Aproveitamento de biogás em sistemas híbridos de energias renováveis para estações de tratamento de esgoto

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Silva, Lúcia Marina Rosa da
• Orientador(a): Beluco, Alexandre
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Saneamento básico; Tratamento de esgoto; Sistema híbrido de energia; Energia alternativa; Biogás
• Palavras-chave em Inglês: Renewable energies; Hybrid system; HOMER software; Biogas; Wastewater treatment plant
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/239158

O tratamento de esgotos é componente do saneamento básico e é essencial para a manutenção de qualidade adequada dos corpos hídricos e proteção da saúde humana. Para o desenvolvimento das atividades de do setor, um dos custos mais significativos é com energia elétrica, o que pode representar uma das barreiras para a universalização do acesso ao saneamento. A utilização do biogás gerado na digestão anaeróbia dos efluentes em estações de tratamento de esgotos (ETE) pode ser uma fonte alternativa de energia para o setor. O aproveitamento desse recurso pode resultar em uma diminuição nos gastos com compra de energia elétrica da rede pública e na quantidade de gases de efeito estufa emitidos na atmosfera, em comparação com as fontes convencionais de energia. O biogás pode ser utilizado em conjunto com outras fontes renováveis localmente disponíveis, compondo um sistema híbrido para atendimento da demanda da própria ETE. Sendo assim, neste trabalho o software HOMER é utilizado para análise de viabilidade econômica por simulação e determinação da configuração ótima de um sistema híbrido de energias renováveis com inclusão de geradores a biogás para atendimento da demanda de uma ETE. Quatro cenários são propostos e, para cada cenário, também são realizadas análises de sensibilidade de forma a antecipar possíveis mudanças necessárias na configuração do sistema híbrido decorrentes de variações nos custos dos componentes e na disponibilidade de recursos. Preliminarmente, analisa-se o cenário atual de abastecimento, em que os custos para o consumidor são referentes à compra de energia da rede convencional. Em seguida, três cenários são propostos: sistema híbrido de energias renováveis isolado da rede, sistema híbrido de energias renováveis conectado à rede com possibilidade de compra e venda de energia, e, por último, sistema híbrido isolado da rede com possibilidade de uso de um gerador a diesel de apoio. Todas as configurações propostas são viáveis, com custos por kWh inferiores à compra de energia da rede, especialmente em épocas de crise hídrica e consequente aumento nos custos de fornecimento de energia da rede convencional no Brasil. A integração dos sistemas híbridos de energias renováveis que utilizam o biogás com a rede apresentou os menores valores de kWh para o consumidor. Assim, esse tipo de sistema pode contribuir para tornar o fornecimento alternativo de energia para o setor de saneamento mais frequente no Brasil, com foco na sustentabilidade ambiental e econômica do setor.