Inventário da Biomassa Produtora de Biogás de Pernambuco

Celpe - Projeto Biogás.indd 1 15/07/2016 15:57:16

Silva, Sérgio Peres Ramos daInventário da biomassa produtora de biogás de Pernambuco/ Sérgio Peres Ramos da Silva, Maria de Los Angeles PerezFernandez Palha. - Recife: Grá�ca & Copiadora Nacional, 2016.125 p. : il. (inclui, �guras, tabelas)

E-book - PDFISBN 978- 85-92897-07-9

1. Bioenergia. 2. Biogás. 3. Biomassa. 4. Resíduos orgânicos. 5. Resíduos sólidos. I. Palha, Maria de Los Angeles Perez Fernandez.II. Título.

CDD 333.793

S586i

Inventário da Biomassa Produtora de Biogás de Pernambuco

Inventário da Biomassa Produtora de Biogás de PernambucoProjeto P&D14/2013 – ANEEL – CELPE intitulado “Arranjos técnicos e comerciais para inserção de geração de energia elétrica a partir do biogás de resíduos e e' uentes líquidos dentro de um modelo com biodigestores dispersos”.

Gerente do Projeto: Eng.º Thiago Dias Caires – CELPECoordenador do Projeto: D.Sc. Paulo Henrique Ramalho Pereira Gama – B&G

Empresas:

Celpe – Companhia Energética de PernambucoGoverno de Pernambuco – Secretária de Desenvolvimento EconômicoCompesa – Companhia Pernambucana de Saneamento

Empresas Executoras:

Associação Politécnica de Consultoria – POLICONSULT B&G Pesquisa e Consultoria em Sistemas Elétricos Ltda. Centro de Gestão de Tecnologias do Nordeste – CGTI – NE Sustente Projetos Sustentáveis Ltda.

Equipe Técnica do Inventário de Pernambuco

Ph.D. Prof. Sérgio Peres Ramos da Silva – UPE D.Sc. Prof. Maria de Los Angeles Perez Palha – UFPEPh.D. Prof. Ana Rita Fraga Drummond – UPEM.Sc. Adalberto Freire do Nascimento JúniorM.Sc. Marina Rebeca Silva Monteiro – UFPEEngº. Alexandre Nunes da Silva – Mestrando – UPEM.Sc. Micheline Lima Ferreira – UFPEQuím. Gisely Alves da Silva – Mestranda – UFPEQuím. Iago J. S. Silva – Mestrando – UFRPEEngº Avelino Heitor Cardoso Melo – UPEEngº Kaio V. G. Cabral – UFPE

CapaJamerson GumercinoProf. Sérgio Peres Ramos da Silva, Ph.D.

Projeto Grá# co e EditorialJamerson Gumercino

Fotos da CapaFreeImages.com | Bidu Morais, Karel Chrien, Jesuino Souza, Shane Gardner, Julia Eisenberg, Christophe Libert, Radu Velcea, Mike Thorn, Afonso Lima, Kerem Yucel, Pat Herman, Marta Rostek, Malgorzata Litorowicz, Maria Amelia Paiva Abrão, Stephanie Berghaeuser, David Monniaux.

Editoração EletrônicaProfa. Maria de Los Angeles Perez Fernandez Palha, D.Sc.Prof. Sérgio Peres Ramos da Silva, Ph.D.

Este inventário é a conclusão dos trabalhos da FASE 1 do Projeto P&D14/2013 – CELPE intitulado “Arranjos técnicos e comerciais para inserção de geração de energia elétrica a partir do biogás de resíduos e e) uentes líquidos dentro de um modelo com biodigestores dispersos”.

É permitida a reprodução parcial da presente obra, desde que citada a fonte.



AGRADECIMENTOS

Primeiramente, gostaríamos de agradecer a Companhia Energética de Pernambuco – CELPE, que através do seu programa de Pesquisa e Desenvolvimento Tecnológico – P&D, fomentou este trabalho, através do Projeto “Arranjos técnicos e comerciais para inserção de geração de energia elétrica a partir do biogás de resíduos/ e' uentes líquidos dentro de um modelo com biodigestores dispersos”, mediante a chamada da Agência Nacional de Energia Elétrica – ANEEL nº 14/2012 – Projeto Estratégico: “Arranjos Técnicos e Comerciais para Inserção da Geração de Energia Elétrica a Partir do Biogás Oriundo de Resíduos e E' uentes Líquidos na Matriz Energética Brasileira”.

Ao Governo do Estado de Pernambuco, que através do Secretário Executivo de

Desenvolvimento Econômico, Eduardo Azevedo, fomentou a parte executiva deste

projeto e pelo incentivo na realização deste trabalho.

Ao Coordenador e ao gerente do Projeto, respectivamente, Paulo Gama e Thiago

Caires, pelo incentivo para fazermos e concluirmos este inventário.

Aos demais participantes da Equipe Técnica pela indispensável ajuda.

E por - m, gostaríamos de agradecer ao nosso Pai maior, por ter – nos iluminado

e nos dado aptidão, força, paciência, incentivo e discernimento para fazermos e

concluirmos este trabalho.

Prof. Sérgio Peres Ramos da Silva, Ph.D.

Profa. Maria de Los Angeles Perez Fernandez Palha, D.Sc.


INVENTÁRIO DA BIOMASSA PRODUTORA DE BIOGÁS DE PERNAMBUCO

OS AUTORES Prof. SÉRGIO PERES RAMOS DA SILVA, Ph.D.

Profa. MARIA DE LOS ANGELES PEREZ FERNANDEZ PALHA, D.Sc.

Ph.D. em ENGENHARIA MECÂNICA (gaseificação de bagaço de cana) pela UNIVERSITY OF FLORIDA (1997) e professor visitante do WORCESTER POLYTECHNIC INSTITUTE - EUA, em jan/fev 2016, nos Estados Unidos. Mestre em Applied Mechanics pelo Cranfield Institute of Technology, Inglaterra (1987) Engenheiro Mecânico (1981) e Químico Industrial (2006) pela Universidade Federal de Pernambuco (UFPE). Diretor técnico da SUSTENTE – PROJETOS SUSTENTÁVEIS Ltda. Professor da Escola Politécnica de Pernambuco da Universidade de Pernambuco desde 1989, fundador e coordenador do Laboratório de Combustíveis e Energia da Universidade de Pernambuco (POLICOM). É um dos coordenadores da Rede Brasileira de Tecnologia de Biodiesel (RBTB). Em 2012, ganhou o 1º lugar do prêmio Odebrecht para o Desenvolvimento Sustentável - Brasil como orientador do trabalho "Aproveitamento dos resíduos de biomassa da construção civil (RCC) para geração de combustíveis sólidos (Pellets) e gasosos". Foi Atualmente, realiza pesquisas nas áreas: biomassa, biodiesel, geração de energia, gaseificação/pirólise de biomassa, utilização de microalgas para produção de biocombustíveis, biogás, cogeração e aproveitamento energético de resíduos (WTE).

lattes.cnpq.br/5952171958668242

Doutora em Engenharia de Processos Químicos e Bioquímicos pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (1999). Engenheira Química pela Universidade Federal de Pernambuco (1979), mestrado em Bioquímica pela Universidade Federal de Pernambuco (1987). É professor Associado da Universidade Federal de Pernambuco. Coordenadora do Curso de Engenharia Química da UFPE de agosto de 2005 a janeiro de 2012. Tem experiência na área de Engenharia Química, com ênfase em Processos Bioquímicos, atuando principalmente nos seguintes temas: Fermentação e estudo cinético utilizando Zymomonas mobilis; cinética enzimática; Agregação celular e produção de exo-enzimas por Cladosporium cladosporioides, auto-imobilização de células e produção de biopigmentos. Pesquisa a degradação de óleo Diesel e outros combustíveis por via microbiana. Trabalha com aproveitamento de resíduos domésticos e oriundos da agroindústria para produção de energia e metano. Desde 2006 dedica-se a pesquisa sobre a produção de biogás a partir de diferentes resíduos orgânicos urbanos e agrícolas.

lattes.cnpq.br/7250363941176787


APRESENTAÇÃO

Este Inventário é um dos resultados do Projeto de P&D do Setor Elétrico da CELPE, regulado pela ANEEL, intitulado “PE14 – Arranjos técnicos e comerciais para inserção de geração de geração de energia elétrica a partir do biogás de resíduos e e' uentes líquidos dentro de um modelo de biodigestores dispersos”.

Este Inventário apresenta uma avaliação teórica do potencial de geração de energia a partir de resíduos da pecuária e agricultura no Estado de Pernambuco, bem como do potencial de resíduos sólidos municipais. As informações geradas consistem em um diagnóstico primário sobre fontes renováveis de energia, particularmente, o biogás. O estudo teve como - nalidade estimar os potenciais teóricos das principais fontes renováveis de energia disponíveis em Pernambuco a partir de minuciosa pesquisa feita em cada um dos municípios das cinco mesorregiões em que se divide o Estado e a partir desses dados, construir os cenários em que se aproveite os resíduos orgânicos agropecuários e municipais para produção de energia renovável, educação ambiental, economia para a população geradora de energia e ainda, analisar a possibilidade de adicionar essa energia à matriz energética tradicional.

Segundo o IPEA (2012), o “Brasil se destaca na produção agrícola, sendo este um dos setores econômicos estratégicos para a consolidação do programa de estabilização da economia. A grande participação e o forte efeito multiplicador do complexo agroindustrial no produto interno bruto (PIB), o alto peso dos produtos de origem agrícola (básicos, semielaborados e industrializados) na pauta de exportações e a contribuição para o controle da in' ação são exemplos da importância da agricultura para o desempenho da economia brasileira”. Pernambuco por sua vez, segue a tendência do país destacando – se na produção agrícola de lavouras pouco comuns ao Nordeste Brasileiro e nesse caminho, surge a indústria de processamento de alimentos, a agroindústria, que gera resíduos impactantes ao meio ambiente e nem sempre de fácil degradabilidade. Por conta disso, é de grande importância o levantamento dos dados aqui apresentados, referindo – se à quanti- cação e ao tipo de resíduo gerado em cada setor e em cada município, bem como o potencial energético gerado a partir da utilização desses resíduos.

Assim deseja – se que o produto deste trabalho possa abrir discussões sobre uma melhor avaliação dos impactos ambientais gerados pelo montante de biomassa descartado anualmente no Estado e com isso avaliar as possibilidades econômicas de utiliza – lo para a produção de biometano, principal componente do biogás que ao ser produzido, gera como resíduo adubo líquido com baixa carga orgânica e rico em sais nutrientes para o solo.

O trabalho foi dividido em capítulos, iniciando pela introdução onde se faz uma análise geral sobre a produção de biogás, a seguir o capítulo sobre a metodologia utilizada para pesquisa e cálculos de geração de resíduos e potenciais para geração de energia na forma de biogás. O próximo capítulo mostra os resultados de produção de biomassa por mesorregião e municípios, bem como o potencial energético. Por último, analisa – se o contingente de resíduos sólidos municipais em todo o Estado de Pernambuco e sua possibilidade de geração de energia no momento atual e fazendo – se uma projeção para os próximos vinte anos.



RESUMO

Este inventário sobre resíduos orgânicos retrata o potencial teórico de produção de biogás utilizando a biomassa disponível no estado de Pernambuco seja em forma de dejetos animais, resíduos de biomassa como podas ou alimentos, ou e' uentes líquidos notadamente a vinhaça e o esgoto nas estações de tratamento da COMPESA. Foram contempladas todas as cidades de Pernambuco contidas nas cinco mesorregiões: Região Metropolitana do Recife (RMR), Zona da Mata, Agreste, São Francisco e Sertão. Neste levantamento foram utilizadas as microrregiões dentro de cada uma das mesorregiões para dar a visão do potencial teórico de produção de biogás das cidades, das microrregiões, das mesorregiões e por - m do estado de Pernambuco.

No que se refere à produção de biogás utilizando – se dejetos de animais, veri- ca – se que Pernambuco tem o potencial de geração de 625.706.882 m3.ano – 1, sendo o agreste a principal mesorregião produtora com aproximadamente 55% do potencial, seguido do sertão com 23%.

Atualmente em Pernambuco, as pontas e palhas da cana de açúcar são queimadas como um tratamento pré – colheita, minimizando os custos da colheita. Porém, além de ser extremamente poluidora, com emissões de gases de efeitos estufa e particulados, há um potencial energético que está sendo totalmente desprezado. Segundo o biogas Data Bank (TAHERZADEH et al, 2012), a silagem de milho e de outras culturas geram entre 190 e 185 m3 por tonelada de silagem respectivamente. Assim, sendo os resíduos da cana de açúcar, considerando pontas e palhas teriam a capacidade de geração de 623.609.723 m3.ano e poderia ser a principal matéria – prima para geração de biogás, caso não fosse queimada. Na Região Metropolitana do Recife, o maior produtor de biogás seriam os resíduos sólidos urbanos (RSU) com uma possibilidade de geração de 94.811.988 m3.ano de biogás. Relativo a restos de alimentos, salienta – se que neste trabalho, foi considerada a possibilidade de utilização de perdas pós – colheitas para geração de biogás. Caso houvesse uma seleção desta matéria – prima nos domicílios, centros de distribuição de alimentos como supermercados e CEASAS, haveria um grande potencial de geração de biogás, desde que eles não fossem jogados nos aterros e lixões.

Por - m, é importante salientar que o potencial teórico de geração de biogás em Pernambuco é de 1.595.760.431 m3.ano, sendo que 39% deste potencial são oriundos de dejetos animais, 39% de pontas e palhas da cana de açúcar e 13% de RSU, o restante do biogás gerado é oriundo dos resíduos (silagem) da lavoura temporária e permanente.

Palavras chaves: Biogás, Biomassa, Bioenergia, Geração Distribuída, Biodigestores, Resíduos



LISTA DE ILUSTRAÇÕES

Figura 1.1 - Mesorregiões do Estado de Pernambuco. ............................................................16

Figura 2.1 – Produção de Biogás por tipo de substrato ..............................................................22

LISTA DE TABELAS

Tabela 2.1 – Dejetos por tipo de animais ...................................................................................18

Tabela 2.2 – Produção de Dejetos (em massa) por animal e produção de biogás ........................19

Tabela 2.3 – Percentual de perdas na produção Brasileira de Alimentos Pós – colheita, resíduos gerados na lavoura e no Processamento. ..............................................20

Tabela 2.3 – Percentual de perdas na produção Brasileira de Alimentos Pós – colheita, resíduos gerados na lavoura e no Processamento (continuação). ...............................................21

Tabela 2.4 – Resumo dos fatores de conversão para estimativa de produção de biogás ............25

Tabela 3.1 – Total do rebanho da RMR ano 2013 ......................................................................29

Tabela 3.2 – Estimativa da produção de biogás com dejetos animais na RMR ............................30

Tabela 3.3 – Produção Agrícola da Lavoura Permanente RMR – ano 2013 .................................31

Tabela 3.4 – Estimativa da produção de biogás com os resíduos da Lavoura Permanente na RMR ..................................................................................................................31

Tabela 3.5 – Estimativa da produção de biogás com as perdas pós – colheitas da Lavoura Permanente – RMR ......................................................................................................33

Tabela 3.6 – Produção Agrícola da Lavoura Temporária na RMR – ano 2013 ..............................34

Tabela 3.7 – Estimativa da produção de biogás com os resíduos da Lavoura Temporária – RMR .....................................................................................................................35

Tabela 3.8 – Estimativa da produção de biogás com as perdas pós – colheitas da Lavoura Temporária – RMR ........................................................................................................36

Tabela 3.9 – População de 2012 e sua projeção de 2014 a 2032 na RMR .................................37

Tabela 3.10 – Estimativa da Produção de RSU de 2012 a 2032 na RMR – PE .............................38

Tabela 3.11 – Estimativa de Produção de biogás a partir de RSU de 2012 a 2032 na RMR – PE ..................................................................................................................................39

Tabela 3.12 – Resumo da Estimativa de geração de biogás para a RMR – Ano 2013 ..................40

Tabela 3.13 – Total de Rebanho da Zona da Mata de Pernambuco – Ano 2013 .........................42

Tabela 3.14 – Estimativa da Produção de Biogás a partir de Dejetos Animais da Zona da Mata ....................................................................................................................................43

Tabela 3.15 – Produção Agrícola da Lavoura Permanente na Zona da Mata – Ano 2013 ..................................................................................................................................44



Tabela 3.16 – Estimativa da Produção de Biogás a partir de Resíduos da Lavoura Permanente da Zona da Mata ....................................................................................................45

Tabela 3.17 – Estimativa da Produção de Biogás a partir de Perdas Pós – Colheita da Lavoura Permanente da Zona da Mata .......................................................................................46

Tabela 3.18 – Produção Agrícola da Lavoura Temporária e de RSU na Zona da Mata – Ano 2013 ..................................................................................................................................47

Tabela 3.19 – Estimativa da Produção de Biogás a partir de Resíduos da Lavoura Temporária e RSU da Zona da Mata ...........................................................................................48

Tabela 3.20 – Estimativa da Produção de Biogás a partir de Perdas Pós – Colheita da Lavoura Temporária da Zona da Mata ........................................................................................48

Tabela 3.21 – População de 2012 e sua projeção de 2014 a 2032 para a Zona da Mata – PE ..................................................................................................................................50

Tabela 3.22 – Estimativa da Produção de Biogás a partir de RSU em 2012 e sua Estimativa de 2014 a 2032 para a Zona da Mata – PE ................................................................51

Tabela 3.23 – Estimativa da Produção de Biogás a partir de RSU de 2012 a 2032 para a Zona da Mata – PE .................................................................................................................52

Tabela 3.24 – Resumo da Estimativa de Geração de Biogás para a Zona da Mata – Ano 2013 ..................................................................................................................................53

Tabela 3.25 – Total de Rebanhos do Agreste de Pernambuco – Ano 2013 .................................55

Tabela 3.25 – Total de Rebanhos do Agreste de Pernambuco – Ano 2013 (Continuação) ..........56

Tabela 3.26 – Estimativa da Produção de Biogás com Dejetos do Rebanho do Agreste de Pernambuco .........................................................................................................................57

Tabela 3.26 – Estimativa da Produção de Biogás com Dejetos do Rebanho do Agreste de Pernambuco (Continuação) ...................................................................................................58

Tabela 3.27 – Produção Agrícola da Lavoura Permanente do Agreste de Pernambuco – Ano 2013 ..................................................................................................................................59

Tabela 3.27 – Produção Agrícola da Lavoura Permanente do Agreste de Pernambuco – Ano 2013 (Continuação) ............................................................................................................60

Tabela 3.28 – Estimativa da Produção de Biogás com Resíduos da Lavoura Permanente do Agreste de Pernambuco ........................................................................................................61

Tabela 3.28 – Estimativa da Produção de Biogás com Resíduos da Lavoura Permanente do Agreste de Pernambuco (Continuação) .................................................................................62

Tabela 3.29 – Estimativa da Produção de Biogás com Perdas Pós – Colheita da Lavoura Permanente do Agreste .............................................................................................................63

Tabela 3.29 – Estimativa da Produção de Biogás com Perdas Pós – Colheita da Lavoura Permanente do Agreste (Continuação) .......................................................................................64

Tabela 3.30 – Produção Agrícola da Lavoura Temporária do Agreste e RSU – Ano 2013 ...........65

Tabela 3.30 – Produção Agrícola da Lavoura Temporária do Agreste e RSU – Ano 2013 (Continuação) ...........................................................................................................................66



Tabela 3.31 – Estimativa da Produção de Biogás com Resíduos da Lavoura Temporária e RSU do Agreste ......................................................................................................................67

Tabela 3.31 – Estimativa da Produção de Biogás com Resíduos da Lavoura Temporária e RSU do Agreste (Continuação) ................................................................................................68

Tabela 3.32 – Estimativa da Produção de Biogás com Perdas Pós – Colheita da Lavoura Temporária do Agreste ...............................................................................................................69

Tabela 3.32 – Estimativa da Produção de Biogás com Perdas Pós – Colheita da Lavoura Temporária do Agreste (Continuação) ........................................................................................70

Tabela 3.33 – População de 2012 e sua projeção de 2014 a 2032 para o Agreste – PE .............71

Tabela 3.33 – População de 2012 e sua projeção de 2014 a 2032 para o Agreste – PE (Continuação) ............................................................................................................................72

Tabela 3.34 – Estimativa da Produção de RSU de 2012 a 2032 para o Agreste – PE ..................73

Tabela 3.34 – Estimativa da Produção de RSU de 2012 a 2032 para o Agreste – PE (Continuação) ............................................................................................................................74

Tabela 3.35 – Estimativa de Produção de Biogás de RSU de 2012 a 2032 para o Agreste – PE ..............................................................................................................................75

Tabela 3.35 – Estimativa de Produção de Biogás de RSU de 2012 a 2032 para o Agreste – PE (Continuação) ........................................................................................................76

Tabela 3.36 – Resumo da Estimativa de Geração de Biogás para o Agreste – PE Ano 2013 ..................................................................................................................................77

Tabela 3.36 – Resumo da Estimativa de Geração de Biogás para o Agreste – PE Ano 2013 (Continuação) ............................................................................................................78

Tabela 3.37 – Total do Rebanho da Mesorregião do São Francisco de Pernambucano. Ano 2013 ..................................................................................................................................80

Tabela 3.38 – Estimativa da Produção de Biogás com Dejetos de Animais da Mesorregião do São Francisco ...................................................................................................81

Tabela 3.39 – Produção Agrícola da Lavoura Permanente na Mesorregião do São Francisco Ano – 2013 ...............................................................................................................82

Tabela 3.40 – Estimativa da Produção de Biogás com Resíduos da Lavoura Permanente da Mesorregião do São Francisco ...............................................................................................83

Tabela 3.41 – Estimativa da Produção de Biogás com Perdas Pós – Colheita da Lavoura Permanente da Mesorregião do São Francisco ............................................................................84

Tabela 3.42 – Produção Agrícola da Lavoura Temporária da Mesorregião do São Francisco – Ano 2013 ................................................................................................................85

Tabela 3.43 – Estimativa da Produção de Biogás com Resíduos da Lavoura Temporária da Mesorregião do São Francisco ...............................................................................................86

Tabela 3.44 – Estimativa da Produção de Biogás com Perdas Pós – Colheita da Lavoura Temporária da Mesorregião do São Francisco .............................................................................87

Tabela 3.45 – População de 2012 e sua Projeção de 2014 a 2032 da Mesorregião do São Francisco .............................................................................................................................88



Tabela 3.46 – Estimativa de Produção de RSU de 2012 a 2032 da Mesorregião do São Francisco .............................................................................................................................89

Tabela 3.47 – Estimativa da Produção de Biogás com RSU de 2012 a 2032 na Mesorregião do São Francisco ....................................................................................................90

Tabela 3.48 – Resumo da Estimativa de Geração de Biogás para a Mesorregião do São Francisco – Ano 2013 ..........................................................................................................91

Tabela 3.49 – Total do Rebanho da Mesorregião do Sertão de Pernambucano – Ano 2013 ..................................................................................................................................93

Tabela 3.49 – Total do Rebanho da Mesorregião do Sertão de Pernambucano – Ano 2013 (Continuação) ............................................................................................................94

Tabela 3.50 – Estimativa da Produção de Biogás com Dejetos de Animais no Sertão ..................95

Tabela 3.50 – Estimativa da Produção de Biogás com Dejetos de Animais no Sertão (continuação) .............................................................................................................................96

Tabela 3.51 – Produção Agrícola da Lavoura Permanente no Sertão – Ano 2013 ......................97

Tabela 3.51 – Produção Agrícola da Lavoura Permanente no Sertão – Ano 2013 (Continuação) ............................................................................................................................98

Tabela 3.52 – Estimativa da Produção de Biogás com resíduos da Lavoura Permanente no Sertão ...................................................................................................................................99

Tabela 3.52 – Estimativa da Produção de Biogás com resíduos da Lavoura Permanente no Sertão (Continuação) ............................................................................................................100

Tabela 3.53 – Estimativa da Produção de Biogás com Perdas Pós – Colheita da Lavoura Permanente no Sertão ...............................................................................................................101

Tabela 3.53 – Estimativa da Produção de Biogás com Perdas Pós – Colheita da Lavoura Permanente no Sertão (Continuação) .........................................................................................102

Tabela 3.54 – Produção Agrícola da Lavoura Temporária no Sertão – Ano 2013 ........................103

Tabela 3.54 – Produção Agrícola da Lavoura Temporária no Sertão – Ano 2013 (continuação) .............................................................................................................................104

Tabela 3.55 – Estimativa da Produção de Biogás com Resíduos da Lavoura Temporária no Sertão ...................................................................................................................................105

Tabela 3.55 – Estimativa da Produção de Biogás com Resíduos da Lavoura Temporária no Sertão (Continuação) ............................................................................................................106

Tabela 3.56 – Estimativa da Produção de Biogás com Perdas Pós – Colheita da Lavoura Temporária no Sertão .................................................................................................................107

Tabela 3.56 – Estimativa da Produção de Biogás com Perdas Pós – Colheita da Lavoura Temporária no Sertão (Continuação) ..........................................................................................108

Tabela 3.57 – População de 2012 e sua Projeção de 2014 a 2032 para o Sertão ......................109

Tabela 3.57 – População de 2012 e sua Projeção de 2014 a 2032 para o Sertão (Continuação) ............................................................................................................................110

Tabela 3.58 – Estimativa da Produção de RSU de 2012 a 2032 para o Sertão ...........................111



Tabela 3.58 – Estimativa da Produção de RSU de 2012 a 2032 para o Sertão (Continuação) .................................................................................................................112

Tabela 3.59 – Estimativa da Produção de Biogás a partir de RSU de 2012 a 2032 para o Sertão .....................................................................................................................................113

Tabela 3.59 – Estimativa da Produção de Biogás a partir de RSU de 2012 a 2032 para o Sertão (Continuação) ..............................................................................................................114

Tabela 3.60 – Resumo da Estimativa de Geração de Biogás para o Sertão – Ano 2013 ..............115

Tabela 3.60 – Resumo da Estimativa de Geração de Biogás para o Sertão – Ano 2013 (Continuação) ............................................................................................................................116

Tabela 3.61 – Estimativa da Produção de Biogás de Vinhaça em Pernambuco ............................117

Tabela 3.62 – Estimativa da Produção de Biogás de Esgoto nas ETE’s da COMPESA na RMR ......................................................................................................................................118

Tabela 3.63 – Estimativa da Produção de Biogás de Esgoto nas ETE’s da COMPESA no Interior do Estado de Pernambuco .............................................................................................119

Tabela 3.64 – Quadro Resumo sobre a Estimativa da Produção de Biogás no Estado de Pernambuco (IDEAL) .............................................................................................................121

Tabela 3.65 – Quadro Resumo sobre a Estimativa da Produção de Biogás no Estado de Pernambuco – Situação Atual ...............................................................................................121



LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

ABIB | Associação Brasileira das Indústrias de Biomassa e Energia Renovável

ANEEL | Agência Nacional de Energia Elétrica

CELPE | Companhia Energética de Pernambuco

COMPESA | Companhia Pernambucana de Saneamento

CONDEPE / FIDEM | Agência Estadual de Planejamento e Pesquisa de Pernambuco.

EMBRAPA | Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária

ETE | Estação de Tratamento de Esgoto

IBGE | Instituto Brasileiro de Geogra- a e Estatística

IPEA | Instituto de Pesquisa Econômica Aplicada

ITEP | Instituto de Tecnologia de Pernambuco

SINDAÇÚCAR | Sindicato da Indústria do Açúcar e do Álcool

UNICA | União da Indústria de Cana – de – Açúcar



SUMÁRIO

1.INTRODUÇÃO .................................................................................................................................... 16

1.1 MESORREGIÕES DO ESTADO DE PERNAMBUCO ............................................................................ 16

1.2 OBJETIVO GERAL ........................................................................................................................... 17

1.2.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ........................................................................................................... 17

2. METODOLOGIA UTILIZADA PARA DETERMINAR O POTENCIAL DE PRODUÇÃO

DE BIOGÁS NO ESTADO DE PERNAMBUCO ................................................................................... 18

2.1 POTENCIAL DE PRODUÇÃO DE BIOGÁS DE DEJETOS DE ANIMAIS DA PECUÁRIA ........................... 18

2.2 POTENCIAL DE PRODUÇÃO DE BIOGÁS DE RESÍDUOS SÓLIDOS NA AGRICULTURA

E NA AGROINDÚSTRIA ................................................................................................................... 19

2.3 PRODUÇÃO DE BIOGÁS UTILIZANDO OS EFLUENTES LÍQUIDOS DA PRODUÇÃO

DE ETANOL E FARINHA ................................................................................................................... 23

2.3.1 POTENCIAL DE BIOGÁS COM VINHAÇA ................................................................................... 23

2.3.2 PRODUÇÃO DE BIOGÁS COM MANIPUEIRA ............................................................................. 24

2.4 PRODUÇÃO DE BIOGÁS A PARTIR DE ESGOTO SANITÁRIO E RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS .......... 24

2.5 PRODUÇÃO DE BIOGÁS POR TIPO DE SUBSTRATO ......................................................................... 25

3.POTENCIAL DE PRODUÇÃO DE BIOGÁS DE PERNAMBUCO ........................................................... 28

3.1 POTENCIAL DE PRODUÇÃO DE BIOGÁS DA RMR .......................................................................... 28

3.2 POTENCIAL DE PRODUÇÃO DE BIOGÁS DA ZONA DA MATA PERNAMBUCANA ............................ 41

3.3 POTENCIAL DE PRODUÇÃO DE BIOGÁS DO AGRESTE PERNAMBUCANO ....................................... 54

3.4 POTENCIAL DE PRODUÇÃO DE BIOGÁS DA MESORREGIÃO DO

SÃO FRANCISCO PERNAMBUCANO. .............................................................................................. 79

3.5 POTENCIAL DE PRODUÇÃO DE BIOGÁS DA MESORREGIÃO DO SERTÃO PERNAMBUCANO ........... 92

3.6 POTENCIAL DE PRODUÇÃO DE BIOGÁS COM VINHAÇA ............................................................... 117

3.7. PRODUÇÃO DE BIOGÁS DE ETE .................................................................................................... 117

3.8 ESTIMATIVA DE PRODUÇÃO DE BIOGÁS NO ESTADO DE PERNAMBUCO ....................................... 120

4. CONCLUSÕES .................................................................................................................................... 122

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


Inventário da Biomassa Produtora de Biogás de Pernambuco.16

1. INTRODUÇÃO

Este inventário apresenta uma avaliação do potencial de geração de energia, através do metano, por meio de fontes renováveis de resíduo de biomassa agrícola e pecuária do estado de Pernambuco. As informações apresentadas têm como função construir um diagnóstico sobre o potencial do Estado para geração de biogás, com interesse particular no metano. Este processo foi iniciado em agosto de 2013 visando estimar os potenciais teóricos, técnicos das principais fontes renováveis de energia de origem agropecuária disponíveis no Estado, e desta forma, alicerçar a construção de um cenário que permita a participação dessa fonte na matriz energética.

O biogás constitui uma mistura gasosa obtida pela conversão microbiológica anaeróbia de resíduos agroindustriais e domésticos, que tem como componente principal o metano. Como o gás metano é uma importante fonte energética, o biogás é considerado um biocombustível de origem biológica, não fóssil, e sendo uma fonte de energia renovável, pode auxiliar consideravelmente a emancipação da dependência dos combustíveis oriundos da cadeia petroquímica (CASSINI et al., 2003).

Muitos são os resíduos agroindustriais, domésticos e municipais que são potencialmente produtores de biogás, neste sentido, pretende-se criar um inventário para Estado de Pernambuco, analisando-se os resíduos agrícolas e pecuários em cidades que se destaquem em suas diferentes atividades agropecuárias.

Assim, este trabalho consiste em um estudo teórico fundamentado em pesquisas bibliográ- cas e análise da produção agrícola e pecuária do Estado de Pernambuco, tendo como base de dados o IBGE. O inventário pretende identi- car e destacar as vocações regionais para produção de energia a partir de resíduos da pecuária e agricultura.

1.1 MESORREGIÕES DO ESTADO DE PERNAMBUCO

O estado de Pernambuco é dividido em cinco mesorregiões, Metropolitana do Recife (RMR), Zona da Mata, Agreste, Sertão e São Francisco, como mostra a Figura 1.1. A capacidade produtiva de biogás, particularmente metano, será estudada em cada mesorregião a partir de sua produção agropecuária.

Os dados de substrato para produção de biogás foram levantados em cada uma das cinco mesorregiões e calculados o potencial de produção de biogás de cada uma delas. Os municípios que compões as mesorregiões serão apresentados a seguir e nos capítulos subsequentes, serão mostrados os resultados deste levantamento por mesorregião.

Figura 1.1 - Mesorregiões do Estado de Pernambuco.

Fonte: Adaptado do CONDEPE (2006)


Inventário da Biomassa Produtora de Biogás de Pernambuco .17

A produção Agrícola Municipal do Estado de Pernambuco (IBGE,2014) consta de algodão, arroz, amendoim, feijão, mamona, milho, sorgo. O estado destaca-se na produção de frutas, legumes e raízes, sendo dividido em a chamada lavoura permanente e lavoura Temporária (IBGE, 2014). Na pecuária destacam-se na criação de bovinos, caprinos, suínos, galináceos, distribuídos nos diferentes municípios das 05 mesorregiões (IBGE, 2014)

1.2 OBJETIVO GERAL

O trabalho teve como objetivo geral diagnosticar a geração de resíduos e estimar a geração teórica de biogás na agricultura, pecuária e nos municípios das mesorregiões do Estado de Pernambuco.

1.2.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

< Identi- car e quanti- car os resíduos, rejeitos e subprodutos gerados na agricultura, pecuária e região urbana dos municípios do Estado;

< Quanti- car o potencial teórico de geração de energia a partir dos resíduos gerados em cada município.



2. METODOLOGIA UTILIZADA PARA DETERMINAR O POTENCIAL DE PRODUÇÃO DE BIOGÁS NO ESTADO DE PERNAMBUCO

Os métodos utilizados para a determinação da estimativa do potencial de produção de biogás deste inventário foram obtidos da literatura, através de revisão bibliográ- ca, onde estão citadas as produções de biogás pelos diversos substratos oriundos da agricultura, pecuária, estações de tratamento de esgoto, frutas e verduras, restos de comida e resíduos sólidos urbanos. A complexidade de tipos de biomassa que podem ser utilizados em processos de biodigestão para produção de biogás é imensa. Porém para ser usada a biomassa como substrato, ela deve possuir na sua composição carboidratos, proteínas, gorduras, celulose e hemicelulose (que são polissacarídeos) (DEUBLEIN e STEINHAUSER, 2011).

Os dados de produção agrícola e pecuária por município do estado de Pernambuco foram obtidos do IBGE, CONAB, EMBRAPA dentre outros. A partir dos dados municipais, foi possível estimar o potencial das mesorregiões e o potencial de produção de biogás de todo o estado de Pernambuco.

Os dados de produção de dejetos para cada classe de substratos estão descritos a seguir.

2.1 POTENCIAL DE PRODUÇÃO DE BIOGÁS DE DEJETOS DE ANIMAIS DA PECUÁRIA

Para determinação deste potencial foi necessário obter dados sobre a população dos diversos tipos de rebanho no estado de Pernambuco, e selecionar o quantitativo signi- cativo. Os dados dos rebanhos foram obtidos no site do IBGE (www.ibge.gov.br). O rebanho de bovinos se subdivide em dois tipos: bovinos de leite e bovinos de corte. Os bovinos de leite, no caso vacas leiteiras, são destinados à produção de leite e são criadas em sistemas de con- namento ou semi – con- namento. As quantidades de excrementos geradas por tipo de animal e a quantidade de biogás gerada por quilo de excremento estão ilustradas nas Tabelas e Figuras a seguir.

Tabela 2.1 – Dejetos por tipo de animais

POTENCIAL DE PRODUÇÃO DE ESTERCO

ANIMAL

Dejeto por animal por

450 kg de Peso Vivo

(ton.ano – 1 )(1)

Dejeto por animal por

450 kg de Peso Vivo

(kg.dia – 1)(2)

Dejeto por animal

(kg de dejeto por kg

de animal)(2)

Gado de corte 8,5 23 0,05

Vaca Leiteira 12 32,8 0,073

Ovinos 6 16,4 0,036

Suínos 16 43,8 0,097

Equinos 8 22 0,049

Galináceos 4,5 12,3 0,027

Fonte: (1) Jorge Lucas Jr. (2012); (2)Calculados pelos autores.

Os bovinos podem ser abatidos nas fases de novilho (aproximadamente 300 kg) ou boi (aproximadamente 450 kg) (IPEA, 2012).



Pela Tabela 2.1 se veri- ca que a maior quantidade de dejetos por tonelada de animal vivo é a de suínos e a menor de aves. Porém é importante a determinação da quantidade de excremento por tipo de animal dia, o teor de matéria seca e a produção de biogás. Estes dados encontram – se ilustrados na Tabela 2.2. Estes dados são importantes, pois somente com estes dados completos pode – se estimar a produção de biogás a partir dos rejeitos gerados por tipo de animal.

Tabela 2.2 – Produção de Dejetos (em massa) por animal e produção de biogás

TIPO DE ANIMALDejetos sólidos

(kg.dia – 1)m3 biogás.kg – 1

de estercom3 de biogás por

(animal.ano – 1) média(5)

Média(5)

Gado de corte 10(4) – 15(1) 0,025(2) – 0,040(1) 148,28

Vaca leiteira 25(1) 0,025 (2) – 0,049(1) 296,56

Porcos (25 – 100 kg) 2,25(1) – 4(1) 0,062(4) – 0,089(1) 86,1

Ovelhas/cabras 0,5(1) 0,040(1) – 0,061(1) 9,2

Cavalos 10(4) 0,048(4) 175,2

Galinhas de corte 0,10(3) – 0,18(2) 0,09(1) 4,6

Galinhas poedeiras 0,10(3) – 0,18(2) 0,10(1) 5,11

Fonte: (1)Winrock (2013) (2) Abbasi, Tauseef, Abbasi (2012)(2) Lucas Jr.(2012); (3)Winrock (2008); (4)Catapan et al (2012); (5)calculados pelos autores.

Devido às variações de valores encontrados na literatura, optou – se utilizar os valores médios das diversas fontes encontradas (Tabela 2.2). Os valores de produção de biogás animal.ano – 1 foram calculados pelos autores e serão utilizados para o cálculo do potencial teórico de produção de biogás. No caso de caprinos e ovinos, a produção de 0,5 kg por dia são para animais que - cam soltos durante o dia e são presos à noite conforme Lucas Jr. (2012) e Winrock (2013). No caso do gado bovino de corte e vaca leiteira foram adotados os mesmos valores de produção de biogás por tonelada de esterco, embora alguns autores considerem maior a produção de biogás do esterco da vaca leiteira que do gado de corte (WINROCK, 2013; ABBASI, TAUSEEF, ABBASI , 2012).

2.2 POTENCIAL DE PRODUÇÃO DE BIOGÁS DE RESÍDUOS SÓLIDOS NA AGRICULTURA E NA AGROINDÚSTRIA

Para determinação do potencial de produção de biogás de resíduos na agricultura foi necessária a obtenção de dados sobre os principais produtos agrícolas produzidos em Pernambuco, a determinação do percentual que é perdido pós – colheita e a quantidade de resíduos que é deixado também no campo.

Porém, só foi possível estimar a parcela dos resíduos orgânicos gerados nas atividades de cultivo e colheita da produção apenas em algumas atividades no campo, pois, foram referenciadas apenas algumas das culturas. Os únicos dados disponíveis foram a quantidade de hectares plantados e colhidos e a produção total – o que indica possíveis perdas de colheita, e não os montantes totais dos resíduos provenientes da lavoura (IPEA,2012). Conforme Matos (2014) e Matos et. al (2008), a produção de resíduos agrícolas é extremamente variável, dependendo da espécie cultivada, do - m a que se destina, das condições de fertilidade do solo, condições climáticas, entre outros fatores.



Foram considerados os resíduos gerados em algumas das agroindústrias de pequeno porte no qual está incluída a manipueira gerada na casa de farinha, e a vinhaça que é o principal resíduo da produção de etanol na indústria sucroalcooleira.

As perdas na produção agrícola variam grandemente de acordo com a cultura explorada e nível tecnológico empregado. Alguns exemplos de perdas são a cultura da banana que chega ao redor de 40%, mamão 30%, batata 24% e tomate 40% . A Tabela 2.3 ilustra o percentual de perdas por tipo de cultura no Brasil.

Tabela 2.3 – Percentual de perdas na produção Brasileira de Alimentos Pós – colheita, resíduos gerados na lavoura e no Processamento.

PRODUTO RESÍDUOS GERADOS (%)

FRUTAS

Abacate

Perdas pós – colheita3 31

Cascas 14

Caroço 20

Coe- ciente Resíduo 39

Abacaxi


Processamento da fruta 48

Coroa e polpa 48

Coe- ciente Resíduo 60

Banana


Casca 25% da banana madura

Folhas da bananeira 85% do peso dos frutos

Pseudocaule 185% do peso dos frutos

Coe- ciente Resíduo 50% do peso dos frutos1

CajuPerdas pós – colheita 40%

Resíduos 27% do peso do fruto inteiro

GoiabaPerdas pós – colheita3 40%

Resíduos 39%

LaranjaPerdas pós – colheita3 22%

Farelo de bagaço 11%

MamãoPerdas pós – colheita3 30%

Resíduos 39%

MangaPerdas pós – colheita3 27%

Resíduos 39%

Morango Perdas pós – colheita3 39%

Uva de mesa

Perdas pós – colheita4 20%

Engaço da uva 10%

Semente e casca 23%

Coe- ciente Resíduo 40%Obs.:1 IPEA (2012) , 2ABIB , 3 EMBRAPA (1997), 4EMBRAPA(2002)



Tabela 2.3 – Percentual de perdas na produção Brasileira de Alimentos Pós – colheita, resíduos gerados na lavoura e no Processamento (continuação).

PRODUTO RESÍDUOS GERADOS (%)

CULTURAS TEMPORÁRIAS

Amendoim Ramas e resíduos 107%

Arroz Grãos (Casca, palha) 150%

Cana de Açúcar

Bagaço 30% (com 50% umidade)

Palha e Colmos 20%

Coe- ciente de Resíduo NE – 30% S, S,CO – 50%

Vinhaça 13 litros/litro de etanol (1300% EtOH)

FeijãoPerdas pós – colheita 3,26%

Grãos(palhas e resíduos) 53%

Mandioca

Perdas pós – colheita 32,7%

Rama (resíduos campo) 66,1%

Cascas e crueira 9,4%

Manipueira 279,1 litros por tonelada de mandioca

MelanciaPerdas (não – comestíveis)

42,1%

MilhoPerdas pós – colheita 18,1 %

Grãos (Palha, Sabugo e Resíduos)

142%

HORTALIÇAS E LEGUMES

Alface Perdas pós – colheita 43%

Alho Perdas pós – colheita 36%

Batata Perdas pós – colheita 24%

Cebola Perdas pós – colheita 29%

Cenoura Perdas pós – colheita 27%

Chuchu Perdas pós – colheita 16%

Couve – ' or Perdas pós – colheita 48%

Pimentão Perdas pós – colheita 42%

Tomate Perdas pós – colheita 41%

Repolho Perdas pós – colheita 31%Fonte: Adaptado de Ducroquet e Mondin (1996), Rosier e Losso (1997) apud Martins e

Farias (2002). ABIB (2011), EMBRAPA (97), Sasaki et al (2006).

De acordo com o IPEA (2012), Pernambuco produziu 193.059 t de milho em 2010, sendo desperdiçados 111.974 t, fazendo com que a perda pós – colheita de milho chegasse a 58% da safra. Porém, serão adotados os valores da média nacional que foi de 18,1% segundo Martins e Farias (2002).

É importante salientar que no setor agrícola, as perdas são pós – colheita. Ocorre ainda a geração de resíduos no campo e no processamento dos alimentos, principalmente das frutas. As perdas pós – colheitas ocorrem devido às falhas no manuseio, transporte, armazenamento e na comercialização no varejo ou atacado. No caso das perdas nos centros de comercialização, as frutas, verduras e legumes devem ser utilizados para geração do biogás para uso dos próprios centros de distribuição de alimentos e supermercados. Na indústria de processamento de frutas para produção de polpas e



sucos, estes também podem ser utilizados para a geração de biogás pela indústria produtora.

Para o setor sucroalcooleiro foram adotados os seguintes valores (IPEA, 2012): para cada tonelada de cana processada são gerados 100 a 400 kg de torta de - ltro, 800 a 1000 litros de vinhaça e 300 kg de bagaço com 50% de umidade (15% de - bra). Caso a cana em Pernambuco não fosse queimada, ainda haveria a produção de 234 kg de palha e pontas por tonelada de cana (NOGUEIRA; GARCIA, 2013). Segundo o SINDAÇÚCAR (2015) a safra 2012/2013 de cana de açúcar em Pernambuco foi de 13.573.865 toneladas de cana com a produção de 1.221.011 t de açúcar e 274.586 m3 de etanol (104.330 m3 de etanol hidratado e 170.254 m3 de etanol anidro). A vinhaça é o subproduto da produção de etanol.

Para outros tipos de resíduos como os agrícolas, foram adotados os valores de produção de biogás obtidos do site www.biogas – energy.com, e que estão ilustrados na Figura 2.1 juntamente com os dados da Tabela 2.3.

A Figura 2.1 ilustra a produção de biogás por tipo de substrato. Desta forma, observa – se que os excrementos de animais são os que produzem um menor teor de biogás em comparação com as silagens e restos de comida, onde se enquadram as perdas pós – colheita de frutas e verduras. Portanto, estima – se que os resíduos de frutas e verduras podem produzir 265 m3 de biogás por tonelada (restos de comida). Os resíduos gerados no processamento de frutas, como em indústrias de suco e de polpa consistem de bagaço das frutas e cascas. Foi considerada a produção de 100 m3 de biogás por tonelada deste resíduo, haja vista, que foi o resultado obtido para o bagaço do caju (LEITÃO et al, 2011).

Figura 2.1 – Produção de Biogás por tipo de substrato

Fonte: Adaptado de www.biogas – energy.com (2007)



Para os resíduos gerados no campo, como folhas, palhas, bagaços, ramas, cascas etc., estes foram considerados como silagem e a produção de biogás varia de 185 m3 por tonelada de silagem de gramíneas e 190 m3 para a silagem de milho, conforme Tabela 2.4.

Logo, foram utilizados os coe- ciente de produção de biogás de 185 m3.ton – 1 para silagem e 265 m3.ton – 1 para restos de comida.

No caso de uso de cebolas como substrato para produção de biogás, foram obtidos os dados de geração de biogás com cebola numa instalação da |Universidade da Califórnia no campus da cidade de Davis, onde existe um projeto demonstração de digestão anaeróbia. Nesta unidade demonstração são processados de 3 a 5 toneladas de cebola, numa temperatura entre 51,67 ºC e 57,2ºC, com a geração de 350 a 583 m3.dia – 1 (ZHANG, 2012).

2.3 PRODUÇÃO DE BIOGÁS UTILIZANDO OS EFLUENTES LÍQUIDOS DA PRODUÇÃO DE ETANOL E FARINHA

A vinhaça e a manipueira são e' uentes líquidos gerados na produção de etanol e farinha de mandioca, respectivamente. Para o cálculo do potencial de produção de biogás utilizando estes e' uentes como substratos foram adotados os seguintes procedimentos, que são baseados na redução de DQO no biodigestor.

2.3.1 POTENCIAL DE BIOGÁS COM VINHAÇA

Para calcular o potencial energético da vinhaça, utilizou – se a metodologia apresentada por

Szymanski, Balbinot e Schirmer (2010) e IPEA (2012) na qual primeiramente se determina a carga

orgânica da vinhaça através de:

CO = Q (volume de vinhaça em m3) x DQO ( kgDQO), sendo

DQO – demanda química de oxigênio (kg.m – 3), variou de 24 kg.m – 3 (Szymanski, Balbinot e

Schirmer,2010) a 57,051kg.m – ³ (Silva, G. et al, 2015).

Com o valor da carga orgânica, determinou – se o potencial energético (PE) através da equação:

PE = CO x E x F, sendo

E – E# ciência na remoção do DQO, que foi considerado 65%.

F – Fator de conversão de biogás por DQO removido. Adotou – se o valor de referência de 0,45 Nm3

por quilo de DBO removido.

A quantidade de Energia do biogás (EBG) é determinada pela equação:

EBG = PE x PCI,

Sendo o PCI, o poder calorí- co do biogás, com 60% de metano (CH4).

Foi admitido um teor de 60% de metano no biogás. Como o PCI do metano é de 32,08431 MJ.m – 3

(PERES, 97), o PCI do biogás adotado foi de 19,25 MJ.m – 3.

Portanto, as produções máximas e mínimas de biogás utilizando a vinhaça como substrato pode ser

dimensionada da seguinte forma:



Produção mínima

Biogás de vinhaça (m3.ano – 1) = Produção de etanol (m3) x 13 x 24 x 0,65 x 0,45 Biogás de vinhaça

(m3.ano – 1) = 91,26 x produção de etanol (m3), ou ainda,

Biogás de vinhaça (m3.ano – 1) = 7,02 x produção de vinhaça (m3)

Produção máxima

Biogás de vinhaça (m3.ano – 1) = Produção de etanol (m3) x 13 x 57,05 x 0,65 x 0,45 Biogás de

vinhaça (m3.ano – 1) = 216,94 x produção de etanol (m3)

Biogás de vinhaça (m3.ano – 1) = 16,69 x produção de vinhaça (m3)

Portanto, para este inventário foi utilizado um valor médio para a produção de biogás, segundo as

fórmulas:

Biogás de vinhaça (m3.ano – 1) = 154,1 x produção de etanol (m3)

Biogás de vinhaça (m3.ano – 1) = 11,86 x produção de vinhaça (m3).

Este método de cálculo de produção de biogás através da remoção de DQO foi adotado para a

manipueira, e para o esgoto em estações com tecnologia UASB.

2.3.2 PRODUÇÃO DE BIOGÁS COM MANIPUEIRA

Na produção de farinha e da fécula de mandioca é gerado um e' uente líquido chamado manipueira.

Segundo Barana e Cereda (2000) e Monteiro (2015), os valores de DQO variam de 41,5 a 110,5 kg de

O2.m – 3 de manipueira, com valores de Demanda Biológica de Oxigênio (DBO) que variam de 14.000

mg.L – 1 a 34.000 mg.L – 1. O volume de manipueira gerado pode variar de 300 L (casa de farinha) e

600 L por (fecularia)(MONTEIRO, 2015). Para este trabalho, o valor de DQO de 110,38 kg.m – 3 (de

O2) de manipueira foi utilizado, pois este valor foi o obtido em experimentos realizados por Monteiro

(2015) no Laboratório de Combustíveis e Energia (POLICOM) da Universidade de Pernambuco e no

Laboratório de Microbiologia Ambiental da Universidade Federal de Pernambuco.

Assim sendo, a produção de biogás de manipueira pode ser estimada utilizando as seguintes fórmulas:

Biogás de manipueira (m3) = 110,38 x 0,65 x 0,45x 0,3x produção de mandioca (em toneladas)

Biogás de manipueira (m3) = 9,68 x produção de mandioca (t).

2.4 PRODUÇÃO DE BIOGÁS A PARTIR DE ESGOTO SANITÁRIO E RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS

Para estimar o biogás gerado por esgoto sanitário foram adotadas duas premissas: a primeira, quando

o esgoto for tratado em estações com sistema UASB (Chernicharo, 2010). E, a segunda quando se

tratar de estações com tratamento convencional (Peres et al, 2014).

Para o inventário de geração de biogás de resíduos sólidos urbanos foi utilizado como referência

o Plano de Gestão de Resíduos Sólidos do Estado de Pernambuco (2012). A produção estimada

de biogás RSU depositada nos aterros foi de 52,17 m3.ton – 1. Este valor foi calculado adotando



as premissas que em Pernambuco, a parte orgânica constitui 56,4% do lixo (ITEP, 2012), e que

por ter uma estimativa de 185 m3 de biogás por tonelada de lixo orgânico, ou seja, em média são

gerados 104,34 m3 de biogás por tonelada de lixo com um teor de 58% de metano. Porém, apenas

50% do biogás produzido é captado e pode ser utilizado (JUCÁ, 2014). Salienta – se que caso a

parte orgânica (restos de comida, frutas, verduras etc.) for depositada no aterro, ela não poderá ser

utilizada em biodigestores que tem uma captação de gás de 100%. Desta forma, estas tecnologias

são excludentes.

2.5 PRODUÇÃO DE BIOGÁS POR TIPO DE SUBSTRATO

Na Tabela 2.4 estão ilustrados os coe- cientes utilizados para produção de biogás para os resíduos agropecuários e da agroindústria que foram utilizados para fazer a estimativa do potencial teórico.

Tabela 2.4 – Resumo dos fatores de conversão para estimativa de produção de biogás

TIPOS DE RESÍDUOSPECUÁRIA

AnimalDejetos sólidos

(kg.dia – 1)m3 de biogás por animal

Dia Ano

Gado de corte 15 0,406 148,28

Vaca leiteira 25 0,8125 296,56

Porcos (25 – 100 kg) 3,125 0,236 86,1

Ovelhas/cabras 0,5 0,025 9,2

Cavalos 10 0,48 175,2

Galinhas de corte 0,14 0,0126 4,6

Galinhas poedeiras 0,14 0,014 5,11

AGRICULTURA

Lavoura permanentePerdas

pós – colheitam3 de biogás por tonelada colhida

Abacate 31% 82

Banana 40% 106

Caju 40% 106

Coco da Baia 10% –

Goiaba 40% 106

Laranja 22% 58,3

Mamão 30% 80,6

Manga 27% 73

Maracujá 70% 185,5

Morango 39% 103

Uva de mesa 20% 52,7

Obs.: Foi considerada a produção de 265 biogás.ton – 1 (DEUBLEIN; STEINHAUSER, 2011) (exceto coco); partes não comestível (m/m).



AGRICULTURA

Lavoura temporáriaPerdas

pós – colheitam3 de biogás portonelada colhida

Abacaxi 23,7% 62,81

Feijão/Fava 3,26% 8,6

Mandioca 32,7% 86,66

Melancia 42,1% 111,56

Melão 55,3% 146,55

Milho 18,1 % 47,97

Tomate 40,5% 107,33

Obs.: Foi considerada a produção de 265 m3.ton – 1 – Restos de comida (DEUBLEIN; STEINHAUSER, 2011); partes não comestível (m/m)

HORTALIÇAS

LavouraPerdas

pós – colheitam3 de biogás por

tonelada colhida (perdas)

Alface 43% 114

Alho 36% 95,4

Batata/batata – doce 23,7% 62,81

Cebola 29% 76,8

Cenoura 27% 71,6

Chuchu 16% 42,4

Couve – ' or 48% 127,2

Pimentão 42% 111,3

Repolho 31% 82,15

Obs: Consideradas a produção de 265 m3.ton – 1 (restos de comida) (DEUBLEIN; STEINHAUSER, 2011)

Lavoura permanenteResíduos gerados

m3 de biogás portonelada de produto colhido

Abacate 39% 72

Banana 50% 92,5

Café 50% 92,5

Caju – castanha e fruta 73% 135

Coco da Baia 60% 111

Goiaba 39% 72

Laranja/limão/Tangerina 50% 92,5

Mamão 39% 72

Manga 39% 72

Maracujá 39% 72

Urucum 39% 72

Uva de mesa 40% 74



Lavoura temporáriasResíduos gerados

m3 de biogás por tonelada

Abacaxi 60% 111

Algodão Arbóreo 20% 37

Arroz (casca e palha) 149% 275,65

Amendoim (casca e rama) 107% 197,95

Arroz 150% 277,5

Batata – doce 50% 92,5

Cana de açúcar 23,4%* 43,29

Feijão/Fava 53% 98,05

Fumo 70% 129,5

Mandioca 66,1% 122,3

Milho 58% 107,3

Soja 73% 135,05

Tomate 50% 92,5

Obs: Consideradas a produção de 185 m3 de biogás.ton – 1 (silagem gramíneas).Para o milho – a estimativa foi de 190 m3 de biogás ton – 1 (silagem milho)

*Para a cana de açúcar foram consideradas a geração de 234 kg de pontas e palhas por tonelada de cana (23,4%), abolindo a queima da cana em PE.

EFLUENTES LÍQUIDOS

TIPO m3 de biogás.ano – 1

Vinhaça154,1 x produção de Etanol (m3)

11,86 x produção de vinhaça (m3)

Manipueira 9,68 x produção de mandioca (t)

Esgoto (UASB)1 L.s – 1 = 2284,6 m3 de biogás.dia – 1 (833.880

m3.ano – 1)

Esgoto (convencional)1 L.s – 1 = 628,19 m3 de biogás.dia – 1 (229.290

m3.ano – 1)

Obs.: para o esgoto foi considerada uma remoção de70% DQO e 60% metano.

RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS

RSU(t) 52,17 m3 de biogás/ton RSU (58% CH4)

Observação: O teor médio de metano é de 60% na produção estimada de biogás exceto com o RSU.



3. POTENCIAL DE PRODUÇÃO DE BIOGÁS DE PERNAMBUCO

Neste capítulo estão calculados os potenciais de geração de biogás nas cidades, nas micro e mesorregiões do estado de Pernambuco.

Para a determinação deste potencial foram utilizadas as metodologias descritas no Capítulo 2, que retrata o potencial de produção do biogás utilizando os dejetos animais, resíduos da lavoura permanente e temporária, bem como o potencial oriundo das perdas da produção pós – colheita. Também são considerados os resíduos da agroindústria e dos resíduos sólidos.

Os rebanhos considerados foram de suínos, gado de corte (incluindo búfalos), vacas leiteiras, equinos, ovinos, caprinos, frangos de corte e galinhas poedeiras.

3.1 POTENCIAL DE PRODUÇÃO DE BIOGÁS DA RMR

O cálculo da estimativa do potencial de produção de biogás da Mesorregião Região Metropolitana do Recife e suas microrregiões foram obtidos a partir de dados sobre os rebanhos, lavoura permanente e lavoura temporária no site do IBGE (2015). Os dados de geração de RSU e a projeção por 20 anos foram obtidos do Plano de Gestão de Resíduos Sólidos do Estado de Pernambuco (ITPE, 2012).

Assim sendo, as cidades foram dispostas nas microrregiões e foram calculados os potenciais teóricos para a produção de biogás por tipo de rebanho, cultura, por cidades, por microrregião e pela mesorregião que é o somatório das produções das microrregiões.

Os dados foram dispostos em tabelas (Tabelas 3.1 a 3.12) para facilitar a visualização do potencial e o entendimento das mesmas.



Tab

ela

3.1

– T

otal

do

reba

nho

da R

MR

ano

2013



Tab

ela

3.2

– E

stim

ativ

a da

pro

duçã

o de

bio

gás

com

dej

etos

ani

mai

s na

RM

R



Tab

ela

3.3

– P

rodu

ção

Agr

ícol

a da

Lav

oura

Per

man

ente

RM

R –

ano

2013



Tab

ela

3.4

– E

stim

ativ

a da

pro

duçã

o de

bio

gás

com

os

resí

duos

da

Lavo

ura

Perm

anen

te n

a RM

R



Tab

ela

3.5

– E

stim

ativ

a da

pro

duçã

o de

bio

gás

com

as

perd

as p

ós –

col

heita

s da

Lav

oura

Per

man

ente

– R

MR



Tab

ela

3.6

– P

rodu

ção

Agr

ícol

a da

Lav

oura

Tem

porá

ria n

a RM

R –

ano

2013

Celpe - Projeto Biogás.indd 34 15/07/2016 15:57:24Celpe - Projeto Biogás.indd 30 15/07/2016 15:57:24


Tab

ela

3.7

– E

stim

ativ

a da

pro

duçã

o de

bio

gás

com

os

resí

duos

da

Lavo

ura

Tem

porá

ria –

RM

R



Tab

ela

3.8

– E

stim

ativ

a da

pro

duçã

o de

bio

gás

com

as

perd

as p

ós –

col

heita

s da

Lav

oura

Tem

porá

ria –

RM

R



Tab

ela

3.9

– P

opul

ação

de

2012

e s

ua p

roje

ção

de 2

014

a 20

32 n

a RM

R



Tab

ela

3.1

0 –

Est

imat

iva

da P

rodu

ção

de R

SU d

e 20

12 a

203

2 na

RM

R –

PE



Tab

ela

3.1

1 –

Est

imat

iva

de P

rodu

ção

de b

iogá

s a

part

ir de

RSU

de

2012

a 2

032

na R

MR

– PE



Tab

ela

3.1

2 –

Res

umo

da E

stim

ativ

a de

ger

ação

de

biog

ás p

ara

a RM

R –

Ano

201

3



3.2 POTENCIAL DE PRODUÇÃO DE BIOGÁS DA ZONA DA MATA PERNAMBUCANA

Para calcular o potencial de produção de biogás na Mesorregião da Zona da Mata e suas microrregiões foram obtidos os dados sobre os rebanhos, lavoura permanente e lavoura temporária utilizando as informações o- ciais do site do IBGE. Os dados de população e crescimento populacional e do RSU e sua produção de 2012 a 2032 foram obtidos no Plano Estadual de Resíduos Sólidos (ITEP, 2012).




Ta

bela

3.1

3 –

Tot

al d

e Re

banh

o da

Zon

a da

Mat

a de

Per

nam

buco

– A

no 2

013



Tab

ela

3.1

4 –

Est

imat

iva

da P

rodu

ção

de B

iogá

s a

part

ir de

Dej

etos

Ani

mai

s da

Zon

a da

Mat

a



Tab

ela

3.1

5 –

Pro

duçã

o A

gríc

ola

da L

avou

ra P

erm

anen

te n

a Zo

na d

a M

ata

– A

no 2

013



Tab

ela

3.1

6 –

Est

imat

iva

da P

rodu

ção

de B

iogá

s a

part

ir de

Res

íduo

s da

Lav

oura

Per

man

ente

da

Zona

da

Mat

a



Tab

ela

3.1

7 –

Est

imat

iva

da P

rodu

ção

de B

iogá

s a

part

ir de

Per

das

Pós

– C

olhe

ita d

a La

vour

a Pe

rman

ente

da

Zona

da

Mat

a



Tab

ela

3.1

8 –

Pro

duçã

o A

gríc

ola

da L

avou

ra T

empo

rária

e d

e RS

U n

a Zo

na d

a M

ata

– A

no 2

013



Tab

ela

3.1

9 –

Est

imat

iva

da P

rodu

ção

de B

iogá

s a

part

ir de

Res

íduo

s da

Lav

oura

Tem

porá

ria e

RSU

da

Zona

da

Mat

a



Tab

ela

3.2

0 –

Est

imat

iva

da P

rodu

ção

de B

iogá

s a

part

ir de

Per

das

Pós

– C

olhe

ita d

a La

vour

a Te

mpo

rária

da

Zona

da

Mat

a



Tab

ela

3.2

1 –

Pop

ulaç

ão d

e 20

12 e

sua

pro

jeçã

o de

201

4 a

2032

par

a a

Zona

da

Mat

a –

PE




.51

Tab

ela

3.2

2 –

Est

imat

iva

da P

rodu

ção

de B

iogá

s a

part

ir de

RSU

em

201

2 e

sua

Estim

ativ

a de

201

4 a

2032

par

a a

Zona

da

Mat

a –

PE


Tab

ela

3.2

3 –

Est

imat

iva

da P

rodu

ção

de B

iogá

s a

part

ir de

RSU

de

2012

a 2

032

para

a Z

ona

da M

ata

– P

E



Tab

ela

3.2

4 –

Res

umo

da E

stim

ativ

a de

Ger

ação

de

Biog

ás p

ara

a Zo

na d

a M

ata

– A

no 2

013



3.3 POTENCIAL DE PRODUÇÃO DE BIOGÁS DO AGRESTE PERNAMBUCANO

Para determinação do potencial de produção de biogás na Mesorregião Agreste e suas microrregiões foram obtidos os dados sobre os rebanhos, lavoura permanente e lavoura temporária utilizando as informações o- ciais do site do IBGE. Os dados de população e crescimento populacional e do RSU e sua produção de 2012 a 2032 foram obtidos no Plano Estadual de Resíduos Sólidos (ITEP, 2012).




Tab

ela

3.2

5 –

Tot

al d

e Re

banh

os d

o A

gres

te d

e Pe

rnam

buco

– A

no 2

013



Tab

ela

3.2

5 –

Tot

al d

e Re

banh

os d

o A

gres

te d

e Pe

rnam

buco

– A

no 2

013

(Con

tinua

ção)



Tab

ela

3.2

6 –

Est

imat

iva

da P

rodu

ção

de B

iogá

s co

m D

ejet

os d

o Re

banh

o do

Agr

este

de

Pern

ambu

co



Tab

ela

3.2

6 –

Est

imat

iva

da P

rodu

ção

de B

iogá

s co

m D

ejet

os d

o Re

banh

o do

Agr

este

de

Pern

ambu

co (C

ontin

uaçã

o)



Tab

ela

3.2

7 –

Pro

duçã

o A

gríc

ola

da L

avou

ra P

erm

anen

te d

o A

gres

te d

e Pe

rnam

buco

– A

no 2

013



Tab

ela

3.2

7 –

Pro

duçã

o A

gríc

ola

da L

avou

ra P

erm

anen

te d

o A

gres

te d

e Pe

rnam

buco

– A

no 2

013

(Con

tinua

ção)



Tab

ela

3.2

8 –

Est

imat

iva

da P

rodu

ção

de B

iogá

s co

m R

esíd

uos

da L

avou

ra P

erm

anen

te d

o A

gres

te d

e Pe

rnam

buco



Tab

ela

3.2

8 –

Est

imat

iva

da P

rodu

ção

de B

iogá

s co

m R

esíd

uos

da L

avou

ra P

erm

anen

te d

o A

gres

te d

e Pe

rnam

buco

(Con

tinua

ção)



Tab

ela

3.2

9 –

Est

imat

iva

da P

rodu

ção

de B

iogá

s co

m P

erda

s Pó

s –

Col

heita

da

Lavo

ura

Perm

anen

te d

o A

gres

te



Tab

ela

3.2

9 –

Est

imat

iva

da P

rodu

ção

de B

iogá

s co

m P

erda

s Pó

s –

Col

heita

da

Lavo

ura

Perm

anen

te d

o A

gres

te (C

ontin

uaçã

o)



Tab

ela

3.3

0 –

Pro

duçã

o A

gríc

ola

da L

avou

ra T

empo

rária

do

Agr

este

e R

SU –

Ano

201

3



Tab

ela

3.3

0 –

Pro

duçã

o A

gríc

ola

da L

avou

ra T

empo

rária

do

Agr

este

e R

SU –

Ano

201

3 (C

ontin

uaçã

o)



Tab

ela

3.3

1 –

Est

imat

iva

da P

rodu

ção

de B

iogá

s co

m R

esíd

uos

da L

avou

ra T

empo

rária

e R

SU d

o A

gres

te



Tab

ela

3.3

1 –

Est

imat

iva

da P

rodu

ção

de B

iogá

s co

m R

esíd

uos

da L

avou

ra T

empo

rária

e R

SU d

o A

gres

te (C

ontin

uaçã

o)



Tab

ela

3.3

2 –

Est

imat

iva

da P

rodu

ção

de B

iogá

s co

m P

erda

s Pó

s –

Col

heita

da

Lavo

ura

Tem

porá

ria d

o A

gres

te



Tab

ela

3.3

2 –

Est

imat

iva

da P

rodu

ção

de B

iogá

s co

m P

erda

s Pó

s –

Col

heita

da

Lavo

ura

Tem

porá

ria d

o A

gres

te (C

ontin

uaçã

o)



Tab

ela

3.3

3 –

Pop

ulaç

ão d

e 20

12 e

sua

pro

jeçã

o de

201

4 a

2032

par

a o

Agr

este

– P

E



Tab

ela

3.3

3 –

Pop

ulaç

ão d

e 20

12 e

sua

pro

jeçã

o de

201

4 a

2032

par

a o

Agr

este

– P

E (C

ontin

uaçã

o)



Tab

ela

3.3

4 –

Est

imat

iva

da P

rodu

ção

de R

SU d

e 20

12 a

203

2 pa

ra o

Agr

este

– P

E



Tab

ela

3.3

4 –

Est

imat

iva

da P

rodu

ção

de R

SU d

e 20

12 a

203

2 pa

ra o

Agr

este

– P

E (C

ontin

uaçã

o)



Tab

ela

3.3

5 –

Est

imat

iva

de P

rodu

ção

de B

iogá

s de

RSU

de

2012

a 2

032

para

o A

gres

te –

PE



Tab

ela

3.3

5 –

Est

imat

iva

de P

rodu

ção

de B

iogá

s de

RSU

de

2012

a 2

032

para

o A

gres

te –

PE

(Con

tinua

ção)



Tab

ela

3.3

6 –

Res

umo

da E

stim

ativ

a de

Ger

ação

de

Biog

ás p

ara

o A

gres

te –

PE

Ano

201

3



Tab

ela

3.3

6 –

Res

umo

da E

stim

ativ

a de

Ger

ação

de

Biog

ás p

ara

o A

gres

te –

PE

Ano

201

3 (C

ontin

uaçã

o)



3.4 POTENCIAL DE PRODUÇÃO DE BIOGÁS DA MESORREGIÃO DO SÃO FRANCISCO PERNAMBUCANO.

Para cálculo do potencial de produção de biogás na Mesorregião São Francisco e suas microrregiões foram obtidos os dados sobre os rebanhos, lavoura permanente e lavoura temporária utilizando as informações o- ciais do site do IBGE. Os dados de população e crescimento populacional e do RSU e sua produção de 2012 a 2032 foram obtidos no Plano Estadual de Resíduos Sólidos (ITEP, 2012).




Tab

ela

3.3

7 –

Tot

al d

o Re

banh

o da

Mes

orre

gião

do

São

Fran

cisc

o de

Per

nam

buca

no. A

no 2

013

Celpe - Projeto Biogás.indd 80 15/07/2016 15:57:32Celpe - Projeto Biogás.indd 52 15/07/2016 15:57:28Celpe - Projeto Biogás.indd 30 15/07/2016 15:57:24


Tab

ela

3.3

8 –

Est

imat

iva

da P

rodu

ção

de B

iogá

s co

m D

ejet

os d

e A

nim

ais

da M

esor

regi

ão d

o Sã

o Fr

anci

sco



Tab

ela

3.3

9 –

Pro

duçã

o A

gríc

ola

da L

avou

ra P

erm

anen

te n

a M

esor

regi

ão d

o Sã

o Fr

anci

sco

Ano

– 2

013



Tab

ela

3.4

0 –

Est

imat

iva

da P

rodu

ção

de B

iogá

s co

m R

esíd

uos

da L

avou

ra P

erm

anen

te d

a M

esor

regi

ão d

o Sã

o Fr

anci

sco



Tab

ela

3.4

1 –

Est

imat

iva

da P

rodu

ção

de B

iogá

s co

m P

erda

s Pó

s –

Col

heita

da

Lavo

ura

Perm

anen

te d

a M

esor

regi

ão d

o Sã

o Fr

anci

sco



Tab

ela

3.4

2 –

Pro

duçã

o A

gríc

ola

da L

avou

ra T

empo

rária

da

Mes

orre

gião

do

São

Fran

cisc

o –

Ano

201

3



Tab

ela

3.4

3 –

Est

imat

iva

da P

rodu

ção

de B

iogá

s co

m R

esíd

uos

da L

avou

ra T

empo

rária

da

Mes

orre

gião

do

São

Fran

cisc

o



Tab

ela

3.4

4 –

Est

imat

iva

da P

rodu

ção

de B

iogá

s co

m P

erda

s Pó

s –

Col

heita

da

Lavo

ura

Tem

porá

ria d

a M

esor

regi

ão d

o Sã

o Fr

anci

sco



Tab

ela

3.4

5 –

Pop

ulaç

ão d

e 20

12 e

sua

Pro

jeçã

o de

201

4 a

2032

da

Mes

orre

gião

do

São

Fran

cisc

o



Tab

ela

3.4

6 –

Est

imat

iva

de P

rodu

ção

de R

SU d

e 20

12 a

203

2 da

Mes

orre

gião

do

São

Fran

cisc

o



Tab

ela

3.4

7 –

Est

imat

iva

da P

rodu

ção

de B

iogá

s co

m R

SU d

e 20

12 a

203

2 na

Mes

orre

gião

do

São

Fran

cisc

o



Tab

ela

3.4

8 –

Res

umo

da E

stim

ativ

a de

Ger

ação

de

Biog

ás p

ara

a M

esor

regi

ão d

o Sã

o Fr

anci

sco

– A

no 2

013



3.5 POTENCIAL DE PRODUÇÃO DE BIOGÁS DA MESORREGIÃO DO SERTÃO PERNAMBUCANO

Para determinação do potencial de produção de biogás na Mesorregião Sertão e suas microrregiões foram obtidos os dados sobre os rebanhos, lavoura permanente e lavoura temporária utilizando as informações o- ciais do site do IBGE (2015). Os dados de população e crescimento populacional e do RSU e sua produção de 2012 a 2032 foram obtidos no Plano Estadual de Resíduos Sólidos (ITEP, 2012).




Tab

ela

3.4

9 –

Tot

al d

o Re

banh

o da

Mes

orre

gião

do

Sert

ão d

e Pe

rnam

buca

no –

Ano

201

3



Tab

ela

3.4

9 –

Tot

al d

o Re

banh

o da

Mes

orre

gião

do

Sert

ão d

e Pe

rnam

buca

no –

Ano

201

3 (C

ontin

uaçã

o)



Tab

ela

3.5

0 –

Est

imat

iva

da P

rodu

ção

de B

iogá

s co

m D

ejet

os d

e A

nim

ais

no S

ertã

o



Tab

ela

3.5

0 –

Est

imat

iva

da P

rodu

ção

de B

iogá

s co

m D

ejet

os d

e A

nim

ais

no S

ertã

o (c

ontin

uaçã

o)



Tab

ela

3.5

1 –

Pro

duçã

o A

gríc

ola

da L

avou

ra P

erm

anen

te n

o Se

rtão

– A

no 2

013



Tab

ela

3.5

1 –

Pro

duçã

o A

gríc

ola

da L

avou

ra P

erm

anen

te n

o Se

rtão

– A

no 2

013

(Con

tinua

ção)



Tab

ela

3.5

2 –

Est

imat

iva

da P

rodu

ção

de B

iogá

s co

m r

esíd

uos

da L

avou

ra P

erm

anen

te n

o Se

rtão



Tab

ela

3.5

2 –

Est

imat

iva

da P

rodu

ção

de B

iogá

s co

m r

esíd

uos

da L

avou

ra P

erm

anen

te n

o Se

rtão

(Con

tinua

ção)



Tab

ela

3.5

3 –

Est

imat

iva

da P

rodu

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3.6 POTENCIAL DE PRODUÇÃO DE BIOGÁS COM VINHAÇA

Para obtenção do potencial de produção de biogás a partir de vinhaça foram obtidos os dados sobre a produção do etanol anidro e hidratado em Pernambuco na safra 2014/2014, que foi de setembro a fevereiro de 2015. Estes dados foram obtidos no Sindaçúcar, que disponibilizou estes dados no site www.sindacucar.com.br (2015). Admitiu – se que um litro de etanol geram gerados 13 litros de vinhaça (SALOMON e LORA, 2005). Porém, em Pernambuco não há utilização de vinhaça para produção de biogás. A única exceção é um projeto demonstrativo da CETREL, na Usina JB, em Vitória de Santo Antão. Salienta – se que a vinhaça é utilizada em processo de fertirrigação na lavoura da cana de açúcar. Desta forma, não foram obtidos dados de geração por usina de etanol, mas, um valor total de geração de etanol. Nossos cálculos de produção de vinhaça e a estimativa de produção de biogás de vinhaça forma obtidos de forma global para o estado de Pernambuco (Zona da Mata e Região Metropolitana do Recife).

Os dados de produção de biogás de vinhaça estão ilustrados na Tabela 3.61.

Tabela 3.61 – Estimativa da Produção de Biogás de Vinhaça em Pernambuco

3.7. PRODUÇÃO DE BIOGÁS DE ETE

Para determinação do potencial de geração de biogás das Estações de Tratamento de Esgoto (ETE) de Pernambuco, foram obtidos dados de vazão e do tipo de tecnologia utilizada em cada uma das ETE´s. A metodologia de cálculo está descrito no capítulo 2. Vale salientar que ainda não há aproveitamento energético do biogás gerado nas ETE´s em Pernambuco. E, quase na sua totalidade, as ETE´s precisam sofrer modi- cações para que se tornar habitadas para gerarem o biogás e utilizarem energeticamente. Deste modo, são disponibilizados a estimativa de geração de biogás nas ETE´s localizadas na Região Metropolitana do Recife e nas ETE´s do interior do Estado. Os resultados estão ilustrados nas Tabelas 3.62 e 3.63, respectivamente.



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3.8 ESTIMATIVA DE PRODUÇÃO DE BIOGÁS NO ESTADO DE PERNAMBUCO

A seguir, encontram – se os Quadros Resumos (Tabela 3.64 e Tabela 3.65) sobre as estimativas teóricas de produção de biogás no estado de Pernambuco. A Tabela 3.64 apresenta uma estimativa da produção de biogás em uma situação ideal, onde seriam consideradas por mesorregião, além das tradicionais fontes de carbono, como resíduos de rebanho, RSU, lavoura permanente e temporária, aquelas oriundas de pontas e palhas de cana de açúcar. A Tabela 3.65 mostra os mesmos resultados excluindo aqueles provenientes de pontas e palhas de cana de açúcar, nesse cenário observa – se que há uma perda teórica de aproximadamente 39% em capacidade geradora de biogás.

O cenário apresentado na Tabela 3.65 é o que melhor se aproxima da realidade, visto que em Pernambuco, a cana de açúcar é queimada antes de ser cortada e utilizada na produção sucroalcooleira, perdendo – se pontas e palhas. Apesar dessa situação, a estimativa de produção de biogás é signi- cativa, totalizando 972.150.708 m3.ano – 1 que poderiam ser utilizados como fonte de energia.



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4. CONCLUSÕES


Este inventário apresenta o potencial teórico de geração de biogás em Pernambuco utilizando resídu-os orgânicos oriundos de dejetos animais, vegetais (lavoura permanente e temporária), resíduos só-lidos urbanos (RSU), esgoto das ETE´S da COMPESA e vinhaça do setor sucroalcooleiro. Como re-sultado, mostrou-se que o potencial teórico ideal de geração de biogás em todo o estado é de 1.596.369.459 m3.ano-1. No entanto, para atingir este potencial, seria necessária uma mudança cultural no setor sucroalcooleiro, o qual não poderia provocar queimadas que além de causar danos sérios ao meio-ambiente com a emissão de gases poluentes e devastação da fauna, desperdiça o potencial de geração de energia de pontas e palhas, que representam 23% da massa total da cana de açúcar. A prática da queimada reduz o potencial teórico em aproximadamente 40%, passando a 972.759.736 m3.ano-1. No potencial teórico ideal, 39% são oriundos de dejetos animais, 39% de pontas e palhas da cana de açúcar e 13% de RSU, o restante do biogás gerado é oriundo dos resídu-os (silagem) da lavoura temporária e permanente (9%). No potencial teórico real, 64% do biogás se-riam gerados por dejetos animais e 21% por RSU e 15% do somatório de lavoura permanente e tem-porária. A mesorregião com o maior potencial teórico de geração de biogás na situação ideal seria a Zona da Mata, correspondendo a aproximadamente 38% do potencial total de Pernambuco. Porém, com as queimadas, este potencial fica reduzido a 19% do total teórico real. Relativo ao potencial teórico real, a mesorregião com a maior produção seria o Agreste com 439.553.530 m3.ano-1, o que equivale a 45% do total de Pernambuco. No que se refere à produção de biogás utilizando-se dejetos de animais, verifica-se que Pernambuco tem o potencial de geração de 625.961.444 m3.ano-1, sen-do o Agreste a principal mesorregião produtora com aproximadamente 55% do potencial, seguido do Sertão com 23%. Na RMR, o maior produtor de biogás seriam os RSU com uma possibilidade de geração de 94.873.139 m3.ano-1 de biogás, o que corresponde a 88% do potencial teórico real. O aproveitamento energético de esgoto de ETE´s apresenta um elevado potencial, embora quase em sua totalidade estas não tenham sido projetadas para promover o aproveitamento de biogás. Algumas delas são apenas dotadas do sistema UASB ou convencional que já preveem a produção de biogás, mas sem promover seu aproveitamento energético. Caso fosse aproveitado o potencial teórico de produção das ETE’s, em Pernambuco, este poderia chegar a 10.316.561 m3.ano-1, sendo os RSUs a matéria–prima com o segundo maior potencial de geração de biogás no estado, uma vez que as pontas e palhas da cana de açúcar são queimadas impedindo seu aproveitamento e reduzindo seu potencial energético. Por fim, é importante salientar que o estado de Pernambuco possui um sig-nificativo potencial de geração de biogás, entretanto são necessários incentivos para implementação de projetos para seu real aproveitamento em ambientes públicos e privados de pequeno, médio e grande porte, de modo a contribuir com a matriz energética estadual.


REFERÊNCIAS

ABBASI, T.; TAUSEEF, S.M.; ABBASI, S.A. Biogas Energy. 1 ed. New York: Springer – Verlag New York, 2012. 169p.

ABIB – Associação Brasileira das Indústrias de Biomassa e Energia Renovável – Brasil tem muito para crescer na produção de Biomassa. http://www.biomassabioenergia.com.br/noticia/brasil – tem – muito – para – crescer – na –

producao – de – biomassa/20110815095434_M_511. 15 /08/2011 as 09:51:27 (2011)

BARANA, A.C.; CEREDA, M.apP. Cassava wastewater manipueira treatment using a two – phase anaerobic biodigestor. Ciência e Tecnologia de Alimentos, Campinas, v.20, n.2, p.183 – 6, 2000.

CASSINI, S. T. (coord.). Digestão de resíduos sólidos orgânicos e aproveitamento do biogás. Rio de janeiro: ABES, Rima – Projeto PROSAB, 2003. 210 p.

CATAPAN, D.C., CATAPAN, A., ROSSET, N.R., HARZER, J.H.. Análise da viabilidade - nanceira da produção de biogás através de dejetos de equinos. Custos e Agronegócio. 8, 25 – 51. 2012

CHERNICHARO, C.A.L. Reatores Anaeróbios. Ed. UFMG. ISBN 8588556072. Segunda Edição.2010. 588p.

CONDEPE/FIDEM – AGÊNCIA ESTADUAL DE PLANEJAMENTO E PESQUISAS DE PERNAMBUCO – GOVERNO DO ESTADO DE PERNAMBUCO – Série Bacias Hidrográ# cas de Pernambuco Nº 3 – 2006. 85p

DEUBLEIN,D.; STEINHAUSER, A. Biogas from Waste and Renewable Resources: An Introduction. Wiley – VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. Segunda edição. 2011.550p

DUCROQUET, J.P.H.J; MONDIN, V. P.Cadeias produtivas do Estado de Santa Catarina: Pêssego e ameixa. Florianópolis: EPAGRI, 1996. 73p. (Boletim Técnico, 80) in MARTINS, C. R.; FARIAS, R. M. Produção de Alimentos X Desperdício: Tipos, Causas e Como Reduzir Perdas na Produção Agrícola – Revisão. Revista da FZVA. Uruguaiana, v. 9, n. 1, p. 20 – 32. 2002.

EMBRAPA – CENCI, S. A; SOARES, A. G.; FREIRE JUNIOR, M. Manual de perdas pós – colheita em frutos e hortaliças. Rio de Janeiro: EMBRAPA – CTAA, 1997. 29p. (EMBRAPA – CTAA. Documentos, 27).

IBGE – Instituto Brasileiro de Geogra- a e Estatística. CIDADES. http://www.ibge.gov.br/home/estatistica/populacao/estimativa2014/ estimativa_dou.shtm Arquivo consultado em 04 de Junho de 2015

IBGE – Instituto Brasileiro de Geogra- a e Estatística. CIDADES http://www.cidades.ibge.gov.br/xtras/temas.php?lang=&codmun=260005&idtema=138&search=pernambuco|abreu – e – lima|extracao – vegetal – e – silvicultura – 2014

IBGE – Instituto Brasileiro de Geogra- a e Estatística. CIDADES http://www.cidades.ibge.gov.br/xtras/temas.php?lang=&codmun=260005&idtema=135&search=pernambuco|abreu – e – lima|pecuaria – 2014

IBGE – Instituto Brasileiro de Geogra- a e Estatística. CIDADES http://www.cidades.ibge.gov.br/xtras/temas.php?lang=&codmun=260005&idtema=136&search=pernambuco|abreu – e – lima|producao – agricola – municipal – lavoura – permanente – 2014

IBGE – Instituto Brasileiro de Geogra- a e Estatística. CIDADES http://www.cidades.ibge.gov.br/xtras/temas.php?lang=&codmun=260005&idtema=137&search=pernambuco|abreu – e – lima|producao – agricola – municipal – lavoura – temporaria – 2014



IBGE – Instituto Brasileiro de Geogra- a e Estatística. CIDADES http://www.cidades.ibge.gov.br/xtras/uf.php?lang=&coduf=26&search=pernambuco –para todas as culturas em todas as cidades de Pernambuco – 2014

IPEA – Instituto de Pesquisa Econômica Aplicada – Diagnóstico dos Resíduos Orgânicos do Setor Agrossilvopastoril e Agroindústrias Associadas – Relatório de Pesquisa – http://www.ipea.gov.br. 2012

ITEP – Instituto de Tecnologia de Pernambuco – Plano Estadual de Resíduos Sólidos. Secretaria de Meio Ambiente e Sustentabilidade – SEMAS. 2012.

JUCÁ, J. F. T. Aproveitamento Energético do Biogás dos Resíduos Sólidos Urbanos in: XI Seminário Nacional de Resíduos Sólidos ABES – DF. Brasília, 7 e 8 de agosto de 2014.

LEITÃO, R. C.; CLAUDINO, R. L.; BRITO, C. R. F.; ALEXANDRE, L. C.; CASSALES, A. R.; PINTO, G. A. S.; SANTAELLA, S. T.; Produção de Biogás a partir do Bagaço do Caju. EMBRAPA – Boletim de Pesquisa e Desenvolvimento 51. 2011. 45p

LUCAS JUNIOR, J.; ORRICO JUNIOR, M.A.P.; ORRICO, A.C.A.; SAMPAIO, A.A.M.; FERNANDES, A.R.M.; OLIVEIRA, E.A. Compostagem dos dejetos da bovinocultura de corte: in' uência do período, do genótipo e da dieta. R. Bras. Zootec. vol.41 no.5 Viçosa, Maio. 2012

LUCAS JUNIOR, J.; ORRICO JUNIOR, M.A.P.; ORRICO, A.C.A. Produção animal e o meio ambiente: uma comparação entre potencial de emissão de metano dos dejetos e a quantidade de alimento produzido. Eng. Agríc., Jaboticabal, v.31, n.2, p.399 – 410, março/abril. 2011

MATOS, A.T. Tratamento e Aproveitamento Agrícola de Resíduos Sólidos. 1ªed. Editora UFV. 2014. 241p

MATOS, A. T.; CARVALHO, A. L;. AZEVEDO, I. C. D. d’A. Viabilidade do aproveitamento agrícola de percolados de resíduos sólidos urbanos. Rev. Bras. Eng. Agríc. Ambient. vol.12 no.4 Campina Grande Júlio /Agosto. 2008

MONTEIRO, M. R. S. Produção de biogás a partir da digestão anaeróbia de manipueira e lodo de ETE. Dissertação de Mestrado. Recife, PE: UFPE, 2015

NOGUEIRA, M. A.F.S.; GARCIA, M.S. Gestão dos resíduos do setor industrial sucroenergético: estudo de caso de uma usina no município de Rio Brilhante, Mato Grosso do Sul. Revista do Centro do Ciências Naturais e Exatas – UFSM, Santa Maria/Revista Eletronica em Gestão, Educação e Tecnologia Ambiental – REGET. v. 17n. 17 Dezembro/ 2013, p. 3275 – 3283

PERES, S., PALHA, M L A P., NASCIMENTO JR., A. F., CAIRES, T.D., PEREIRA DA SILVA, L.H. . The potential of electricity production using the caruaru (brazil) sewage treatment station biogas. Proceedings do Fifth International Symposium on Energy from Biomass and Waste. Editora CISA, Veneza, Itália, 2014. v. UNICO.

ROSIER, J.P; LOSSO, M. Cadeias Produtivas do Estado de Santa Catarina: Vitivinicultura. Florianópolis: EPAGRI,1997. 41p. (Boletim Técnico, 83) 1997 in: MARTINS, C. R.; FARIAS, R. M. Produção de Alimentos X Desperdício: Tipos, Causas e Como Reduzir Perdas na Produção Agrícola – Revisão. Revista da FZVA. Uruguaiana, v. 9, n. 1, p. 20 – 32. 2002.

SASAKI, F. F.; AGUILAI, J. S.; GALLO, C.R.; ORTEGAI, E.M.M.; JACOMINO, A.P.; KLUGE, R.A. Alterações - siológicas, qualitativas e microbiológicas durante o armazenamento de abóbora minimamente processada em diferentes tipos de corte. Hortic. Bras. vol.24 no.2 Brasília April/June 2006



SINDAÇÚCAR – Sindicato da Indústria do Açúcar e do Álcool, No Estado de Pernambuco – Acompanhamento da produção sucroalcooleira – safra 2012/2013 http://www.sindacucar.com.br/noticia.php. Acesso 04/05/2015

RAJENDRAN, K; ASLANZADEH, S.; TAHERZADEH, M. J. Household Biogas Digesters—A Review Energies, v 5, 2911 – 2942. 2012

SZYMANSKI, M.S.E.; BALBINOT, R.; SCHIRMER, W.N. Biodigestão anaeróbia da vinhaça: aproveitamento energético do biogás e obtenção de créditos de carbono – estudo de caso. Seminário: Ciências Agrárias, Londrina, v.31, n.4, p.901 – 912. 2010.

WINROCK INTERNATIONAL BRASIL .Manual de Treinamento em Biodigestão. 2008. http://ieham.org/html/docs/Manual_Biodigestao.pdf

WINROCK – Prem Sagar Subedi Winrock International Methane EXPO 2013 – www.globalmethane.org/expo – docs/canada13/ag_16Subedi.pdf

ZHANG, R. UC Davis Biogas Energy Project. Davis, USA.2012 www.biogas – energy.com (2007) in: http://www.thecattlesite.com/articles/1728/substrates – increase – onfarm – energy – production – in – anaerobic –

digesters/.2015.


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