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O que é o segmento de Aterros Sanitários?

Engloba todas as atividades relacionadas à gestão e tratamento de resíduos sólidos em áreas especialmente projetadas para esse fim. É um setor crucial para a gestão ambiental de qualquer município, pois é responsável por dar um destino final adequado aos resíduos que não podem ser reciclados, compostados ou reutilizados.

O que é um Aterro Sanitário?

De acordo com Giovano Candiani (2011) em sua tese de doutorado Estudo da geração de metano em uma célula de aterro sanitário:

O aterro sanitário pode ser definido como uma forma de disposição de resíduos sólidos no solo, particularmente RSU, que, fundamentada em critérios de engenharia e normas operacionais, permite o confinamento seguro, garantindo o controle de poluição ambiental e proteção à saúde pública, minimizando impactos ambientais.

Outra contribuição sobre o conceito de aterro sanitário é apresentada por Ana Cristina Ruoso (2021) na sua dissertação de mestrado Modelo de diagnóstico para a geração de biogás em aterros sanitários:

O aterro sanitário é definido como a disposição controlada de resíduos em terra para reduzir o impacto negativo no meio ambiente por meio da recuperação de biogás e do manejo de lixiviados. Assim, compreende a compressão de resíduos no solo, na forma de camadas periodicamente recobertas com argila ou outros materiais inertes, além de sistemas de drenagem e tratamento de lixiviados, evitando a contaminação das águas subterrâneas, além de sistemas para coletar e queimar o biogás gerado.

Biogás em Aterros: Captura e Uso

Sobre a coleta do biogás no aterro, André Filipe Mendes Alves (2020), na sua tese de doutorado Análise exergoeconomica  e  exergoambienal  de um sistema de trigeração usando gás natural e extensão para o uso do biogás de aterro sanitário, destaca a produção, coleta e aproveitamento do biogás do aterro.

O biogás gerado pela decomposição anaeróbica da matéria orgânica no interior do maciço do aterro sanitário é coletado por meio de tubulações, chamadas drenos, inseridas durante a construção de cada célula do aterro. Essas tubulações são instaladas até a base da célula e possuem filtros de pedra em suas extremidades, evitando que resíduos sólidos obstruam a passagem do biogás. Após ser drenado para fora da célula, o biogás é direcionado a uma estação de coleta e compressão.

O processo de coleta também é abordado no trabalho de Antônio Adelúzio Gomes de Azevedo (2021), na sua Dissertação de Mestrado Análise de viabilidade técnica e econômica do aproveitamento do biogás gerado no aterro sanitário de Palmas – TO
ele descreve:

A captação desses gases é realizada por um sistema de dutos instalados na fase inicial de operação do aterro. Após caracterização físico-química é encaminhado para  dutos de escoamento até local de tratamento.

Estimativas teóricas da produção de Biogás

Há diversas metodologias para a estimativa teórica de produção de biogás da fração orgânica dos resíduos sólidos urbanos (FORSU) em aterros sanitários. No estudo desenvolvido por Carlos Roberto Regattieri (2009), em sua tese de doutorado Quantificação da emissão de biogás em aterro sanitário: estudo de caso do aterro sanitário de São Carlos cita as seguintes metodologias para estimativa teórica da geração de biogás em aterros:

→ United States Environment al Protection Agency (USEPA) - método conhecido como aproximação simples, que utiliza uma única variável, que é a quantidade de resíduos. Esta metodologia exige bastante cautela, devido à falta de precisão, pois não há considerações da redução da quantidade de gás ao longo do tempo. Entretanto, pode ser utilizada como ponto de partida em um projeto de Mecanismo de Desenvolvimento Limpo
(MDL).
→ Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) - método de cálculo mais detalhado que o método anterior, envolve a quantidade de material orgânico degradável presente nos resíduos e permite, assim, o cálculo da quantidade de biogás e, consequentemente, do gás metano a ser gerado. Para precisão dos cálculos, são necessárias avaliações de dados históricos e estatísticos da característica dos resíduos sólidos urbanos.
→ Método de Decaimento de Primeira Ordem - Com a finalidade de padronização mais eficiente de cálculo e a preocupação com as avaliações de Mecanismos de Desenvolvimento Limpo - MDL, em aterros sanitários, as Nações Unidas (UNFCCC), em cooperação com o Painel de Metodologia do IPCC, apresentaram o "Good Practice Guidance", que descreve um método conhecido como "Método do Decaimento de Primeira Ordem". Este guia considera a geração do gás metano de acordo com a degradação de resíduo ao longo do tempo, em função das diferentes características dos resíduos em um aterro sanitário.

Ao avaliar diferentes estudos, Dayse Pereira do Nascimento (2020) apresentou o conceito das versões atuais das metodologias para estimar a produção de biogás. Na sua dissertação de mestrado Análise energética dos processos do aterro sanitário metropolitano de João Pessoa (PB), onde destacou que existem diferentes métodos descritos na literatura para estimar a geração de biogás em aterro sanitário de resíduos sólidos urbanos, que podem ser categorizados em modelos de ordem zero, de primeira ordem, multifásicos e de segunda ordem. Os modelos de primeira ordem são os modelos de geração de biogás mais comumente aplicados atualmente, como:

→ Modelo Landgem (United States Environmental Protection Agency – USEPA): O modelo de estimativa de geração de biogás em aterros sanitários que está sendo mundialmente empregado. É um modelo considerado como padrão, e aplicado para estimar as emissões de biogás de acordo com a Lei do Ar Limpo (Clean Air Act).
→ Método do grupo Intergovernamental para as Mudanças Climáticas (IPCC, Intergovernmental Panel on Climate Change): descreve dois métodos para estimar as emissões de metano (CH4) gerados em aterros sanitários. A diferença entre os dois métodos propostos está em que no método de decaimento de primeira ordem (DPO) as emissões de CH4 depende do tempo transcorrido após a deposição dos resíduos. Já o método simples compreende que as emissões totais de CH4 ocorrem no mesmo ano em que se depositam os resíduos no aterro.
→ Modelo GasSim - Environment Agency of England and Wales (Agência Ambiental do Reino Unido): modelo para avaliar as emissões geradas em aterros sanitários. O programa consiste em dois módulos que calculam e simulam geração e emissões em aterros, mas o principal problema reside no grande número de parâmetros necessários. O modelo GasSim, como os anteriores (USEPA e IPCC), se baseia em uma equação de primeira ordem levando em consideração que os resíduos biodegradáveis podem se enquadrar em três categorias, dependendo da velocidade de degradação.

Biogás para Geração de Energia Elétrica

Quanto a oportunidades de negócio com geração de energia elétrica a partir do biogás de aterros, os agentes do setor elétrico (geradores e consumidores) estabelecem seus acordos comerciais em contratos do Ambiente de Comercialização Regulado (ACR) e Ambiente de Comercialização Livre (ACL). Sobre esses modelos, Flávio Ferreira Freitas (2023) discte em sua tese de doutorado a Análise das políticas para geração distribuída de eletricidade a partir do biogás de resíduos sólidos urbanos no Brasil. No seu trabalho cita:

A maioria desses empreendimentos de geração de eletricidade com biogás só foi possível graças à Resolução ANEEL n° 482/2012 e sua revisão n° 687/2015, que criaram formas de viabilizar esses empreendimentos por meio da micro e minigeração distribuída (GD). Essas resoluções possibilitaram que pequenos projetos se tornassem economicamente viáveis por meio do sistema de compensação de energia, também conhecido como Net Metering. Nesse sistema, a energia produzida próxima aos centros consumidores é injetada na rede de distribuição, podendo ser consumida em até 60 meses Além disso, é permitida a geração compartilhada, autoconsumo remoto e produção em condomínio. A geração compartilhada é caracterizada por um grupo de consumidores responsáveis por uma única unidade geradora, em que cada consumidor deterá uma parcela (fração) do sistema. Autoconsumo remoto é o processo em que a geração e o consumo ocorrem em unidades distintas e devem ser registrados para o mesmo proprietário. No caso de aterros sanitários, em que haja múltiplos municípios consorciados, a geração de energia elétrica se dará através da geração compartilhada, em que haverá um aterro (unidade geradora), distante do local de consumo (pelo menos de uma das cidades) e o consórcio de cidades obterá esta geração. Caso o município não opere por consórcios, mas sim de forma individualizada, como os aterros costumam ser construídos fora da cidade e, portanto, distante do local de consumo, a geração de eletricidade se dará por meio do autoconsumo remoto. Além do GD, os leilões de energia são muito importantes para a  comercialização da energia elétrica produzida a partir do RSU. O primeiro leilão de energia ocorreu em abril de 2022 para fontes térmicas e recuperação de energia do RSU. Os leilões são das novas energias dos tipos A-5 e A-6, com contratos até 2046. Essa medida está prevista na Portaria MME nº 435/2020 (MME, 2020), e as diretrizes para os leilões de energia elétrica foram abertos para consulta pública via Portaria MME nº 480/2021 (MME, 2021).

Biogás de Aterro para Biometano

Sobre a produção de biometano a partir dos RSUs, o trabalho do Gabriel Menon de Lima (2022) avaliou a importância e a infraestrutura necessária. Os resultados do seu trabalho estão na dissertação de mestrado entitulada Viabilidade técnico-econômica da produção de biometano e energia elétrica a partir da fração orgânica de resíduos sólidos urbanos gerados no município de Guarapuava (PR), onde descreve a importância do biometano para o desenvolvimento da bioenergia no Brasil:

O desenvolvimento de produtos energéticos relacionados à cadeia produtiva de biomassa, tais como o biogás e o biometano, pode auxiliar na oferta de energia renovável. O potencial energético do biogás é diretamente proporcional à concentração de metano. O biometano é um produto obtido a partir do biogás com a remoção de contaminantes como CO2, compostos sulfurados, oxigênio (O2), N2, halogenados, particulados, vapor de água, e outros compostos-traços perigosos, como siloxanos, hidrocarbonetos clorados e fluorados, ácidos orgânicos e inorgânicos, e amônia. O biometano é equivalente ao gás natural, e pode ser utilizado como combustível veicular, para geração de energia elétrica ou para atender demandas de energia térmica (calor, vapor, água quente, resfriamento ou outros processos) relacionados aos setores industrial, comercial, institucional ou residencial. Há dois métodos principais para entregar o biometano aos usuários finais: (i) aplicações no local de produção, seja como posto de abastecimento de veículos ou transporte por caminhões ou abastecimento de caminhões de transporte de biometanod comprimido; ou (ii) injeção em rede exclusiva para o biometano ou na rede de gás natural. Quanta ao prcesso de limpeza e purificação do biogás a biomento, os principais fatores que influenciam a escolha da tecnologia de purificação de biogás são relacionados às características finais do biometano, à disponibilidade de suprimentos e equipamentos, às condições operacionais da planta de biometano no aterro sanitário e à composição e faixa de vazão de biogás. A produtividade de biometano e o consumo de energia também podem variar dependendo de qual método de purificação de biogás aplicado. Há diversos métodos utilizados para a purificação do biogás, tais quais a adsorção química ou física com grande área superficial, absorção de gás, condensação, lavagem com água ou solventes líquidos específicos, conversão catalítica ou separação por membrana. A oscilação por pressão e a lavagem com água são as tecnologias de purificação de biogás mais acessíveis economicamente visando à obtenção de biometano, porém as tecnologias dos diferentes métodos de tratamento de biogás estão sendo desenvolvidas continuamente.

Políticas de Incentivo e Regulação

Sobre a necessidade políticas públicas de incentivo e regulação para produção e desenvolvimento do mercado de biometano, Leidiane Mariani (2018) destacou na sua tese de doutorado, Biogás: diagnóstico e propostas de ações para incentivar seu uso no Brasil, pontos importantes em suas considerações finais como:

Necessidade de um ambiente político e regulatório. Em 2018, o país vinha avançando nos anos anteriores, com políticas, resoluções e normas em nível nacional e estadual relacionadas ao biogás. Destacava-se que seria importante que a política nacional fosse direcionada para também incentivar o biogás e considerasse sua complexidade em relação à localização do potencial, substratos, tecnologias, porte e aplicação energética, da mesma forma que ocorreu com o biodiesel e o etanol no Brasil. Como já havia sido destacado, apesar de a política Renovabio considerar o biogás por meio do biometano, ela não era efetiva para o setor, pois o biometano em 2018 representava uma parte pequena do total de biogás produzido no Brasil, conforme indicava o levantamento realizado no estudo. Considerava-se importante que essas políticas de incentivo para uma fonte renovável de energia fossem compostas por mecanismos que apoiassem os empreendimentos no momento do investimento e durante a operação. Para o incentivo na geração de energia, destacava-se a obrigação de compra e mistura de biometano ao gás natural pelas concessionárias de gás, o que poderia viabilizar muitos projetos.

Recentemente foi sanciona Lei nº 14.993, de 8 de outubro de 2024 - Lei do Combustível do Futuro (2024) para promover a mobilidade sustentável. Norma estabelece a criação de programas nacionais de diesel verde, de combustível sustentável para aviação e de biometano, entre outras medidas.

A Lei do Combustível do Futuro institui programas para incentivar a pesquisa, a produção, a comercialização e o uso de biocombustíveis, com o objetivo de promover a descarbonização da matriz de transportes e de mobilidade. Ente eles destaca-se:

→ Programa Nacional de Descarbonização do Produtor e Importador de Gás Natural e de Incentivo ao Biometano: tem como objetivo estimular a pesquisa, a produção, a comercialização e o uso do biometano e do biogás na matriz energética brasileira. O CNPE definirá metas anuais para redução da emissão de gases do efeito estufa pelo setor de gás natural por meio do uso do biometano. A meta entrará em vigor em janeiro de 2026, com valor inicial de 1% e não poderá ultrapassar 10%.

No texto original da Lei nº 14.993, de 8 de outubro de 2024 - Lei do Combustível do Futuro (2024) destaca:

 → Art. 16. São objetivos do Programa Nacional de Descarbonização do Produtor e Importador de Gás Natural e de Incentivo ao Biometano:

     I - estimular a produção e o consumo do biometano e do biogás por meio de projetos relacionados à cadeia de produção do biometano e do biogás;

     II - incentivar a fabricação, a comercialização, a aquisição e a utilização de veículos pesados e máquinas agrícolas e de outros veículos movidos a metano, bem como a conversão de veículos movidos a outros combustíveis para metano e a substituição de motor a diesel usado em veículo por motor novo movido a metano homologado pelos órgãos certificadores;

     III - fomentar projetos de infraestrutura que permitam a conexão de plantas de produção de biometano com as redes de distribuição e transporte de gás natural, desde que sejam economicamente viáveis.

Confome destacou pela Agência Senado:

A redução de emissões poderá ser comprovada pela compra ou utilização de biometano ou pela compra de um Certificado de Garantia de Origem de Biometano (CGOB), de livre negociação e emitido pelos produtores ou importadores desse produto. Companhias que não cumprirem a meta anual estão sujeitas ao pagamento de multa, que pode variar entre R$ 100 mil e R$ 50 milhões. Pequenos produtores e pequenos importadores de gás natural estão excluídos da obrigação.