBGE, 2012. b IOSENWINKEL; AUSTERMANN-HAUN; MEYER, 2005. Índice de conversão: 0,3 m³água.de.laranja /m³suco de laranja. Considera-se que 70% da produção da laranja

do país e do estado são destinadas à obtenção de suco (ASSOCITRUS, 2008). c GUIA DO BIOGÁS, 2011. Índice de conversão: 30,3 m³biogás/m³água.de.laranja.


49 MAPA, 2014a. 50 SICOBE, 2014. 51 CERVBRASIL, 2014.

2.2.6 Cervejarias e MicrocervejariasO setor cervejeiro está em crescimento no Brasil e, de acordo com o Sistema de Controle e Produção de Bebidas (SICOBE), a produção nacional, em 2013, teve um aumento de 5,0% em relação a 2010 e alcançou o patamar de 13,5 bilhões de litros no ano50. De acordo com a Associação Brasileira da Indústria da Cerveja (Cervbrasil), o segmento responde por 2% do PIB do país e a fatia produtiva da região Sul representa 10,5% do total51.


52 KIRIN BEER UNIVERSITY REPORT, 2014. 53 SINDICERV, 2012. 54 CERVESIA, 2011. 55 CERVEJARIA INSANA, 2014.

Atualmente, o Brasil ocupa a terceira posição mundial dentre as nações produtoras de cerveja, atrás da China e dos Estados Unidos. Os maiores consumidores globais, por sua vez, são a China (46 bilhões de litros/ano) e os Estados Unidos (24 bilhões de litros/ano), seguidos pelo Brasil (12,5 bilhões de litros/ano), Rússia (10,0 bilhões de litros/ano) e Alemanha (8,4 bilhões de litros/ano)52.

O segmento cervejeiro brasileiro é formado por grandes empresas que, juntas, detêm 98,2% do mercado nacional, além de cervejarias artesanais53. Essas últimas, também chamadas microcervejarias, vêm apresentando expressivo crescimento desde o ano de 2000. Dados de 2011 indicam que o país conta com 170 microcervejarias e cerca de 30 cervejarias regionais de médio porte. A maioria delas está concentrada nos estados de São Paulo (24,0%), Rio Grande do Sul (17,0%), Santa Catarina (13,0%), Minas Gerais (10,0%), Rio de Janeiro (8,0%), Paraná (7,0%) e Goiás (5,0%)54.

O principal resíduo gerado na produção de cerveja é o resíduo úmido cervejeiro (RUC), resultante da etapa inicial de preparo do mosto cervejeiro. Esse resíduo pode ser utilizado para alimentação ani-mal. Porém, há possibilidade de converter em gás

os restos de malte, lúpulo e levedura, que consti-tuem os principais ingredientes de fabricação de cerveja. Ademais, para cada 1 litro da bebida ocorre um consumo de 100 litros de água, considerando tanto o processo de fabricação quanto de indus-trialização (usada na assepsia, em caldeiras etc.). Por conseguinte, cada litro de cerveja gera 0,16 kg de resíduo55. Considerado esse número, pode-se estimar que em 2014 o setor gerou aproximada-mente 2,3 bilhões de toneladas de resíduos, que poderiam ser transformados em biogás para abas-tecimento térmico, elétrico e/ou veicular.

Cerca de 7,0% das microcervejarias brasileiras estão localizadas no Paraná. A região se destaca na produção de cervejas fortes e experimenta um momento de valorização de empresas artesanais no ramo, com 18 fabricantes em operação no ano de 2014. Além das microcervejarias, o estado possui duas grandes cervejarias, e produz um total de 25,5 bilhões de litros por mês. Levando-se em conta que cada litro resulta em torno de 0,16 kg de resíduo, pode-se estimar que, mensalmente, 4,1 milhões de toneladas de biomassa são geradas, o que representa um potencial de energia de biogás de 8.281,04 GWh por ano no Paraná. A memória de cálculo está disponível no Anexo H.

Tabela 10 - Produção de biogás e bioeletricidade a partir da biodigestão do resíduo úmido de cervejarias

Produção Anual de Cerveja 2014 (m³)a


Estimada (m³)

Potencial Energético (GWh/ano)b


de energia

Paraná 306.306.000,00 5.790.937.920,77 8.281,042,17

Brasil 14.137.049.858,00 267.271.219.337,79 382.197,84

a BRASIL, 2015. Não foram encontrados levantamentos recentes sobre a produção de cerveja no Paraná, para tanto, foram consideradas as produções das principais fabricantes do estado.

b SGANZERLA, 1983. Índice de conversão de biogás em energia de 1,43 kWh/m³.

Considerando a possibilidade de ampliação do mercado de produção de cervejas no estado nos últimos anos, esse potencial pode apresentar expansão nos próximos anos.


2.2.7 Abatedouros e FrigoríficosAbatedouros são estabelecimentos que produzem carcaças (carne com ossos) e vísceras animais comestíveis, que são utilizadas para nutrição animal. Alguns ainda fazem a desossa, de maneira a gerar os chamados “cortes de açougue”. Os frigoríficos, por sua vez, também podem realizar o abate ou se restringirem apenas ao processo de industrialização, a partir de produto adquirido de abatedouros. Ambos os tipos de empresas geram uma grande quantidade de efluentes, tanto sólidos quanto líquidos. A maioria deles segue para processamento em outro tipo de estabelecimento, chamado graxaria.

O resíduo líquido é constituído por 80-95% da água consumida. Tem alta concentração de nitrogênio,

fósforo, sal e carga orgânica, essa última devida à presença de sangue, gordura, esterco e conteúdos estomacal e intestinal, bem como a flutuações de pH e temperatura. Esses efluentes são usualmente divididos em duas correntes, chamadas vermelha e verde: a primeira pressupõe a existência de sangue, enquanto a segunda não. Essa separação evidencia-se essencial para facilitar e melhorar o tratamento primário (físico-químico), de forma a remover e a segregar mais e melhor os resíduos em suspensão56.

Uma das formas de diminuir o potencial poluidor desses rejeitos está no tratamento anaeróbico, com produção concomitante de biogás. A Tabela 11 apura a produção desses resíduos no Paraná e no Brasil, bem como a potencialidade energética do uso do biogás resultante, que aportaria mais de 700 GWh por ano para o estado. A memória de cálculo está disponível no Anexo I.

Tabela 11 - Produção de biogás e bioeletricidade a partir da biodigestão dos resíduos resultantes do abate e do processamento de carnes provenientes de bovinos, suínos e frangos de corte

Setor Industrial

Produção Anual Carne

Processada (t)a

Produção Anual de

Resíduos (m³)b

Potencial de Biogás (m³)c

Potencial Energético

(GWh/ano)d


de energia

Para

ná

Bovinos 497.084,50 6.462.098,50 55.444.805,13 79,29 4,20

Suínos 590.426,10 7.675.539,30 66.393.414,95 94,94 19,50

Frangos de Corte 3.863.517,37 50.225.725,81 396.783.233,90 567,40 30,30

Bras

il

Bovinos 11.862.879,00 154.217.427,00 1.323.185.523,66 1.892,16

Suínos 3.027.802,95 39.361.438,35 340.476.441,73 486,88

Frangos de Corte 12.759.627,90 165.875.162,70 1.310.413.785,33 1.873,89

a ABIEC, MAPA, 2014b. b ROSENWINKEL; AUSTERMANN-HAUN; MEYER, 2005. Índice de conversão: 13 m³efluente/tcarne.processada.

c ROSENWINKEL, AUSTERMANN-HAUN; MEYER, 2005. Índice de conversão: 8,58 m³biogás/tcarne.de.boi; 8,65 m³biogás/tcarne.de.porco; 7,9 m³biogás/tcarne.de.ave. d SGANZERLA, 1983. Índice de conversão de biogás em energia de 1,43 kWh/m³.

56 PACHECO; YAMANAKA, 2006.


2.2.8 Papel e CeluloseA indústria de papel e celulose é a quinta mundial em custo de energia. A matriz elétrica do setor mostra que as principais fontes de abastecimento energéti-co utilizadas são o licor negro e a biomassa, perfa-zendo 85,2% do total57. Ademais, o segmento requer um aporte de água da ordem de 100.000 l/ton de papel fabricado. Além de consumir muitos recur-sos, o setor responde pela geração de uma grande quantidade de resíduos. Os sólidos possuem des-tinações bem estabelecidas, como compostagem, produção de cerâmicas e grits pellets de madeira. No entanto, os líquidos ainda não têm um fim de-terminado.

O licor negro, efluente gerado durante a produção do papel, é bastante tóxico e se acreditava que, devido a essa característica, não era passível de tratamento biológico, por inibir as ações dos microrganismos. No entanto, estudos recentes apontam que, se misturado a outros resíduos e sob condições corretas, pode ser tratado anaerobicamente e gerar significativo volume de biogás. Assim, o biogás poderia substituir o licor negro e a biomassa de outras fontes na composição elétrica (85,2%), como também o gás natural (8,7%) e o óleo combustível (4,0%), contribuindo para a redução de impactos ambientais e para a diminuição de custos com aquisição de combustível. A memória de cálculo está disponível no Anexo J.

Tabela 12 - Produção de biogás e bioeletricidade a partir da biodigestão do licor negro, resultante da fabricação de papel e celulose

Produção Anual de Papel e Celulose (t)a

Produção de Resíduos Líquidos e Licor Negro (m³)b

Potencial de Biogás (m³)c



de energia

Paraná 3.153.000,00 510.786.000,00 468.646.155 670,16413,09

Brasil 24.078.000,00 3.900.636.000,00 3.578.833.530 5.117,732

a BRACELPA, 2013. b ROSENWINKEL AUSTERMANN-HAUN; MEYER, ,2005. Índice de conversão: 162 m³resíduo/tpapel.e.celulose.

c BERNI; BAJAY, 2003. Índice de conversão: 0,9175 m³biogás/m³resíduo. d SGANZERLA, 1983. Índice de conversão de biogás em energia de 1,43 kWh/m³.

Conforme demonstrado na Tabela 12, o setor de papel e celulose poderia, dessa forma, aportar à matriz elétrica paranaense mais de 670 GWh por ano.

2.3 IRESíDUOS URBANOS

Com a crescente urbanização da população, há o aumento na geração de resíduos gerados na área urbana. No Paraná, 85,4% da população é urbana58 e, por isso, deve-se dar uma atenção especial ao tratamento dos resíduos sólidos urbanos, ao tratamento do esgoto, aos resíduos de varrição e poda e aos resíduos gerados nas Centrais de Abastecimento (CEASAs), que possuem potencial significativo na geração de biogás no estado.

57 MME, 2014. 58 IPARDES, 2010


2.3.1 Resíduos Sólidos Urbanos A Lei Nacional de Resíduos Sólidos (12.305/2010)59 estipula que, a partir de 2014, apenas os rejeitos sem viabilidade econômica para a recuperação, ou seja, materiais cujas possibilidades técnicas e econômicas de utilização e tratamento estejam esgotadas, devem ser depositados em aterros sanitários. A norma determina ainda que lixões a céu aberto e aterros controlados sejam fechados. Contudo, apenas 58,3% das unidades de destino final de resíduos são classificadas como aterro sanitário, ou seja, 41,7% delas se revelam, atualmente, inadequadas60.

A produção de energia elétrica a partir da digestão anaeróbia de Resíduos Sólidos Urbanos (RSU) apresenta duas características importantes. A primeira é a necessidade de se realizar a coleta e o transporte para concentrar os RSUs, pois o conteúdo energético por unidade de volume se

mostra baixo. A segunda é a forte economia de escala que esse tipo de processamento apresenta: o investimento por unidade de insumo cai e as eficiências de conversão aumentam com a capacidade61.

Como apenas cerca de 50,0% do biogás produzido nos aterros é recuperado, a biodigestão anaeróbia destaca-se como tecnologia mais eficiente e, ainda incipiente, para a obtenção desse biocombustível a partir de RSU. Para tornar o processo viável, faz-se necessário o aporte diário de, no mínimo, 150 t/dia, sendo mais conveniente o valor de 250 t/dia, corro-borando a afirmação de que há maior viabilidade com o aumento de escala do processo62.

Para avaliar o potencial de geração de biogás a partir de resíduos sólidos urbanos, foi considerada a população urbana paranaense e brasileira, bem como os índices de geração de resíduos por habitante. A memória de cálculo está disponível no Anexo K.

Tabela 13 - Produção de biogás e bioeletricidade a partir da biodigestão de Resíduos Sólidos Urbanos (RSU)

Produção Anual de RSU (t/ano)a

Potencial de Biogás (m³/ano)b



de energia

Paraná 2.552.538 255.253.822,17 365,014,32

Brasil 59.109.898 5.910.989.797,80 8.452,72

a IBGE, 2012. Foi considerada apenas a população residente em áreas urbanas; ABRELPE, 2014.Índice de conversão: 0,746 kg/hab.dia (Paraná), 0,963 kg/hab.dia (Brasil).

b FEAM, 2012. Índice de conversão: 100-200 m³/t, sendo considerados 100m³/t. c SGANZERLA, 1983. Índice de conversão de biogás em energia de 1,43 kWh/m³.

O potencial demonstrado na Tabela 13 aponta que o estado seria capaz de registrar cerca de 365 GWh por ano de energia elétrica a partir dos resíduos sólidos urbanos.

59 BRASIL, 2010. 60 IBGE, 2013. 61 FRAGA, 2013/2014. 62 FUNDAÇÃOESTADUAL DO MEIO AMBIENTE, 2012.


2.3.2 EsgotoAtualmente, apenas 39,0% do esgoto gerado no Brasil são tratados63. Essa deficiência determina problemas de meio ambiente, saúde pública e de bem-estar da população. A coleta ineficiente faz com que os efluentes sejam despejados diretamente em córregos, rios, fossas ou sumidouros. Nas localidades onde ocorre um recolhimento satisfatório, por sua vez, nem sempre o tratamento se dá de forma adequada. Muitas vezes a carga poluidora é diminuída, mas não em níveis exigidos pela legislação.

Além disso, a escolha do tipo de tratamento é crucial, pois deve ser analisada cuidadosamente durante o período de projeto e de dimensionamento da unidade especializada no processo. Nesse sentido, uma das tecnologias mais eficientes está na degradação anaeróbia. Apesar de ocorrer mais

lentamente que a aeróbia, não necessita de gastos energéticos tão grandes (com agitação e aeração) e promove uma melhor desinfecção do efluente, com a eliminação da maioria das bactérias patogênicas (aeróbias).

Apesar do baixo rendimento desse processo em relação à produção de biogás, os ganhos com o aumento de escala e com a ampla distribuição geográfica da matéria-prima (esgoto) fazem com que seja viável a implantação de unidades para tal fim. Além de todas as vantagens para a saúde e meio ambiente, há a possibilidade da geração de energia elétrica para uso no próprio tratamento.

A Tabela 14 indica que o Paraná poderia utilizar o esgoto doméstico para aportar quase 30 GWh de energia elétrica à matriz estadual, por ano. A memória de cálculo está disponível no Anexo L.

Tabela 14 - Produção de biogás e bioeletricidade a partir da biodigestão de esgoto

População Urbana em

2010

Produção Anual de Esgoto (m³/ano)a




de energia

Paraná 8.912.692 520.501.212,8 19.779.046 28,285,54

Brasil 160.925.792 9.398.066.252,8 357.126.518 510,69

a População urbana em 2010 (IBGE, Censo Demográfico 2010) x Produção de esgoto por habitante por dia (0,16m³/hab.dia, Piveli) x 365 dias. b COSTA, 2006. Índice de conversão 0,038 m³biogás/m³esgoto.

c SGANZERLA, 1983. Índice de conversão de biogás em energia de 1,43 kWh/m³.

O segmento de tratamento, coleta e/ou distribuição de água e esgoto representa 2,6% do consumo de eletricidade de todo o país64. Esse é um dos motivos pelos quais o Plano Nacional de Eficiência Energética (PNEF 2010-2030) elegeu o setor de saneamento como uma de suas áreas prioritárias. Projetos-piloto da Companhia de Saneamento do Paraná (Sanepar), com tratamento anaeróbico do esgoto e recuperação do biogás, mostraram que o gás coletado mostra-se capaz de suprir a demanda de energia no tratamento de água e de esgoto com sobras. Futuramente, depois de implementada em todas as unidades da empresa, essa iniciativa pode gerar uma economia de 3 milhões de reais por ano65.

63 SISTEMA NACIONAL DE INFORMAÇÕES SOBRE SANEAMENTO, 2012. 64 MME, 2014. 65 SANEPAR, 2014.


2.3.3 Resíduos de varrição e PodaOs resíduos de varrição e poda possuem uma característica diferenciada em relação à composição, já que têm as mais variadas origens. No entanto, o alto teor orgânico deles os torna adequados para a produção de biogás. Nesse sentido, os resíduos com maior umidade são os mais propícios à degradação anaeróbia. Aqueles com alto teor de lignina e celulose, como os restos de poda e jardinagem, são mais indicados para a degradação aeróbica, como a compostagem66. No entanto, alguns pré-tratamentos, como a moagem, a umidificação ou a mistura com outros efluentes, torna-os aptos à biodigestão.

Os resíduos de varrição e poda, contudo, nem sempre possuem uma correta destinação nos municípios e, muitas vezes, são depositados em lixões e aterros, juntamente com os rejeitos dos resíduos sólidos urbanos. Assim, o tratamento deles por meio da biodigestão poderia trazer não apenas a vantagem da geração de energia via produção de biogás, como também, propiciaria um maior espaço livre nos locais de disposição final, prolongando sua vida útil.

A Tabela 15 contempla o potencial de biogás a partir dos resíduos de varrição e poda no Paraná. Os números evidenciam que a capacidade de geração de energia elétrica chega a quase 300 GWh por ano no estado. A memória de cálculo está disponível no Anexo M.

Tabela 15 - Produção de biogás e bioeletricidade a partir da biodigestão de resíduos de varrição e poda

Produção Anual – Resíduos de Varrição

e Poda (t/ano)a




de energia

Paraná 1.143.654,50 200.139.537,50 286,205,48

Brasil 20.887.745,50 3.655.355.462,50 5.227,16

a IBGE, 2013. b GUIA PRÁTICO DO BIOGÁS, 2010. Índice de conversão 175 m³/t.


2.3.4 CEASAsAs Centrais de Abastecimento (CEASAs) são empresas estatais ou de capital misto destinadas a promover, desenvolver, regular, dinamizar e organizar a comercialização de produtos de hortifrutigranjeiros em atacado, em uma determinada região. Devido à natureza da atividade, que envolve a comercialização de produtos perecíveis, como frutas, legumes e verduras, uma grande quantidade de resíduos orgânicos é gerada diariamente. Os rejeitos englobam produtos fora do prazo adequado para consumo (em processo de apodrecimento), sem a qualidade desejada pelo consumidor (com cortes ou outros danos físicos) ou ainda, perdidos durante o processo de transporte e armazenamento.

66 REICHERT, 2005.


No Paraná, existe um programa de reaproveita-mento, denominado Banco de Alimentos, em que materiais alimentares não comercializados nas CE-ASAs estaduais são triados e distribuídos para en-tidades assistenciais ou para famílias em situação de insegurança nutricional. Mesmo assim, ainda sobram alimentos que, mesmo por meio desse programa, não podem ser aproveitados. Diante dis-so, no ano de 2008, o Ministério Público do Paraná iniciou uma ação na tentativa de obrigar grandes empresas produtoras de resíduos, como as CEASAs, a encontrarem por si uma solução para seus pró-prios resíduos.

Alguns estudos destacam as vantagens e desvan-tagens de diversos processos de tratamento e disposição de resíduos alimentares, como aterro sanitário, incineração, biodigestão, compostagem natural e acelerada. A compostagem natural e a biodigestão aparecem como as alternativas mais baratas, com custo entre R$6,00 e R$15,00 para

processamento de 1 tonelada de resíduos. Outros tratamentos, como a disposição em aterro sanitário, podem custar de R$20,00 a R$70,00 a tonelada. Todos os processos envolvem externalidades positivas e negativas, mas, para cada aplicação as variáveis são diferentes e, portanto, a viabilidade de um ou outro pode prevalecer67.

A Tabela 16 apresenta dados para a produção de biogás e de bioeletricidade a partir da biodigestão de resíduos de CEASAs no Paraná. Não se faz um comparativo com o Brasil devido à falta de dados nacionais. É importante ressaltar que a análise excluiu os alimentos destinados ao programa Banco de Alimentos, ou seja, foram considerados apenas os resíduos orgânicos, efetivamente. Além disso, trata-se do panorama paranaense do setor que se restringe às cidades de Curitiba, Maringá, Foz do Iguaçu, Londrina e Cascavel*. A memória de cálculo está disponível no Anexo N.

Tabela 16 - Produção de biogás e bioeletricidade a partir da biodigestão de Resíduos de CEASAs

Produção Anual de Resíduos de CEASAs

(t/ano)a



Paraná* 12.904,55 5.725.293,36 8,19

a CEASAs-PR, 2012. b RAO et al., 2000. Índice de conversão: 0,4985 m³.biogás.Kg-1SV. BOUALLAGUI, 2005. Resíduo com 89% de SV.


A partir dos dados apresentados, pode-se perceber que o Paraná teria uma produção de energia de 8,19 GWh por ano por meio da biodigestão de resíduos das CEASAs.

67 SILVA; ANDREOLI, 2010.


2.4IMAPAS DEMONSTRATIvOS DO POTENCIAL DE GERAÇÃO DE BIOGÁS NO ESTADO DO PARANÁ

A Tabela 17 configura um resumo da produção dos efluentes gerados nas principais atividades industriais e agroindustriais do estado do Paraná, bem como o índice de conversão em biogás de cada um deles.

Tabela 17 - Geração de resíduos industriais e agroindustriais no estado do Paraná e seu potencial para produção de biogás

Setor ProdutoPotencial de Geração de

Biogás (m³/ano)

Potencial Energético (GWh/ano)

Vegetais Não Lenhosos

Cana-de-açúcar * 118.217,32

Milho * 97.003,68

Soja * 70.060,48

Mandioca * 23.341,73

PecuáriaAvicultura (frangos de corte) 637.165.378,05 911,15

Bovinocultura (vacas ordenhadas) 280.159.436,50 400,63

Suinocultura 373.974.911,11 534,78

Indústria e Agroindústria

Álcool e Açúcar (Vinhaça) 167.730.480,00 239,85

Biodiesel (Glicerol) 3.002.771,30 4,29

Fecularia (Manipueira) 506.476,73 0,72

Laticínios (Soro de leite) 774.774,00 1,11

Cítricos (água amarela) 5.810.780,68 8,31

Papel e Celulose 468.646.155,00 670,16

Cervejarias 5.790.937.920,77 8.281,04Abadetouros e Frigoríficos

Bovinos

Suínos

Frangos de Corte

518.621.453,97 55.444.805,13

66.393.414,95

396.783.233,90

741,63 79,29

94,94

567,40

Resíduos Urbanos

Resíduo Sólido Urbano 255.253.822,17 365,01

Efluente Líquido (Esgoto) 19.779.046,09 28,28

Resíduos de Varrição e Poda 200.139.537,50 286,20

Resíduos CEASAs 5.725.293,36 8,19

TOTAL 8.728.228.237,25

321.104,57 GWh/ano

26.758,71 GWh/mês4.793.151 habitantes

(consumo médio de 217 kWh/mês)


*Não se pode afirmar com exatidão o potencial de produção de biogás de resíduos lignocelulósicos, porque eles não podem ser utilizados sozinhos para produção de biogás. Geralmente, esses resíduos são adicionados à fração líquida, quando se observa uma melhora nos rendimentos de produção. Para tanto, o potencial

energético informado considera a geração de eletricidade pela queima do material.

As memórias de cálculos para cada um dos tipos de resíduos estão disponíveis ao final do documento na seção de Anexos.


Cana-de-açúcar (118.217,32)


Milho (97.003,68)

Soja (70.060,48)

Mandioca (23.341,73)

Outros (4.200,33)

1 quadrado = 3.800 GWh/ano

1 quadrado = 20,9 GWh/ano

Avicultura (911,15)

Pecuária

Suinocultura (534,78)

Bovinocultura (400,63)

Outros (22,62)

(frangos de corte)

(vacas ordenhadas)

Papel e celulose (670,16)

Indústria Agroindústria

Frangos de corte (567,40)

Álcool e açúcar (239,85)(vinhaça)

Resíduos sólidos urbanos (365,01)

Resíduos Urbanos

Varrição e poda (286,20)

Efluente líquido (28,28)

Suínos (94,94)

Bovinos (79,29)(abate)

(abate)

(abate)

Cervejarias (8.281,04)

O Gráfico 4 mostra a distribuição do potencial de produção de biogás nos setores abordados na pesquisa em termos percentuais, de maneira a evidenciar o impacto de cada atividade na geração da matriz elétrica baseada nesse combustível.

Gráfico 4 - Potencial de geração de biogás e energia por setor da economia paranaense em termos percentuais



Cana-de-açúcar (118.217,32)


Milho (97.003,68)

Soja (70.060,48)

Mandioca (23.341,73)

Outros (4.200,33)

1 quadrado = 3.800 GWh/ano

1 quadrado = 20,9 GWh/ano

Avicultura (911,15)

Pecuária

Suinocultura (534,78)

Bovinocultura (400,63)

Outros (22,62)

(frangos de corte)

(vacas ordenhadas)

Papel e celulose (670,16)

Indústria Agroindústria

Frangos de corte (567,40)

Álcool e açúcar (239,85)(vinhaça)

Resíduos sólidos urbanos (365,01)

Resíduos Urbanos

Varrição e poda (286,20)

Efluente líquido (28,28)

Suínos (94,94)

Bovinos (79,29)(abate)

(abate)

(abate)

Cervejarias (8.281,04)



A partir desse gráfico, observa-se que a Indústria & Agroindústria é, entre as atividades avaliadas neste trabalho e excluindo os vegetais não lenhosos, a principal fonte potencial de energia elétrica gerada a partir do biogás no estado. Os 9.947,12 GWh/ano potencialmente gerados pelos resíduos da ativida-de em um ano correspondem a 79,7% do potencial de geração de energia elétrica a partir do biogás no Paraná. Considerando a média do consumo de energia elétrica per capita no estado do Paraná68, calcula-se que a utilização dos resíduos da Indús-tria & Agroindústria poderia suprir energia elétrica para cerca de 3,8 milhões de habitantes, equivalen-te à soma da população da Região Metropolitana de Curitiba e Londrina.

O gráfico também revela que a Pecuária respon-de por 14,8% do potencial de geração de biogás e

energia elétrica. Os 1.846,6 GWh que poderiam ser gerados em um ano seriam suficientes para suprir a energia elétrica de 709.000 habitantes, equivalente à soma da população de Cascavel e Maringá.

Finalmente, verifica-se que os Resíduos Urbanos configuram a terceira maior fonte potencial de geração de energia elétrica a partir do aproveita-mento do biogás. O potencial de 687,7 GWh por ano corresponde à energia elétrica consumida por 264.000 habitantes, equivalente à população de Foz do Iguaçu.

Portanto, combinados os potenciais de geração de biogás da Pecuária, Indústria & Agroindústria e Resíduos Urbanos, seriam gerados 12.481,4 GWh ao ano, suficientes para suprir a demanda de 4.793.151 habitantes.

68 217 kWh/mês, segundo EPE, 2014a.


Figura 3 - Potencial de geração de biogás por mesorregião e distribuição desse potencial por atividade (pecuária, agroindústria e indústria e resíduos urbanos)

LEGENDA


CENTRO-OCIDENTAL

CENTRO-SUL

OESTE

SUDESTE

SUDOESTE

CENTRO-ORIENTAL


12%

85%

3%

14%

86%

28%

71%1%

14%

86%

18%

82%8%

92%

6%

94%

15%

85%

29%

71%

18%

82%

PECUÁRIA

INDÚSTRIA E AGROINDÚSTRIA

RESÍDUOS URBANOS

0 62.500.000

62.500.000 125.000.000

125.000.001 187.500.000

187.500.001 250.000.000

453.955.588

POTENCIAL DE GERAÇÃO DE BIOGÁS (m3/ano)

POR ATIVIDADE* POR MESORREGIÃO

*Dada a disponibilidade de dados no nível das mesorregiões paranaenses, incluem-se aqui o potencial oriundo da Avicultura, Bovinocultura, Suinocultura, Cítricos (água amarela) e Resíduos CEASAs.

Com exceção das mesorregiões Noroeste e Norte-Central, as demais apresentam potencial de geração de biogás na Indústria e Agroindústria menor que 1% do potencial total.



Figura 4 - Potencial Energético por mesorregião e distribuição desse potencial por atividade (agricultura, pecuária, agroindústria e indústria, resíduos urbanos)

POTENCIAL ENERGÉTICO (GWh/ano)

LEGENDA

POR ATIVIDADE* POR MESORREGIÃO


CENTRO-OCIDENTAL

CENTRO-SUL

OESTE

SUDESTE

SUDOESTE

CENTRO-ORIENTAL


3%

76%

16%

6% 22%

25%54%

19% 16%

60%

46%

34%

12%

34%

7%42%

9%

49%

76%

3%

CANADEAÇÚCAR

MILHO

SOJA

MANDIOCA

OUTROS

0 11.250

11.251 22.500

22.501 33.750

33.751 45.500

60.000 72.477

37%

23%

52%

50%

38%

54%

58%

7%

5%

35%

13%

*Dada a disponibilidade de dados no nível das mesorregiões paranaenses, incluem-se aqui o potencial oriundo da Avicultura, Bovinocultura, Suinocultura, Cítricos (água amarela) e Resíduos CEASAs.



Quadro 1 - Vantagens e desvantagens dos processos anaeróbicos frente ao aeróbicos

Vantagens Desvantagens

DBaixa produção de sólidos, que é cerca de 5 a 10 vezes menor que a verificada nos processos aeróbios;

DBaixo consumo de energia, com consequente redução de custos operacionais;

DBaixa demanda de área;

DProdução de metano (que pode ser convertido em energia);

DTolerância a elevadas cargas orgânicas;

DAplicabilidade em pequena e em grande escala.

DSuscetibilidade das bactérias anaeróbicas à inibição por um grande número de compostos;

DNa ausência de lodo de semeadura adaptado, a partida do processo é lenta;

DPré-tratamento usualmente necessário;

DPossibilidade da geração de maus odores, porém, controláveis;

DRemoção de nitrogênio, fósforo e patogênicos insatisfatória.

Fonte: Elaboração própria a partir de Chernicharo, 2007.

TECNOLOGIASPARA PRODUÇÃODE BIOGÁS3

3.1 BIOqUíMICA DA PRODUÇÃO DE BIOGÁS

A degradação de matéria orgânica ocorre naturalmente na natureza, mas pode ser controlada e induzida de acordo com o interesse humano, por meio da regulação de alguns parâmetros de processo em reatores fechados. Basicamente, os procedimentos de degradação são divididos em aeróbicos (que se dão na presença de oxigênio) e anaeróbicos (que se realizam na ausência de oxigênio).

A biodigestão ou fermentação, constitui o nome popular dado ao processo de degradação anaeró-bia de matéria orgânica, por meio da ação de diver-sos microrganismos. Os produtos finais são gases, certa quantidade de energia (calor) e nova bio-massa (lodo digerido). A mistura gasosa formada contém metano (50-75%), gás carbônico (25-50%) e pequenas quantidades de hidrogênio, sulfeto de hidrogênio, amônia e outros gases, bem como

umidade. A composição dos produtos finais recebe influência, principalmente, dos substratos utilizados na produção dessa mescla, em virtude da técnica de fermentação empregada e das diferentes tecnolo-gias de construção dos biodigestores e das usinas69.

A biodigestão possui algumas vantagens e desvantagens em relação aos procedimentos aeróbicos, de acordo com a Quadro 1.

69 FNR, 2010.

52 TECNOLOGIAS PARA PRODUÇÃO DE BIOGÁS

Na biodigestão, o processo de obtenção do biogás ocorre em diversas etapas, conforme apresentado na Figura 5. Cada uma delas abrange reações e interações químicas particulares. Por conta disso, as fases podem, inclusive, ocorrer em câmaras separadas, para a otimização do controle das condições específicas.

Figura 5 - Esquema das etapas bioquímicas presentes nos processos de biodigestão, com indicação das reações específicas que ocorrem em cada fase

Compostos Orgânicos Complexos(proteínas, carboidratos, lipídios)

Compostos Orgânicos Simples(aminoácidos, ácidos graxos, açúcares)

Acetogênese

Ácidos Graxos de Cadeia Curta(ácidos propiônico e butírico)

Outros Compostos(ácido lático, álcoois etc.)

H + COÁcidos Acético

BiogásCH + CO

Hidrólise

Acidogênese

Metanogênese


• Hidrólise: compreende a decomposição de compostos orgânicos complexos, tais como carboidratos, proteínas e lipídios, em substâncias mais simples como aminoácidos, açúcares e ácidos graxos. Atuam no processo bactérias hidrolíticas, cujas enzimas decompõem o material por meio de reações bioquímicas.

• Acidogênese: por meio da ação de bactérias acidogênicas, as moléculas simples geradas na etapa anterior são metabolizadas e, assim, geram inúmeros ácidos como os propiônico, butírico, lático etc.

• Acetogênese: a partir dos compostos intermediários formados, são obtidos ácido acético, dióxido de carbono e hidrogênio (precursores do biogás), por meio da ação de bactérias fermentativas acetogênicas.

• Metanogênese: bactérias arqueometanogênicas estritamente anaeróbias convertem principalmente o ácido acético, o hidrogênio e o dióxido de carbono em metano. Os metanogênicos hidrogenotróficos produzem metano a partir de hidrogênio e de dióxido de carbono. Os metanogênicos acetoclásticos, por sua vez, geram biogás a partir da redução de ácido acético.


3.2 IENGENhARIA DO PROCESSO DE BIODIGESTÃO

Simplificadamente, a biodigestão é uma sequência de etapas bioquímicas de conversão de matéria orgânica dentro do biodigestor, na ausência de oxigênio, para a formação de biogás. No entanto, inúmeras outras fases de preparação para a fermentação e de purificação do gás produzido mostram-se necessárias para que a degradação anaeróbica e a formação e a utilização de biogás ocorram com sucesso. A Figura 6 ilustra o processo, ao separá-lo em quatro momentos essenciais.

Figura 6 - Esquema do processo de produção de biogás e biofertilizante

Etapas do Processo deProdução e Utilização deBiogás e Biofertilizante

Entrega e armazenamento de matéria-prima

1ª Etapa

Processamento e pré-tratamento (opcional)Separação, fragmentação, mistura, homogeneização

Carregamento de matéria-primaTransporte, dosagem, alimentação

Tratamento e armazena-mento de biogás

Secagem,dessulfurização,retirada de CO

2 e O

2

Utilização do biogásGeração de energia elétrica,

veicular e calor (CHP)

Geração de biogás Tipos de biodigestores,terreno, equipamentos

4ª Etapa

2ª Etapa

3ª Etapa

Biogás

Armazenamento de biofertilizantee/ou pós-digestão

Tratamento e utilização de biofertilizantes

Separação desólidos e líquidos

(opcional)

Decomposição,compostagem sem

separação desólidos e líquidos

AduboLíquido

Decomposição,compostagem



A primeira etapa envolve os processamentos iniciais da matéria-prima antes da digestão. Abrange desde a logística da entrega desse conteúdo, passa pelo armazenamento dele e alcança a adequação do material ao procedimento de biodigestão, por meio de algum tipo de pré-tratamento (trituração, mistura, separação, homogeneização e, em alguns casos, higienização). Por fim, essa etapa contempla o carregamento do conteúdo no reator, o que pressupõe o transporte e a correta dosagem.

A segunda etapa constitui a biodigestão propriamente dita, na qual o material será degradado anaerobicamente para a geração do biogás. A terceira fase, por sua vez, consiste no armazenamento, possível tratamento e destinação do biofertilizante, que nada mais é que o lodo digerido proveniente de descargas do biodigestor. A quarta e última etapa compreende o tratamento, armazenamento, distribuição e utilização do biogás.

Cada um desses momentos abrange o controle de parâmetros de processo específicos, bem como requer diferentes materiais, insumos e equipamentos. As próximas seções discutem com mais detalhes cada uma das quatro referidas fases da biodigestão.

3.2.1 Primeira Etapa – Pré-tratamentoA biodigestão inicia com a entrega e o armazenamento da matéria-prima, assim como com o pré-tratamento opcional e o carregamento do biodigestor, o que inclui o transporte e dosagem do conteúdo.

Na subdivisão que segue, estão contemplados os equipamentos e as instalações necessários para a execução de cada uma dessas atividades de pré-tratamento. São apresentados: a descrição do material construtivo; as aplicações; as particularidades; as vantagens; as desvantagens; e a manutenção.

Recepção e armazenamento da matéria-prima

O armazenamento da matéria-prima se dá em reservatórios, que podem ser construídos em concreto ou em metal. O dimensionamento do reservatório deve considerar a taxa de alimentação dos biodigestores e a necessidade de estocagem da matéria-prima. A construção é simples, mas precisa ser realizada sob supervisão de um engenheiro.

A depender das características do substrato para a biodigestão, pode ser necessária a instalação de tanques de higienização, com o objetivo de destruir bactérias e outros organismos prejudiciais. Geralmente, tais espaços são construídos em aço e possuem um sistema de aquecimento para tratamento térmico da matéria-prima (por exemplo, pasteurização). O dimensionamento e a operacionalidade se dão de acordo com as demandas do processo.

A matéria-prima definida para a biodigestão também pode exigir a existência de tanques de carga, cuja finalidade está em facilitar a alimentação do biodigestor. A conveniência e as especificações dos tanques de carga dependem do sistema de biodigestão (tipo e configuração do biodigestor), bem como do regime de operação do biodigestor. O detalhamento técnico de tais recipientes encontra-se no Quadro 2.


Quadro 2 - Especificações de instalações para armazenamento de matéria-prima

Instalação Material ConstrutivoFormas

ConstrutivasDimensionamento

Particularidades e Recomendações

Reservatório

• Aço,açoinoxidávelouconcretoarmado.

• Silostipotrinchei-ra,verticais,estufasrecobertasporlonadePVC,silagemembolsasdeplástico,áreasdearmazena-mentoabertasoucomtelhadoefossas/covas;

• Depósitosparasubs-tratoslíquidosdeusocomumnaagricultura,taiscomofossasetanquesdecarga.

• Volumedesubstrato;

• Capacidadedobiodi-gestor;

• Compensaçãodairregu-laridadedasentregas;

• Contratosdeforne-cimentodesubstratosexternos;

• Possíveisquedasopera-cionais.

• Evitarprocessosdedecomposiçãopréviadomaterialquepossamdiminuiraproduçãodegás;

• Evitaramisturadesubstratosinócuoscomcríticos,dopontodevistahigiênico;

• Implementarmedidasconstrutivasparareduzirosodores;

• Prevenirvazamentosnosoloenaságuas.

Tanques de Higienização

• Tanquesdeaçodeparedesimplescomaquecimentointernooutanquesdeaçocomparededupla;

• Dotadodeaque-cimentooucomtrocadoresdecalordecontrafluxo;

• Impermeávelagaseseconectadoàtubu-laçãopendulardegásounãoimpermeávelagases,dotadodeexaustãodotanque,senecessário,pormeiodepurificadordear.

• Capacidadeespecífi-cadosistema;

• Aquecimentointernoouemtanquedepare-dedupla.

• Emtanquesdehigieni-zaçãocomuns,osubstratodeveserbombeávele,conformeanecessidade,receberumpré-tratamen-toantesdahigienização;

•Odimensionamentodeveconsiderarotempodehigienização.

•Otanquedeveter,nomínimo,umaportadeinspeção;

•Manutençãonecessáriaconformeosequipamen-tosinstalados(sensoresdetemperatura,agitado-res,bombas);otanqueemsinãoexigemuitamanutenção.

Tanques de carga

• Tanqueslocalizadosemposiçãomaisaltaqueobiodigestor;

• Têmavantagemdedispensarousodeequipamentosdetransporte,emfunçãododesnívelhidráulico.

• Confeccionadosemconcretoimpermeável,geralmenteconcretoarmado;

•Devemabarcarumaquantidadedesubstratosuficienteparaumadoisdiasdeoperação;

•Oenchimentopodeserrealizadoporumtratoroucaminhão(carregadeira).

• Permiteboahomoge-neizaçãoemisturadosubstrato;

• Formaçãodecamadasdesedimentosdepedras;

• Poçodebombeamento,fossadecoletaoumecanis-mosderaspagemdevempermitiraretiradadecama-dasdesedimentos;

• Recomenda-seacober-turadotanquedecargaparaevitaraemissãodeodoreseGEE;

•Ocarregamentodesólidospodeocasionarobstruções,formaçãodesobrenadanteedesedi-mentação.

• Substratosbombeáveisemisturáveis;

• Compatívelcomsubstratosempilháveis,seutilizadoequipamentodefragmentação;

• Exigearemoçãomanualdacamadadesedimen-tos,naausênciadeoutrosmeiosderetirada;

•Quasenãoexigemanutenção,apenasdosequipamentosporventuraaliinstalados.

Fonte: Adaptado de FNR, 2010.


Processamento da matéria-prima (opcional)

Uma das primeiras intervenções de tratamento do material que chega ao biodigestor é a homogenei-zação, importante para promover a dispersão dos nutrientes de maneira uniforme. Para tanto, de saída, procede-se a fragmentação, muitas vezes necessária para possibilitar a adequação de substratos sólidos (especialmente palhas) a um tamanho apropriado à conversão mais rápida em biogás.

A maioria dos pequenos fragmentadores disponí-veis no mercado é do tipo externo, constituído por unidades de trituração de palhas, grãos, cereais, biomassa (madeira e galhos) e restos orgânicos. Es-ses equipamentos são utilizados em várias indús-trias, como alimentícia, de reciclagem, de rações, de etanol e de tratamento de esgoto.

Em pequenas unidades de produção de biogás, a adaptação de fragmentadores externos ao sis-tema de produção revela-se prático e viável. Em unidades médias e grandes, contudo, mostram-se necessários equipamentos maiores, como os frag-mentadores em linha ou acoplados a sistemas de transporte70, dosagem ou alimentação. Uma alter-nativa à fragmentação em linha e à externa são os agitadores de dupla função, os quais além de ho-mogeneizar o meio dentro do biodigestor também trituram matérias sólidos presentes na mistura.

As especificações construtivas e de dimensiona-mento, assim como demais detalhes acerca dos fragmentadores estão apresentados no Quadro 3.

70 FNR, 2010.

Quadro 3 - Especificações construtivas e de

dimensionamento para processamento da matéria-prima (continua)

EquipamentoTipos/ Modelos e

DimensionamentoAplicações e

ParticularidadesVantagens e

DesvantagensManutenção

Fragmentador (acoplado a unida-des de dosagem e

alimentação)

Tipos e Modelos

• Esmagadores;

• Eixosetranspor-tadoreshelicoidaisdotadosdedispo-sitivosdecorteedilaceramento.

Dimensionamento

• Fragmentaçãodeaté50m³/d(oreservatóriodealimentaçãopodeserdimensionadoparaumacapacidadebemmaior).

• Silagenscomuns,mixdemilhoees-piga,estercobovino(tambémdeaves),hortaliças;

• Tamboresdentadoseroscasmisturadorascomfacasrepicado-rassãomaisadequa-dosparasubstânciascomfibraslongas;

• Eixoscompalhetasreduzemoriscodeemperramentosobreotriturador.

Vantagens

• Elevadastaxasdeprocessamento;

• Fácilenchimentocomcarregadeiraougarra;

• Grandevolumedereservaparaocontroleautomatizadodafragmen-taçãoealimentação;

• Usodeequipamentorobusto.

Desvantagens

•Omaterialpodeem-perrarsobreotriturador,cominfluênciadageo-metriadoreservatóriodealimentaçãoepelosubstrato;

• Emcasodeavaria,omaterialtemdeserreti-radomanualmente.

•Osequipamentosexigempoucamanu-tenção;

• Devehaverapossi-bilidadederealizaramanutençãonaspausasdaalimentação.


Quadro 3 - Especificações construtivas e de dimensionamento para processamento da matéria-prima (continuação)





Fragmentador (externo)

Tipos e Modelos

• Picadores;

•Moinhosderolooudemartelo.

Dimensionamento

• Picador:tambémpodeserutilizadoparaelevadastaxas.

•Moinhos:taxaspe-quenasamédias(p.ex.1,5t/ha30kW);

• Silagenscomuns,cereais,milho,grão(moinhoemgeralésuficiente);

• Batata,beterraba,dejetosverdes(tantomoinhooupicador);

• Aalturadosreserva-tóriosdealimentaçãodeveseadequaraoequipamentodisponível;

• Reservadematerialfragmentadopodesermantida,afimdesupriraproduçãoduranteparadasdemanutenção.

Vantagens

• Acessofácilaoequi-pamentoemcasodeavarias;

• Reservadesubstratofragmentadopodeserpreparadapreviamente;

• Enchimentoautomati-zado;podesercombi-nadocomunidadesdealimentação;

• Graudefragmentaçãocontrolável.

Desvantagens

• Emcasodeobstruções,oequipamentotemdeseresvaziadomanual-mente;

•Médiatolerânciaama-teriaisestranhos,emboradesgasteelevadosejapossível.

• Podeseradquiridadofabricantesobcontratoedependedossubstra-tosprocessados.

Agitadores de Fragmentação

Tipos e Modelos

• Geralmentenaformadepáscomfacasoumontagemadicionaldefacasnoeixodoagitador(sobdemanda).

Dimensionamento

• Potênciadeentrada:ordensdemagnitudetípicasdatecnologiadeagitação,comumadicionalde6kWemagitadoresde5-15kW.

• Estercosólido,restosdealimentos,resíduosverdes,palha;

• Nocasodocarre-gamentodiretodamatériasólidanobiodigestor,pode-seutilizarequipamentosdefragmentaçãotambémnoseuinterior.

Vantagens

• Descargadiretadomaterialsólidonotanquedecarga;

• Dispensaequipamen-tosadicionais;

• Possibilidadedeelevaroteordematériasecanobiodigestoratéopontoemquesuabombeabi-lidadenãosejacompro-metida.

Desvantagens

• Riscodeformaçãodesobrenadanteesedimen-tação,conformeotipodesubstrato.

• Conformeotipodoagitadorpode-sereali-zaramanutençãoforadotanquedecargaoudobiodigestor;

• Nãohánecessidadedeinterrupçãodoprocesso.


Quadro 3 - Especificações construtivas e de dimensionamento para processamento da matéria-prima (conclusão)





Fragmentação na linha de transporte

Tipos e Modelos

• Trituradordepratoperfuradocapazdetransportar600m3/h;potênciadomotorentre1,1e15kW;

• Trituradordeeixoduploemlinhabase-adoembombasdelóbulos:capacidadedefragmentaçãodeaté350m³/h.demartelo.

Dimensionamento

• Característicodecadaequipamento;

•Dependentedoteordematériaseca(acapacidadedetrans-porteéinversamenteproporcionalaoteordematériaseca).

• Trituradordepratoperfurado:substratosfibrosos;

• Trituradordeeixoduploemlinha:substratosbombeá-veiscomteoresmaiselevadosdesólidos;

• Equipamentosdevemsersepara-dosdocondutordosubstratopormeiodeválvulaguilhotina(nocasodeavaria,podeserútilrealizarumbypass pormeiodela).

Vantagens

• Acessofácilaoequi-pamentoseocorreremavarias;

• Emcasodeobstruções,pode-seabrirerealizaramanutençãodosequipa-mentoscomfacilidade;

• Separaçãodemateriaisestranhospormeioderecipientedeseparação(trituradordepratoperfurado);

• Épossívelelevaroteordematériasecanobio-digestoratéopontoemquesuabombeabilidadenãosejacomprometida.

Desvantagens

• Desgasteelevadoporsubstratocomaltoteordemateriaisestranhos.

• Equipamentossepa-radospodemserman-tidossemnecessitardelongasparadas;

• Aberturasparalimpezadefácilacessoagilizamsubstancial-menteostrabalhos.

Fragmentação com função de

transporte integrada

Tipos e Modelos

• Bombacentrífuga;

• Rotorcomarestascortantes,nasvarian-tessecoempéousubmergível.

Dimensionamento

• Possibilitamfluxosdetransportedeaté720m³/h;

• Alturadetransportedeaténomáximo25m;

• Potênciadeentrada:1,7–22kW.

• Substratosbombe-áveis,compostosdefibraslongas;

• Equipamentosdevemserseparadosdocondutordosubs-tratopormeiodeválvulaguilhotina;

• Nocasodeavaria,podeserútilrealizarumbypasspormeiodeumaválvulaguilhotina;

• Aescolhadométododecorteoudilaceramentocon-dicionaotamanhodaspartículasquesepodeatingir.

Vantagens

• Acessofácilaoequipa-mentosehouveravarias;

• Emcasodeobstruções,pode-seabrirerealizaramanutençãodosequipa-mentoscomfacilidade;

•Dispensaequipa-mentosdetransporteadicionais.

• Épossívelelevaroteordematériasecanobio-digestoratéopontoemquesuabombeabilidadenãosejacomprometida.

Desvantagens

• Possibilitaafragmenta-çãoapenasdeumapartedofluxodematerial;

• Orebombeamentoper-miteaumentaraporçãodematériafragmentada.

• Amanutençãodebombasindependen-tesnãoexigelongasparadas;

• Bombassubmergíveispodemserretiradasdosubstratocomfacili-dade;

• Aberturasparamanu-tençãoreduzemdrasti-camenteostemposdeparada.



Pré-tratamento da matéria-prima (opcional)

Diante de substratos de mais difícil degradabilidade, pode ser necessária uma etapa adicional de pré-tratamento. Isso ocorre por meio de pré-digestão aeróbica, hidrólise ácida ou desintegração.

Quando se utiliza uma intervenção aeróbica, gera-se calor e, dessa forma, o conteúdo pré-aquece antes de seguir para o biodigestor. Apesar da vantagem de economizar energia térmica, certa quantidade da matéria orgânica é consumida nesse processo, o que diminui o rendimento de

biogás final. Tal procedimento ocorre no mesmo local do armazenamento da matéria-prima ou não, a depender das instalações disponíveis e da dinâmica de funcionamento do sistema de biodigestão.

Os tratamentos por hidrólise ácida e por desintegração envolvem, por seu turno, a adição de um reagente ácido ou intervenção física e/ou química, a fim de realizar a dilaceração do material, o que aumenta os custos do processo.

Os detalhes dos diferentes pré-tratamentos disponíveis são expostos no Quadro 4.

Quadro 4 - Pré-tratamentos disponíveis (continua)

EquipamentoTipos/

ModelosDimensionamento

Aplicações e Particularidades

Vantagens e Desvantagens

Pré-tratamento ou Pré-digestão

• Decom-posiçãopreliminaraeróbica

• Aplicaçãoemcomposta-gem:aaeraçãopromoveoiníciodadegradação,quegeracaloreaqueceomaterialaté40-50°C.

Vantagens

• Iniciaaquebracelularepermiteoautoaquecimentodomaterial,poupandoobiodigestordaneces-sidadedetercompo-nentesadicionaisdepré-aquecimento.

Desvantagens

• Amatériaorgânicajádecompostanãoestámaisdisponívelparaaproduçãodebiogás.

• Hidróliseeacidifica-ção

• Podemserrealizadosemtan-quesanterioresaobiodigestorouépossívelumespaçoisoladonointeriordobiodigestor,pormeiodeestruturasespeciais(p.ex.biodigestoresbifásicos);

• AhidrólisepodeocorrersobcondiçõesaeróbiaseanaeróbiasecomvaloresdepHentre4,5e7,0;

• Astemperaturasde25a35°C,geralmente,sãosuficientes,maspodemserelevadaspara55a65°C,afimdeproporcionarmaiortaxadedegradação.

• Pré-tratamentoindicadoparamatérias-primasdedifícildegradação;

•Ogásprovenientedahi-drólisecontémhidrogênioemgrandequantidade,oquegeraperdasenergéticasnaspróximasetapasepodetrazerriscos,jáqueessegáspossuipotencialexplosivo;

• Hidrólisedesubstratoscomaltoteordeligninaaumentamaeficiênciadasuadegradaçãoe,conse-quentemente,naformaçãodebiogás;

Vantagens

• Aceleraoprocessodedegradação,porjáanteciparaprimeiraetapadegeraçãodebiogás.

Desvantagens

• Requerogastoener-géticopelainserçãodecaloredeoutrosinsumos(ácidos,bases),oquepodeaumentaroscustosdoprocesso.


Quadro 4 - Pré-tratamentos disponíveis (conclusão)

EquipamentoTipos/

ModelosDimensionamento



Pré-tratamento ou Pré-digestão

• Desinte-gração

• Processostérmicos,químicos,bioquímicosefísicos/mecânicosparapromoveraquebracelular;

• Ex.:Elevaçãodatemperaturaaté<100°Csobcondiçõesnor-maisdepressãoou>100°Cemambientepressurizado;hidrólise;adiçãodeenzimas;aplicaçãodedesintegraçãoultrassônica.

• Devem-serealizartesteseanálisesadicionaisdosubs-tratotratado,afimdesees-timaroganhoefetivodesseestágiodedesintegração,embasandotalavaliaçãodopontodevistaeconômicoeconsiderandoosganhoseperdasfinanceiros.

Vantagens

• Aeficáciadecadaumdosprocessosdepende,emgrandeparte,dosubstratoedaformacomofoipreparado.

Desvantagens

• Todososproces-sosexigemenergiaadicional,sejaelétricaoutérmica,oquesecontrapõediretamen-teaopossívelganhodeeficiência.

Carregamento de matéria-prima

Depois de homogeneizada e pré-tratada (etapas opcionais), a matéria-prima está pronta para ser transportada ao interior do biodigestor. Nesse sentido, a condução dos elementos líquidos pode ser realizada por meio de tubulações e de bombas interligadas. O conteúdo pastoso ou sólido, por sua vez, exige equipamentos específicos, de acordo com as suas características e vazão. Em sistemas contínuos, os instrumentos mais utilizados para tal são os pistões de alimentação, os transportadores helicoidais e os separadores de rosca. No caso de sistemas de garagem, a alimentação é feita por meio de pás carregadeiras. Importante destacar que muitas vezes materiais sólidos estão presentes, misturados ao líquido, exigindo atenção na escolha dos transportadores.

As especificações relativas a esses equipamentos encontram-se dispostas no Quadro 5.



Quadro 5 - Especificações de equipamentos

Equipa-mento

Tipos/ Modelos

Dimensiona-mento



Manutenção

Pistão de Alimentação

• Pistãohidráulicocomtransportadorhelicoidaletraçãohidráulicaouelétrica;

• Flexibilidadenacombinaçãocomdiferentessistemasdeali-mentação,taiscomotremonhadealimentação,contêinercompisomóvel,vagãoforrageiroetc.

• Geralmenteconfeccionadaemaçoinoxi-dável;

• Pistõesaloja-dosemcarcaçafechada;

• Introduçãonobiodiges-tor:horizontal(comopçãodeadiçãotambémpelofundodobiodigestor);

• Válvulaautomáticaemanualneces-sária,paraocasodeoníveldobiodigestorexcederabordasuperiordoreservatóriodealimentação.

• Todososcossubstratosempilháveiscomuns;

• Conformeaconfi-guraçãoderoscasdoequipamento,comportatambémmaterialpedre-gosoedefibraslongas;

• Aalimentaçãodeveserimpermeávelalíquidos;

• Aalturaeovolumedeenchimentodevemsercompatíveiscomoequi-pamentodeenchimentoemoperação;

• Espaçodisponívelaoladodobiodigestor;

• Possibilidadededosa-gempelospistões,emfunçãodopesodainstala-çãodeequipamentodepesagemnoreservatóriodealimentação.

Vantagens

• Baixoníveldeodores;

•Ótimacapacidadededosagem;

• Automatizável.

Desvantagens

• Riscodeformaçãodecamadadesedi-mentosnobiodi-gestor,emvirtudedacompactaçãodosubstratocomprimi-do,oquedificultaoacessodosmicrorga-nismos;

• Permiteapenasotransportehorizontaldosubstrato;

• Somenteumbiodigestorpodeseralimentadopeloreservatório.

•Manutençãoperiódicaemfunçãodaspe-çasmóveisdoequipamento;

• Amanu-tençãodopistãoimplicainterrupçõesconsideráveisnoprocesso,eventualmen-teexigindooesvaziamentodobiodigestor.

Transpor-tadores

Helicoidais de Alimen-

tação

• Roscadepressãoconectaoreservatóriodealimentaçãoeobiodigestornavertical,horizontaloudiagonal;

• Transporta-dorhelicoidalinclinadoparavenceraalturadobiodigestor(transportevertical);

• Flexibilidadenacombinaçãocomdiferentessistemasdealimentação,comotremonhadealimentação,contêinercompisomóvel,vagãoforrageiroetc.

• Geralmenteconfeccionadosemaçoinoxi-dável,alojadosemcarcaçafechada;

• Alimentaçãoligeiramenteabaixodoníveldolíquido;

• Válvulaautomáticaemanual,ne-cessáriaparaocasodeoníveldobiodigestorexcederabordasuperiordoreservatóriodealimentação.

• Todososcossubstratosempilháveiscomuns,compedrasdedimensõesin-ferioresàespiraldarosca;

• Transportedesubstratostriturados;

• Possibilitaotransportedesubstratosmisturados;

• Evitaoescapamentodegásdostransportadores;

• Possibilidadededosa-gempelostransportado-resemfunçãodopeso,medianteainstalaçãodeequipamentodepesagemnoreservatóriodealimentação;

• Espaçodisponívelaoladodobiodigestor;

• Aalturaeovolumedeenchimentodevemsercompatíveiscomoequi-pamentodeenchimentoemoperação.

Vantagens

• Adireçãodetrans-porteéirrelevante;

• Automatizável;

• Cadareservatóriotemcapacidadedealimentarváriosbiodigestores.

Desvantagens

• Atritocomascar-caçasdotransporta-dorecomasroscas;

• Sensívelapedrasmaioreseoutrosmateriaisestranhos(conformeasdimen-sõesdaespiraldarosca).

• Eventualdificul-dadeemprocessarsubstratosdefibraslongas.

•Manutençãoperiódicaemfunçãodaspe-çasmóveisdoequipamento;

•Obstruçõesematerialestra-nhoemper-radodevemsereliminadosmanualmente;

• Amanu-tençãodotransportadorhelicoidal,quelevaosubstratoparaobiodigestor,podesignificarseverasinter-rupçõesdoprocesso.



Itens Gerais

Alguns elementos de engenharia, como tubulações, válvulas e bombas, são necessários em todas as etapas da biodigestão, desde o armazenamento, a pré-digestão e o transporte da matéria-prima ao biodigestor, até a produção, locomoção e distribuição do biogás final. O Quadro 6 traz os detalhes e as especificações desses elementos.

Importa esclarecer que materiais empregados em algumas fases da purificação do biogás podem exigir recursos construtivos específicos, devido à presença de agentes corrosivos.

Quadro 6 - Especificações dos biodigestores (continua)

Tipos/ Modelos




• Bombasdedesloca-mentopositivo

• Bombaparainstala-çãoemlocalseco.

• Pressãodebombea-mento:até48bar;

• Fluxovolumétricoentre0,055m³/mine8m³/min;

• Potênciadeentrada:p.ex.7,5kWa0,5³/min;55kWa4m³/min;depen-defortementedosubstrato.

• Substratosviscososbombeáveiscomquantidadereduzidadematerialestranhoesubstânciasdefibraslongas;

• Avazãoéfortemen-teinfluenciadapelaviscosidade;bombea-mentoestávelnapre-sençadeoscilaçõesdepressão;

• Aceitaainstalaçãodedispositivocontraoperaçãoaseco;

• Amplamenteutiliza-daemestaçõesdetratamentodeáguasresiduais;

• Emgeral,possibilitaoajustedoestatorconformeavazão,osubstratoeodes-gaste;

• Permiteconfigu-raçãoespecialcommudançadadireçãodetransporte.

Vantagens

• Elevadopoderdesucção;

• Construçãosimpleserobusta;

• Permitemadosa-gemdesubstrato;

• Sentidoderotaçãoinversível.

Desvantagens

• Capacidadesdevazãomenoresqueasdasbombascentrí-fugas;

• Sensívelàoperaçãoaseco;

• Sensívelamateriaisestranhos(pedra,substânciascomfibraslongas,metais).

• Devemserinseri-dasválvulasgavetaanteseapósainsta-lação,parafacilitaramanutençãoealimpeza;

• Deve-sedeixarespaçosuficienteàvoltaparaquesejafacilmenteacessada;

• Altadurabilidade;

• Fácilmanutençãoemvirtudedacons-trução;osistemadetrocarápidadefusopermitecurtasinterrupçõesnaoperação.


Quadro 6 - Especificações dos biodigestores (conclusão)

Tipos/ Modelos




• Bombascentrífugas

• Submergíveloubombainstaladaemlocalseco,comfunçãodefragmentação,disponívelcomobombasubmergívelcomacionamentosobousobreasuperfíciedosubstrato.

• Pressãodebombea-mento:até20bar(naprática,apressãodebombeamentoé,emgeral,inferior);

• Fluxovolumétricoentre2m³/mine30m³/min;

• Potênciadeentrada:p.ex.3kWa2m³/min,15kWa6m³/min,emfortedependênciadosubstrato;

• Geralmenteparasubstratoscom<8%deconteúdodeMS.

• Substratosdebaixaviscosidadecombaixosconteúdosdematériaseca,peque-nasquantidadesdepalhapermitidas;

• Vazãoéfortementeinfluenciadapelapressãodebom-beamentoealturamanométrica.

Vantagens

• Construçãomaisfácil,compactaerobusta;

• Elevadavazão;

• Flexibilidadedasaplicações(tambémcomobombasub-mergível).

Desvantagens

• Nãoéautoaspiran-te,énecessárioserinstaladaabaixodosubstratoabombear,porexemploemumpoço;

• Nãoadequadasparaadosagemdesubstrato.

•Maisdifícilembombassubmergí-veis,masrelati-vamentedefácilacessoporaberturasdedescarga;

•Observarasnor-masdesegurançadurantetrabalhosnobiodigestor;

• Interrupçõesdaoperaçãosãoligeira-mentemaislongasquecomoutrostiposdebombas.

• Bombasdetremo-nha

• Inserçãodematériasólidaemfluxoslíquidos;

• Comocomponenteinstaladoemlocalseco;

• Alimentaçãodosubstrato,comroscadetransportesimplesoudupla,paraofluxodelíquido/bomba;

• Roscas,empartedentadas,paraafragmentaçãodesubstrato;

• Bombaspreferen-ciais:bombadepistãorotativoedecavidadeprogressiva;emparte,integradaembombadotadadetremonha.

• Pressãodebombea-mento:até48bar;

• Fluxovolumétricodasuspensão:0,5-1,1m³/min(conformeotipodebombaeasuspensãoaserdeslocada);

• Fluxovolumétricodesólidos:aprox.4-12t/h(alimenta-çãoporroscaduplacomfragmentação).

• Substratospré-fragmentadoseemgrandepartelivresdemateriaisestranhos;

• Fragmentação,agitaçãoemisturaemumsópasso;

• Alimentaçãodesólidospersonalizável(porcarregadeira,dispositivosdetrans-porteeunidadesdealimentação);

• Alimentaçãodafaselíquidaporbombaindependente.

Vantagens

• Elevadacapacidadedesucçãoerecalque;

• Construçãorobusta;

•Opçãocomprote-çãocontradesgaste;

• Adequadaparaadosagem;

•Opçãocomfragmentaçãopormecanismodedilace-ramentonasroscasdealimentação.

Desvantagens

• Emparte,sensívelamateriaisestranhos(pedras,substânciascomfibraslongas,partesdemetal).

• Fácilmanuten-çãoemvirtudedaconstrução;

• Exigesomentebrevesinterrupçõesnaoperação.



O Quadro 7 traz os detalhes e aplicações de alguns equipamentos e dispositivos de uso geral que podem ser utilizados nas etapas do processo de biodigestão, de tratamento e de transporte do biogás.

Quadro 7- Equipamentos e dispositivos de uso geral com aplicação em várias etapas do processo de biodigestão, de tratamento e de transporte do biogás

Equipamento Tipos/ Modelos Dimensionamento Aplicações e Particularidades

Tubulações para líquidos

•Materialdatubula-ção:PVC,PEAD,açoouaçoinoxidável,confor-meacargadomeioeoníveldepressão;

• Conexõesflangeadas,soldadasoucoladas.

• Tubulaçõesdepressãocomdiâmetrode150mm;tubulaçõessempressão(refluxoouladrão)comdi-âmetrode200–300mm,conformeosubstrato;

• Todososmateriaisdevemserquimicamenteresisten-tesaosubstratoesuportarapressãomáximadebombeamento(tubulaçãodepressão).

• Instalarisolamentonasválvulasetubula-ções,emcasodesubstratosquentes;

• Colocaçãodatubulaçãocominclinaçãode1–2%parapermitiresvaziamento;

•Observaraestanqueidadeantesdainsta-laçãodetubulaçãonosolo;

• Evitarorefluxodesubstratodobiodi-gestorparaotanquedecargapelacorretainstalaçãodatubulação;

• Tubulaçõesdeferrofundidosãoina-dequadas,poistendemaacumularmaisresíduosquetubosdeplásticocomparedelisa.

Válvulas e guarnições para líquidos

• Gaveta;

• Guilhotina;

• Esfera.

• Conexõesflangeadas,soldadasoucoladas;

• Todososmateriaisdevemserquimicamenteresisten-tesaosubstratoesuportarapressãomáximadebombeamento(tubulaçãodepressão).

• Válvulasgavetacomcunhasãobastanteestanques,massensíveisamaterialestra-nho;

• Válvulascomlâminascortamsubstânciasfibrosas;

• Utilizaçãodefechosrápidosdecabeçaesféricaparaconexõesdetubosdesencai-xáveis;

• Instalarválvulasguilhotinaantesdasválvulasderetenção,paraocasodeim-possibilidadedefechamentodaválvuladeretençãoemfunçãodematerialestranho.

Tubulações para gases

•Materialdatubulação:PEAD,PVC,açoouaçoino-xidável(nãoutilizartubosdecobreedemaismetaisnãoferrosos);

• Conexõesflangeadas,soldadas,coladasoupara-fusadas.

• Sempreinstalarostubosinclinados,afimdeevitaraacumulaçãoindesejadadecondensados(riscodeentupimento);

• Possibilidadedepurgarocondensadodetodaatubulaçãodegás;drenagemviacondensado;

•Observaraestanqueidadeantesdains-talaçãodatubulaçãonosolo,acolocaçãosemtensõeseutilizaçãodecompensadoresoucotovelosde180°,conformenecessário.

Válvulas e guarnições para gases

• Conexõesflangeadas,soldadas,coladasoupara-fusadas.

• Todasasválvulasdevemserbemaces-síveis,defácilmanutençãoeoperadasdeumaposiçãosegura.



Sistemas de aquecimento (pré-tratamento)

O processo de biodigestão depende de alguns fatores para ser bem-sucedido. A temperatura configura um deles. O essencial é que ela se mantenha constante no biodigestor, dentro de uma faixa adequada para a biodigestão (normalmente entre 37 e 42°C ou entre 50 e 60°C). Os microrganismos adaptam-se a vários intervalos de temperatura, já que se trata de um consórcio entre diversas espécies, o que o torna mais resistente a mudanças bruscas. Porém, temperaturas muito baixas diminuem suas atividades, diminuindo consideravelmente o rendimento de todo o processo.

Portanto, a depender da configuração e da localização geográfica do biodigestor, pode ser conveniente a utilização de sistemas de aquecimento, de modo a se controlar a temperatura interna e atingir rendimento significativamente maior de biogás. Esses sistemas são capazes de se associar a gerador(es) de eletricidade a

partir de biogás (sistemas de cogeração), sendo economicamente pouco impactantes. Nesse caso, o calor irradiado pelo gerador durante a produção de energia elétrica é empregado para aquecimento (ou pré-aquecimento) do fluido do sistema térmico do biodigestor.

Especialmente em regiões onde o inverno se mostra mais rigoroso, além de se manter o biodigestor aquecido, faz-se necessário instalar um sistema de aquecimento da matéria-prima antes que chegue ao biodigestor. A adição de matéria-prima em uma temperatura muito abaixo daquela de operação do biodigestor pode causar desestabilização do processo e gerar até mesmo um colapso do sistema. Sugere-se então que, se oportuno, o material seja pré-aquecido em um tanque anterior ao ingresso no biodigestor.

Os detalhes e as especificações dos sistemas de aquecimento mais comumente utilizados em biodigestão encontram-se no Quadro 8.


Quadro 8 - Especificações dos sistemas de aquecimento mais comumente utilizados em biodigestão (continua)

Tipos/ Modelos

Tipos/ Modelos

Dimensiona-mento



Manutenção

Sistemas de Aquecimento

• SistemasdeAque-cimentoIntegrados

• Aquece-doresdepiso;

• Aquece-doresins-taladosemparede(emdigestoresdeaço,épossíveltambémainstalaçãonaparedeexterior);

• Aque-cedoreslocalizadosemfrenteàparede;

• Aque-cedorintegradoaagitadoresounelescombina-do.

• Paraaqueci-mentointerno:açoinoxidável,PVCouPEOC(plásticosdevemsercolocadoscombempoucoespaçamento,emrazãodabaixaconduçãotérmica);

• Paraaqueci-mentoexterno:tubulaçãoconvencionaldepisoe/ouparede;

•Oequipa-mentodeaquecimentonãopodeobstruiroutrosequipamentosdoprocesso.

• Aquecedoresdeparede:todosostiposdebiodiges-toresdeconcreto;

• Aquecedordepiso:todososbiodigestoresverticais;

• Aquecedorinterior:todosostiposdedigestores,co-mumenteencontradonosdigestoresverticais;

• Aquecedorescombinadoscomagitadores:todosostiposdedigestores;

• Conformeotamanhodobiodigestor,instaladoemdoisoumaiscircuitos;

• Aquecedoreslocalizadosnobiodigestorecom-binadoscomagitadoressecaracterizamporboatransferênciadecalor;

• Aquecedoresdepisoeparedenãoocasionamsedimentação;

• Aquecedoresintegradosaagitadoressãocapazesdeaquecerumagrandequantidadedematerial;

• Sistemasdeaquecimentonaparedeounopisosãoinadequadosparaaopera-çãotermofílica.

Vantagens

• Éumdosfatoresquepermitemoalcancedeprodutividademáximadebiogás,especial-menteemregiõesfriasondeobiodigestorestáalocadoacimadosolo.

Desvantagens

• Canalizaçõesdecalornoconcretocausamtensõestérmicas;

• Aquecedoresnobiodigestorpodemocasionaroacúmuloeincrustaçãodesedi-mentos;

• Aformaçãodeca-madasdesedimentospodereduzirdrasti-camenteaeficáciadeaquecedoresdepiso.

• Paragarantiraboatransfe-rênciadecalor,osaquece-doresdevemserlimposregularmente;

• Elementosdeaque-cimentointegradosnodigestorounaestruturasãodedifícilacessoouinacessíveis.


Quadro 8 - Especificações dos sistemas de aquecimento mais comumente utilizados em biodigestão (conclusão)

Tipos/ Modelos

Tipos/ Modelos

Dimensiona-mento



Manutenção

Sistemas de Aquecimento

• SistemasdeAque-cimentoExternos;

• Trocado-resdecalortuboduploouespiral.

•Material:geralmentedeaçoinoxidável;

• Potênciadetransferênciacondicionadapelacapacida-dedausinaetemperaturadoprocesso;

• Diâmetrosdostuboscorres-pondemàstu-bulaçõesusuaisdesubstratosemusinasdebiogás.

• Todosostiposdebiodi-gestores,comusoprincipal-menteembiodigestoresdefluxopistonado;

• Trocadoresdecalordevemserpurgados,oqueseconseguepelacirculaçãodebaixoparacima;

• Adequadosparacontroletermofílicodeprocessos.

Vantagens

• Garantemumaboatransferênciadecalor;

•Materialfresconãocausachoquedetem-peraturanodigestor;

•Oaquecedoratingecompletamenteovolumedematerial;

• Trocadoresexternosdecalorpodemserlimposemantidoscomfacilidade;

• Permitembomajus-tedatemperatura.

Desvantagens

• Emcertoscasos,exi-gemaquecimentodobiodigestoradicional;

•Otrocadordecalorexternoéumequipa-mentoadicionaletemcustoextra.

• Boaacessi-bilidadeparamanutençãoelimpeza.


3.2.2 Segunda Etapa – Digestão AnaeróbicaOs biodigestores são, essencialmente, reatores anaeróbicos. Os tipos indiano, chinês, canadense e europeu constituem as variantes mais conhecidas, mas existem vários outros modelos de reatores, que diferem entre si, tanto em forma construtiva quanto em operação.

Basicamente, os reatores anaeróbicos dividem-se em baixa taxa, alta taxa e alta taxa em dois estágios. A denominação alta ou baixa taxa refere-se à carga orgânica suportada na alimentação do equipamento. A depender de configurações e características, os reatores se demonstram capazes de absorver grandes quantidades de matéria orgânica na corrente de entrada (alta taxa) ou se limitam a absorver concentrações menores (baixa taxa).

A natureza do resíduo a ser tratado configura o critério para a escolha da tecnologia mais apropriada à digestão, determinando se serão necessárias etapas de pré-tratamento ou de concentração antes da biodigestão propriamente dita.

Os reatores anaeróbicos de baixa taxa não possuem agitação. Caracterizam-se pela presença de um único tanque, onde ocorre simultaneamente a digestão, o adensamento de lodo e a formação de sobrenadante.


Dentro do equipamento formam-se diferentes estratos: zona de escuma, zona de sobrenadante, zona de digestão ativa e zona de lodo estabilizado. Consequentemente, o volume útil de biodigestão restringe-se a 50%, devido às áreas ocupadas pelo lodo e pelo sobrenadante.

Exemplos desse tipo de reator são os modelos indiano e chinês, bastante difundidos no meio rural, bem como os tanques sépticos, tanques Imhoff, filtros anaeróbios e lagoas anaeróbias, esta última muito utilizada nos sistemas de tratamento de efluentes urbanos (esgoto) e no meio rural. Por serem mais simples do que os de alta taxa, os reatores de baixa taxa são mais baratos, apesar de apresentarem um rendimento consideravelmente inferior. Detalhes sobre cada modelo estão contemplados no Quadro 9.

Quadro 9 - Tipos de biodigestores de baixa taxa (continua)

Mistura Completa

Fluxo Pistonado71 Características

Gerais

Tipos e Características Específicas

Indiano ChinêsCanadense (ou da Marinha ou Lagoa

Coberta)

Caracterís-ticas

• Paredecentral(forçaacirculaçãodomaterialportodoointerior);

• Possuiumacampânulaflutuante.

• Câmaracilíndrica;

• Possuicúpulafixa;

• Hávariaçãonapres-sãodogasômetro.

• Tambémchamadode“TipoBalão”;

• Mantémapressãodegásconstante.

• Dimensões:biodi-gestoreshorizontaisaté800m3,biodi-gestoresverticaisatéaprox.2.500m³;

• Poucosbiodigesto-resobedecemaessaconfiguração.

Materiais Construtivos

• Normalmenteconfeccionadosemaçoouconcreto.

• Tijolo,cimento,pedra,areia,ferro,alumínio.

• Tijolo,cimento,pedraeareia.

• Tijolo,cimento,pe-dra,areiaeplástico.

• Açoouaçoinoxidá-vel,tambémconcretoarmado.

Aplicação

• Praticamentetodosostiposdesubstrato,prefe-rencialmenteosbombeáveis,comteordematériasecamédiooubaixo;

• Osequipamentosdetransporteeagitaçãodevemseradaptadosaosubstrato;

• Recirculaçãoemcasodedigestãoúnicadebiomassadedicada;

• Adequadosparaalimentaçãocontí-nua,semicontínuaedescontínua.

• Apropriadoparaestercobovino;

• Sólidostotaisnãosuperioresa8%;

• Alimentaçãodiária.

• Bomparaproduçãodefertilizante;

• Idealparainsta-laçõesdepequenoporte;

• Sólidostotaisnãosuperioresa8%;

• Alimentaçãodiária.

• Indicadoparasolosnãoprofundos;

• Sólidostotaisnãosuperioresa5%.

• Digestãoúmida:adequadaparasubs-tratosbombeáveiscomelevadoteordematériaseca;

• Digestãoseca:osequipamentosdetransporteeagitaçãodevemseradaptadosaosubstrato;

• Destinadosàalimentaçãosemicon-tínuaecontínua.

71 FNR, 2010.


Quadro 9 - Tipos de biodigestores de baixa taxa (continuação)

Mistura Completa

Fluxo Pistonado Características

Gerais



Coberta)

Vantagens

• Arquiteturadebaixocustoemreatorescomvolumesuperiora300m³;

• Operaçãovariávelentreregimedefluxocontínuoouregimecombinadodefluxocontínuoearmazenamento;

• Conformeotipodosequipamentos,amanutençãopodeserrealizadasemexigiroesvaziamen-todobiodigestor.

• Comoéenter-radonosolo,hápoucavariaçãodetemperatura.

• Baixocustodeconstrução;

• Ocupamenosespaçonasuperfíciedosolo,devidoaofatodeserenterrado,oquetambémomantémmaispro-tegidodasvariaçõesclimáticas;

• Nãopossuipartesmóveis;

• Nãopossuipartesmetálicas(oquelheconferemaiordurabi-lidade).

• Maiorproduçãodegás;

• Nãoexigerestriçãoquantoàprofundi-dadedosolo;

• Fácillimpeza,descargaemanu-tenção;

• Baixocustodeproduçãoeinsta-lação;

• Facilidadedetransporte.

• Construçãocompactaedebaixocustoemusinaspequenas;

• Separaçãodosestágiosdedigestãonofluxopistonado;

• Sobrenadantesecamadasdesedimen-taçãoevitadosemfunçãodaarquitetura;

• Cumprimentodostemposderetençãopelaeliminaçãodecurtos-circuitos;

• Temposderetençãocurtos;

• Arquiteturacom-pactapermiteperdadecalorreduzidaeaquecimentoefi-ciente;

• Digestãoúmida:podemserutilizadosagitadorespotentes,confiáveisequepro-porcionameconomiadeenergia.

Desvantagens

• Comocurtos-cir-cuitossãopossíveiseatéprováveis,nãoépossívelafirmarcomcertezaotempoderetenção;

• Possibilidadedeformaçãodesobrenadanteedesedimentos.

• Nãopodeserconstruídoemsolossuperficiais;

• Altocustodacúpula(metal);

• Cúpulademetalnecessitaproteçãocompinturaantioxi-dante;

• Ocustodamanutençãoéelevado.

• Guardapoucogás;

• Nãoéindicadoparainstalaçõesdegrandeporte;

• Nãoépróprioparaacúmulodebiogás(cúpulafixa);

• Nãopodeserconstruídoemsolossuperficiais;

• Asoscilaçõesdepressãopodemcausardanosnosequipa-mentosenaestrutura;

• Podemocorrervazamentosdegáspelacúpula,devidoàporosidadedosmate-riaisouosurgimentodefissuras.

• Maioráreaexpostaaosol;

• Menordurabili-dade;

• Maiorsensibilida-deadanos(cortes).

• Ostanquesexigemespaço;

• Nãoháinoculaçãodomaterialfrescooueladeveserrealizadapelarecirculaçãodebiofertilizantes;

• Aconstruçãoérentávelsomenteemdimensõesmenores;

• Trabalhosdema-nutençãonoagitadorexigemoesvazia-mentocompletodobiorreator.


Quadro 9 - Tipos de biodigestores de baixa taxa (conclusão)

Mistura Completa

Fluxo Pistonado Características

Gerais



Coberta)

Formas Construtivas

e Equipamen-tos

• Reservatóriosci-líndricosenterradosverticalmenteouacimadosolo;

• Osequipamentosdeagitaçãodevemterpotênciaelevada;

• Técnicasderecir-culação:agitadorescommotorsub-mergívelnointeriordoreator,agitadoraxialemtuboguiavertical,recirculaçãohidráulicacombombasexternas,re-circulaçãopneumáti-caporinjeçãodebiogásemtuboguiavertical,recirculaçãopneumáticaporinjeçãodebiogásdifusapororifícionabasedoreator.

• Cúpulamóveldemetal;

• Novascúpulasdefibradevidrotêmsidodesen-volvidas.

• Tetoimpermeável(armazenamentodebiogás);

• Cúpulafixadealvenariacomumaválvulapressionadaporágua.

• CúpulapodeserdemetalouPVC/lona.

• Reatordefluxopistonadocomseçãotransversalcircularouretangular;

• Podemserfabri-cadosnahorizontalounavertical,sendocomumenteutilizadaavariantehorizontal;

• Naarquiteturaempé,atécnicadofluxopistonadoéimple-mentadanormalmen-tecomconstruçõesverticais,raramentehorizontais;

• Podemserope-radoscomousemagitadores.

Particulari-dades

• Recomenda-searetiradadealgunstiposdesubstratocomesteirarolanteetransportadorheli-coidalparaextração(p.ex.estercodegalinha,emvirtudedocálciosedimen-tado).

• Porserenter-radonosolo,éimprescindívelocuidadocominfiltraçõesnolençolfreático.

• Devehaverumre-guladordepressãoouumdepósitodegásflutuante(devidoànecessidadedepres-sãoconstanteparacertasaplicações).

• Equipadoscomaberturasparatodosostuboseequipa-mentos;

• Deveserinstaladaumaválvuladesobre-pressãonogasôme-troporquestõesdesegurança.

Manutenção

• Entradafacilita-daporportadeinspeção.

• Atençãoespe-cialàcúpulaegasômetro.

• Podeapresentarproblemadeestan-queidade.

• Limpezasimplesdevidoàfácilremo-çãodalona;

• Menorpossibilida-dedeentupimentodastubulações.

• Devehaver,nomínimo,umaportadeinspeçãoparapermitiroacessoaoreatoremcasodeavaria.


Os reatores anaeróbicos de baixa taxa tradicionais foram os mais dispersados e empregados no mundo durante o século XX. No entanto, a mecanização e a automação tornaram possível a existência de modelos aprimorados mais eficientes, com a adição de sensores, de sistemas de controle e de sistemas compactos de purificação do biogás. Dentre as inúmeras melhorias de processo, uma das principais trazidas por tal modernização foi a possibilidade de tratar resíduos com altas cargas de matéria orgânica, nos chamados reatores de alta taxa.


Esses instrumentos caracterizam-se por possuir uma etapa prévia à biodigestão, em que se realiza o adensamento do lodo, assim como por operar com taxas de alimentação uniformes. Possuem também mecanismos de aquecimento e de mistura. A agitação ocorre mediante a recirculação de gás e de lodo ou por meio da utilização de agitadores mecânicos. Como consequência, para um mesmo volume de substrato, o tamanho de um reator de alta eficiência pode ser menor em relação aos reatores de baixa taxa, haja vista que há maior homogeneização do meio e estabilidade no processo.

São exemplos desse tipo de equipamento os reatores de leito fluidizado e de leito expandido, assim como os reatores UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket - Reator Anaeróbio de Manta de

Lodo) e EGSB (Expanded Granular Sludge Bed - Leito Granular Expandido). Estes reatores são geralmente utilizados no tratamento de resíduos industriais e em estações de tratamento de esgoto.

Os reatores anaeróbicos de alta taxa e dois estágios distinguem-se pela divisão do processo em duas etapas fisicamente separadas, em que dois tanques de digestão operam em série. No primeiro, munido de dispositivos de aquecimento e de mistura, ocorre a digestão do lodo, enquanto no segundo se dá a estocagem e a concentração desse conteúdo, onde se origina um efluente clarificado.

Os instrumentos de alta taxa estão ilustrados na Figura 7 e na Figura 8 a seguir, com exemplos das principais configurações de reatores em um estágio e em dois estágios.

Figura 7 – Tipos de reatores anaeróbicos e esquema básico de operação em um estágio

Reator Anaeróbicode Fluxo Ascendente

Reator de LeitoFluidizado

Filtro Anaeróbio

ALIMENTAÇÃO

GÁS

EFLUENTE

ALIMENTAÇÃO

GÁS

DECANTADOR

ALIMENTAÇÃO

EFLUENTE

GÁS

operação em um estágio

Fonte: CETESB, 2014.


Figura 8 – Tipos de reatores anaeróbicos e esquema básico de operação em dois estágios

Digestor Anaeróbio de Contato

GÁS GÁSGÁS

ALIMENTAÇÃO EFLUENTE

RETORNO DE LODO

DEGAS.SEDIMENTADOR

operação em dois estágios

Fonte: CETESB, 2014.

Os reatores anaeróbicos de alta taxa podem operar com crescimento bacteriano disperso ou aderido. No primeiro caso, devido à ausência de suporte, os sólidos aglomeram-se juntamente com a biomassa, o que pode desencadear o adensamento ou a granulação do lodo. Na segunda opção, por sua vez, há o emprego de um material de enchimento (recheio) estacionário, que proporciona o aumento da área em que as bactérias podem aderir e formar biofilmes. A aderência propicia um maior tempo de residência dos sólidos, com diminuído tempo de retenção hidráulica e eficiência aumentada do processo.

Devido a essas características, os reatores anaeróbicos com crescimento aderido são adequados ao tratamento de águas residuárias, com baixa concentração de sólidos. Porém, guardam a desvantagem de impossibilidade de controle do tempo de detenção celular. Isso se deve ao fato de que, durante a operação do reator, em condições normais, não é possível monitorar a retirada de sólidos. Além disso, de um lado, há um menor grau de contato entre o efluente e a biomassa, mas, por outro, uma maior resistência a sobrecargas hidráulicas.

Conclui-se, portanto, que o sucesso de um processo de biodigestão depende de inúmeros fatores, que incluem a escolha da melhor tecnologia para o processo, as características do material construtivo, a qualidade das instalações, a realização correta dos procedimentos, a mão de obra capacitada para a operação etc. Por conseguinte, o êxito final se encontra intrinsecamente conectado a uma precisa implantação do biodigestor mais apropriado para cada contexto.

Na década de 70, houve um incentivo à instalação de biodigestores rurais no Brasil, impulsionado por programas governamentais, com o intuito de atender a necessidades de saneamento no campo. No entanto, esses equipamentos adquiriram uma má fama, devido ao descrédito decorrente de erros de projeto, execução, operação ou manutenção.

Por isso, desafortunadamente, criou-se na sociedade um preconceito em relação a essa tecnologia, que passou a ser associada ao subdesenvolvimento e a populações de baixa renda. Dessa forma, a propagação dos biodigestores no país desacelerou, assim como a disponibilização de verba pública para continuidade das referidas iniciativas do


governo, os subsídios para a fabricação desses equipamentos e a oferta de energia elétrica rural subsidiada72.

Em decorrência desse cenário, ainda hoje, em muitos casos, falhas se repetem e instalações inapropriadas se difundem. Mostra-se essencial, portanto, a revisão e a modernização de tecnologias tradicionais de biodigestão, em que se utilizam os antigos modelos de reatores (indiano, chinês, e da marinha). Isso garantiria um maior controle e qualidade do processo, bem como asseguraria mais confiabilidade e capacidade de previsão quanto à eficiência da biodigestão e à produtividade do biogás.

Para uma possível comercialização de excedente de energia, por exemplo, faz-se necessário que o produtor garanta uma produção mínima em determinado intervalo de tempo, o que se realiza apenas com um procedimento suficientemente confiável e estável. Neste contexto, os principais cuidados processuais são abordados nas seções seguintes.

Preparo do terreno

Na produção de biogás, a análise do terreno aparece como um ponto importante naquelas instalações em que se utilizam reatores enterrados ou lagoas cobertas. O preparo do terreno envolve desde a análise preliminar das características físico-químicas e geológicas, passa pela avaliação da topografia, até a correta compactação.

As características iniciais do terreno interferem dire-tamente no tratamento necessário à compactação do solo, de modo a evitar desmoronamentos, afun-damentos e infiltrações no caso de rompimento ou vazamento de tanques. Os cálculos necessários

devem considerar o peso dos equipamentos ope-rando com capacidade máxima, adicionado de um coeficiente de segurança. Além disso, é preciso le-var em conta o trânsito de máquinas e caminhões de carga completamente carregados no espaço em questão.

O preparo do terreno deve passar também por um estudo minucioso que contemple a topografia do terreno, para que desníveis possam ser aproveitados, de forma que o escoamento e o transporte de matérias-primas e/ou biofertilizantes, por exemplo, ocorram de maneira facilitada pela ação gravitacional.

Equipamentos para agitação

Um biodigestor pode ou não ser dotado de sistema de agitação, porém a ausência dela pode desencadear inúmeros problemas. Um deles está na separação de sedimentos do restante do material a ser digerido, o que pode ocasionar o desenvolvimento de bactérias que causam ineficácia do processo. Outros problemas são a formação de sobrenadante de resíduos flotantes, responsável por diminuir a liberação de biogás para o coletor e a formação de regiões estacionárias (acúmulo de materiais).

No entanto, quando se realiza a agitação, é preciso cuidado com inúmeros fatores, como mantê-la em níveis baixos, apenas para ressuspender o material decantado e não oxigenar o meio. Ademais, todas as instalações devem manter a estanqueidade do tanque, a fim de evitar a perda de gás e a entrada de oxigênio no biodigestor.

O Quadro 10 resume os principais tipos de agitado-res utilizados em biodigestores73.

72 Andrade et al., 2002. 73 Adaptado de FNR, 2010.


Quadro 10 - Agitadores utilizados para ressuspensão de material nos biodigestores (continua)

Tipo

s

ModelosDimensiona-

mento

Aplicações e Particularida-

desVantagens Desvantagens Manutenção

Mec

ânic

os

Hélice:

•Motoreselétricossubmergí-veiscomengrenagemredutoraehélice;

• Diâmetrodahélicedeatéaprox.2m;

•Material:resistenteàcorrosão,açoinoxidávelouferrofundidorevestido.

Hélice grande:

•Motoreselétricossubmergí-veiscomengrenagemredutoraeumpardepás;

• Diâmetrodaspás:de1,4a2,5m;

•Material:resistenteàcorrosão;açoinoxidávelouferrofun-didoreves-tido;pásemplásticoouresinaepóxireforçadacomfibradevidro.

Geral:

• Aduraçãodefuncionamentovariaconformeosubstratoedeveserdeterminadanafasedepartida;

• Grandesbiodi-gestorespodemserequipadoscomváriosagitadores.

Hélice:

• Altavelocidadeemmododeope-ração(nafaixade500a1.500rpm);

• Faixadepotên-cia:até35kW.

Hélice grande:

• Baixaveloci-dadeemmododeoperaçãoemintervalos(50a120rpm);

• Faixadepotên-cia:até20kW.

• Todosossubstratosnadigestãoúmida,embiodigesto-resverticais;

• Nãoadequadoparaviscosida-desextrema-mentealtas;

• Atubulaçãoguiadeveserimpermeávelagases;

• Controlederotaçãopormeiodetempo-rizadorououtromecanismodecontroledeprocessos;

• Ascarcaçasdosmotoresexigemtotalimpermeabili-dadealíquidos;algunsmodelosdecarcaçasãodotadosdedetecçãoautomáticadevazamentos;

•Manteromotorresfriadomesmocomodigestoroperandoemtemperaturaselevadas;

• Possibilidadedepartidasuaveeajustedavelo-cidadederota-çãopormeiodeconversoresdefrequência.

Hélice:

• Geraturbu-lência,oqueproporcionaumbomgraudemisturanobiodigestoreaeliminaçãodesobrena-dantesesedi-mentação.

Hélice grande:

• Proporcionaótimograudeagitaçãonobiodigestor;

• Emborapro-duzamenosturbulência,oferecemaiorpotênciadepropulsãoporkWel.

Geral:

• Grandequantida-dedepeçasmóveisnobiodigestoremfunçãodostrilhos-guia;

• Amanutençãoexigeaaberturadobiodigestor,emborageralmentenãosejanecessárioesvaziá-lo(quandoequipadocomguincho);

• Possibilidadedeocorrersedimenta-çãoeflutuaçãoemfunçãodoregimedamistura,quandorealizadadeformaintermitente.

Hélice:

• Possibilidadedeformaçãodezonamortacommatériaseca(agitadoroperaemfalso).

Hélice grande:

• Aorientaçãodoagitadordeveserdefinidaantesdeserligado.

• Empartedifícil,poisomotortemdeserretiradodobiodigestor;

• Asaber-turasparaamanutençãoeretiradadomotortêmdeserintegradasnodigestor.


Quadro 10 - Agitadores utilizados para ressuspensão de material nos biodigestores (continuação)Ti

pos

ModelosDimensiona-

mento



Mec

ânic

os

Eixo Longo:

•Motoreselétricosex-ternoscomousemre-dutor;eixosdeagitaçãointernoscomumaoumaishélicesouparesdepás(emalgunsmodelos,mecanismodefragmen-tação);

• Algumasvariantescomextre-midadedoeixofixadanofundo,flutuanteougiratório;

• Permiteconexãoàtomadadeforça.

Hélice:

•Operaçãoemvelocidademédiaarápida(100–300rpm);

• Faixadepotênciadisponível:até30kW.

Hélice grande:

•Operaçãolenta(10–50rpm);

• Faixadepotênciadisponível:2–30kW.

Geral:

• Aduraçãoeavelocidadedofuncionamentodependemdosubstratoedevemserdeterminadasnafasedepartida;

•Material:resis-tenteàcorrosão,açorevestido,açoinoxidável.

• Todosossubstratosnadigestãoúmida,somenteembiodigestoresverticais;

•Oeixodoagi-tadordeveserimpermeávelagases;

• Controledeintervalo,p.ex.,pormeiodetemporiza-dorououtromecanismodecontroledeprocessos;

• Possibilidadedepartidasuaveeajustedavelo-cidadederota-çãopormeiodeconversoresdefrequência.

• Proporcionaótimograudeagitaçãonobiodigestor;

• Praticamen-tesempartesmóveisnobiodigestor;

• Fácilma-nutençãodoacionamentoforadobiodi-gestor;

• Permitemsuprimirasedimentaçãoeflutuaçãoquandoemoperaçãocontínua.

• Emvirtudedainstalaçãoes-tacionária,háapossibilidadedemisturaincompleta(podemocorreráreascomformaçãodesobrenadanteesedimentos);

• Amisturainterva-ladapodeocasionarsedimentaçãoeflutuação;

• Possívelocorrênciadeproblemasderuídoproduzidospelasengrenagensemotorquandoestesseencontramforadodigestor;

•Oseixosemancaisnointeriordobiodigestorestãosujeitosafalhas,que,emdetermina-dascircunstâncias,podemexigiroesvaziamentopar-cialoucompletododigestor.

• Emfunçãodamon-tagemdomotorforadodigestor,permitemamanutençãodeformasimpleseseminter-rupçãodoprocesso;

• Difícilrepa-ronahéliceenoeixo,poistêmdeserretiradosdobiodigestorouestedeveseresvaziado;

•Obiodi-gestordeveconteraber-turasparamanutenção.


Tipo

s

ModelosDimensionamen-

to



Mec

ânic

os

Axial:

•Motoreselétricosexternoscomredutor,eixosdeagitaçãointernoscomumaoumaishélicesoupás,agitado-resempéoupendurados;

• Amon-tagemdahélicepodeserrealizada-emumtuboguia;

• Admiteadisposiçãoforadecentro.

• Agitadoresdeoperaçãolentaemfuncionamentocontínuo;

• Faixadepotênciadisponível:até25kW;

• Velocidadedofuncionamentovariaconformeosubstratoedeveserdeterminadanafasedepartida;

•Material:resis-tenteàcorrosão,geralmentedeaçoinoxidável;

• Consumodepotência:p.ex.,5,5kWa3.000m³,geralmenteacima.

• Todosossubstratosnadigestãoúmida,somenteembiodigestoresverticaisdemaiorporte;


• Admiteminstalaçãodemecanismodecontroledasrotaçõescomconversoresdefrequência.

• Proporcionaboaagitaçãonobiodigestor;

• Praticamentesempartesmóveisnobiodigestor;

• Fácilmanu-tençãodoacio-namentoforadobiodigestor;

• Sobrena-dantesfinospodemseraspiradosparabaixo;

• Processoscontínuosdesedimentaçãoeflutuaçãosão,emgrandeparte,evitados.

• Instalaçãoestacio-náriapoderesultaremagitaçãoincom-pleta;

• Podemocorreráreascomformaçãodesobrenadanteesedimentos,princi-palmentenasáreaspróximasàbordadodigestor;

•Omancaldoeixoestásujeitoaelevadascargas,podendoexigirmanutençãointensiva.

• Emfunçãodamon-tagemdomotorforadobiodigestor,permitemamanutençãodeformasimpleseseminter-rupçãodoprocesso;

• Reparodashéliceseeixodifícil,poistêmdeserretiradosdobiodigestorouestedeveseresvaziado;


Pás e Carretel:

•Motoreselétricosex-ternoscomredutores,agitadorinternocomváriaspás;

• Permitemamonta-gemdetrocadoresdecalordetubos,comocomponenteadicionalmistonoeixooucomounida-de,junta-mentecomaspás(embiodigesto-reshorizon-tais).

• Agitadoresdegirolentoemoperaçãointervalada;

• Consumodepotência,grande-menteinfluenciadopelosubstratoelocaldeuso;

• Nadigestãoseca,demandabemmaiselevada,emfunçãodaresistên-ciaoferecidapelosubstrato;

• Velocidadedofuncionamentovariaconformeosubstratoedeveserdeterminadanafasedepartida;

•Materialresistenteàcorrosão,emge-ralaçoinoxidável,revestidoounão.

• Todosossubstratosnadigestãoúmida(principalmenteparasubstratoscomaltoteordematériaseca);

• Podemserusadosembiodigestoresverticaisehori-zontais;


• Admiteminstalaçãodemecanismodecontroledasrotaçõescomconversoresdefrequência.

• Proporcionaboaagitaçãonobiodigestor;

• Fácilmanu-tençãodoacio-namentoforadobiodigestor,tambémper-miteconexãoàtomadadeforça;

• Evitaprocessosdesedimentaçãoeflutuação.

• Amanutençãodaspásexigeoesvazia-mentodobiodigestor;

• Avariasnafermen-taçãoasecoexigemoesvaziamentomanualdobiodigestorinteiro(conformeocaso,pos-sibilidadedeagitação–agitadorsecundário–eesvaziamentocombomba);

• Possibilidadedemis-turaincompletaemfunçãodainstalaçãoestacionária;

• Ofluxonodigestordeveserasseguradoporequipamentossecundários(nor-malmenteroscadepressãoemdigestoreshorizontais,agitadoresdeimpulsoemdiges-toresverticais).

• Emfunçãodamon-tagemdomotorforadodigestor,permitemamanutençãodeformasimpleseseminter-rupçãodoprocesso;

• Reparodepáseeixosdificultado,poisodiges-tortemdeseresvaziado;


Quadro 10 - Agitadores utilizados para ressuspensão de material nos biodigestores (continuação)


Quadro 10 - Agitadores utilizados para ressuspensão de material nos biodigestores (conclusão)Ti

pos

ModelosDimensiona-

mento



Pneu

mát

icos

• Distribui-çãouniformedebicosportodoofundodobiodiges-toroupelacompressãodobiogásemumtuboguiavertical;

• Combi-naçãocomagitaçãomecânicaouhidráulica.

• Consumodepotência:p.ex.,compressorde15kWparaumdigestorde1.400m³,operaçãosemicontínua;

• Faixadepotênciadisponível:apartirde0,5kW,todasasfaixassãopossíveisparausinasdebiogás.

• Substratosdebaixaviscosida-decombaixaformaçãodesobrenadante;

•Oequipamen-todecompres-sãodeveserapropriadoparaacomposiçãodobiogás.

• Proporcionaboaagitaçãonoreator;

•Oscompres-soresdegásficamforadodigestor,oquefacilitaamanutenção;

• Evitaaforma-çãodecamadadesedimentos.

• Amanutençãodosequipamentosdeinjeçãodobiogásrequeroesvaziamen-todobiodigestor.

• Porestarmontadonaparteexternadodigestor,ocompres-sordegáspermitefácilmanutençãoseminter-rupçãodoprocesso;

•Oreparodecomponen-tesdainjeçãodebiogásédifícil,poisexigeoesva-ziamentododigestor.

Hid

rául

icos

• Bombacentrífugasubmergíveloubombadecavidadeprogressiva/bombacentrífugainstaladasemlocalseco,oubombadelóbulos;

• Embom-basexternas,ospontosdeentradapodemserequipa-doscomtubosguiaoubicos;permitemcomutaren-trediferentespontosdeadmissão.

• Utilizaçãodebombasdeelevadavazão;

• Potência:corres-pondeàspotênciasusuaisdebombas.

• Todosossubs-tratosbombeá-veisnadigestãoúmida.

• Boamisturadosubstratonobiodigestorpormeiodebombascentrífugassubmergíveisajustáveisoutuboguia,possibilitandotambémaeliminaçãodecamadasdesedimentaçãoesobrenadantes.

• Riscodeformaçãodecamadasdesedi-mentaçãoesobre-nadantescomousodebombasexternassemdirecionamentodefluxo;

•Ousodebom-basexternassemdirecionamentodefluxonãopermitearemoçãodecamadasdesedimentaçãoesobrenadantes.



74 Adaptado de FNR, 2010.

Retirada do biofertilizante do biodigestor

Independentemente do modo de operação do biodigestor (contínuo ou em batelada), periodicamente faz-se necessária a retirada do excesso de lodo (biofertilizante).

Nos processos contínuos, essa saída se dá de forma sucessiva, ao passo que aqueles em batelada exigem uma análise periódica das características do conteúdo (por exemplo, teor de matéria orgânica

e quantidade), com o intuito de avaliar quando realizar o recolhimento. Normalmente, efetua-se uma remoção parcial do excesso de material, de maneira que permanece no reator determinada quantidade de lodo, que servirá como fonte de microrganismos (inóculo) às próximas bateladas.

No Quadro 11 é possível verificar as especificidades, vantagens e desvantagens das tecnologias e equipamentos disponíveis para tal procedimento74.

Quadro 11 - Tecnologias e equipamentos utilizados para a remoção do excesso de lodo (biofertilizantes)

Tipos/ Modelos DimensionamentoAplicações e

ParticularidadesManutenção

Sistemas de Remo-ção de Sedimentos

• Sistemaderaspagemcomacionamentoexterno,paraotrans-portedacamadadesedimentosaoexterior;

• Roscasderemoçãonofundodobiodi-gestor;

• Fundocônicodobio-digestorcombombadedescargaeagitadordecamadadesedi-mentosouaparelhodeenxágue.

• Sistemasderaspagemsomentesãoaplicáveisembiodigestoresverticaiscombasecirculareplana;

• Roscasderemoçãopodemserusadasembiodi-gestoreshorizontaiseverticais;

• Fundoscônicosembiodigestoresverticais;

• Asroscasderemoçãodevemserinstaladasatravésdaparededodigestor(comimpermeabilidadealíquidos)ouporcimadela(comimpermeabilidadeagases);

• Aremoçãopodeocasionarfortesodores;

• Paraousoderoscasderemoção,nobiodigestordeveserinstaladoumpoçodebombeamentooualgosemelhante.

• Amanutençãoemsistemasfixosexigeoesvaziamentodobiodigestor;portan-to,évantajosoousodeacionamentosexternosoucom-ponentesdesaco-pláveis.


Materiais construtivos

A escolha dos materiais construtivos para biodigestores depende de diversos quesitos e exige avaliação criteriosa. No Brasil, a grande maioria desses equipamentos, hoje localizada no meio rural, é fabricada em concreto ou com sistema de geomembranas (lagoas cobertas).

Apesar do atrativo custo de construção em pequenas e médias propriedades, as lagoas cobertas apresentam maiores problemas estruturais relacionados à estanqueidade (vazamentos de gás e de líquidos), ao controle de processo (inserção

de sondas, sistemas de agitação, de aquecimento e sistemas de monitoramento a posteriori) e à limpeza do sistema.

Nesse contexto, a utilização de aço inox e aço vitri-ficado é uma realidade, principalmente em países nos quais a tecnologia se encontra mais amadure-cida, pois amplifica a segurança e o tempo de vida útil do processo, de forma a compensar o maior investimento inicial. No Brasil, esses materiais têm sido empregados por empresas especializadas em biodigestão. Por enquanto, configuram-se custosos para aplicação em pequenas propriedades rurais. Mesmo sendo custosos, a durabilidade e benefícios


em relação à produtividade devem sempre ser con-siderados durante a fase de estudo de instalação.

Importa destacar que o biodigestor constitui o co-ração de todo o procedimento de obtenção do bio-gás. A quantidade e a qualidade do biocombustível

nele produzido vai definir a viabilidade do empre-go da tecnologia, por isso, tanto o projeto quanto a construção de todo esse arranjo devem se basear em estudos profundos (inclusive financeiros) e exe-cutados com qualidade.

O Quadro 12 traz as especificações técnicas dos principais materiais necessários à construção de um siste-ma de biodigestão.

Quadro 12: Especificações técnicas dos principais materiais necessários à construção de um sistema de biodigestão (continua)

Valores Característicos

AplicaçõesVantagens e

DesvantagensParticularidades

Cim

ento

• C25/30nasáreasdobio-digestoremqueháconta-tocomlíquidos;C35/45nogasômetroouC30/37(LP)emcomponentesexpostosaogelo;C25emtanquespercoladosedecarga;

• Concretoscomresistên-ciamínimainferiorsãoadmissíveis,casosetomemmedidasadequadasdeproteçãodoconcreto;

• Relaçãoágua/cimento=0,5,paratanquesdecargaetanquespercolados=0,6;

• Contençãodalarguradefissurasestimadaem=0,15mm;

• Coberturadeconcretodaarmaduradenomínimo4cmnafaceinterna.

• Paratodosostiposdebiodigestores(horizontaiseverticais),bemcomotanques.

Vantagens

• Alicerceebiodi-gestorcombinadosemapenasumcomponente;

• Partedausinapodesermontadacompeçaspré-fabricadas.

Desvantagens

• Tempodecons-truçãomaislongoqueodedigestoresdeaço;

• Asaberturasquesefizeremnecessá-riasapósafasedeconstruçãosãodifí-ceisetrabalhosas.

• Senopisoforeminstaladoselementosdeaquecimento,considerarastensõesorigina-daspelocalor;

• Asseguraraimpermeabilidadeagases;

• Duranteaconfecçãodaarmadura,consi-derarastensõesemparteoriginadaspelosgradientesdepressãonaobra,afimdeevitardanos;

• Protegerasáreasdoconcretoquenãoseencontramemcontatocontínuocomosubs-trato(gasômetro)contraaaçãodeácidoscorrosivos;empregarcamadasdeepóxiououtrosmateriaisapropriados;

• Emalgunspaíses,asautoridadesfrequente-menteexigemainstalaçãodeumsistemadedetecçãodevazamentos;

• Assegurararesistênciaasulfatos(empregodecimentoRS);

• Aestáticadoreservatóriodeveserplane-jadadetalhadamente,levandoemcontaasespecificidadesdolocal,comvistasaevitarrachaduraseoutrosdanos.

Aço

inox

idáv

el

• Açoparaconstruçãogal-vanizado/esmaltadoSt37ouaçoinoxidávelV2A;nogasômetrocorrosivoV4A.

• Paratodososdigestoresverticaisouhorizontaisetanques.

Vantagens

• Possibilidadedepré-fabricaçãoecurtoprazodeconstrução;

• Flexibilidadenaconfecçãodeaberturas.

Desvantagens

• Equipamentosdeagitaçãonormal-menterequeremsuporteadicional.

• Emfunçãodacorrosão,assuperfíciesdevemserconfeccionadasemmaterialdealtaqualidadeourevestidascomcamadaprotetora,principalmenteassuperfíciesnãopermanentementecobertasporsubstrato(gasômetro);

• Garantiraimpermeabilidadeagases,princi-palmentedasconexõesdoalicerceeteto;

• Emalgunspaíses,asautoridadesfrequente-menteexigemainstalaçãodeumsistemadedetecçãodevazamentos;

• Evitarrigorosamentedanosnascamadasdosreservatóriosdeaçodeconstrução.


Quadro 12: Especificações técnicas dos principais materiais necessários à construção de um sistema de biodigestão (conclusão)

Valores Característicos

AplicaçõesVantagens e

DesvantagensParticularidades

Mat

eria

is Is

olan

tes

•Materialnobiodigestorouabaixodosolo:materiaisdeporosfechados,comoespumarígidadepoliureta-noevidro-espuma,impedemaentradadeumidade;

•Materialacimadoníveldosolo,comolãmineral,mantasdefibrasminerais,mantasdeespumarígida,espumaextrudida,poliestireno,espumassintéticas;

• Espessuradomaterial:5-10cmsãoutilizados;abai-xode6cmoefeitoisolanteéreduzido;osvaloressebaseiammaisnapráticaqueemcálculos;aliteraturacitaespessurasdeisolamentodeaté20cm;

• Transmitânciatérmica(U)situadanafaixade0,03a0,05W/(m²•K);

• Acapacidadedecargadoisolantenaáreadofundodevesersuficienteparasuportaropesodobiodiges-torcheio.

•Oisolamentotérmicopodeserinstaladointernaouexternamente;nãoháindíciosquemostremqueumavariantesejamelhorqueaoutra.

•Osmateriaisdeisolamentotêmdeserresistentesaroedores.


3.2.3 Terceira Etapa – Armazenamento, Tratamento e Utilização do BiofertilizanteAlém de proporcionar o adequado tratamento sanitário de efluentes e a geração de biogás, a biodigestão possibilita a produção de biofertilizante. O Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA), por meio da Instrução Normativa 10, de junho de 2004, define e regulamenta a utilização de biofertilizantes.

Nesse documento, esse subsídio agrícola é definido como um produto fluido ou sólido, que possui princípio ativo ou agente orgânico isento de substâncias tóxicas, sem considerar o valor hormonal ou estimulante que possa elevar a produtividade75.

Após a retirada do biodigestor, o biofertilizante é armazenado em tanques ou lagoas para estabilização, ficando em repouso até o momento da utilização, respeitado o tempo mínimo de cerca de 30 a 40 dias76. Pode ser necessário um revolvimento do material, a fim de melhorar as condições de estabilização aeróbica (compostagem). Quando a biodigestão está funcionando corretamente, o

biofertilizante gerado mostra-se livre de agentes patogênicos e contaminantes. A qualidade microbiológica deve ser garantida por meio de testes e análises específicas e periódicas, realizadas por laboratórios certificados. Caso a contagem de coliformes fecais no biofertilizante estabilizado se revele acima do limite máximo, ajustes no processo, bem como o aumento no tempo de retenção hidráulica, podem ser suficientes para solucionar o problema77.

O biofertilizante pode ser utilizado em fazendas e demais empreendimentos agrícolas, tanto em cultivos alimentares quanto paisagísticos, ou ser comercializado. É possível efetuar a venda do

75 DO NASCIMENTO, 2010. 76 NASKEO ENVIRONMENT, 2014. 77 QUADROS et al., 2009.


produto na forma líquida ou sólida (necessita etapa de secagem, podendo utilizar energia térmica advinda do próprio biogás). O processo de digestão anaeróbica conserva em até 99% o nutriente de nitrogênio presente no biofertilizante, na forma orgânica ou de amônia. No entanto, a Embrapa aponta, desde 1980, que o referido processo de secagem volatiza parte da amônia, o que diminui o teor nutritivo do conteúdo final.

Além de possuir macronutrientes para o solo, como nitrogênio, fósforo e potássio, o biofertilizante melhora a capacidade de retenção de água nos terrenos, bem como auxilia na proteção das plantas contra pragas e doenças. Estudos demonstram que o fósforo presente em adubos minerais sofre uma maior e mais rápida lavagem (lixiviação) quando comparado àquele integrado ao biofertilizante78. O produto ainda possui como vantagens: matéria orgânica mais biodisponível; inexistência de odor forte, característico dos dejetos antes da biodigestão; natureza não poluente; incapacidade de atração de moscas; e ausência de microrganismos patogênicos.

A eficácia dos biofertilizantes já foi testada em inúmeras espécies, inclusive frutas e hortaliças, sempre refletindo resultados positivos, como maior crescimento da planta em menos tempo, frutos maiores etc. Experiências evidenciaram-se bem-sucedidas para alfafa79, capim-limão80, melão81, graviola, couve, brócolis, macadâmia82, capim-elefante83 e alface84.

É imprescindível conhecer as características do biofertilizante antes de definir sua aplicação no solo. Devem ser avaliadas também a qualidade do terreno, as características do cultivo e a produtividade pretendida85. Desse modo, estudos

preliminares asseguram o levantamento adequado das demandas de cada cultivo quanto à quantidade de biofertilizante.

O produto pode ser aplicado na forma líquida, utilizando chorumeiras tratorizadas, aspersores ou injetores, que propiciam uma menor perda de nutrientes e reduz a emissão de odores, além de fornecer uma camada fértil mais espessa, devido à aplicação direta no interior do solo. Nesse caso, a posterior lavagem das folhas com água limpa se faz necessária. Essa tecnologia mostra-se proveitosa pela economia com irrigação agrícola, dado o alto teor hídrico envolvido no processo86.

3.2.4 quarta Etapa – Armazenamento, Tratamento e Utilização do BiogásTecnologias de tratamento do biogás

O tratamento é imprescindível para a aplicação do biogás, pois corrige propriedades naturais de modo a atender às especificações técnicas dos equipamentos de conversão a energia. Os diferentes processos atualmente existentes removem os componentes não combustíveis (como gás carbônico, ácido sulfídrico e água), o que aumenta o poder calorífico e, consequentemente, a eficiência dos processos de conversão do biogás em energia. Além disso, pode permitir que o biogás purificado (chamado biometano, se com concentração de metano superior a 96,5% e atendendo outras especificações da ANP) seja inserido nas redes de distribuição de gás natural, vindo a se misturar a este sem alterar suas propriedades físico-químicas.

78 CHICONATO et al., 2013. 79 DIAS et al., 2003. 80 BLANK et al., 2004. 81 VILLELA JR et al., 2007. 82 EMBRAPA, 2002. 83 QUADROS, 2009. 84 CHICONATO et al., 2013. 85 DO NASCIMENTO, 2010. 86 CHICONATO et al., 2013.


O procedimento de limpeza e purificação consiste, essencialmente, em isolar o metano dos outros constituintes. Normalmente, envolve vários estágios, cuja combinação assegura o êxito final. Basicamente, as etapas se resumem em dessulfurização (remoção de ácido sulfídrico), secagem (drenagem de água) e retirada de gás carbônico. Dependendo da aplicação do biogás, faz-se necessário maior ou menor grau de pureza e, portanto, o tipo de tratamento a ser utilizado deve levar em consideração a concentração final desejada desses componentes.

Para cada fase, há diferentes tecnologias disponíveis, com vantagens e desvantagens, de modo que a escolha se dá com base nos detalhes e nas especificações do projeto. Algumas delas permitem a remoção de mais de um componente em um passo só. Novas tecnologias mais compactas estão em desenvolvimento e algumas começam a ser aplicadas em países com mais tradição na produção de biogás.

A presença de vapor d’água, gás carbônico e de gases corrosivos no biocombustível in natura, constitui-se no principal problema para a viabilização do armazenamento, transporte, purificação e produção de energia. A depender da finalidade do biogás, um grau maior ou menor de pureza se evidenciará necessário.

Não obstante, minimamente deverá haver a retirada de sulfeto de hidrogênio (H

2S) e umidade,

independente da aplicação final do biogás, a fim de proteger da corrosão todos os componentes produtivos (tubulações, bombas, motores etc.). Sensores, controladores e medidores também têm vida útil reduzida em contato com esses compostos, o que conduz, na inexistência de precaução, à perda de segurança e de confiabilidade no processo.

Dessulfurização

A dessulfurização configura uma etapa básica da purificação, utilizada em qualquer aplicação do bio-gás. Realiza-se com o objetivo de proteger todos os equipamentos envolvidos do alto poder oxidante do sulfeto de hidrogênio (H

2S). Além de corrosivo,

esse composto é tóxico e poluente atmosférico. Para garantir a eficiência dessa etapa, mostra-se comum a utilização de instrumentos superdimen-sionados ou que combinem diversas técnicas.

Nesse sentido, as diferentes tecnologias disponíveis se classificam em biológicas, químicas e físicas. Estão detalhadas no Quadro 13 as técnicas de biodessulfurização (no biodigestor ou externa), de lavagem bioquímica externa de gás, de dessulfurização química interna e de dessulfurização com carvão ativado. Esta última aparece como a mais usada comercialmente por ser simples e eficiente. Os métodos biológicos são interessantes por disponibilizarem a outros usos o enxofre removido.


Quadro 13 - Técnicas de biodessulfurização, de lavagem bioquímica externa de gás, de dessulfurização química interna e de dessulfurização com carvão ativado (continua)

ProcessoEquipamentos e Dimensiona-

mento


desVantagens Desvantagens

Manu-tenção

Biodessulfu-rização no Biodigestor

Equipamento

• Sistemadeinjeçãodearnobiodigestor;

Dimensionamento

• Fornecimentodear3%-6%emvolumedaquan-tidadedebiogásliberada.

• Emqualquerdigestorcomgasômetrosu-ficientementegrandesobreodigestor;

• Estetipodetratamentonãoéadequa-doquandosevisaobterqualidadedegásnatural;

• Aqualidadeobtidaé,emgeral,sufi-cienteparaaqueimadogásdessulfurizadoemusinasdecogeração.

• Baixocusto;

• Nãoutilizaprodutosquímicos;

• Baixamanutençãoepoucosujeitaafalhas;

• Produzumbiofertili-zantecomaltoteordeenxofre.

• Nãopossibilitaocontro-le/otimizaçãodaremoçãodosulfetodehidrogênio;

• Ainjeçãodeoxigêniopodeprejudicaroproces-soeoxidarometano;

•Oscilaçõesdetempe-raturapodemterefeitonegativosobreaeficáciadadessulfurização;

•Nãoépossívelreagiraoscilaçõesnaquantidadedegásliberada;

• Riscodeformaçãodemisturasgasosasexplo-sivas;

• Nãoadequadoparainjeçãodobiogásnaredededistribuição;

• Reduçãodopodercaloríficodobiogás.

• Nenhu-maoumuitopouca.

Biodessul-furização Externa

Equipamento

• Separadodobiogestor;

• Colunadeplásticoouaçoinoxidávelreche-adocommeiofil-trante,contendobactérias.

Dimensionamento

• Podeseraplica-daemtodosossistemasdegera-çãodebiogás;

• Tamanhoeca-pacidadefiltrantedeacordocomascaracterísticasdobiogásproduzido.

• Capacidadedepurificaçãosuperiora99%(p.ex.de6.000ppma50ppm);

•Disponívelparatodasasdimensõesdeusinasdebiogás.

• Permitedimensiona-mentoparaaquantidaderealliberadadesulfetodehidrogênio;

• Permiteotimizaçãoautomatizadadaremoçãodosulfetodehidrogêniopelomanejodenu-trientes,temperaturaealimentaçãodear;

•Oprocessonãoépre-judicadopelainjeçãodeoxigênionobiodigestor(poisainjeçãodearsedáforadodigestor);

• Nãoexigeousodeprodutosquímicos;

• Atecnologiapermitefácilampliaçãodeescala;

•Quandoemtamanhosuficientementegrande,oscilaçõesmomentâneasdaquantidadedegásnãoafetamnegativamenteaqualidadedoproduto.

• Unidadeadicionalcomcustosassociados;

• Filtropercoladorcominjeçãodearnobiogásmuitoelevada.

• Trocae/ouregene-raçãodomeiofiltrante.


Quadro 13 - Técnicas de biodessulfurização, de lavagem bioquímica externa de gás, de dessulfurização química interna e de dessulfurização com carvão ativado (conclusão)

ProcessoEquipamentos e Dimensiona-

mento


Vantagens Desvantagens Manutenção

Lavagem Bioquímica Externa de

Gás

Equipamento

• Colunasdeplás-tico,separadas,recheadascommeiofiltrante,comsistemaderetrolavagem.

Dimensionamento

• Sistemasdispo-níveisparafluxosdegásentre10e1.200Nm³/h.

• Geralmenterea-lizadacomóxidodeferro;

• Podeserrealiza-dacomsoluçãodesodacáustica;

• Permitepurifica-çãoacimade95%;

• Podeseraplica-daemtodosossistemasdegera-çãodebiogás.

• Permiteaotimizaçãoautomatizadaeseletivadaseparaçãodosulfetodehidrogênio;

• Injeçãodeoxigênionãotemimpactonegati-vosobreoprocesso;

• Evitacorrosãodoscomponentesnogasô-metrodobiodigestor(emcomparaçãocomadessulfurizaçãobiológicainterna).

• Componenteadi-cionalcomcustosassociados;

• Usodeprodutosquímicos;

• Usodeáguaenecessidadedepós-tratamentoquandoutilizadasodacáustica;

•Manutençãoextranecessária.

•Osprodutosquímicosdevemserrepostosemintervalosmaiores;

•Ohidróxidodeferropodeserregeneradorepetidasvezescomarambien-te,porém,sobriscodeigniçãopelafortelibera-çãodecalor.

Dessul-furização Química Interna

Equipamento

• Sistemadedosagemmanualouautomática;

• Podeserintroduzidocomosoluçãoounaformadepelletsegrãos.

Dimensionamento

• Utilizasaisdeferro,geralmentecloretodeferro;

• Valorderefe-rência:adiçãode33gFeporm3desubstrato.

• Podeserapli-cadaemtodosossistemasdedigestãoúmida;

• Éutilizadaquan-doabiodessulfuri-zaçãonogasôme-trodobiodigestornãosemostrasuficiente;

•Osulfetodeferrooriginadopodecausaradrásticaelevaçãodaconcentraçãodeferronosoloapósaaplicaçãonalavoura;

•Ótimastaxasderemoção;

•Nãoexigeequipamen-toadicional;

• Nãorequermanuten-çãoextra;

• Permiteadosagemcombasenamassadesubstratointroduzida;

• Injeçãodeoxigênionãotemimpactonegati-vosobreoprocesso;

• Apropriadoparaainjeçãodebiogáscomdessulfurizaçãofinaajusante.

• Difícildimensio-namentocombasenoteordeenxofredosubstratocarre-gado(superdosa-gemnormalmentenecessária);

• Consumocontí-nuodeprodutosquímicos;

• Investimentosemmedidasdesegurança;

• Aadiçãodeíonscloretopodemcausarinibiçãodoprocessofermen-tativo.

• Nenhumaoumuitopouca.

Dessulfuri-zação com

Carvão Ativado

Equipamento

• Colunadeplásticoouaçoinoxidável,reche-adacomcarvãoativado.

Dimensionamento

• Usodecarvãoativadoimpreg-nado(iodetodepotássio,carbonatodepo-tássio)oudopado(permanganatodepotássio).

• Podeseraplica-daemtodosossistemasdegera-çãodebiogás;

• Utilizadoparadessulfurizaçãofinaemconcen-traçõesde150a300ppm;

•Nãoapropriadoparabiogasessemoxigênioevapord’água(exceção:carvãoativadoimpregnado);

• Ótimastaxasdedes-sulfurização(valores<4ppmpossíveis);

• Custosdeinvestimentomoderados;

• Comousodecarvãoativadodopado,ainje-çãodeoxigênionãotemimpactonegativosobreoprocesso;

• Evitafortecorrosãodoscomponentesnogasô-metrodobiodigestor;

• Removesiloxanos.

• Aregeneraçãoéonerosaeimplicaelevadoscustosoperacionais;

• Eliminaçãodocarvãoativado;

•Nãoépossívelaproveitaroenxofreextraído.

• Substituiçãodocarvãoativado.


.


Secagem

Devido às características do processo produtivo, o biogás contém grande teor de umidade. Qualquer resfriamento durante a transformação em energia ou no armazenamento causará condensação. Por isso, o vapor d’água deve ser removido, a fim de proteger os componentes de processamento de gás contra desgaste e danos.

A quantidade de água e de vapor d’água presentes no biogás pode variar. Quanto maior a temperatura de operação do biodigestor, mais elevado será o vo-lume: a 32°C, por exemplo, a umidade gira em torno de 5%. Dessa forma, o dimensionamento da unida-de de secagem precisa ser realizado caso a caso.

A secagem do biogás é uma etapa muito importante para aplicação do biogás como substituinte do gás natural. O biometano (nome dado ao biogás com teor de metano acima de 96,5%) deve possuir um ponto de orvalho de água idêntico ao do gás natural, que é de -45°C a 1atm, segundo Regulamento Técnico de março de 2002, da ANP. Para se atingir tal característica, faz-se necessária a compressão do gás antes do resfriamento. Através da Resolução 8, de janeiro de 2015, a ANP regulamentou o biometano e estabeleceu as características específicas desse gás.

É possível realizar a secagem do biogás por conden-sação, adsorção ou absorção. Os detalhes de cada tecnologia estão contemplados no Quadro 14.

Quadro 14 – Tecnologias de secagem do biogás

Processo EquipamentosDimensio-namento



Manutenção

Secagem por Con-densação

• Realizadanatubulação,uti-lizandosistemadetrocadecalor;

• Podeserrealizadacomseparadoresdecicloneedesembaçadores(malhacomporosidadede0,5-2nm).

• Tubulaçãoinstaladacomincli-naçãoparapermitirapurgadovapord’água;

• Indicadoparaqual-querfluxovolumétrico.

• Purgadoresdevemseraprovadecongelamento;

• Permitepontodeorva-lhode3-5°C;

• Préviacompressãodogásaumentaaeficiênciadoprocesso;

• Permiteusoparacom-bustãodogás,masnãoparainjeçãoemlinhadegásnatural.

Vantagens

• Podeseraplicadaemto-dosossistemasdegeraçãodebiogás;

• Reduçãodevapord’águaparaaté0,15%emvolume;

• Eliminagasessolúveisemágua,aerossóisesiloxanos.

Desvantagens

• Tubulaçãodeveserlonga.

Secagem por

Adsorção

• Colunasdeplásticoouaçoinoxidável,sepa-radaserechea-dascommaterialadsorvente.

• Reco-mendadoparafluxospequenosamédios;

• Colunassãoopera-dasalterna-damente.

• Ousodezeólitos,geldesílicaouóxidodealumíniocomomaterialadsorventeapresentaresultadosmelhores;

• Pontodeorvalhodeaté-90°C.

Vantagens

•Osmateriaisadsorventespodemserregeneradosafrioouquente;

• Destina-seaqualquerusodobiogás.

Desvantagens

• Colunassãooperadasempressão6-10bar.

• Regeneraçãodomaterialadsorvente.

Secagem por

Absorção

• Torreabsorve-dora.

• Indicadaparafluxosgrandes(500m³/h).

• Pontodeorvalhode-100°C;

• Usodetrietilenoglicolousaishigroscópicos.

Vantagens

•Materialabsorventepodeserregenerado.

Desvantagens

• Necessidadedetempera-turasaltaspararegeneraçãodasoluçãoabsorvedora.

• Nadesidrata-çãoporglicol,aregeneraçãosedápeloaquecimentodasoluçãodelavagema200°C.



Remoção do dióxido de carbono

A retirada do dióxido de carbono (CO2 ) é necessária

para se atingir um alto grau de pureza do biogás, visando à injeção na rede de gás natural ou ao uso como combustível em veículos. O gás carbônico aponta poder calorífico nulo e a presença dele revela-se prejudicial à eficiência energética.

Consideradas as normativas da ANP relativas às características para comercialização de gás natural no sul do Brasil, o biogás purificado deve possuir ao menos 96,5% de metano em sua composição e, no

máximo, 0,5% de oxigênio, 3,5% de inertes (soma de gás carbônico, nitrogênio e oxigênio), 3% de gás carbônico, 10mg/m³ de ácido sulfídrico e 70mg/m³ de enxofre total.

A remoção do CO2 compreende tecnologias

avançadas e, portanto, exige maior aplicação de recursos financeiros que a demandada em outras etapas. Não existe uma técnica universalmente melhor que a outra: a escolha deve considerar perdas de metano, gasto energético, disponibilidade e preço de insumos.

O Gráfico 5 mostra a evolução das tecnologias aplicadas comercialmente no mundo para remoção de CO

2 até 2012. Nota-se a predominância de técnicas de purificação com água, purificadores com aminas,

peneiras moleculares, lavadores orgânicos e unidades de membrana. Estas últimas são usadas na Europa, mas no Brasil ainda se mostram economicamente inviáveis.

Gráfico 5 - Tecnologias de purificação de biogás utilizadas no mundo

Núm

ero

de p

lant

as

Separação criogênica

Membrana

Lavagens solventes orgânicos

Lavagem química

Adsorção com modulação de pressão (PSA)

Lavagem com água

Ano de medição

<2001 20112010200920082007200620052004200320022001 2012

0

250

200

150

100

50

O recurso de purificação por criogenia está em desenvolvimento e já é utilizado em unidades de testes, mas ainda precisa de ajustes. Detalhes de cada tecnologia podem ser visualizados no Quadro 15.


Quadro 15 - Processo de criogenia (continua)

ProcessoEquipamentos e

Dimensionamen-to


Vantagens DesvantagensManuten-

ção

Adsor-ção com

Modulação de Pressão

(PSA)

Equipamento

• Peneirasmolecu-lares.

Dimensionamento

• Sãoutilizadosquatroaseisadsor-vedoresconectadosparalelamente;

• Processoenglo-baquatrociclos:adsorção,dessorção,evacuaçãoepressu-rização;

• Aplicadaempequenasescalas.

• Éummétodoaseco;

•Orendimentodemetanopodeserelevado,comcustoadicional,pelaintroduçãodemaisciclosdeaplicaçãodegástratado/brutoepelarecir-culaçãoparcialdogásdeexaustãodocompressor;

•Obiogásprecisaestarpré-purifi-cado.

• Proporcionacon-centraçõesdeCH

4

decercade97%emvolume;

• Consomepoucaenergia;

•Operadaemtempe-raturaspróximasadoambiente.

• Perda1-5%demetano;

• Sistemapressuri-zado;

•Manutençãoecontrole;

• Regeneraçãodomaterialadsor-venteocorrepeladespressurizaçãodosistema,oqueexigeaexistênciademaisdeumaco-lunaemoperação.

•Deacor-docomfabricantes,amanuten-çãoéfeitaemmédiaduasvezesaoano.

Lavagem com Água

Sob Pressão

Equipamento

• Torreabsorvedoracarregadadeumida-de(reatorcomfiltropercolador).

Dimensionamento

• Dimensionamentodependedovolumedeproduçãodebiogás.

•Obiogáspré-tra-tadoécomprimido(6-10bar).

• CoabsorçãodeH2S

eNH3;

• Sistemaflexível(per-miteregulaçãodaca-pacidade,temperaturaepressão,deacordocomaconcentraçãodeCO

2nogásbruto);

•Manutençãofácil;

• Utilizaágua(barato,seguroeamplamentedisponível).

• Altoconsumodeenergiaelétrica;

• Taxadeescapedemetanodeaprox.1%(deveserqueimado).

•Muitobaixa;

• Custodemanuten-çãovariaentre2-3%doinves-timentototal.

Lavagem Química (Aminas)

Equipamento

• ColunasdePVCouaçoinox,pressuriza-dasounão(1-2atm);

Dimensionamento

• Asaminasutili-zadassão:monoe-talonamina(MEA),dietanolamina(DEA),metildietilamina(MDEA)emisturaMDEAmaispiperazi-na(aMDEA);

• Escolhadependedecaracterísticasdosistema(pressão,temperaturadeoperação,composi-çãodogás,purezadesejada);

• Utilizabiogásdespressurizado;

• Indicadoparabaixasvazões;

• Indicadoparalocaiscomfontesdecalorbaratas;

• Regeneraçãoéfeitacomvapord’água;

•Métodoutiliza-doemusinasdebiogásnaSuécia.

•Ótimaqualidadedogástratado(>99%);

• Escapedemetanoreduzido(<0,1%);

• Exigeumaeleva-daquantidadedeenergiatérmica;

• Regeneraçãoincompletadosolvente(perdas);

• DecomposiçãodasaminasporO

2

epossívelforma-çãodecompostostóxicos;

• Formaçãodeespuma.


Quadro 15 - Processo de criogenia (conclusão)

ProcessoEquipamentos e


ParticularidadesVantagens Desvantagens Manutenção

Lavagens Solventes Orgânicos

Equipamento

• Sistemapressurizado(7-8bar).

Dimensionamento

• Similaraosistemaqueutilizaáguasobpressão;

• Recomendadoparagrandesunidades;

• UtilizasolventesnosquaisasolubilidadedoCO

2égrande;

• AsoluçãomaisusadacomercialmenteéoGenosorb®(misturadeéteresdimetílicosdepolietilenoglicol).

• Porrazõeseco-nômicas,deveserutilizadobiogássecoedessulfuri-zado.

•Diâmetrodascolunasémenorquenoprocessocomágua;

• Grandecapaci-dadederecupera-çãodosolvente;

• Exigepréviaremo-çãodeH

2S,águae

siloxanos;

• UtilizamaisenergiadoquealavagemcomáguasobpressãoenaPSA;

•Oescapedeme-tanoéde1%a2%;

•Osolventedeveseraquecidoantesdaregeneração(40°C)eresfriadoantesdaabsorção(20°C).

• Exigeumapequenaadiçãodesolventeorgânicoparacompensarperdas(anual-mente);

• Custodemanuten-çãovariaentre2-3%doinvestimentototal.

Processo de Membrana

Equipamento

• Processopressuriza-do(6-20bar);

• Utilizamembranaspoliméricasdefibraoca(polímerosvítreos)oumembranadecarbono.

Dimensionamento

•Otipodemembranainfluencianaconfigu-raçãodosistema;

• Temvidaútilde5-10anos.

• Éumprocessorelativamentenovonaáreadetratamentodebio-gás,compoucasempresasprodu-zindoessetipodemembrana;

• JáutilizadacomercialmentenaEuropa.

• Construçãosimples;

• Confiabilidade;

• Gastodeenergiaédeterminadopelocompressor;

• Escape<0,2%dependendodaconfiguração.

•Necessitadegrandesvolumesdegás;

• Perdasdemetano;

• ExigeremoçãopréviadeáguaeH

2S.

Separação Criogênica

Equipamento

• Sérielineardecom-pressoresetrocadoresdecalor.

Dimensionamento

•Ocorreemtempe-raturaspróximasde-100°Ce40bardepressão.

• Especialmenteemaplicaçõesdebiogás,essesprocessosnãoforamtestadosnaprática.Omaiorproblemaéoelevadoconsumodeenergia.

• Altapureza;

• Podeprocessargrandesquantida-desdebiogás.

• Grandequanti-dadedeequipa-mentosnecessários(investimentoinicialalto);

• Usodeenergia.



Separação do oxigênio

Remover o oxigênio do biogás bruto tem importância para a injeção do biometano na rede de gás natural. Os processos de tratamento que melhor se estabeleceram foram a separação por catalisadores de platina e paládio, bem como adsorção química em contatos de cobre.

Retirada de outros gases

Entre os gases em menor concentração no biogás (gases traço) aparecem a amônia, os siloxanos – em gases gerados somente nos aterros e estações de tratamento de esgoto - o hidrogênio, nitrogênio, entre outros. Em usinas agrícolas de biocombus-tível, essas substâncias não ocorrem comumente, uma vez inerentes a efluentes essencialmente ur-banos e industriais. Na maioria dos casos, são eli-minadas nos processos de purificação já descritos. A presença delas no biogás purificado geralmente indica a necessidade de ajustes de processo.

Tratamentos Pós-Purificação para Injeção na Rede de Gás Natural

Após passar por todos os estágios de purificação, mesmo que o biometano (biogás purificado) se encontre no grau exigido, ainda não pode ser misturado ao gás natural nas redes de distribuição. As etapas descritas a seguir são importantes para garantir segurança e equivalência físico-química, de modo a atender às características técnicas de intercâmbio com o gás natural ofertado pela concessionária de distribuição.

Odoração

Pela ausência de cheiro característico, para injeção do biometano na rede de gás canalizado, este precisa ser odorado por questão de segurança, de maneira a permitir a identificação dele em caso de vazamentos. Os odorantes mais utilizados são os livres de enxofre, como mercaptano e tetraidrotiofeno (THT). A odoração deve atender as especificações estaduais e a NBR 15.616.

Ajuste da pressão

Dependendo do ponto de injeção e do tipo de rede em que se pretende injetar (de transporte ou distribuição), a pressão pode variar, mas é necessário observar que injeção de biometano exige uma pressão um pouco superior àquela da rede.

90 PANORAMA PARANAENSE E OPORTUNIDADES PARA A INDÚSTRIA DO ESTADO NA CADEIA DE SUPRIMENTOS E USO DO BIOGÁS

PANORAMA PARANAENSE E OPORTUNIDADES PARA A INDÚSTRIA DO ESTADO NA CADEIA DE SUPRIMENTOS E USO DO BIOGÁS4

A crescente preocupação do ser humano com meio ambiente, tanto com preservação da natureza quanto com a prevenção da poluição, tem proporcionado o desenvolvimento de tecnologias limpas para a obtenção de recursos renováveis, inclusive energia. Dentre as tecnologias mais promissoras no Brasil, algumas já possuem maior grau de desenvolvimento e amadurecimento, encontrando-se atualmente nas etapas de implantação e expansão, como é o caso da energia eólica.

Outras igualmente auspiciosas, como a de produção de biogás, situam-se ainda em fase de adaptação e ajustes. Isso ocorre principalmente devido à diversidade de arranjos tecnológicos, de escalas e de matérias-primas disponíveis para a obtenção de biogás, o que torna o processo de regulamentação e de padronização mais complexo.

Por se posicionar como uma forma alternativa de energia, produzida de forma descentralizada, o biogás adquire um caráter sistêmico no momento em que proporciona benefícios econômicos, sociais e ambientais. Embora o Brasil esteja defasado perante alguns países quanto a exploração desse recurso, há a compreensão fundamentada dos setores empresariais e governamentais do país de que ele desempenhará um papel expressivo nos próximos anos.

Vale relembrar que a biodigestão anaeróbica constitui uma tecnologia relativamente simples de tratamento de resíduos líquidos (com ou sem sólidos misturados) e sólidos, que resulta na produção do chamado biogás. Trata-se de um recurso que possui diversas formas de aproveitamento: como energia térmica ou elétrica, como combustível veicular ou ainda, como substituto do gás natural. Essas modalidades energéticas podem ser destinadas ao uso do próprio produtor, em substituição a fontes tradicionais ou à compra de energia de terceiros, além de comercializadas, de forma a gerar benefícios econômicos diretos ou indiretos.

Dentre as matérias-primas adequadas para a produção de biogás despertam especial interesse os resíduos de atividades humanas, tendo em vista revelarem-se inerentes a quase todas as intervenções rurais, urbanas ou industriais. Os resíduos agrícolas (esterco, palhas e águas de lavagem), citadinos (esgoto, lixo, restos de varrição e poda) e fabris (efluentes, sobras de processo e produtos não validados pela qualidade) intrinsecamente detêm, portanto, alguma forma de energia em sua composição, passível de recuperação e aproveitamento.

A produção de energia renovável a partir do biogás configura uma alternativa para a diversificação da matriz energética brasileira, muito dependente de hidrelétricas. A Tabela 18 expõe esse panorama, de acordo com a capacidade instalada no país.


Tabela 18 - Capacidade instalada no Brasil de empreendimentos de geração de energia elétrica a partir de diversas fontes

Empreendimentos em Operação

Fonte Capacidade Instalada Total

Origem Fonte nível 1 Fonte nível 2 No de Usinas (KW) % No de

Usinas (KW) %

Biomassa

Agroindústria

Bagaço de Cana-de-Açúcar

387 9.880.703 6,9495

401 9.951.658 6,9994Biogás-AGR 2 1.722 0,0012

Capim Elefante 2 31.700 0,0222

Casca de Arroz 10 37.533 0,0263

Biocombustíveis líquidos

Óleos Vegetais 3 19.110 0,0134 3 19.110 0,0134

Floresta

Carvão Vegetal 7 51.400 0,0361

77 2.302.092 1,6191

Gás de Alto Forno 7 107.865 0,0758

Licor Negro 17 1.785.102 1,2555

Resíduos de Madeira

46 357.725 0,2516

Resíduos animais Biogás-RA 12 1.361 0,0009 12 1.361 0,0009

Resíduos sólidos urbanos

Biogás-RU 11 66.971 0,0471 11 66.971 0,0471

Eólica Cinética do Vento Cinética do Vento 232 4.980.689 3,5031 232 4.980.689 3,5031

Fóssil

Carvão Mineral

Calor de Processo-CM

1 24.400 0,0171

22 3.593.155 2,5272Carvão Mineral 13 3.389.465 2,3839

Gás de Alto Forno-CM

8 179.290 0,1261

Gás Natural

Calor de Processo-GN

1 40.000 0,0281122 12.775.996 8,9859

Gás Natual 121 12.735.996 8,9578

Outros FósseisCalor de Processo-

OF2 149.300 0,105 2 149.300 0,105

Petróleo

Gás de Refinaria 7 339.960 0,2391

1239 8.936.851 6,2857

Óleo Combustível 34 4.083.973 2,8724

Óleo Diesel 1183 3.587.710 2,5234

Outros Energéticos de

Petróleo15 925.208 0,6507

Hídrica Potencial Hidraúlico

Potencial Hidraúlico

1158 89.224.511 62,775 1158 89.224.511 62,775

Nuclear Urânio Urânio 2 1.990.000 1,3996 2 1.990.000 1,3996

Solar Radiação Solar Radiação Solar 317 15.179 0,0106 317 15.179 0,0106

Importação

Paraguai 5.650.000 3.9739

8.170.000 5,7463Argentina 2.250.000 1,5825

Venezuela 200.000 0,1406

Uruguai 70.000 0,0492

Total 3598 142.176.873 100 3598 142.176.873 100

Fonte: ANEEL, 2015a.


Constata-se que a geração de energia elétrica por meio de biogás ainda é pouco representativa no país, com menos de 0,05% de participação.

A aplicação do biogás precisa ser cuidadosamente definida, em função de necessidades contextuais. Devem ser consideradas as características do gás

gerado, a vazão total e as instalações disponíveis, de forma a se obter a melhor relação custo/benefício. Alguns empregos permitem o uso do biogás na forma bruta (ou minimamente filtrada), enquanto outras exigem a purificação dele em seu componente principal, o metano.

4.1PANORAMA PARANAENSE DA PRODUÇÃO E DO USO DO BIOGÁS

Compreender o cenário produtivo do biogás no Paraná pressupõe entender como se compartimenta e se regula hoje, no Brasil e no estado, o uso desse recurso em diferentes tipos de aproveitamento energético. A destinação para fins de abastecimento elétrico ou térmico exige pouca ou nenhuma purificação do biogás. Já a injeção do biometano na rede de gás natural e o emprego enquanto combustível veicular demandam processos de filtragem mais complexos. Esse panorama é retratado em mais detalhes a seguir, de maneira a embasar os requisitos legais de fabricação e de utilização, além de auxiliar na identificação de oportunidades de negócios no segmento.

4.1.1 Aplicações que Exigem Baixo Grau de PurificaçãoEnergia elétrica

Entre 2003 e 2004, o governo brasileiro lançou as bases de um novo modelo para o setor elétrico nacional87. Esse arranjo definiu a criação de uma instituição responsável pelo planejamento a longo prazo do segmento, denominada Empresa de Pesquisa Energética - EPE. A entidade avalia permanentemente a segurança de suprimento, por meio do Comitê de Monitoramento do Setor Elétrico (CMSE). Ademais, alavanca as atividades do Mercado Atacadista de Energia Elétrica (MAE), de forma interligada à Câmara de Comercialização de Energia Elétrica (CCEE).

Sob a regulação e controle da ANEEL e com apoio da CCEE, a venda de eletricidade oriunda de usinas de biogás pode ser efetuada via concessionárias de

distribuição ou diretamente ao consumidor final. Quando a capacidade de fornecimento da energia excedente supera 5MW (a partir de 1º de março de 2016), o produtor está autorizado a comerciá-la nesses moldes. Caso seja inferior a 5MW, a energia ingressa no sistema de compensação, o qual prescreve a cessão gratuita do referido volume de energia à distribuidora e, em retorno a esse empréstimo, o ofertante recebe um crédito a ser consumido num prazo de 60 meses88.

No contexto da comercialização a concessionárias, denominado tecnicamente de Ambiente de Contratação Regulado, os agentes de distribuição adquirem a energia elétrica por meio de leilões públicos, promovidos pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) enquanto poder concedente e operacionalizados pela CCEE, para fins de atendimento de um mercado cativo. Já no âmbito da venda sem intermediários ao consumidor final, chamado de Ambiente de Contratação Livre, os agentes geradores (sejam produtores independentes, autoprodutores,

87 Embasado pelas Leis 10.847 e 10.848, bem como pelo Decreto 5.163. 88 Em conformidade com a Resolução Normativa 482 da ANEEL, promulgada em 2012.


comercializadores ou importadores) atuam por intermédio de contratos bilaterais.

O mercado livre contempla assim um espaço de negociação onde consumidores podem comprar energia alternativamente ao suprimento da concessionária local, porém, utilizando-se ainda da rede de distribuição dela. Nesse universo, geralmente a energia é comercializada a preços mais competitivos, com custos reduzidos entre 10% e 30%. O ano de 2013 registrou a aquisição, nessa instância, de 16.052 MWh médios, o que representa um crescimento de 4% em relação a 2012, contra uma elevação de 2,6% do mercado regulado no mesmo período89.

Desde 2007, encontra-se estabelecido o direito de redução de 100% nos valores das tarifas de eletricidade para empreendimentos cujos insumos energéticos compreendam ao menos 50% de biogás, vindo de aterro sanitário ou de biodigestores de resíduos vegetais e animais, além de biomassa oriunda de resíduos sólidos urbanos ou de lodos de estações de tratamento de esgoto90.

Além desse incentivo, a legislação estabelece que as empresas concessionárias, permissionárias ou autorizadas de distribuição, transmissão e geração de energia elétrica devem aplicar anualmente um percentual da receita operacional líquida no Programa de Pesquisa e Desenvolvimento - P&D do setor. Nesse quadro, portanto, delineiam-se oportunidades de chamadas voltadas à contemplação de projetos no âmbito da produção e da utilização do biogás.

Tanto no Paraná quanto no Brasil a obtenção de eletricidade a partir do biogás ainda se restringe a unidades agrícolas e a estações de tratamento de resíduos (sólidos e líquidos). No país, existem 25 usi-nas instaladas que, em conjunto, geram 80MW de energia elétrica91. No estado, a maior usina de bio-gás operante pertence à Geoenergética, localizada em Londrina. A planta produz biogás a partir dos resíduos da indústria sucroalcooleira e gera cerca de 4MW de energia por mês, podendo chegar a 12 MW, já outorgada pela ANEEL92. Outro empre-endimento com iniciativa paranaense é a planta da Itajaí Biogás e Energia S.A., que utiliza resíduos de aterro sanitário e tem potência de 1.065kW93.

A despeito do status embrionário de implemen-tação, o Paraná vem apresentando importantes avanços nesse cenário. Em 2009, a COPEL realizou a primeira chamada pública de que se tem notícia no Brasil para a compra de eletricidade gerada com biogás. Em 2014, a companhia esteve à frente de dois projetos relacionados ao biogás: um envolve a utilização de vinhaça, dois de resíduos da suino-cultura no município de Entre Rios do Oeste, um de esgoto doméstico e três de rejeitos sólidos urbanos. Isso mostra que a utilização de biogás faz parte do desenvolvimento estratégico da empresa. Dados da Copel, de 2011, demonstram que a demanda estadual de energia elétrica é maior que a capaci-dade de produção. Em âmbito nacional, houve a importação de quase 6 mil MWh em 201394.

89 ABRACEEL, 2013. 90 Segundo Resolução Normativa 271 da ANEEL, de 2007. 91 MME, 2015. 92 GEOENERGÉTICA, 2016. 93 ANEEL, 2016. A usina está localizada em Itajaí, mas é um empreendimento realizado em parceria com empresa paranaense. 94 MME, 2013.


Gráfico 6 - Oferta versus demanda de energia no estado do Paraná (em tep)

1980 2000 200920082007200620052004200320022001

0

20.0000

15.000

10.000

5.000

Oferta Demanda

10986

12205

11934

12907

11507

12984

11749

13359

3294

6259

12875

14177

12388

14295

12028

14892

13847

16061

15113

17396

14674

17676

Fonte: COPEL, 2011.

Analisando o Gráfico 6, observa-se que no período de 2000 a 2009 a demanda de energia apresentou crescimento de 44,8%, passando de 12.205 mil tep para 17.676 mil tep. Em todo o período analisado a demanda superou a oferta, tornando o Paraná um importador líquido de energia. O setor com a maior participação no consumo é o industrial, com 34,3% do total demandado, seguido pelo setor de transporte (29,9%) e setor residencial (8,3%)95.

Essa necessidade de aquisição de energia exige que a COPEL participe dos leilões realizados pela CCEE. Em abril de 2014, por exemplo, a companhia adquiriu 19,285 milhões de megawatts-hora (MWh) no leilão A-0, o que correspondeu a 19% do volume total negociado na operação. Como alternativa para elevar a capacidade produtiva, a empresa tem, como já mencionado, apoiado projetos de

obtenção de eletricidade a partir do biogás. No âmbito rural, o potencial do uso desse recurso obtido por meio de dejetos de animais, motivou a COPEL a investir R$ 14 milhões na construção de um biogasoduto de 72 quilômetros, no município de Entre Rios do Oeste (PR). O gasoduto faz a ligação entre os produtores e uma central responsável por gerar energia ou direcionar o produto a outros fins.

A tecnologia do biogás voltada à geração de eletricidade também vem apresentando evolução no âmbito do MME, que realizou em 2014 um Leilão de Energia de Reserva, do qual poderiam participar exclusivamente empreendimentos que empregassem enquanto combustível o biogás de aterro sanitário ou de biodigestores de resíduos vegetais ou animais, assim como biomassa composta de resíduos sólidos urbanos ou lodos

95 COPEL, 2011.


de estações de tratamento de esgoto96. Este leilão recebeu 7 projetos para a análise, mas não obteve sucesso pois nenhum deles obteve habilitação para participar do leilão.

Apesar desses avanços, a comercialização de energia elétrica a partir do biogás continua enfrentando barreiras econômicas. Além de gerar um produto de baixo valor agregado para venda, o rendimento dos motores utilizados nesse processo somente se mostra interessante quando se utiliza também a energia térmica, que pode representar mais de 50% da produção energética. Nesse sentido, existem basicamente duas tecnologias disponíveis comercialmente: turbinas a gás e grupos moto geradores.

As turbinas a gás podem ser micro (até 100MW) ou de médio/grande porte (até 300MW). De um lado, possuem custo de operação e manutenção menores que os geradores comuns (ciclo Otto), mas, por outro, demandam investimento significativo de aquisição por não serem fabricadas no país. Recomenda-se a instalação de turbinas de pequena escala (microturbinas) nos seguintes casos: em projetos nos quais a geração não é contínua; em empreendimentos em que o teor de metano no biogás revela-se menor que 50%; ou em sistemas de micro e minigeração. As microturbinas configuram arranjos de dimensões reduzidas, compostos por compressor, câmara de combustão, turbina e gerador elétrico.

Os geradores tipo motor ciclo Otto, por seu turno, são os mais utilizados no Brasil. A indústria nacional atende às demandas entre 13-360 kVA e recorre à importação para equipamentos de maior capacidade. É importante notar, porém, que a grande maioria dos motores utilizados são adaptados ao uso de biogás, apresentando problemas relacionados à menor eficiência de conversão.

Energia térmica

A queima e a transferência de calor registram eficiência maior que a geração de eletricidade. O calor obtido no processo de combustão pode ser recuperado mediante trocadores, o que aumenta tanto a eficiência termodinâmica quanto a global, atingindo um patamar de 80-85%, contra 30-45% de eficiência elétrica dos geradores de eletricidade (cerca de 33-60% de eficiência térmica). A possibilidade de empregar energia térmica abre novas oportunidades de negócio e demonstra capacidade de substituir, total ou parcialmente, o uso de combustíveis fósseis (Propano, Gás Natural, Diesel etc.). Os aproveitamentos mais comuns ocorrem no aquecimento de edifícios (casas, escolas, áreas residenciais etc.), de criadouros de animais (frangos, patos, porcos, perus etc.), de estufas e de processos internos, bem como em serviços de secagem (madeira sólida, serragem, sementes etc.).

Em plantas voltadas à produção de eletricidade, parte da energia despendida no gerador não é utilizada e se libera no meio ambiente, na forma de calor. Esta energia térmica é passível de emprego, via processo de cogeração, para obtenção de água quente ou vapor ou por obtenção de frio através de um Schiler de absorção. Como os recursos térmicos não podem ser transportados por longas distâncias ou armazenados, é necessário que as unidades cogeradoras estejam próximas das instalações que os utilizam. Esse fato conecta intimamente a cogeração à geração distribuída. Em instalações que necessitam de grandes quantidades de energia térmica, evidencia-se conveniente a especificação do sistema de cogeração. Nesse caso, o possível excedente de eletricidade pode ser comercializado em conformidade com as regras descritas na seção Energia elétrica deste capítulo.

96 MME, 2013.


Outra possibilidade interessante reside na substituição da madeira como fonte de calor. Prognostica-se que o crescimento populacional, diretamente proporcional ao avanço da exigência de madeira como base bioenergética, triplicará até 2050 o volume de retirada anual de tal recurso, seja de florestas, seja de plantações97. O aumento da demanda vem sendo tradicionalmente atendido por madeira originada de florestas plantadas de alta produtividade. A busca, porém, supera a oferta. A maior parte do conteúdo destina-se à fabricação de móveis e celulose (papel). O déficit crescente de carvão e de lenha como fontes de energia térmica deve limitar o crescimento agrícola e até mesmo barrar novos investimentos industriais. Nesse contexto, a aplicação do biogás (ou biometano) configura-se como uma excelente alternativa, devido à similaridade com o gás natural e, principalmente, à capacidade de produção descentralizada.

4.1.2 Aplicações que Exigem Alto Grau de PurificaçãoQuando purificado e atendendo às especificação da resolução 08/2015 da ANP o biogás recebe o nome de biometano. A remoção dos componentes com baixo poder calorífico, de forma a aumentar a concentração do metano do biogás, propicia uma caracterização praticamente idêntica ao gás natural, podendo substituí-lo e complementá-lo ao ser inserido na rede canalizada.

Injeção na rede de gás natural

Uma via de destinação do biometano é a entrega dele por intermédio da rede de distribuição de gás natural. Trata-se de um procedimento já amadure-cido em outros países como Suécia e Alemanha, portanto, comprovadamente confiável. As vanta-

gens incluem a possibilidade de transporte a lon-gas distâncias a baixo custo, de uso direto por usu-ários em quaisquer localizações, de abastecimento de termoelétricas, de emprego como bio-GNV para veículos em postos de serviço, dentre outras finali-dades.

A pressão de transporte de gás natural por gaso-duto é de 220-250 Bar, consoante à disponibilidade dos compressores nacionais disponíveis. Em feve-reiro de 2014, o consumo desse recurso no país atingiu demanda média diária de 72,7 milhões de metros cúbicos. A produção brasileira em abril do mesmo ano, por sua vez, totalizou aproximada-mente 82,9 milhões de metros cúbicos por dia98. Apesar do superávit, o sistema de distribuição é muito limitado e abrange uma pequena área ge-ográfica. Nesse sentido, a geração descentralizada de biometano torna-se uma interessante alterna-tiva para ampliar a capilaridade do sistema e uma boa oportunidade para as distribuidoras de gás natural.

Constata-se que a capacidade atual de suprimento de gás natural nos três estados sulistas está prestes a atingir o limite. O consumo diário na região alcança o patamar de 6,7 milhões de metros cúbicos e vem superando a oferta disponível. Esse descompasso acendeu um alerta entre os empresários da região. Indústrias já posicionam a disponibilidade do recurso como elemento decisivo para a escolhas de locais destinados a expandir as atividades. No Paraná, para os próximos 20 anos, a projeção de demanda situa-se em 10 milhões de m³/dia adicionais, volume que o Gasbol (Gasoduto Bolívia-Brasil) é incapaz de atender. Essa inaptidão abre espaço a diversas alternativas descentralizadas de suprimento, inclusive ao biogás99.

No Paraná, a rede de distribuição de gás natural é administrada pela Companhia Paranaense de Gás (Compagás). Atualmente, a empresa realiza

97 WWF, 2014. 98 ABEGAS, 2014 a. 99 ABEGAS, 2014.


atendimento a 14 municípios do estado: Curitiba, Araucária, Campo Largo, Balsa Nova, Palmeira, Ponta Grossa, São José dos Pinhais, Fazenda Rio Grande, Colombo, Paranaguá, Pinhais, Quatro Barras, São Mateus do Sul e Londrina. Sete deles são assistidos pela rede de distribuição (Curitiba,

Ponta Grossa, Palmeira, Campo Largo, São José dos Pinhais, Balsa Nova e Araucária), enquanto o atendimento dos demais se dá por meio da distribuição de Gás Natural Comprimido (GNC). A Figura 9 ilustra o atendimento dos municípios via rede de distribuição.

Até 2018, o prognóstico da Compagás é investir R$84,2 milhões na ampliação dessa estrutura. Dentre os municípios agraciados, encontram-se Quatro Barras, Colombo, Pinhais, Campina Grande do Sul, Castro, Carambeí, São Mateus do Sul e Lapa. A empresa prevê ainda o desenvolvimento de pesquisas e estudos para novas possibilidades de suprimento, entre elas o biogás. A companhia declarou publicamente que a organização considera o biogás uma alternativa sustentável de energia, com capacidade de trazer vantagens aos produtores100.

Mesmo sem um sistema mais completo de gasodutos, o biogás ainda se coloca como uma grande oportunidade, por não depender de grandes estruturas de distribuição. O transporte do biometano pode se realizar por caminhões, tal qual a locomoção de GNC e de gás natural liquefeito (GNL). Dessa maneira, o recurso tem o potencial de estar disponível em lugares sem infraestrutura de recebimento.

Figura 9 - Localização geográfica da rede de distribuição de gás natural da Compagás

Fonte: COMPAGÁS, 2014.

100 AEN, 2014.


Em maio de 2014, a Compagás firmou uma parceria com a Prefeitura de Toledo (PR) e com a Cooperativa Primato para compra de biometano. Esse acordo prevê que a companhia se responsabilize pela aquisição do recurso gerado nas atividades agropecuárias da região, além de oferecer uma estrutura permanente para auxiliar na distribuição do gás produzido no município. Num primeiro momento, a parceria deve abraçar como projeto-piloto o Condomínio de Lageado Grande, que conta com 40 propriedades rurais, com uma produção estimada de 5 mil m³/dia de biogás e 3.300 m³/dia de biometano101. Durante as negociações, destacou-se a necessidade da Compagás de receber biometano em volume e qualidade confiáveis, bem como a importância desse passo para iniciar a consolidação de uma nova cadeia produtiva de suprimentos.

Combustível veicular

Quando purificado na forma de biometano, o biogás representa uma das poucas energias renováveis capaz de substituir, de maneira direta e imediata, os combustíveis fósseis no setor de transportes, sem maiores investimentos em infraestrutura. Em termos de eficiência, o biometano supera o bioetanol, o biodiesel, a gasificação e outras tecnologias, por entregar a máxima quantidade de energia por unidade de massa. Além disso, é um novo combustível, uma nova renda, ainda mais distribuído que o etanol.

No Paraná, já há veículos que operam com a utilização de biometano em um projeto desenvolvido pela Itaipu Binacional. Equipado com um kit de fábrica para gás veicular, o veículo-teste opera com o metano que é produzido em um biodigestor na Granja Haacke, em Santa Helena102. Depois de filtrado e envasado, o gás é transportado em um caminhão feixe para Foz do Iguaçu onde abastece um veículo que possui dois cilindros, com

capacidade para 13 metros cúbicos cada, podendo rodar aproximadamente 15 quilômetros com cada metro cúbico. Com isso, a autonomia chega a quase 400 quilômetros. Considerando os custos para sua produção, o metro cúbico do biometano está em torno de R$ 1,80, ou seja, altamente competitivo103.

Além deste veículo, um ônibus movido a biometa-no foi instalado no Parque Tecnológico Itaipu, em parceria com a Scania do Brasil, Granja Haacke e CIBiogás-ER. O objetivo do projeto é demonstrar, monitorar e regulamentar a produção de biogás, transformado em biometano por meio de filtros específicos, em uma alternativa para a mobilidade rural e urbana. Para separar os gases carbono e sul-fídrico, um filtro foi instalado na Granja Haacke, ga-rantindo um grau de pureza de 98% do biometano, dentro do que prevê a Resolução 23 da ANP, para biocombustíveis, e Resolução 8, sobre biometano.

O modelo de ônibus utilizado no projeto é o Scania Euro 6, fabricado na Suécia e projetado originalmente para rodar com Gás Natural Veicular (GNV). O veículo possui 15 metros de comprimento e capacidade para 120 passageiros, contando com importantes dispositivos que auxiliam no monitoramento da qualidade do combustível. A Itaipu Binacional ainda possui em sua frota 30 automóveis de passeio (FIAT Siena Tetrafuel) movidos a biometano.

No Parque Tecnológico Itaipu (PTI), foi instalado um posto especialmente para o abastecimento de biometano, projetado pelos técnicos e engenhei-ros da Superintendência de Energias Renováveis e do CIBiogás-ER. Também está em desenvolvimento uma planta de produção de biometano, aprovei-tando o lixo do restaurante e a estação de esgoto do PTI, ambos localizados ao lado do posto. Assim, a hidrelétrica Itaipu poderia abastecer seus veícu-los a custo zero. Esse projeto tem um alto grau de replicabilidade em outros empreendimentos.

101 PREFEITURA DE TOLEDO, 2014. 102 A propriedade tem um plantel com 80 mil galinhas poedeiras e 750 bovinos de corte, que produzem ao todo 960 metros cúbicos de biometano por dia com os dejetos gerados. 103 CIBIOGÁS-ER, 2015.


4.2IIOPORTUNIDADES PARA A IIINDÚSTRIA PARANAENSE NA CADEIA

DE SUPRIMENTOS E USO DO BIOGÁSA análise de oportunidades no setor de produção e aproveitamento do biogás em âmbito estadual considerou os seguintes aspectos:

• Matérias-primas disponíveis;

• Capacidade de absorção da tecnologia;

• Ambiente de mercado;

• Política de energia;

• Fontes de financiamento;

• Legislação e regulação.

Historicamente, a utilização de biodigestores para o tratamento de resíduos rurais apresentou grande crescimento no Brasil entre os anos 70 e 80, devido a um programa de incentivo à instalação desses sistemas, visando ao saneamento, especialmente em propriedades voltadas à suinocultura. No entanto, o programa foi descontinuado menos de uma década depois do lançamento. A iniciativa enfrentou um decaimento natural, em decorrência de falhas de projeto e de operação, bem como por abandono técnico. Em outros países, por sua vez, como a China e a Índia, essa tecnologia difundiu-se amplamente, de forma mais artesanal. Já em certas nações europeias, como a Alemanha, Bélgica e Suécia, expandiu-se de maneira industrializada.

Após esse período de declínio no interesse por biodigestores no Brasil, as pesquisas nesse campo continuaram, especialmente nas universidades, mas em ritmo muito lento. Além disso, com o avanço de uma legislação ambiental cada vez mais restritiva, as empresas passaram a buscar opções de tratamento de efluentes, dentre as quais figura o modelo anaeróbico.

Com base em análise técnica detalhada do poten-cial de produção de biogás no Brasil, da cadeia de suprimentos envolvida, bem como da diversidade e da amplitude de utilização desse combustível, é possível assinalar necessidades de fortalecimento em algumas esferas específicas: no aproveitamento de substratos para a geração do recurso; no desen-volvimento e amadurecimento técnico e tecnoló-gico; e na qualificação profissional. Constitutiva a todos esses fatores, surge a urgência de consolidar leis e regulamentações específicas ao setor.

As próximas seções discutem esse panorama, bem como os benefícios econômicos, tecnológicos e sociais decorrentes do atendimento das oportuni-dades elencadas.

4.2.1 Aproveitamento de Matérias-PrimasO sistema econômico brasileiro, por se basear na produção de alimentos e de etanol, apresenta possibilidades de aproveitamento de enormes quantidades de resíduos gerados nessas atividades para a conversão em biogás. O Paraná, detentor de uma economia rural significativa, desponta nesse cenário como um verdadeiro celeiro de matérias-primas, sólidas e líquidas, passíveis de obter esse biocombustível.

Atualmente, o estágio embrionário dessa tecnologia no país deixa em aberto muitas oportunidades para a utilização de biomassas descartadas não apenas nas áreas agrícolas, mas também urbanas e industriais. O sucesso das iniciativas de digestão anaeróbica na obtenção de biogás tem despertado cada vez mais atenção pelo potencial, de forma que a diversificação da matriz energética do país, por meio da substituição de fontes não renováveis


e do decréscimo da dependência de combustíveis importados (como diesel e gás natural), tem alicerces disponíveis para se tornar uma realidade.

Cientes desse quadro promissor, com perspectiva de regulamentação, empresas do setor público e privado têm demonstrado crescente interesse em investir no biogás. Isso se deve, indubitavelmente, à enorme gama de matérias-primas que podem ser aproveitadas e à pluralidade de aplicações do biocombustível, enquanto energia elétrica, térmica, veicular ou em complementação a energias convencionais. A percepção da indústria é de um produto gerado a partir de fontes baratas, destinado a diversas finalidades energéticas, inclusive para abastecimento dos próprios sistemas produtivos. Ou seja, trata-se de uma via altamente interessante para abater despesas de energia, que impactam os custos de produção.

Desse modo, a redução da dependência de fontes externas (elétricas e térmicas) e o fomento do lucro indireto devem alavancar a geração energética sustentável baseada no biogás. A aplicação proeminente é do recurso como energia térmica, para substituir (parcial ou completamente) o uso de madeira, uma matéria-prima altamente demandada e de produção demorada. Outra utilização pronunciada é a veicular, de fácil aplicação e igualmente eficiente quando comparada aos combustíveis fósseis. A injeção na rede de gás natural, entretanto, demanda a construção de linhas de distribuição, volume de produção e autorização da ANP, o que gera incertezas sobre o tempo de implementação. A utilização do biogás para cogeração, aproveitando-se as energias térmica e elétrica também é uma boa opção, uma vez que a inserção da energia elétrica na rede de distribuição está regulamentada e dispõe de ferramentas facilitadoras, como o net metering. O uso da energia térmica, nesses casos, é mais viável quando feito no próprio local de produção ou muito próximo a ele.

A despeito do cooperativismo em meio a produ-tores rurais e das articulações entre empresas e os governos de alguns estados (Paraná, São Paulo, Rio Grande do Sul e Santa Catarina), o desenvolvimen-to do biogás no segmento privado encontra hoje limitações diante da ausência de regulamentação, tanto produtiva quanto comercial. Dado o peso de tal questão para o setor, a publicação e divulgação do presente documento tem por expectativa a promoção de avanços nesse sentido.

4.2.2 Aperfeiçoamento Técnico e TecnológicoUm dos caminhos para que a tecnologia dos biodigestores se torne viável é a elaboração de projetos adequados e confiáveis. Estes devem ser construídos de tal maneira que satisfaçam as exigências e comodidades dos usuários. Precisam mostrar-se, ao mesmo tempo, modernos e simples, economicamente acessíveis, de fácil funcionamento e manutenção. Os biodigestores necessitam ainda de rigorosa operação e monitoramento, que obedeça a critérios técnicos garantidores de êxito104.

Existem no Brasil poucos fornecedores de equipamentos específicos para biogás. Muitos daqueles disponíveis no mercado brasileiro têm procedência estrangeira. Esse quadro gera diversas dificuldades: excesso de impostos, o que impacta sobre o custo dos equipamentos; não desenvolvimento de know-how na área; dificuldade de acompanhamento e assistência técnica; e a carência de peças para manutenções, que acabam se tornando caras. Ademais, revela-se deficiente a apropriação de conhecimentos técnicos por parte dos projetistas, que muitas vezes buscam apoio em profissionais e em instituições de outros países, com o intuito de conceber iniciativas mais modernas.

104 ANDRADE et al., 2002.


Considerando esse contexto, foi realizada uma prospecção de empresas nacionais fornecedoras de equipamentos destinados à produção e à purificação do biogás, com avaliação das oportunidades nesse campo para a indústria paranaense. No que tange ao processo de preparo e de transporte das matérias-primas ao biodigestor, os instrumentos e as técnicas utilizados são de caráter universal, sem particularidades geradoras de gargalos tecnológicos.

O biodigestor, que constitui o ambiente do processo biológico de obtenção do biogás, pode ser construído com diferentes materiais: geomembrana, concreto, aço inoxidável e aço vitrificado. Observa-se no Brasil uma grande predominância de fornecedores de biodigestores do tipo geomembrana, que possuem pouca capacidade de controle da fermentação, assim como menor eficiência quando comparados a biodigestores do tipo reator.

Esse panorama condiz com o estágio de desenvolvimento dessa tecnologia no país, tendo em vista evidenciar a proeminência de uma aplicação tradicional da biodigestão. Essa conjuntura encontra explicação na propagação nacional, durante as décadas de 70 e 80, de biodigestores do tipo lagoa coberta (também chamados de tipo geomembrana). À época, o Programa de Mobilização Energética procurava fortalecer tecnologias alternativas para a produção de energia, devido à recente crise do petróleo105. Dentre as ações previstas, aparecia o incentivo à substituição de combustíveis tradicionais por biogás. Não obstante, essa iniciativa foi revogada por decreto em 1991.

Esse tipo de biodigestor possui simples operação e menor custo quando comparado a outros modelos, mas revela menos eficiência na remoção da carga poluente e menor taxa de geração de biogás. Embora voltado a certas aplicações, o equipamento

não se demonstra como o mais apropriado para trabalhar com alguns tipos de resíduos. A cópia e a propagação dele para o tratamento de rejeitos, com diferentes características e volumes, resultaram na implementação de projetos ineficientes, problemáticos, pouco lucrativos e, muitas vezes, abandonados ou transformados em simples esterqueiras. Em Santa Catarina, segundo levantamento agropecuário do estado para os anos de 2002 e 2003, 0,08% dos produtores com mais de 50 cabeças de suínos possuíam biodigestores, enquanto 99,2% tinham esterqueiras106.

Assim, atualmente, os esforços técnicos devem di-recionar-se a instalações cada vez mais industriali-zadas e automatizadas, de maneira a aumentar a eficiência na geração de biogás, visando à conso-lidação dessa tecnologia como um negócio profis-sional e lucrativo, não apenas como uma medida paliativa para o tratamento de efluentes.

A etapa de purificação do biocombustível é composta por uma sequência de filtros, cuja disposição determina o grau de pureza desejado, não apresenta materiais construtivos especiais. Esses filtros são geralmente elaborados com aço inox ou plástico (conforme especificações descritas no capítulo 3 deste estudo), recheados de material filtrante e projetados de acordo com a vazão de biogás advinda do biodigestor. O que evidencia insuficiência é o conhecimento técnico necessário para projetar e dimensionar corretamente esses filtros, lacuna somente corrigida com um maior apoio à capacitação técnica dos profissionais envolvidos.

Desse modo, constata-se que a indústria está preparada para o atendimento de demandas na área agrícola, porém, ainda se mostra pouco especializada em aplicações mais nobres do biogás. Neste contexto inclui-se processos controlados de produção de biogás, considerando a sua otimização, e utilizando para esse fim resíduos

105 A referida iniciativa foi estabelecida pelo Decreto 87.079, de 1982. 106 PALHARES, 2008.


industriais, bem como etapas de purificação para valorização do biogás, com a consequente geração de biometano.

Muitos dos equipamentos hoje disponíveis são adaptados para a indústria do biogás e não foram desenvolvidos especificamente para ela. Dentre as empresas especializadas, várias dependem de conhecimento técnico-prático estrangeiro na área de projetos e de instalação. A inserção de organizações estrangeiras (alemãs, americanas, belgas, chinesas e tchecas) no mercado brasileiro é uma prova disso. Surge nítida a necessidade de geração de mão de obra especializada.

Outro gargalo observado reside na obtenção de eletricidade a partir do biogás. Atualmente, não se tem uma produção ampla de motores e turbinas a gás no país. O avanço técnico e tecnológico da indústria nacional de biogás esbarra na falta de demanda, relacionada muitas vezes, à ausência de políticas regulatórias e de incentivo, quadro responsável por estabelecer um círculo vicioso. O aumento da procura pelo recurso abrirá espaço para empresas nacionais se especializarem em um ou mais nichos produtivos do biocombustível, de maneira a fornecerem equipamentos qualificados e seguros, amparados por garantias e manutenções.

Por fim, um obstáculo adicional a ser superado cristaliza-se no preconceito relativo aos custos de implantação de projetos modernos e automatizados, geralmente superiores aos verificados em arranjos mais simples, como os de lagoa coberta, por exemplo. É preciso buscar modelos confiáveis e rentáveis a longo prazo e não focar apenas naqueles de mais ágil retorno financeiro, nem sempre adequados e eficientes em um horizonte temporal maior.

A nacionalização de conhecimentos, técnicas e equipamentos naturalmente acabará acontecen-do. Portanto, investir na propagação de tecnologias corretamente fundamentadas é de extrema impor-tância, já que evita a disseminação de instalações

com falhas de projeto, de operação e de manuten-ção. Isso contribui diretamente para o estabeleci-mento de uma percepção, por parte da sociedade, de que a tecnologia é suficientemente confiável e, por conseguinte, passível de financiamento. Deter-mina-se, assim, um ambiente de credibilidade aos possíveis adquirentes do biogás, das energias pro-venientes dele ou do biofertilizante.

Os impasses mencionados não se restringem ao setor da bioenergia. Na atualidade, as tecnologias mais modernas e eficientes fazem parte do know-how de profissionais e de empresas de outros países, na grande maioria desenvolvidos, os quais detêm maior experiência e tradição em diversos setores produtivos. Muitas vezes, delineia-se uma barreira prematura para o ingresso de informações técnicas e de equipamentos em países como o Brasil, na busca por proteger e favorecer o desenvolvimento interno. No entanto, é também sadio e inteligente aproveitar o conhecimento adquirido de outras nações, de forma a economizar tempo e esforços, sem perder de vista, claro, as imprescindíveis adaptações à realidade nacional.

4.2.3 qualificação ProfissionalA falta de pessoal qualificado em todas as etapas do processo de biodigestão configura uma das grandes limitações à expansão do setor de biogás nacional. A capacitação se mostra deficiente em todos os aspectos, desde a concepção e o planejamento dos empreendimentos até a construção, operação e manutenção. Existem diversos tipos de instalações produtivas, numa ampla gama entre artesanais e automatizadas, devido à grande variedade de materiais, métodos e tecnologias disponíveis. Esse quadro demanda diferentes gêneros e níveis de conhecimento.

Em virtude da restrita difusão da tecnologia do biogás no Brasil, há uma ausência de normatização e, dessa maneira, cada instalação


resguarda particularidades. Consequentemente, os operadores locais acabam conhecendo a fundo apenas os processos com os quais se encontram cotidianamente envolvidos. Além disso, a responsabilidade pela operação e pela manutenção das plantas se revela muito diversa. Geralmente em empreendimentos de menor porte, o gerenciamento é feito pelo próprio agricultor, muitas vezes não detentor de conhecimentos técnicos aprofundados sobre a biodigestão. Em instalações altamente automatizadas essa atividade fica a cargo de técnicos especializados.

Diante desse panorama, a qualificação profissional

emerge como quesito de extrema importância, ancorada em uma urgente parametrização, para que a tecnologia do biogás se desenvolva e se consolide no país. Para tanto, seria interessante a reunião de todas as informações técnicas disponíveis em cursos e treinamentos confiáveis, reconhecidos e certificados pelas entidades responsáveis. Nesse sentido, as capacitações ocorreriam em todos os níveis produtivos, desde o projeto e a instalação até a operação e manutenção de plantas. Nesse contexto, teria extrema valia a participação dos empreendimentos já atuantes nos processos de biodigestão, de modo a divulgar e multiplicar experiências práticas bem-sucedidas.

4.2.4 Proposição e Consolidação de Leis e RegulamentaçõesA produção e a incorporação de biogás na matriz energética constituem uma realidade em diversos países. Fatores como a extremada dependência de combustíveis fósseis e os acordos internacionais para redução de impactos industriais trouxeram incentivos econômicos à implementação de tecnologias ambientalmente corretas e de energias renováveis. Cada país vem elaborando estratégias próprias de desenvolvimento limpo e de diversificação de matrizes energéticas, em conformidade com os potenciais disponíveis em diferentes regiões geográficas. Em vários contextos nacionais, a elaboração, a aplicação e a popularização do biogás têm se sustentado por intermédio de apoio governamental.

A principal estratégia utilizada mundialmente para incentivar projetos de produção de biogás é o emprego da tarifa feed-in, uma taxa de prêmio paga pela energia elétrica que volta à rede a partir de uma fonte geradora renovável. Atualmente, esse tipo de regulamento tarifário existe em mais de 40 países, amplamente considerado como uma das

formas mais eficazes para incentivar a geração de eletricidade de maneira limpa, conforme exposto no Quadro 16. Além de ofertar remuneração baseada em custo aos produtores de energia renovável, a tarifa feed-in garante a segurança de preços, permite contratos de longo prazo e propicia a realização de novos investimentos tecnológicos.


Quadro 16 - Políticas e estratégias definidas em diversos países para inserção do biogás em matrizes energéticas

Alemanha• Empregatarifa feed-in comobonificaçãoeédependentedotipodesubstratoeemsistemasdepurifica-çãoabiometano.Até2020,asfontesrenováveisnopaísdevematingir35%derepresentatividadenosetorelétricoe18%emrelaçãoàdemandadeenergiatotal.

Áustria • Utilizatarifafeed-insujeitaaummínimode30%deestercocomosubstratoparaproduçãodebiogás.Oobjetivogovernamentaléincluir20%debiometanonogásnaturalaté2020.

Dinamarca • Fazusodatarifa feed-in.Objetivatornar-seindependentedefontesfósseisaté2050.

Finlândia • Aplicatarifafeed-inparainstalaçõesacimade100kVAenãotributaoconsumodebiogás.Possuiprogra-madeapoiofinanceirogovernamentalparaconstruçãodeplantasdeprodução.

França• Adeptadatarifa feed-in.Promoveaindaopagamentodebonificaçãoparaplantasdepurificaçãoabio-metano.Até2030,objetivaproduzir70TWhapartirdebiogás,comdestinaçãode50%paraarededegásnatural,30%paraaeletricidadee20%comocalor.Pretendeinstalar600plantasprodutivasacadaano.

Holanda• Destinabenefíciosfinanceirosparaeletricidade,caloregásgeradospormeiodefontesrenováveis.Desejaaumentarem14%aquantidadedeenergialimpadisponível.Até2020,esperaelevarpara6,7TWhovolumedebiometanoinjetadonarededegásnatural.Hoje,essenúmeroestáem1TWh.

Irlanda • Nãocontacomtarifafeed-inatrativa.Políticasdeexigênciadeseparaçãodelixorecicláveleorgânicoemandamentodevemgerarnovasoportunidades.

Noruega

• Efetuapolíticadeincentivoparadiminuiraemissãodedióxidodecarbononaagriculturaepossuisistemadebonificaçãoportoneladadeestercodestinadoabiodigestores.Estimulaousodobiogásporisençãodeimpostossobreousodaestradaepeloinvestimentoeminfraestruturasdemobilidadesusten-tável.Contudo,opreçodetransportedobiocombustívelaindaéaltoetemlimitadoapopularizaçãodatecnologia.

Reino Unido

• Contemplaatarifa feed-in,bemcomoincentivaautilizaçãodebiometano.Emitecertificadosparausodedigestãoanaeróbicaemantémfundofinanceiroparaapoiararealizaçãodoprocedimentoempequenaescala,alémdeestudoseprojetosrelacionados.Até2020,aInglaterradevegerar3-5TWhdecaloreeletricidadepormeiodessetipodeprocesso.OPaísdeGaleseaIrlandadoNorte,porsuavez,registramsubsídiosgovernamentaisatrativosparatecnologiasdedigestãoanaeróbica.JáaEscóciaproibiuoenviodelixoorgânicoparaaterros,oquedeveestimularaproduçãodebiogás.

Suécia

• Estimulaousodebiometanoemcarros.Praticaisençãodeimpostossobreobiogás.OsprodutoresrecebemumcertificadoparacadaMWhdeeletricidadeproduzidaapartirderecursosrenováveis.Depen-dendodoconsumodeenergia,ousuário(pessoajurídica)éobrigadoaadquirircertificadosdeempresasprodutoras.TambémpossuisistemadepagamentodebenefícioporkWhproduzidoapartirdeesterco.Templanejadosaté2016investimentosparaacomercializaçãodenovastecnologiasesoluçõesnessecampo.

Suíça • Contacomtarifa feed-in.Desejaabandonaraenergianuclearesubstituí-laporenergiasrenováveis.


No Brasil, o Plano Nacional de Agroenergia 2006-2011 enumera diferentes desafios como indutores de pesquisa, especialmente de natureza técnica, compreendidos como essenciais ao desenvolvimento de setores específicos107. São eles:

107 MAPA, 2006.


• Desenvolver estudos e modelos de biodigestores;

• Efetuar a modelagem em sistemas de produção de biogás;

• Avaliar o uso de biofertilizante como adubo orgânico;

• Desenvolver equipamentos para o aproveitamento de biogás como fonte de calor;

• Desenvolver equipamentos para transporte e distribuição de biofertilizante;

• Aprimorar equipamentos movidos a biogás para a geração de energia elétrica;

• Desenvolver sistemas de compressão e armazenamento de biogás;

• Desenvolver processos de purificação de biogás.

Houve o desdobramento desses desafios em objetivos específicos, visando ao melhor norteamento da pesquisa e do desenvolvimento. Dentre os objetivos, destacam-se:

• Desenvolver e avaliar a cinética de digestão anaeróbia nos diferentes modelos de biodigestores existentes;

• Oferecer novos modelos de biodigestores com isolamento térmico, agitação e aquecimento de biomassa, para aumentar a produção de biogás e melhorar a eficiência de remoção da matéria orgânica;

• Avaliar o uso de biodigestores como unidade de tratamento dos resíduos da produção de suínos e aves, eliminando riscos sanitários;

• Desenvolver e avaliar sistemas complementares para tratamento final dos resíduos líquidos do biodigestor;

• Avaliar características quantitativas e qualitativas do biogás em função do efeito da sazonalidade climática e dos sistemas de produção de animais;

• Avaliar e desenvolver modelos matemáticos para estimar a geração de biogás, assim como examinar as características quantitativas e qualitativas do recurso em função do efeito da sazonalidade climática;

• Avaliar o uso de biofertilizante como adubo orgânico, em substituição aos insumos químicos, nos sistemas de plantio de grãos e de pastagens;

• Avaliar os riscos ambientais em águas superficiais e profundas a partir do uso intensivo de biofertilizante orgânico em sistemas de plantio de grãos e de pastagens;

• Desenvolver equipamentos para uso de biogás como fonte de calor no aquecimento do ambiente interno das instalações de criação de suínos e aves, em substituição ao GLP e à lenha;

• Desenvolver equipamentos para uso de biogás como fonte de calor na secagem de grãos, em substituição ao GLP e à lenha;

• Desenvolver equipamentos para comprimir e transportar biogás a baixa pressão;


• Desenvolver máquinas e equipamentos cuja fonte de energia é o biogás, para fins de transporte e distribuição de biofertilizante;

• Desenvolver e adaptar motores e geradores a fim de movê-los a biogás, com o intuito de produzir energia elétrica em sistemas de criação de animais;

• Desenvolver geradores de energia elétrica pelo uso de células a combustível, tendo por combustível o biogás, com membrana de troca iônica;

• Desenvolver sistemas de armazenamento de biogás a baixa pressão, para uso nas propriedades produtoras de suínos e aves;

• Gerar novos sistemas de tratamento e purificação de biogás, com o intuito de reduzir o poder de corrosão, diminuir a umidade, bem como aumentar a relação de metano para elevar a capacidade calorífica.

Apesar dessas diretrizes, houve lento avanço no setor até 2013. Em julho daquele ano foi criado um Grupo de Trabalhos sobre o biogás, composto por empresas, instituições governamentais, especialistas e pesquisadores. Em 2014 lançaram a Nota Técnica 157, na tentativa de incentivar a regulamentação do biogás e biometano. E finalmente, em janeiro de 2015, a ANP publicou a Resolução 8, regulamentando o uso do biometano (biogás purificado) no Brasil.

A despeito de lenta, a evolução brasileira na área do biogás vem se fortalecendo nos últimos anos por meio de duas principais parcerias. Uma delas é uma cooperação técnica com o governo da Alema-nha, no chamado PROBIOGÁS. Esta iniciativa conta com 10 milhões de euros entre 2013 e 2017 para contribuir com a proposição de marcos legais, coo-peração científica e estabelecimento da cadeia de valor do biogás. A outra fundamentou-se na alian-ça entre a Itaipu Binacional e a Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária - Embrapa, que abrange 2,5 milhões de euros destinados ao tratamento de 4,4 milhões de m³ de resíduos agrícolas. Pode-se afirmar que esses avanços são enormes quando se recorda que o setor ficou estacionado durante anos, devido aos já mencionados problemas com sistemas falhos implantados na década de 1980108.

Os incentivos econômicos também estão crescendo, mas as fontes de financiamento ainda são poucas no país. Os programas Agricultura de Baixo Carbono, Pronaf Eco109 e eventuais editais da ANEEL e da Financiadora de Estudos e Projetos (FINEP) configuram hoje as únicas oportunidades de acesso, todas vinculadas à esfera governamental. Além disso, a falta de regulação do setor, tanto em relação à produção quanto à comercialização, a inexistência de incentivos fiscais e a grande burocracia para obtenção de licenciamentos ambientais prejudicam o desenvolvimento e popularização da tecnologia.

A cadeia de produção e, principalmente, de utilização de biogás em outros países geralmente rege-se pelo sistema de impostos e de pagamento de bonificações, tanto em termos de aquisição de equipamentos quanto nas formas de uso da energia. A inexistência de leis específicas e de regulação do setor no Brasil priva produtores e consumidores de aproveitarem as vantagens com a cadeia do biogás.

Esse cenário, porém, está próximo de sofrer modificação. No final de 2013, houve a criação da Associação Brasileira do Biogás e Biometano - Abiogás, entidade que trabalhou em uma proposta

108 Ministério das Cidades, 2014. 109 Iniciativa associada ao Programa Nacional de Fortalecimento da Agricultura Familiar - Pronaf.


de política nacional para o setor, apresentada ao público no II Fórum da Indústria do Biogás, em São Paulo nos dias 02 e 03 de dezembro de 2015. A política não visa solicitar tarifas de incentivo ou subsídios, mas sim a redução da tributação sobre o biogás, bem como linhas de crédito condizentes com os investimentos necessários. A evolução no âmbito legal, sem dúvida, deve abrir muitas oportunidades de desenvolvimento setorial, de forma a consolidar a tecnologia no Brasil. Seria viável, desse modo, alimentar todos nichos de mercado conectados à cadeia do biogás, desde os fabricantes de equipamentos até os usuários, passando pela formação de mão de obra especializada.

O estado do Paraná, por sua vez, tem apresentado avanços significativos na produção e utilização do biogás. A implantação do CIBiogás-ER, localizado no Parque Tecnológico Itaipu, trouxe importantes repercussões à divulgação do potencial da

tecnologia na área rural, assim como à consolidação de conhecimento técnico. A formalização de parcerias entre o CIBiogás-ER e órgãos estaduais (como Fiep, Senai-PR, Copel, Compagás e prefeituras), bem como nacionais (como MME e ANP), tem resultado em investimentos na produção, captação e distribuição de biogás, principalmente na região oeste do Paraná. O sucesso desses empreendimentos é essencial para a evolução de políticas públicas e privadas, visando à autossustentabilidade energética pelo aproveitamento de resíduos agropecuários.

4.3ICONSIDERAÇÕES IFINAIS

O delineamento das deficiências e oportunidades permite identificar o panorama atual da cadeia produtiva de biogás no estado do Paraná, resumido no quadro a seguir:

Quadro 17 - Resumo das lacunas e oportunidades na implementação de projetos de biodigestão (continua)

Setor Deficiências Oportunidades Resultados Esperados

Aproveitamento de

Matérias-Primas

• Poucoscasosdesuces-sonoaproveitamentoenergéticodebiogásge-radoapartirderesíduoslíquidosesólidos;

• Faltaderegulamen-taçãoqueincentiveautilizaçãodeformasdetratamentoderesíduosquegeremenergia.

• Grandeproduçãoderesíduosenergéticos

•Diversificaçãodamatrizenergéticanacional;

• Diminuiçãodadependênciadecombustí-veisimportadose/oufósseis;

• Reduçãodecustosoperacionaisemindús-triaseempreendimentosdoagronegócio.

• ReduçãodasemissõesdeGEEnosetoragrícolaparanaense.

• Aumentodointeresseeminvestimentosnosetor;

• Geraçãodeenergiasusten-tável.

• Agriculturadoestadomaissustentável.

Técnica/ Tecnológica

•Muitosequipamentos,instalaçõeseinstrumen-tossãoadaptadosdeoutrastecnologiasparausoembiodigestãoecombiogás;

• Produçãodeequipamentosfabricadosespecificamenteparaousoembiodigesto-resoucombiogás,especialmentemoto-res,compressoresegeradores(demandafutura);

• Incentivoaodesenvolvimentoindustrialeeconômicodopaís;

• Geraçãodeempregos;

• Desenvolvimentodeknow-how naárea;

• Grandepartedosfabri-cantesdeequipamentoséestrangeira;

• FabricaçãodeequipamentosnoBrasil,específicosounãoparaousoembiodiges-tãoecombiogás;

• Diminuiçãodovalorfinaldosequipamentos;

• Geraçãodeempregos;

• Desenvolvimentodeknow-hownaárea;


Quadro 17 - Resumo das lacunas e oportunidades na implementação de projetos de biodigestão (conclusão)

Setor Deficiências Oportunidades Resultados Esperados

Técnica/ Tecnológica

• FaltadeinformaçõessobreopotencialeastecnologiasdeproduçãodebiogásnoParanáenoBrasil;

• Sistemaenergético/elétricobrasileirocentralizadoemui-todependentedepoucasfontesdeenergia,especial-mentehidrelétrica;

• Estudostécnicosedelevantamentodepotencialdegeraçãodebiogásparaembasarprojetosfuturos;

• Descentralizaçãoemaisseguran-çaeestabilidadeelétricaparaosusuários;

•Melhorentendimentodopotencialparageraçãodebiogásnoestadoenopaís;

• Formaçãodeespecialistascomconhe-cimentotécnico-científiconaárea;

• Diversificaçãodasfontesdeenergiaelétricaeconsequenteaumentodautilizaçãodefontesrenováveis;

• Faltadeempresasbrasilei-rasqualificadasnasdiversasetapasdacadeiaprodutivadebiogás;

• Nacionalizaçãodeconhecimentosadequandoastecnologiasjáconso-lidadasnoexterioràrealidadebrasi-leira,especificamenteemrelaçãoaodesenvolvimentode:

• Tecnologiadeconstruçãodebiodigestores(modelosmoder-nos),motores,turbinaseequipa-mentosdepurificaçãodebiogás;

• Materiaismaismodernoseresis-tentes(açovitrificado,cimentosespeciaisetc);

• Fornecimentodegarantiadeequi-pamentoseinstalaçõesporpartedosfabricantes,bemcomomanutençãoereparofacilitados;

•Melhoradequaçãodastecnologiasàrealidadebrasileira;

• Faltadeconfiabilidadenaqualidade,garantiaesegurançademanutençãodeequipamentoseinstala-çõesfeitoscomtecnologianacional;

• Aumentodagarantiaeconfiabilida-dedeempresasdeconsultoriaparaauxiliarnaadministração,operaçãoemanutençãodasinstalações;

•Maiorfacilidadedemanutençãodasinstalações,commenorescustos,emaiorconfortodosinvestidoresemdecidirporinvestirnosetordevidoaessamanutençãofacilitada.

Qualifica-ção

Profissional

• Escassezdeconheci-mentotécnicoemtermosdeplanejamento/projeto,recorrendo-seaprofissionais,empresasouconsultoriasdeoutrospaísesparadimensio-namentoseparaelaboraçãodoprojeto;

• Escassezdeprofissionaiscomconhecimentopráticopararealizaraoperaçãodosbiodigestores;

• Desenvolvimentodecursosreco-nhecidosecertificadosdequalifica-çãonosníveistécnico,tecnológicoesuperior;

• Formaçãocertificadaedequalidadegarantida,comformaçãodeprofissio-naiscomdiversosníveisdequalificação;

• EnvolvimentodeUniversidadesepesquisadorescomempresasnabuscadosmelhoresarranjosetecno-logias,eporconsequência,desenvol-vimentodecompetênciastécnicasemdiversosaspectos;

• Contínuodesenvolvimentopormeiodepesquisasdenovastecnologias,nacionalizandopeças,formasconstruti-vasemateriais,diminuindooscustosdeconstruçãoemanutençãodasinstala-ções.

• Incentivoaodesenvolvimentodeumprogramadetrocadeinforma-çõesentreprofissionaisquepossuamgrandeknow-hownaáreaeoutrosinteressados;elesteriamafunçãodeministrarcursos,auxiliarnopreparodemateriaisdidáticosetc).

•Multiplicaçãodosconhecimentos,es-pecialmenteospráticos,paraaprimorarcadavezmaisaoperacionalizaçãodasplantasdebiogás;

• Soberanianadetençãodatecnologiaeconhecimentosnecessáriosparaim-plementaçãoemanutençãodasusinasdebiogás;

•Qualificaçãotécnicanasáreasde:

• Projeto

• Instalação

• Operação

• Manutenção

• Treinamentoecapacitaçãodeprofissionaisdeprojetoeengenharianaformaçãoespecíficadebiogás,podendobuscaressaformaçãoinclu-sivecomaspessoasqueatualmenteprestamoserviçodeconcepçãodeprojeto.

• Desenvolvimentohumano,tecnológi-coeeconômicodopaís.



CASOS DESUCESSO NAPRODUÇÃODE BIOGÁS5

Apesar de pouco difundida no Brasil, a tecnologia do biogás tem evoluído nos últimos anos e já conta com alguns casos de sucesso no país. A diversida-de de resíduos possíveis de serem empregados no processo de biodigestão, tanto em volume quanto em espécie, permite a elaboração de uma plurali-dade de escalas e de arranjos produtivos, respeita-das assim as particularidades de cada projeto.

Nesse sentido, três categorias de casos de sucesso são apresentadas nesta seção. A primeira abrange casos com aproveitamento de resíduos agropecuários, incluindo um condomínio de agroenergia, no qual resíduos gerados por um conjunto de pequenos produtores, possibilitam a obtenção de biogás localizada em um único ponto, onde é purificado e transformado em outras fontes de energia (térmica e elétrica), para usufruto do grupo como um todo. A segunda categoria, que vem ganhando bastante visibilidade, diz respeito à recuperação do biogás oriundo do manejo de esgoto em estações de tratamento e do gerenciamento do lixo urbano em aterros sanitários. Ressalta-se que projetos de tratamento de resíduos sólidos urbanos através da tecnologia de Tratamento Mecânico Biológico e com aproveitamento de biogás têm sido estudados e há plantas sendo instaladas. Essas plantas, por não estarem em operação ainda, não estão contempladas nesse estudo. A terceira categoria, por fim, contempla casos de sistemas de tratamento de resíduos industriais, dentre os quais se destacam as iniciativas de biodigestão da vinhaça.

É importante ressaltar que todos esses casos de sucesso possuem significativas vantagens econômicas, haja vista que o uso do biogás para obtenção de energia (térmica, elétrica ou veicular) proporciona redução de custos produtivos imediatos. Além disso, a geração de energia distribuída confere maior autonomia aos empreendimentos, diminuindo a dependência em relação à eletricidade fornecida pelas redes normais de distribuição. Contudo, muitos ganhos indiretos também acontecem, destacando-se os ambientais, sociais e tecnológicos.

Os benefícios ambientais são bastante expressivos, já que os resíduos, após o processo de biodigestão, ficam com carga orgânica poluente muito mais baixa que a inicial. Indiretamente, esse cenário determina uma melhoria sanitária do local de geração dos rejeitos, principalmente nas propriedades agropecuárias, uma vez que o recolhimento, confinamento e tratamento dos resíduos diminui a exposição humana a vetores patogênicos (como ratos ou moscas) e ao mau cheiro. Tal quadro pode ainda proporcionar um aprimoramento de processos produtivos, pela menor incidência de agentes contaminantes.

Finalmente, mas não menos importante, a implan-tação de usinas de biodigestão gera empregos di-retos e indiretos, tanto a profissionais capacitados para a concepção, o planejamento e a construção dos empreendimentos, quanto a trabalhadores responsáveis pela operação permanente das plan-tas. Ou seja, por conseguinte, é possível afirmar

110 CASOS DE SUCESSO NA PRODUÇÃO DE BIOGÁS

que as contribuições das iniciativas de geração de biogás são inúmeras e complementares, bem como alcançam diversas esferas da sociedade.

O CIBiogás-ER, juntamente com o PROBIOGÁS, criou um mapa interativo, onde são apresentadas todas as plantas de biogás existentes no Brasil, dos 3 setores anteriormente mencionados. Ao acessar o mapa (https://cibiogas.org/biogasmap) , pode-se obter informações sobre os diversos projetos já em operação no país.

5.1RESíDUOS AGROPECUÁRIOS

Pequenos produtores agropecuários normalmente não possuem recursos para a implantação de usinas de biogás individuais, as quais demandam um investimento inicial relativamente alto. Além disso, muitas vezes, os resíduos gerados por eles isoladamente não alcançam nem volume, nem continuidade favoráveis à biodigestão.

Nesse contexto, a parceria entre microempreende-dores rurais de determinada região, que gerem re-síduos orgânicos e tenham interesses em comum, configura uma alternativa para a aquisição de equi-pamentos, para a diminuição de custos primários e, por consequência, para a obtenção de escala apro-priada à operação da tecnologia do biogás.

Ademais, a união entre pequenos produtores possibilita atingir os patamares determinados pela legislação atual para a comercialização do excedente de eletricidade proveniente do biogás. A oferta mínima juridicamente estabelecida é de 1MW, volume que empreendedores individuais poderiam não alcançar, restando a eles apenas a opção legal de compensação diante da sobra energética.

Nesse âmbito, a seguir, há a exposição de detalhes de quatros projetos bem-sucedidos no Paraná e um em Santa Catarina. Todos eles foram visitados pela equipe de especialistas responsável pela presente publicação.

NOME Granja São Pedro Colombari

LOCALIZAÇÃO São Miguel do Iguaçu – PR

STATUS Em operação, com utilização de dejetos de 5.000 suínos

PRODUÇÃO DE BIOGÁS 750 m³ por dia

DESTINAÇÃO DO BIOGÁS

• A granja usa um grupo motogerador com potencia instalada de 104kVA, produzindo cerca de 1.000 kWh/dia de energia elétrica para autoconsumo;

• Uso do biofertilizantes nas granjas, reduzindo o tempo de crescimento das pastagens;

• Utilização para movimentação de equipamentos da fábrica de ração. Gera uma economia de R$ 3.000,00 por mês em diesel.



NOME Condomínio Ajuricaba

LOCALIZAÇÃO Marechal Cândido Rondon – PR

STATUSEm operação, com aproveitamento de dejetos de

bovinos e suínos de pequenas propriedades rurais.

PRODUÇÃO DE BIOGÁS 660 m³ por dia


• Produção de energia elétrica, por meio de um grupo motogerador de 100kVA, redistribuída para os condôminos e comercialização do biogás para utilização térmica para uma agroindústrial local;

• Uso nas propriedades rurais como substituto do gás de cozinha para cocção de alimentos, aquecimento da água para banho e, ainda, para a limpeza de equipamentos de ordenha;

• Emprego no secador de grãos comunitário.

À esquerda, instalações para a produção de biogás no Condomínio Ajuricaba. À direita, a Microcentral Termelétrica a Biogás. Fonte: CIBIOGÁS-ER, 2014.

NOME Projeto de Mobilidade a Biogás – Granja Haacke

LOCALIZAÇÃO Santa Helena – PR

STATUSEm operação com o uso de biometano para veículos

dentro do Parque Tecnológico Itaipu

PRODUÇÃO DE BIOGÁS1.000 m³ de biogás por dia, podendo ser convertidos

em 700 m³ de biometano por dia

DESTINAÇÃO DO BIOGÁS• Produção de energia veicular (biometano), para mobilidade no Parque Tecnológico Itaipu.

Posto de abastecimento de Biometano, no Parque Tecnológico Itaipu (esquerda) e ônibus Euro 6, da Scania, movido a biometano (direita). Fonte: CIBIOGÁS-ER, 2015.


NOME Chácara Marujo

LOCALIZAÇÃO Castro – PR

STATUS Em operação, com o uso de dejetos suínos

PRODUÇÃO DE BIOGÁS 1.000 m³ de biogás por dia


• Aquecimento do piso na maternidade e creches, por meio de aquecedores de água e um sistema de serpentinas de água. O biogás também é usado para a secagem de grãos e geração de energia elétrica.

À direita, biodigestor circular, que funciona como fermentador principal, com sistema de agitação e aquecimento. À esquerda, biodigestor que tem função de pós-fermentador.


NOME Usina de Biogás de Pomerode

LOCALIZAÇÃO Pomerode – SC

STATUS Em operação, com o uso de dejetos suínos

PRODUÇÃO DE BIOGÁS 2.880 m³ de biometano por dia

DESTINAÇÃO DO BIOGÁS• Produção de energia veicular (biometano), similar ao gás natural, cuja comercialização será intermediada pela Companhia de Gás de Santa Catarina – SCGÁS

Ao fundo, o biodigestor e, à frente, a biorrefinaria de biogás. Fonte: Elaboração própria.


5.2 IRESíDUOS IURBANOS

NOME Aterro São João

LOCALIZAÇÃO São Paulo – SP

STATUSEm operação com o emprego de resíduos

sólidos urbanos aterrados

PRODUÇÃO DE BIOGÁS 15.000 m³ de biogás por hora, com 50% de metano

DESTINAÇÃO DO BIOGÁS • Geração de energia elétrica (476.900 MWh por ano)

Localizado na Zona Leste de São Paulo, o Aterro São João fornecerá o gás metano para a usina associada durante 15 anos. Fonte: GASNET, 2014.

Os aterros sanitários recebem os resíduos sólidos coletados nas cidades, os quais produzem biogás ao entrar em decomposição. No processo de construção do aterro, pode ser previsto um sistema de coleta e de encanamento desse gás, de modo a diminuir impactos ambientais e possibilitar seu aproveitamento energético.

O esgoto doméstico também entra na categoria de matéria-prima para a geração de biogás, desde que submetido ao processo anaeróbico adequado de tratamento. Apesar de produzir um volume relativamente baixo de biogás, o aproveitamento desse efluente mostra-se vantajoso pelo facilitado acúmulo e captação e pelo alto consumo energético em estações de tratamento de esgotos, especialmente em cidades dotadas de sistema de tratamento já consolidados.

Além do aproveitamento do biogás nesses dois sistemas apresentados, plantas de Tratamento Mecânico Biológico de resíduos sólidos urbanos via biodigestão e com aproveitamento energético de biogás estão sendo estudadas e implementadas. Por ainda estarem em desenvolvimento, não são apresentadas nesse estudo, mas vale mencionar, devido à importância desses sistemas para atendimento à PNRS que preconiza que seja evitado o envio de orgânicos para aterros sanitários desde que haja uma opção de tratamento técnica e economicamente viável.

Na sequência são apresentados quatro casos de sucesso no estado de São Paulo, dois no Rio de Janeiro, um em Minas Gerais e outro em Santa Catarina. Este último recebeu visita da equipe de especialistas responsável pela presente publicação.


NOME Aterro Bandeirantes

LOCALIZAÇÃO São Paulo – SP

STATUSAterro fechado em 2007, cujos resíduos sólidos urbanos

armazenados propiciam a produção de biogás. O aterro possui cerca de 30 milhões de toneladas de resíduos aterrados.

PRODUÇÃO DE BIOGÁS Média de 135.000 m³ por dia

DESTINAÇÃO DO BIOGÁS • Geração de energia elétrica (755.700 MWh)

Vista aérea do Aterro Bandeirantes e dos queimadores de biogás (flares). Fonte: LOGA ENERGIA, 2014.

NOME Aterro do Jardim Gramacho

LOCALIZAÇÃO Duque de Caxias – RJ

STATUSAterro fechado com usina de biogás em operação a partir dos resí-

duos sólidos urbanos armazenados

PRODUÇÃO DE BIOGÁS 160 milhões de m³ de biogás por ano

DESTINAÇÃO DO BIOGÁS• Transporte para a Refinaria Duque de Caxias – REDUC, com a finalidade de geração de energia elétrica. A expectativa é reduzir em cerca de 20% os gastos com eletricidade

À esquerda, Aterro de Jardim Gramacho e, à direita, a usina de biogás. Fonte: G1, 2013.


NOME Aterro Sanitário Dois Arcos

LOCALIZAÇÃO São Pedro da Aldeia – RJ

STATUS

Em operação com utilização de 600 toneladas de lixo que são recolhidas nos municípios de São Pedro da Aldeia,

Búzios, Iguaba Grande, Arraial do Cabo, Cabo Frio, Casimiro de Abreu, Silva Jardim e Araruama.

PRODUÇÃO DE BIOGÁS15 mil m³ por dia de biometano, cerca de

5,5 milhões de m³ por ano

DESTINAÇÃO DO BIOGÁS• Comercialização do biometano para o Supermercado Guanabara, que o usa para gerar eletricidade.

À esquerda, vista aérea do Aterro de Dois Arcos e, à direita, a usina de purificação. Fonte: DOIS ARCOS, 2016.

NOME Aterro Sanitário de Canhanduba

LOCALIZAÇÃO Itajaí – SC

STATUSAterro fechado com usina de biogás em operação a partir

dos resíduos sólidos urbanos armazenados

PRODUÇÃO DE BIOGÁS 520 m³/h

DESTINAÇÃO DO BIOGÁS• Geração de energia elétrica (800kWh), para autoconsumo (60kWh) e comércio do excedente no Mercado Livre, sob autorização da CELESC (Centrais Elétricas de Santa Catarina).

À esquerda, o grupo gerador de energia elétrica, à direita, aterro sanitário ao fundo e, à frente, a usina de captação e tratamento de biogás. Fonte: Elaboração própria.


NOME Estação de Tratamento de Esgotos Ribeirão

LOCALIZAÇÃO Ribeirão Preto – SP

STATUSEm operação desde 2.000 com efluentes líquidos urbanos e atende toda a região sul, oeste e norte

do município, capacidade de 1.450 l/s.

PRODUÇÃO DE BIOGÁS 8.000 m3/dia de biogás, com 65% de metano

DESTINAÇÃO DO BIOGÁS• Geração de energia elétrica para autoconsumo com capacidade instalada de 1,5 MW e uso da energia térmica para aquecimento dos digestores

À esquerda, vista aérea da ETE Ribeirão Preto. À direita, usina de captação e tratamento de biogás. Fonte: AMBIENT - Serviços Ambientais de R. Preto S/A.

NOME Estação de Tratamento de Efluentes – ETE Arrudas

LOCALIZAÇÃO Sabará – MG

STATUSEm operação com resíduos líquidos urbanos

provenientes de esgoto da bacia Ribeirão Arrudas (municípios de Contagem e Belo Horizonte)

PRODUÇÃO DE BIOGÁS 25.000m³/dia de biogás, com 67% de metano

DESTINAÇÃO DO BIOGÁS• Geração de energia elétrica para autoconsumo, com capacidade instalada de 2,4 MW

À esquerda, vista aérea da Unidade de Tratamento de Esgoto Arruda. À direita, estão as instalações de captação e purificação de biogás. Fonte: COPASA, 2015.


NOME Central de Tratamento de Resíduos – CTR Caieiras

LOCALIZAÇÃO Caieiras – SP

STATUS Projeto piloto com uso de resíduos sólidos urbanos aterrados

PRODUÇÃO DE BIOGÁS 17.600 m³/h

DESTINAÇÃO DO BIOGÁS • Geração de energia elétrica (17 MW de potência disponível)

À esquerda, Aterro Caieiras. À direita, usina de captação e tratamento de biogás. Fonte: ESSENCIS, 2014.

5.3IRESíDUOS IINDUSTRIAIS

Inúmeros são os resíduos industriais com potencial de biodigestão e de produção de biogás. O tratamento e a disposição final desses pelas empresas geradoras constituem processos custosos, mas cada vez mais imprescindíveis, dada a ampliação da consciência ambiental, o endurecimento da legislação pertinente e o incremento fiscalizatório.

Às empresas, portanto, mostra-se interessante atrelar o procedimento obrigatório de tratamento de resíduos à produção de bioenergia, passível de utilização no próprio empreendimento ou de comercialização. Tal cenário proporciona, a um só tempo, abatimento de custos e adequação ao arcabouço legal.

A viabilidade da implantação de usinas de biogás no setor industrial somente é assegurada por estudos de viabilidade e de potencialidade de geração de biogás por cada espécie de resíduo. Tais investigações, por sua vez, conferem fundamento

às avaliações econômicas de implantação de projetos nessa direção.

A exemplo do que ocorre nos condomínios agropecuários, é possível que as indústrias também efetuem parcerias, no sentido de agregar matérias-primas, com vistas à melhoria do rendimento produtivo de biogás, bem como a economia de custos na aquisição de equipamentos. Esse é o caso do complexo gaúcho Ecocitrus, o qual foi objeto de visita técnica da equipe de especialistas, responsável por esta publicação.

Os empreendimentos geradores de expressivos volumes de resíduos, por seu turno, podem optar pela implantação de sistemas exclusivos de geração. Nesse âmbito, é possível citar as usinas de álcool e açúcar voltadas à obtenção de biogás a base de vinhaça, rejeito abundante nesse nicho industrial. Entre elas, está a Usina de São Martinho, em São Paulo, apresentada a seguir com mais detalhes.


NOME Ecocitrus

LOCALIZAÇÃO Montenegro – Rio Grande do Sul

STATUSEm operação com o uso de resíduos da produção de sucos cítricos

e de laticínios

PRODUÇÃO DE BIOGÁS 3 mil m³ biogás por dia, com 72% de metano


• Purificação do biogás para biometano (96%);

• Compressão e armazenamento em cilindros para utilização no abastecimento veicular.

À esquerda, produção de Biogás, à direita, purificação por lavagem, com água sob pressão.

À esquerda, Compressão de biometano (96%) para abastecimento veicular, à direita, sistema de abastecimento veicular. Fonte: Elaboração própria.


NOME Usina São Martinho

LOCALIZAÇÃO Pradópolis – São Paulo

STATUS Em operação com emprego de vinhaça

PRODUÇÃO DE BIOGÁS 25.000m³ biogás por dia, com cerca de 70% de metano

DESTINAÇÃO DO BIOGÁS• Produção de energia elétrica, com economia de 5.625MW por ano;

• Utilização para secagem de levedura.

Usina São Martinho. Fonte: MZWEB, 2014.

120 CERTIFICAÇÃO DO BIOGÁS

CERTIFICAÇÃO DO BIOGÁS6

Nos anos recentes, a tecnologia do biogás tem ganhado visibilidade no Brasil, em consequência de uma pluralidade de fatores. Dentre eles, a ne-cessidade de diversificação da matriz energética nacional, a existência de grande quantidade de matéria-prima disponível no país para a geração de biogás, bem como a possibilidade de obtenção descentralizada de energia renovável com maior sustentabilidade.

Diante disso, conforme já mencionado nos capítu-los anteriores, organismos governamentais e em-presas privadas brasileiras vêm apoiando o desen-volvimento de iniciativas de produção de biogás e de aproveitamento energético do recurso, seja na queima direta para uso do calor como eletricidade, ou enquanto combustível veicular. Todavia, há la-cunas importantes a serem preenchidas de forma a proporcionar o desenvolvimento e expansão do setor. Entre elas, está a ausência de certificações unificadas.

No dia 30 de Janeiro de 2015, a ANP publicou a Resolução Normativa 8, que regulamenta o uso do biometano (biogás purificado) no Brasil. De acordo com a resolução, o biometano produzido a partir de produtos e resíduos pecuários (como dejetos de suínos e de aves), agrícolas e agroindustriais será tratado de maneira semelhante ao gás natural (GN). Isto significa que o biometano poderá ter o mesmo uso do gás natural, inclusive com a mesma valoração econômica, desde que atenda às exigên-cias de qualidade do produto, estabelecidas nesta resolução.

Esta normativa representa uma grande conquista para o cenário das energias renováveis no Brasil e definiu os seguintes conceitos:

I - Biogás: gás bruto obtido da decomposição biológica de produtos ou resíduos orgânicos;

II - Biometano: biocombustível gasoso constituído essencialmente de metano, derivado da purificação do Biogás;

III - Gás Natural Veicular (GNV): denominação do combustível gasoso, tipicamente proveniente do Gás Natural ou Biometano, ou da mistura de ambos, destinado ao uso veicular e cujo componente principal é o metano, observadas as especificações estabelecidas pela ANP.

Antes de a normativa ser publicada, alguns estados se adiantaram e apresentaram programas locais de incentivo à produção e ao uso de biogás. No Rio de Janeiro, a Lei 6361, de 18 de dezembro de 2012, dá ênfase à obtenção de biogás a partir de resíduos sólidos urbanos. Além disso, determina que as distribuidoras de energia têm a obrigação de transportar até 10% de biometano.

Em São Paulo, por sua vez, o foco está no recurso proveniente da biodigestão da vinhaça. Nesse es-tado, o Decreto 58.659, de 4 de dezembro de 2012, institui o Programa Paulista de Biogás, o qual deno-mina por biometano o gás que esteja dentro dos li-mites indicados pela Resolução 16 de 2008 da ANP.

121OPORTUNIDADES DA CADEIA PRODUTIVA DE BIOGÁS PARA O ESTADO DO PARANÁ120 CERTIFICAÇÃO DO BIOGÁS

Segundo tal resolução, o gás natural deve possuir as seguintes características físico-químicas:

• Poder Calorífico Superior → 35.000 a 43.000 kJ/m³;

• Índice de Wobbe → 46.500 a 53.500 kJ/m³;

• Número de metano, mínimo → 65;

• Metano, mínimo → 85,0 % mol;

• Etano, máximo → 12,0 % mol;

• Propano, máximo → 6,0 % mol;

• C4+, máximo → 3,0 % mol;

• Oxigênio, máximo → 0,5 % mol;

• Inertes (N2 + CO

2), máximo → 6,0 % mol;

• CO2, máximo → 3,0 % mol;

• Enxofre total, máximo → 70 mg/m³;

• H2S, máximo → 10 mg/m³;

• Ponto de orvalho de água, máximo → -45 °C e 1 atm;

• Ponto de orvalho de hidrocarbonetos, máximo → 0 °C e 1 atm.

A purificação do biogás em biometano, como já dito, proporciona aplicações mais nobres como a substituição do gás natural de origem fóssil, o que aumenta a gama de destinações do recurso, bem com o valor agregado à utilização. Para tanto, o biometano, quando injetado na linha de distribuição de gás natural, deve possuir as mesmas características deste último. Do contrário, pode causar alterações físico-químicas capazes de prejudicar o consumidor final, tais como redução do poder calorífico do gás encanado, devido à inserção de biometano com concentração de metano inferior à exigida, ou condensação do gás, devido à alteração do ponto de orvalho.

Caso as características do biometano se revelem superiores, estas não afetam negativamente a cadeia produtiva: quadro similar ocorre com uso de gasolina padrão e de alta octanagem em veículos movidos com esse tipo de combustível. O mesmo aplica-se ao emprego de biometano em substituição ou complementação ao gás natural veicular. Por conseguinte, o biogás precisa ser purificado nos mesmos padrões de qualidade que o gás natural, quando usado no lugar ou em adicionamento a este último, conforme prescreve a já referida resolução da ANP.

Não obstante, a regulamentação do setor do biogás em âmbito nacional, deve finalmente dar embasamento prático a produtores, distribuidores e consumidores, de maneira que toda a cadeia produtiva opere com parâmetros definidos de qualidade para o biometano. Tal cenário resultará no desenvolvimento, de forma direta ou indireta, de um extrato considerável da indústria brasileira, inclusas a agroindústria, a indústria de base, a intermediária e a de bens de consumo.

Considerados todos esses aspectos, emerge como essencial o controle de qualidade do biometano. A segurança quanto à composição desse recurso é imprescindível à consolidação de canais comerciais. Somente assim os agentes de distribuição e de uso se sentirão, de fato, confortáveis em inseri-lo em suas cadeias de atuação.

Portanto, entende-se relevante a criação de um certificado de qualidade de biometano, que chancele unidades purificadoras de biogás em relação ao atendimento à citada norma da ANP e às demais que se consolidarem. A existência de um sistema de certificação, associado a uma efetiva regulamentação, fortalecerá expressivamente o setor produtivo de biogás, o qual deve assim evoluir com maior credibilidade, facilidade e dinamismo.

A seguir, na Figura 10, será apresentado um resumo do marco regulatório do biogás, com as principais regulamentações e leis que antecederam e serviram como base para esta fonte renovável de energia.

122 CERTIFICAÇÃO DO BIOGÁS

Figura 10: Linha do tempo sobre o marco regulatório do biogás no Brasil

Lei 1.145Código de

Águas

1903

Lei 5.655

Decreto 5.407Lei 3.890

(Eletrobrás)Lei 5.899

Lei de Itaipu

Considerando o primeiro texto de lei brasileira sobre a energia elétrica, autorizando o governo federal a promo-ver o aproveitamento da força hidraúlica para transforma-ção em energia elétrica aplicada a serviços federais.

Lei 7.990

Constituição Federal(art. 21 e art. 175)

1904 1906-1933-1957 1961 1971 1973 1988 1989

Lei 8.631 - Fixação dos Níveis dasTarifas de E.E. e extingue o Regime

de Remuneração Garantida

Lei 9.427 (ANEEL)Projeto Re-SEB

Decreto 2.335 e 2.665(MAE e ONS) Lei 9.648

Lei 8.987 Concessãode serviços públicos

Lei 9.074 Concessãode serviços de E.E.

Decreto 2.335 eImplantação ANEEL

Lei 9.433 (PNRH),Lei 9.478 (Lei do Petróleo -

PEN, CNPE e ANP)

1993 1995 1996 1997 1998

RN 281 E371 ANEEL

1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

Lei 10.433 (MAE),Lei 10.438 (1% ROL, PROINFA

e CDE) e Lei 10.604

RN 502ANEEL Manual

Lei 10.762 (RevisãoPROINFA), MP 127 e PL 630

RN 165 e167 ANEEL

Lei 9.991 (P&D) eLei 9.993 (FNDCT)

Lei 10.847 (EPE), Lei 10.848(GD) e Decreto 5.163

RN 56, 62, 68 e 77 ANEEL

RN 271 ANEEL

2006 2007 2008 2009 2010 2011

Decreto 7.390(Regulamenta PNMC)

Lei 12.490(Biocombustíveis)

Nota Técnica13/14 EPE

Plano Nacionalde Recursos Hídricos

RN 228, 247 ANEEL

RN 547 e 556

Lei 12.783(Redução tarifa)

RN 390, 391e 395 ANEEL

Lei 12.187 (PNMC)

RN 320, 343 eRA 1.482 ANEEL

RN 482 ANEEL (Compensação E.E)

RN 8 – ANPBiometano

Portaria 44 MME

RN 687 - ANEEL

2012 2013 2014 2015


ReferênciasABEGÁS; BRASIL ENERGIA; SINDICOM NOTÍCIAS. Concessionárias começam a ver o biogás como fonte de suprimento alternativa ao domínio da Petrobrás. Publicado em: 2013. Disponível em: <http://www.gasnet.com.br/conteudo/15192/Distribuidoras-de-bio-gas-natural>. Acesso em: ago. 2014.

ABREU, L. R. Tecnologia de leites e derivados. 1. ed. Minas Gerais, 1999. p. 112-115; 126-127.

AGÊNCIA ESTADUAL DE NOTÍCIAS (AEN). Compagás anuncia investimentos de R$ 84,2 milhões. Publicado em: 2014. Disponível em: <http://www.aen.pr.gov.br/modules/noticias/article.php?storyid=79394>. Acesso em: ago. 2014.

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134 ANEXOS

Produção em 2008 [t]





Produção anual média

em 2008-2012 [t]

Fator de conver-são da produção em resíduos [t/t]


de resíduos em 2008-2012 [t]

Fator de conversão de resíduos em

energia [MJ/kg]

Potencial energético médio

em 2008-2012 [MJ]

Fator de conversão de MJ para kWh

[kWh/MJ]

Potencial energético médio em

2008-2012 [GWh]


2008-2012 [kWh]

Paraná

Cana-de-açúcar 51.244.227 53.831.791 48.361.207 44.907.862 47.940.989 49.257.215 0,54 26.598.897 16,0 425.582.351.728 0,27778 118.217.319.924 118.217

Milho 15.613.442 11.261.704 13.567.096 12.472.720 16.555.330 13.894.058 1,42 19.729.562 17,7 349.213.253.358 0,27778 97.003.681.488 97.004

Soja 11.800.466 9.408.991 14.091.829 15.457.911 10.937.896 12.339.419 1,40 17.275.186 14,6 252.217.716.184 0,27778 70.060.476.718 70.060

Mandioca 3.325.943 3.654.710 4.012.948 4.179.699 3.869.080 3.808.476 1,40 5.331.866 15,8 84.030.214.464 0,27778 23.341.726.240 23.342

Total 81.984.078 78.157.196 80.033.080 77.018.192 79.303.295 79.299.168 68.935.512 1.111.043.535.735 0,27778 308.623.204.371 308.623

Brasil

Cana-de-açúcar 645.300.182 691.606.147 717.463.793 734.006.059 721.077.287 701.890.694 0,54 379.020.986 16,0 6.064.335.769.401 0,27778 1.684.537.713.722 1.684.538

Milho 58.933.347 50.719.822 55.364.271 55.660.235 71.072.810 58.350.097 1,42 82.857.135 17,7 1.466.571.294.039 0,27778 407.380.915.011 407.381

Soja 59.833.105 57.345.382 68.756.343 74.815.447 65.848.857 65.319.827 1,40 91.447.758 14,6 1.335.137.259.792 0,27778 370.871.461.053 370.871

Mandioca 26.703.039 24.403.981 24.967.052 25.349.542 23.044.557 24.893.634 1,40 34.851.088 15,8 549.253.144.989 0,27778 152.570.318.052 152.570

Total 790.769.673 824.075.332 866.551.459 889.831.283 881.043.511 850.454.252 588.176.966 9.415.297.468.221 0,27778 2.615.360.407.839 2.615.360

Fonte IBGE, 2012. IBGE, 2012. IBGE, 2012. IBGE, 2012. IBGE, 2012. Média aritimética de (1)-(5).

SOUZA; SORDILL; OLIVA, 2002.

(6)*(7). MME, 2007; SILVA, SILVA, ROCHA, 2002.

1000*(8)*(9). WALKER, J. et al. (2014).

(10)*(11). (12)/1.000.000.

Anexo A

Anexos








em 2008-2012 [t]

Fator de conver-são da produção em resíduos [t/t]


de resíduos em 2008-2012 [t]

Fator de conversão de resíduos em

energia [MJ/kg]

Potencial energético médio

em 2008-2012 [MJ]

Fator de conversão de MJ para kWh

[kWh/MJ]


2008-2012 [GWh]


2008-2012 [kWh]

Paraná

Cana-de-açúcar 51.244.227 53.831.791 48.361.207 44.907.862 47.940.989 49.257.215 0,54 26.598.897 16,0 425.582.351.728 0,27778 118.217.319.924 118.217

Milho 15.613.442 11.261.704 13.567.096 12.472.720 16.555.330 13.894.058 1,42 19.729.562 17,7 349.213.253.358 0,27778 97.003.681.488 97.004

Soja 11.800.466 9.408.991 14.091.829 15.457.911 10.937.896 12.339.419 1,40 17.275.186 14,6 252.217.716.184 0,27778 70.060.476.718 70.060

Mandioca 3.325.943 3.654.710 4.012.948 4.179.699 3.869.080 3.808.476 1,40 5.331.866 15,8 84.030.214.464 0,27778 23.341.726.240 23.342

Total 81.984.078 78.157.196 80.033.080 77.018.192 79.303.295 79.299.168 68.935.512 1.111.043.535.735 0,27778 308.623.204.371 308.623

Brasil

Cana-de-açúcar 645.300.182 691.606.147 717.463.793 734.006.059 721.077.287 701.890.694 0,54 379.020.986 16,0 6.064.335.769.401 0,27778 1.684.537.713.722 1.684.538

Milho 58.933.347 50.719.822 55.364.271 55.660.235 71.072.810 58.350.097 1,42 82.857.135 17,7 1.466.571.294.039 0,27778 407.380.915.011 407.381

Soja 59.833.105 57.345.382 68.756.343 74.815.447 65.848.857 65.319.827 1,40 91.447.758 14,6 1.335.137.259.792 0,27778 370.871.461.053 370.871

Mandioca 26.703.039 24.403.981 24.967.052 25.349.542 23.044.557 24.893.634 1,40 34.851.088 15,8 549.253.144.989 0,27778 152.570.318.052 152.570

Total 790.769.673 824.075.332 866.551.459 889.831.283 881.043.511 850.454.252 588.176.966 9.415.297.468.221 0,27778 2.615.360.407.839 2.615.360

Fonte IBGE, 2012. IBGE, 2012. IBGE, 2012. IBGE, 2012. IBGE, 2012. Média aritimética de (1)-(5).

SOUZA; SORDILL; OLIVA, 2002.

(6)*(7). MME, 2007; SILVA, SILVA, ROCHA, 2002.

1000*(8)*(9). WALKER, J. et al. (2014).

(10)*(11). (12)/1.000.000.

136 ANEXOS

Efet

ivo d

o re

banh

o em

2012

Quan

tidad

e de

dej

etos

por

ca

beça

por

dia

[k

g/(ca

beça

*dia

)]

Prod

ução

di

ária

de

deje

tos [

kg]

Prod

ução

an

ual d

e de

jeto

s [kg

]

Fato

r de

conv

ersã

o de

dej

etos

em

bio

gás

[m3/

kg]

Pote

ncia

l da

prod

ução

de

biog

ás em

20

12 [m

3]

Fato

r de

conv

ersã

o de

bio

gás

em en

ergi

a el

étric

a [k

Wh/

m3 ]

Pote

ncia

l en

ergé

tico

em 20

12

[kW

h]

Pote

ncia

l en

ergé

tico

em 20

12

[GW

h]

Rela

ção

PR/B

R em

pr

oduç

ão

de en

ergi

a

Para

ná

Aves

232.7

54.47

60,1

5034

.913.1

71,40

12.74

3.307

.561

0,050

637.1

65.37

8,05

1,43

911.1

46.49

191

1,15

22,55

%

Suín

os5.5

18.92

72,3

5012

.969.4

78,45

4.733

.859.6

340,0

7937

3.974

.911,1

11,4

353

4.784

.123

534,7

814

,23%

Vaca

s or

denh

adas

1.615

.916

12,50

020

.198.9

50,00

7.372

.616.7

500,0

3828

0.159

.436,5

01,4

340

0.627

.994

400,6

37,0

9%

Tota

l68

.081

.599

,85

24.8

49.7

83.9

451.

846.

558.

608

1.84

6,56

13,7

3%

Bras

il

Aves

1.032

.038.9

920,1

5015

4.805

.848,8

056

.504.1

34.81

20,0

502.8

25.20

6.740

,601,4

34.0

40.04

5.639

4.040

,05

Suín

os38

.795.9

022,3

5091

.170.3

69,70

33.27

7.184

.941

0,079

2.628

.897.6

10,30

1,43

3.759

.323.5

833.7

59,32

Vaca

s or

denh

adas

22.80

3.519

12,50

028

5.043

.987,5

010

4.041

.055.4

380,0

383.9

53.56

0.106

,631,4

35.6

53.59

0.952

5.653

,59

Tota

l53

1.02

0.20

6,00

193.

822.

375.

190

13.4

52.9

60.1

7413

.452

,96

Font

eIB

GE, 2

012.

OLIV

EIRA

, 199

3.(1

)*(2

).(3

)*36

5.KU

NZ;

OLIV

EIRA

, 20

06.

(4)*

(5).

SGAN

ZERL

A,

1983

.(6

)*(7

).(8

)/1.0

00.0

00.

(9)[P

aran

á]/

(9)[B

rasil

].

Anexo B


Prod

ução

de

etan

ol

em 20

13

[m3 ]

Fato

r de

conv

ersã

o de

etan

ol

em vi

nhaç

a [m

3 /m3 ]

Pote

ncia

l da

prod

ução

de

vinh

aça e

m

2013

[m3 ]

Fato

r de

conv

ersã

o de

vinh

aça e

m

biog

ás

[m3 /m

3 ]

Pote

ncia

l da

prod

ução

de

biog

ás em

20

13 [m

3 ]

Fato

r de

conv

ersã

o de

biog

ás em

en

ergi

a elé

trica

[k

Wh/

m3 ]

Pote

ncia

l en

ergé

tico e

m

2013

[GW

h]

Rela

ção

PR/B

R em

pr

oduç

ão

de en

ergi

a

Para

ná1.4

71.32

0,012

,017

.655.8

40,0

9,516

7.730

.480,0

1,43

239,9

5,29%

Bras

il27

.808.5

91,0

12,0

333.7

03.09

2,09,5

3.170

.179.3

74,0

1,43

4.533

,4

Font

eAN

P, 20

15.

ANA,

200

9.(1

)*(2

).AN

A, 2

009.

(3)*

(4).

SGAN

ZERL

A,

1983

.(5

)*(6

)/1.0

00.0

00.

(7)[P

aran

á]/

(7)[B

rasil

].

Anexo C

Prod

ução

de

biod

iese

l em

20

12 [m

3 ]

Índi

ce d

e co

nver

são d

e gl

icero

l em

bi

odie

sel

[m3 /m

3 ]

Pote

ncia

l da

prod

ução

de

glice

rol e

m

2012

[m3 ]

Fato

r de

conv

ersã

o de

glice

rol e

m

biog

ás

[m3 /m

3 ]

Pote

ncia

l da

prod

ução

de

biog

ás em

20

12 [m

3 ]

Fato

r de

conv

ersã

o de

bio

gás

em en

ergi

a el

étric

a [k

Wh/

m3 ]

Pote

ncia

l en

ergé

tico

em 20

12

[kW

h]

Pote

ncia

l en

ergé

tico

em 20

12

[GW

h]

Rela

ção

PR/B

R em

pr

oduç

ão

de en

ergi

a

Para

ná12

0.110

,90,1

12.01

1,125

03.0

02.77

1,31,4

34.2

93.96

34,2

9

4,42%

Bras

il2.7

17.48

3,50,1

271.7

48,3

250

67.93

7.087

,21,4

397

.150.0

3597

,15

Font

eAd

apta

do

de A

NP/S

PD,

2014

, con

form

e Re

solu

ção

ANP

17/2

004.

MEN

DES;

SE

RRA,

201

2;

ANP,

2014

.

(1)*

(2).

GUIA

PRÁ

TICO

DO

BIO

GÁS,

20

10.

(3)*

(4).

SGAN

ZERL

A,

1983

.(5

)*(6

).(7

)/1.0

00.0

00.

(8)

[Par

aná]

/(8

)[Bra

sil].

Anexo D

138 ANEXOS

Prod

ução

de

fécu

la

de

man

dioc

a em

2012

[t]

Fato

r de c

onve

rsão

de

fécu

la d

e m

andi

oca e

m

man

ipue

ira [m

3 /t]

Pote

ncia

l da

prod

ução

de

man

ipue

ira

em 20

12 [m

3 ]

Fato

r de

conv

ersã

o de

man

ipue

ira em

bi

ogás

[m3 /m

3 ]

Pote

ncia

l da

prod

ução

de

biog

ás em

20

12 [m

3 ]

Fato

r de

conv

ersã

o de

biog

ás em

en

ergi

a elé

trica

[k

Wh/

m3 ]

Pote

ncia

l en

ergé

tico e

m

2012

[kW

h]

Pote

ncia

l en

ergé

tico e

m

2012

[GW

h]

Rela

ção

PR/B

R em

pr

oduç

ão

de en

ergi

a

Para

ná37

4.336

,090,3

312

3.530

,94,1

506.4

76,73

1,43

724.2

61,72

0,72

72,03

%

Bras

il51

9.670

,770,3

317

1.491

,44,1

703.1

14,55

1,43

1.005

.453,8

11,0

1

Font

eCE

PEA

(201

3).

FIOR

ETTO

et al

., 20

01.

(1)*

(2).

FEID

EN, C

ERED

A,

2003

; KUC

ZMAN

et

al.,

2011

.

(3)*

(4).

SGAN

ZERL

A, 1

983.

(5)*

(6).

(7)/1

.000

.000

.(8

)[Par

aná]

/(8)

[Bra

sil].

Prod

ução

de

que

ijo

[t]

Fato

r de

conv

ersã

o de

que

ijo

em so

ro

de le

ite

[m3 /t]

Prod

ução

de

soro

de l

eite

[m

3 ]

Prop

orçã

o do

soro

de

leite

de

scar

tada

Prod

ução

de

soro

de l

eite

po

tenc

ialm

ente

de

scar

tada

[m3 ]

Fato

r de

conv

ersã

o de

soro

de l

eite

em

bio

gás

[m3 /m

3 ]

Pote

ncia

l da

pr

oduç

ão

de b

iogá

s [m

3 ]

Fato

r de

conv

ersã

o de

bio

gás

em en

ergi

a el

étric

a [k

Wh/

m3 ]

Pote

ncia

l en

ergé

tico

[kW

h]

Pote

ncia

l en

ergé

tico

[GW

h]

Rela

ção

PR/B

R em

pr

oduç

ão

de en

ergi

a

Para

ná7.5

68,00

9,068

.112,0

0,534

.056

22,75

774.7

74,00

1,43

1.107

.926,8

21,1

1

0,87

%

Bras

il86

7.100

,009,0

7.803

.900,0

0,53.9

01.95

022

,7588

.769.3

62,50

1,43

126.9

40.18

8,38

126,9

4

Font

eSE

AB, 2

013.

ABRE

U,

1999

.(1

)*(2

).AN

DRAD

E;

MAR

TINS

, 20

02.

(3)*

(4).

LACE

RDA;

OL

IVEI

RA;

CARU

SO, 1

990;

RO

SENW

INKE

L;

AUST

ERM

ANN-

HAUN

; MEY

ER,

2005

.

(5)*

(6).

SGAN

ZERL

A,

1983

.(7

)*(8

).(9

)/1.0

00.0

00.

(10)

[Par

aná]

/(1

0)[B

rasil

].

Anexo E Anexo F


Anexo GPr

oduç

ão

de la

ranj

a em

2012

[t]

Fato

r de

conv

ersã

o de

suco

de l

aran

ja

em ág

ua d

e la

ranj

a [m

3 /m3 ]

Prod

ução

de

água

de l

aran

ja

em 20

12

Fato

r de

conv

ersã

o de

água

de l

aran

ja

em b

iogá

s [m

3 /m

3 ]

Pote

ncia

l da

prod

ução

de

biog

ás em

20

12 [m

3 ]

Fato

r de

conv

ersã

o de

bio

gás

em en

ergi

a el

étric

a [k

Wh/

m3 ]

Pote

ncia

l en

ergé

tico

em 20

12

[kW

h]

Pote

ncia

l en

ergé

tico e

m

2012

[GW

h]

Rela

ção

PR/B

R em

pr

oduç

ão

de en

ergi

a

Para

ná91

3.214

,000,3

027

3.964

,230

,35.8

10.78

0,68

1,43

8.309

.416,3

88,3

1

5,07%

Bras

il18

.012.5

60,00

0,30

5.403

.768,0

30,3

114.6

13.91

9,28

1,43

163.8

97.90

4,57

163,9

0

Font

eIB

GE, 2

012.

ROSE

NWIN

KEL;

AU

STER

MAN

MN-

HAUN

; MEY

ER,

2005

.

(1)*

(2).

GUIA

DO

BIOG

ÁS,

2011

.(3

)*(4

)*0,

7.SG

ANZE

RLA,

19

83.

(5)*

(6).

(7)/1

.000

.000

.(8

)[P

aran

á]/

(8)[B

rasil

].

140 ANEXOS

Produção de cerveja em 2014 [m3]

Produção de cerveja em

2014 [l]

Fator de conversão de

cerveja em biomassa [kg/l]

Biomassa gerada [kg]

Biomassa gerada [t]

Fator de conversão de biomassa em

VS [t/t]

VS [t]Fator de conversão

de biomassa em biogás [m3/t]

Produção anual de biogás

estimada [m3]


biogás em energia elétrica

[kWh/m3]

Potencial Energético (kWh/ano)



de energia

Paraná 306.306.000,00 306.306.000.000,00 0,16 49.008.960.000,00 49.008.960,00 0,23 11.399.484,10 508,00 5.790.937.920,77 1,43 8.281.041.226,70 8.281,04

2,17%

Brasil 14.137.049.858,00 14.137.049.858.000,00 0,16 2.261.927.977.280,00 2.261.927.977,28 0,23 526.124.447,52 508,00 267.271.219.337,79 1,43 382.197.843.653,04 382.197,84

Fonte BRASIL, 2015. (1)*1.000. CERVAJARIA INSANA, 2014.

(2)*(3). (4)/1.000. CORDEIRO et al., 2012.

(5)*(6). KAFLE; KIM, 2013. (7)*(8). SGANZERLA, 1983. (9)*(10). (11)/1.000.000. (12)[Paraná]/(12)[Brasil].

Anexo h

Setor Industrial

Produção anual carne

processada [t]

Fator de conversão de carne processada em

efluente [m3/t]

Produção anual de resíduos [m3]

Índice de conversão resíduos em biogás m3 por

tonelada de carne

Potencial Biogás (m³)

Fator de conversão de biogás em energia de

elétrica [kWh/m³]

Potencial Energético (GWhano)


de energia

Paraná

Bovinos 497.084,50 13,00 6.462.098,50 8,58 55.444.805,13 1,43 79,29 4,20%

Suínos 590.426,10 13,00 7.675.539,30 8,65 66.393.414,95 1,43 94,94 19,50%

Frangos de Corte 3.863.517,37 13,00 50.225.725,81 7,90 396.783.233,90 1,43 567,40 30,30%

Brasil

Bovinos 11.862.879,00 13,00 154.217.427,00 8,58 1.323.185.523,66 1,43 1.892,16

Suínos 3.027.802,95 13,00 39.361.438,35 8,65 340.476.441,73 1,43 486,88

Frangos de Corte 12.759.627,90 13,00 165.875.162,70 7,90 1.310.413.785,33 1,43 1.873,89

Fonte ABIEC, MAPA, 2014. ROSENWINKEL; AUSTERMANMN-HAUN;

MEYER, 2005.

(1)*(2). ROSENWINKEL; AUSTERMANMN-HAUN;

MEYER, 2005.

(3)*(4). SGANZERLA, 1983. (5)*(6)/1.000.000. (7)[Paraná]/(7)[Brasil]

Anexo I

Setor Industrial

Produção Anual Carne (congelada+refrigerada) (T) 2012

Brasil

Bovino 7.913.080

Suínos 2.598.343

Frango 9.751.145

Fonte IBGE/Pesquisa Industrial Anual (2012)

Produção Industrial segundo PIA


Produção de cerveja em 2014 [m3]

Produção de cerveja em

2014 [l]


cerveja em biomassa [kg/l]

Biomassa gerada [kg]

Biomassa gerada [t]

Fator de conversão de biomassa em

VS [t/t]

VS [t]Fator de conversão

de biomassa em biogás [m3/t]

Produção anual de biogás

estimada [m3]


biogás em energia elétrica

[kWh/m3]

Potencial Energético (kWh/ano)



de energia

Paraná 306.306.000,00 306.306.000.000,00 0,16 49.008.960.000,00 49.008.960,00 0,23 11.399.484,10 508,00 5.790.937.920,77 1,43 8.281.041.226,70 8.281,04

2,17%

Brasil 14.137.049.858,00 14.137.049.858.000,00 0,16 2.261.927.977.280,00 2.261.927.977,28 0,23 526.124.447,52 508,00 267.271.219.337,79 1,43 382.197.843.653,04 382.197,84

Fonte BRASIL, 2015. (1)*1.000. CERVAJARIA INSANA, 2014.

(2)*(3). (4)/1.000. CORDEIRO et al., 2012.

(5)*(6). KAFLE; KIM, 2013. (7)*(8). SGANZERLA, 1983. (9)*(10). (11)/1.000.000. (12)[Paraná]/(12)[Brasil].

Setor Industrial

Produção anual carne

processada [t]

Fator de conversão de carne processada em

efluente [m3/t]

Produção anual de resíduos [m3]

Índice de conversão resíduos em biogás m3 por

tonelada de carne

Potencial Biogás (m³)

Fator de conversão de biogás em energia de

elétrica [kWh/m³]

Potencial Energético (GWhano)


de energia

Paraná

Bovinos 497.084,50 13,00 6.462.098,50 8,58 55.444.805,13 1,43 79,29 4,20%

Suínos 590.426,10 13,00 7.675.539,30 8,65 66.393.414,95 1,43 94,94 19,50%

Frangos de Corte 3.863.517,37 13,00 50.225.725,81 7,90 396.783.233,90 1,43 567,40 30,30%

Brasil

Bovinos 11.862.879,00 13,00 154.217.427,00 8,58 1.323.185.523,66 1,43 1.892,16

Suínos 3.027.802,95 13,00 39.361.438,35 8,65 340.476.441,73 1,43 486,88

Frangos de Corte 12.759.627,90 13,00 165.875.162,70 7,90 1.310.413.785,33 1,43 1.873,89

Fonte ABIEC, MAPA, 2014. ROSENWINKEL; AUSTERMANMN-HAUN;

MEYER, 2005.

(1)*(2). ROSENWINKEL; AUSTERMANMN-HAUN;

MEYER, 2005.

(3)*(4). SGANZERLA, 1983. (5)*(6)/1.000.000. (7)[Paraná]/(7)[Brasil]

142 ANEXOS

Popu

laçã

o ur

bana

- 20

12

Fato

r de c

onve

rsão

de

hab

itant

es

em R

SU [k

g/(h

abita

nte*

dia)

]

Prod

ução

an

ual d

e RS

U [k

g/ha

bita

nte]

Prod

ução

an

ual d

e RSU

- 2

012 [

t]

Fato

r de

conv

ersã

o de

RSU

em

bio

gás

[m3 /t]

Pote

ncia

l da

prod

ução

de

biog

ás em

2012

[m

3 ]

Fato

r de

conv

ersã

o de

biog

ás em

en

ergi

a elé

tri-

ca [k

Wh/

m3 ]

Pote

ncia

l en

ergé

tico e

m

2012

[kW

h]

Pote

ncia

l en

ergé

tico

em 20

12

[GW

h]

Rela

ção

PR/B

R em

pr

oduç

ão

de en

ergi

a

Para

ná9.3

74.33

70,7

4627

2,29

2.552

.538

100

255.2

53.82

2,17

1,43

365.0

12.96

636

5,01

4,32%

Bras

il16

8.167

.109

0,963

351,4

9559

.109.8

9810

05.9

10.98

9.797

,801,4

38.4

52.71

5.411

8.452

,72

Font

eM

icrod

ados

Pn

ad 2

012.

ABRE

LPE,

201

4.(2

)*36

5.(1

)*(3

)/1.0

00.

FEAM

, 20

12.

(4)*

(5).

SGAN

ZERL

A,

1983

.(6

)*(7

).(8

)/1.0

00.0

00.

(9)[P

aran

á]/

(9)[B

rasil

]

Prod

ução

de

celu

lose

e p

apel

em

2012

[t]

Fato

r de

conv

ersã

o de

pap

el e

celu

lose

em

resíd

uos [

m3 /t]

Prod

ução

de

resíd

uos e

m

2012

[m3 ]

Fato

r de

conv

ersã

o de

resíd

uos

em b

iogá

s [m

3 /m3 ]

Prod

ução

de

biog

ás em

20

12 [m

3 ]

Fato

r de c

onve

r-sã

o de b

iogá

s em

ener

gia

elét

rica

[kW

h/m

3 ]

Pote

ncia

l en

ergé

tico e

m

2012

[kW

h]

Pote

ncia

l en

ergé

tico e

m

2012

[GW

h]

Rela

ção

PR/B

R em

pr

oduç

ão

de en

ergi

a

Para

ná3.1

53.00

0,00

162,0

051

0.786

.000,0

00,9

175

468.6

46.15

51,4

367

0.164

.001,6

5067

0,164

13,09

%

Bras

il24

.078.0

00,00

162,0

03.9

00.63

6.000

,000,9

175

3.578

.833.5

301,4

35.1

17.73

1.947

,900

5.117

,732

Font

eBR

ACEL

PA,

2013

.RO

SENW

INKE

L AU

STER

MAN

MN-

HAUN

; MEY

ER,

2005

.

(1)*

(2).

BERN

I; BA

JAY,

2003

.(3

)*(4

).SG

ANZE

RLA,

19

83.

(5)*

(6).

(7)/1

.000

.000

.(8

)[Par

aná]

/(8

)[Bra

sil].

Anexo J Anexo K


Prod

ução

de r

esíd

uos

de va

rriçã

o e p

oda [

t]

Fato

r de c

onve

rsão

de

resíd

uos v

erde

s em

bi

ogás

[m3 /t]

Pote

ncia

l da

prod

ução

de

biog

ás [m

3 ]

Fato

r de c

onve

rsão

de

bio

gás e

m en

ergi

a el

étric

a [kW

h/m

3 ]

Pote

ncia

l en

ergé

tico

[kW

h]

Pote

ncia

l en

ergé

tico

[GW

h]

Rela

ção

PR/B

R em

pr

oduç

ão

de en

ergi

a

Para

ná1.1

43.65

4,50

175,0

020

0.139

.537,5

01,4

328

6.199

.538,6

328

6,20

5,48%

Bras

il20

.887.7

45,50

175,0

03.6

55.35

5.462

,501,4

35.2

27.15

8.311

,385.2

27,16

Font

eIB

GE, 2

013.

GUIA

PRÁ

TICO

DO

BIOG

ÁS, 2

010.

(1)*

(2).

SGAN

ZERL

A, 1

983.

(3)*

(4).

(5)/1

.000

.000

.(6

)[Par

aná]

/(6

)[Bra

sil].

Popu

laçã

o ur

bana

- 20

10

Prod

ução

diá

ria

de es

goto

por

ha

bita

nte [

m3 /

(hab

itant

e*di

a)]

Prod

ução

anua

l de

esgo

to p

or

habi

tant

e [m

3 /ha

bita

nte]

Prod

ução

an

ual d

e es

goto

[m3 ]

Fato

r de

conv

ersã

o de

esgo

to em

bi

ogás

[m

3 /m3 ]

Pote

ncia

l da

prod

ução

de

biog

ás em

20

10 [m

3 ]

Fato

r de

conv

ersã

o de

bio

gás

em en

ergi

a el

étric

a [k

Wh/

m3 ]

Pote

ncia

l en

ergé

tico

em 20

10

[kW

h]

Pote

ncia

l en

ergé

tico

em 20

10

[GW

h]

Rela

ção

PR/B

R em

pr

oduç

ão

de en

ergi

a

Para

ná8.9

12.69

20,1

658

,452

0.501

.212,8

0,038

19.77

9.046

1,43

28.28

4.035

,9028

,28

5,54%

Bras

il16

0.925

.792

0,16

58,4

9.398

.066.2

52,8

0,038

357.1

26.51

81,4

351

0.690

.920,1

851

0,69

Font

eIB

GE -

Cens

o De

mog

ráfic

o,

2010

.

PIVE

LI, 2

013.

(2)*

365.

(1)*

(3).

COST

A, 2

006

(4)*

(5).

SGAN

ZERL

A,

1983

.(6

)*(7

).(8

)/1.0

00.0

00.

(9)[P

aran

á]/

(9)[B

rasil

]

Anexo L Anexo M

Prod

ução

de r

esíd

uos

de Ce

asas

em 20

12 [t

]

Fato

r de c

onve

rsão

de

resíd

uos e

m

biog

ás [m

3 /kg]

Porc

enta

gem

de

SVPo

tenc

ial d

a pro

duçã

o de

bio

gás [

m3 ]

Fato

r de

conv

ersã

o de

biog

ás em

en

ergi

a elé

trica

[k

Wh/

m3 ]

Pote

ncia

l en

ergé

tico e

m

2012

[kW

h]

Pote

ncia

l en

ergé

tico e

m

2012

[GW

h]

Para

ná12

.904,5

40,4

985

0,89

5.725

.293,4

1,43

8.187

.169

8,19

Font

eCE

ASA-

PR, 2

012.

RAO

et al

., 20

00.

BOUA

LLAG

UI,

2005

.(1

)*(2

)*(3

)*1.

000.

SGAN

ZERL

A, 1

983.

(4)*

(5).

(6)/1

.000

.000

.

Anexo N


CADEIA PRODUTIVA DE

PARA O ESTADO DO

PARANÁ

Realização:

Apoio:

OPO

RTU

NID

ADES

DA

CAD

EIA

PRO

DU

TIVA

DE

BIO

GÁS

PAR

A O

EST

ADO

DO

PAR

ANÁ