Estudo da produção de energia elétrica a partir de biogás com e sem purificação de estação de tratamento de esgoto

Abstract

Aterros sanitários e estações de tratamento de esgoto são os principais responsáveis pela produção de biogás, que, quando emitido descontroladamente, pode causar graves problemas ambientais. Uma das formas mais promissoras de aproveitamento desse biogás é a produção de energia elétrica, térmica ou mecânica. Neste estudo foram realizadas simulações com o auxílio do software Aspen HYSYS v8.8 para avaliar os impactos econômicos e energéticos do processo de purificação do biogás em uma planta de produção de energia elétrica. A realização do estudo comparativo considerou duas plantas de produção energética, uma vinculada ao processo de purificação e outra realizando a queima direta do biogás para a produção de eletricidade. O custo associado ao projeto com purificação foi 21% maior quando comparado ao processo sem purificação. Enquanto o valor mínimo de venda (MSP) foi estimado em 6,59 (US$/KWh) para o processo de purificação e 0,52 (US$/KWh) para o processo sem purificação. Foram avaliados também o custo capital e de operação de cada planta, assim como a quantidade de energia elétrica excedente, após suprir as demandas energéticas da estação de tratamento de efluentes (ETE).

Sanitary landfills and sewage treatment plants are most responsible for the production of biogas, which can cause serious environmental problems when emitted uncontrollably. One of the most promising forms of biogas utilization is the generation of electric, thermal or mechanical energy. In this study, the simulator Aspen HYSYS v8.8 software performed the simulations to evaluate economic and energy impact of the biogas purification process at a power plant. The comparative study considered two energy production plants, one linked to the purification process and the other performing the direct burning of biogas aiming to produce electricity. The costs for the purification and non-purification process were US $ 17,600,000.00 and US $ 13,950,000.00, respectively. The minimum selling price (MSP) was estimated at 6.59 (US$/KWh) for the purification process and 0.52 (US$/KWh) for the process without purification. The study also evaluated the amount of surplus electricity after meeting the energy demands of the effluent treatment plant (ETE).