Início Think Tópicos Transformação de resíduos em energia O que é transformação de resíduos em energia?
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Ilustração com colagem de pictogramas de perfil de rosto, folha, nuvem, sol e trem

Publicado em: 19 de junho de 2024
Colaboradores: Alice Gomstyn, Alexandra Jonker

O que é transformação de resíduos em energia?

Transformação de resíduos em energia (WtE) refere-se a tecnologias de tratamento de resíduos que convertem resíduos em energia usando calor, mais comumente incineração. O WtE é considerado um método controlado de gestão de resíduos, juntamente com aterros sanitários e reciclagem.

A incineração de resíduos sólidos municipais (MSW) para gerar eletricidade é a implementação mais comum de transformação de resíduos em energia. Globalmente, cerca de 13% dos resíduos municipais são usados como matéria-prima em instalações de transformação de resíduos em energia.1 O MSW inclui resíduos sólidos, como resíduos de alimentos, embalagens de produtos, roupas, móveis e aparas de gramados, de fontes residenciais, comerciais e institucionais.

A transformação de resíduos em energia pode ser uma das muitas soluções para o crescente problema de resíduos do mundo, pois pode reduzir o volume de resíduos enviados para aterros sanitários. Também pode produzir emissões de gases de efeito estufa (GEE) mais baixas do que outros métodos de gerenciamento de resíduos.

A WtE é uma alternativa à produção de energia baseada em combustíveis fósseis, mas não é uma fonte de energia renovável porque não é um recurso natural ou infinito, como o vento ou o sol. A WtE também não é uma fonte de energia totalmente limpa, pois a incineração de resíduos e os processos de transporte da WtE produzem emissões de carbono e outras partículas transportadas pelo ar.

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Como funciona a transformação de resíduos em energia?

A maioria das grandes instalações de WtE gera energia a partir de resíduos usando um método de incineração controlada. O processo normalmente segue estas etapas:

  1. Os resíduos são transportados para a usina de WtE, onde qualquer material reciclável é removido.
  2. Um guindaste mistura os resíduos e os transfere para a câmara de combustão.
  3. Os resíduos são queimados a uma alta temperatura—entre 850°C (1.562°F) e 1.450°C (2.642°F).2
  4. O calor resultante converte água (geralmente em tubos verticais dentro da câmara) em vapor.
  5. A pressão do vapor gira as pás de um gerador e produz eletricidade.

Diferentes tipos de resíduos têm diferentes valores caloríficos, ou conteúdos energéticos, quando queimados. Os resíduos com alto poder calorífico, como os plásticos, produzem mais calor e geram mais energia. Resíduos orgânicos, como solo, têm um baixo valor calorífico.

Tecnologias de transformação de resíduos em energia

A incineração, a combustão direta de resíduos em alta temperatura, é a tecnologia de WtE mais comum e a mais viável comercialmente. No entanto, existem outros métodos de recuperação de energia que utilizam resíduos, como:

Digestão anaeróbica (DA)

Além da compostagem, a digestão anaeróbica é um processo controlado e sem oxigênio que estimula a decomposição de resíduos sólidos orgânicos usando microrganismos. Embora possa ocorrer naturalmente, a AD também é usada em ambientes residenciais ou industriais para produzir um combustível chamado biogás. O biogás, que consiste principalmente de metano e dióxido de carbono, é considerado uma fonte de energia renovável.

Pirólise

Como um tratamento termoquímico, a pirólise expõe os resíduos orgânicos a altas temperaturas sem a presença de oxigênio. Esse processo inicia a decomposição e a desintegração do material. Os subprodutos são geralmente carvão rico em carbono (biocarvão) e gases combustíveis. Alguns desses gases podem, então, ser condensados em um líquido combustível chamado bio-óleo ou bio-crude.

Recuperação de gás de aterro (LFG)

A decomposição de material orgânico em aterros sanitários cria um subproduto natural chamado gás de aterro. O LFG consiste em metano, dióxido de carbono e uma pequena porcentagem de compostos que não são de metano. Ele pode ser coletado, tratado e usado como combustível para usos industriais, veículos e muito mais. A recuperação de LFG é um método para reduzir as emissões de metano de aterros sanitários.

Gaseificação

A gaseificação também é um tratamento termoquímico, que converte resíduos orgânicos (biomassa) em um gás combustível usando altas temperaturas e uma quantidade controlada de oxigênio, vapor ou ambos. O resultado é um gás natural combustível chamado gás de síntese ou gás produção, usado para produzir amônia e álcool metílico (metanol). Também pode substituir a gasolina como alternativa de biocombustível.

O que acontece com as cinzas de incineração de resíduos em energia?

As usinas de transformação de resíduos em energia que incineram MSW produzem dois tipos de cinzas: cinzas volantes e cinzas sedimentadas.

Cinza volante

As cinzas volantes — ou resíduos de controle de poluição do ar (APC) — consistem nas partículas finas e perigosas removidas do gás de combustão de uma usina de WtE, os vapores produzidos pela incineração. As cinzas volantes geralmente passam por tratamento para reduzir seus impactos ambientais negativos, principalmente na forma de poluição do ar e da água dos ecossistemas próximos. Embora haja esforços para reciclar e reutilizar as cinzas volantes, elas são comumente enviadas para aterros de resíduos perigosos.

Cinzas sedimentadas

As cinzas sedimentadas — ou cinzas do fundo do incinerador (IBA) — são todas as cinzas que sobraram que não são cinzas volantes. Consistem principalmente em sílica, cálcio, óxido de ferro e óxido de alumínio. Ímãs grandes podem remover alguns desses materiais para reciclagem e reutilização. Por exemplo, empresas de construção podem usar cinzas sedimentadas para fazer concreto ou resinas bulk fill. O restante é enviado para aterros sanitários.

A produção de cinzas gerada pelas usinas de WtE é significativamente menor do que os resíduos que entram nelas. Varia de 15 a 25% em peso e de 5 a 15% em volume de pré-combustão de resíduos.3

Benefícios da transformação de resíduos em energia

A transformação de resíduos em energia tem muitos benefícios quando comparada aos sistemas tradicionais de gerenciamento de resíduos:

Volume de resíduos reduzido

Anualmente, o mundo cria mais de dois bilhões de toneladas de MSW, algo que deve aumentar em 56% até 2025.1 O crescente volume do fluxo de resíduos e a poluição associada estão inerentemente ligados à mudança climática. Embora a melhor maneira de reduzir os resíduos seja produzir menos, a WtE oferece uma solução provisória: as usinas de WtE reduzem o volume de resíduos em cerca de 87%.4

Mais limpo que os aterros sanitários

As usinas de WtE emitem menos gases de efeito estufa e poluentes do que os aterros sanitários e a queima de resíduos a céu aberto porque os processos de WtE são significativamente mais controlados e monitorados. A maioria das usinas modernas de WtE é submetida a padrões rigorosos de emissões de poluentes, incluindo metais pesados e dioxinas.

Recuperação de recursos

Os processos de WtE oferecem uma oportunidade melhor para recuperação de recursos do que os aterros sanitários, especialmente para os metais deixados para trás após a incineração. Ele se alinha aos princípios de economia circular, focados em manter os materiais em um sistema de circuito fechado e reduzir o desperdício.

Desafios da transformação de resíduos em energia

Os sistemas de transformação de resíduos em energia são examinados por ativistas ambientais, pois não desencorajam a produção de resíduos nem incentivam a circularidade. O WTe geralmente fica na fronteira entre a circularidade e o uso linear de recursos. Embora os metais possam ser extraídos, reciclados ou reutilizados, é melhor para o meio ambiente e mais eficiente em termos de energia reciclar completamente os materiais, especialmente plástico e papel, que não podem ser extraídos após a incineração.

O WtE também exige sistemas de gerenciamento de resíduos sólidos e descarte de resíduos em grande escala para funcionar em escala comercial. Esses requisitos colocam essa solução fora do alcance das cerca de 2,7 bilhões de pessoas em todo o mundo que ainda estão sem coleta de lixo.1

Onde a transformação de resíduos em energia é usada?

As usinas de transformação de resíduos em energia são comuns em áreas densamente povoadas com terreno limitado, como o Japão e países europeus como Dinamarca, Suécia, Alemanha e França. Na Europa Ocidental, a WtE é o método líder de gerenciamento de MSW, tratando cerca de 40 milhões de toneladas. A transformação de resíduos em energia se expandirá ainda mais nessa região devido ao acordo de 2023 entre a UE e o Reino Unido para incluir a transformação de resíduos em energia nos esquemas de comércio de emissões.1 A WtE teve um crescimento mais lento nos EUA, onde terras amplas e custos mais baixos tornaram os aterros sanitários uma opção mais atraente.

No Oriente Médio, Dubai abriga a maior instalação de conversão de resíduos em energia do mundo. Operada pela Warsan Waste Management Company, a usina de energia usará 1,9 milhão de toneladas métricas de lixo por ano, cerca de 45% do total de resíduos de Dubai. O projeto gerará 200 megawatts de eletricidade por dia, o suficiente para abastecer 135.000 residências.5

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Notas de rodapé

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1 Global Waste Management Outlook 2024”, The United Nations Environment Programme (UNEP), 28 de fevereiro de 2024.

2Waste Incineration and Informal Livelihoods: A Technical Guide on Waste-to-Energy Initiatives”, Jeroen IJgosse, Women in Informal Employment: Globalizing and Organizing (WIEGO), agosto de 2019.

3Energy Recovery from the Combustion of Municipal Solid Waste (MSW)”, United States Environmental Protection Agency (EPA), 30 de janeiro de 2024.

4Biomass explained”, United States Energy Information Administration (EIA), 21 de dezembro de 2023.

5DWMC Company Profile”, Warsan Waste Management Company, Maio de 2023.