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Previous issue date: 2016-04-01 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This study aims to evaluate the energy potential of biogas generated in Brazilian landfills that receive municipal solid waste of populations between 100,000 and 20 million inhabitants for generation and sale of electricity. The literature review presents the main concepts related to the subject matter, dealing with energy issues, municipal solid waste and its disposal in landfill, the generation and use of biogas, energy sales coming from biomass, among others. The methodology presents calculation procedures adopted in order to achieve specific objectives. The quantification of the generated biogas was performed according to the model suggested by the IPCC and this information was made other calculations of methane recovery rate, potential for electricity generation cost of electricity generation from landfill biogas and analysis the economic viability of the investment in biogas energy exploitation projects. The organization of these calculations was made by two studies considering the capacity served by landfills and the power available for sale. Study 1 refers to landfills with capacity for between 100,000 and 4,000,000 inhabitants, with power generation up to 5,000 kW and can market the energy generated by means of compensation. The study covers two populations between 5,000,000 and 20,000,000 inhabitants and power from 1,000 kW to 30,000 kW, whose marketing of energy should be made in free trading environments or regulated trading environments. Landfills with power of 1,000 kW and 5,000 kW can market the energy of both forms. The results show great generation of methane for all studied capabilities, higher than in scenarios with higher recovery rate and population served. The energy potential showed better results for cases with greater recovery of methane and conversion efficiency with sufficient quantity to produce energy. The generation cost decreased with increased capacity due to economies of scale, ranging from $ 0.10 per kWh to $ 0.03 kWh. Both studies demonstrate economic viability and attractiveness in all projects from 100 thousand inhabitants, ensuring return on investment in no more than 13 years. Where the marketing of energy can be made either by compensation for the contracting environments, the first alternative was more advantageous, providing a greater return on investment in a shorter period. Finally, the study achieved its objectives with favorable results regarding the use of the potential of biogas from landfills. / Este trabalho objetiva avaliar o potencial energético do biogás gerado em aterros sanitários brasileiros que recebem resíduos sólidos urbanos de populações entre 100 mil e 20 milhões de habitantes, para geração e comercialização de eletricidade. A revisão de literatura apresenta os principais conceitos referentes ao assunto abordado, tratando das questões energéticas, dos resíduos sólidos urbanos e sua destinação em aterramentos sanitários, da geração e aproveitamento do biogás, da comercialização de energia oriunda de biomassa, entre outros. A metodologia apresenta os procedimentos de cálculo adotados a fim de alcançar os objetivos específicos. A quantificação do biogás gerado foi realizada de acordo com o modelo sugerido pelo IPCC e com estas informações foram realizados os demais cálculos de índice de recuperação do metano, potencial de geração de energia elétrica, custo de geração de energia elétrica com biogás de aterro e análise da viabilidade econômica do investimento em projetos de aproveitamento energético do biogás. A organização destes cálculos foi feita através de dois estudos considerando a capacidade atendida pelos aterros sanitários e a potência disponível para comercialização. O estudo 1 refere-se a aterros com capacidade para atender entre 100.000 e 4.000.000 de habitantes, com potência de geração de até 5.000 kW e que podem comercializar a energia gerada por meio de compensação. O estudo 2 abrange populações entre 5.000.000 e 20.000.000 de habitantes e potência entre 1.000 kW e 30.000 kW, cuja a comercialização da energia deve ser feita nos ambientes de comercialização livre ou ambientes de comercialização regulada. Os aterros com potência entre 1.000 kW e 5.000 kW podem comercializar a energia de ambas as formas. Os resultados obtidos demonstram grande geração de metano para todas as capacidades estudadas, sendo superior nos cenários com maior índice de recuperação e população atendida. O potencial energético apresentou melhores resultados para as situações com maior recuperação de metano e eficiência de conversão, com quantidade suficiente para a produção de energia. O custo de geração decresceu com o aumento da capacidade em função daeconomia de escala, com valores entre US$ 0,10 por kWh a US$ 0,03 kWh. Ambos os estudos demonstram viabilidade econômica e atratividade em todos projetos a partir de 100 mil habitantes, garantindo retorno do investimento em no máximo 13 anos. Nos casos em que a comercialização de energia pode ser feita tanto por compensação quanto nos ambientes de contratação, a primeira alternativa se mostrou mais vantajosa, oferecendo um retorno de investimento maior em um tempo inferior. Por fim, o estudo atingiu seus objetivos com resultados favoráveis quanto ao aproveitamento do potencial energético do biogás proveniente de aterros sanitários.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.unioeste.br:tede/1804 |
| Date | 01 April 2016 |
| Creators | Mello, Andriele Rimoldi |
| Contributors | Souza, Samuel Nelson Melegari de, Nogueira, Carlos Eduardo Camargo, Baumgärtner, Tatiana Rodrigues da Silva |
| Publisher | Universidade Estadual do Oeste do Parana, Programa de Pós-Graduação Stricto Sensu em Bioenergia, UNIOESTE, BR, Biocombustíveis |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UNIOESTE, instname:Universidade Estadual do Oeste do Paraná, instacron:UNIOESTE |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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