Análise das Emissões gasosas de uma planta de Digestão Anaeróbia a partir da Co-digestão de Lodo de ETE com resíduos Orgânicos Urbanos e Industriais.

Abstract

A economia global contemporânea, baseada em um modelo linear de mercado, enfrenta desafios significativos devido à crescente demanda por recursos naturais e à sua finitude. No setor de saneamento, o aumento populacional e a produção excessiva de resíduos agravam esses desafios. As plantas de co-digestão anaeróbia se alinham aos princípios da economia circular ao transformar resíduos em recursos valiosos, como biogás e energia, contribuindo para a redução da poluição e a otimização do uso de recursos naturais. No entanto, à medida que novas plantas surgem, há uma lacuna de estudos e padrões estabelecidos, especialmente para cálculos precisos das emissões de gases de efeito estufa (GEE), limitando a capacidade de avaliação ambiental e dificultando a formulação de políticas públicas eficazes. Este estudo teve como objetivo identificar as principais fontes de GEE em uma planta de digestão anaeróbia que realiza a co-digestão de resíduos industriais e orgânicos urbanos, localizada em São José dos Pinhais, PR. Também se buscou quantificar as emissões utilizando a ferramenta ECAM e compará-las com cálculos manuais, identificando desafios inerentes a esses métodos. Para obter os resultados, foram realizadas visitas à planta durante duas semanas, além da quantificação manual e por meio da ferramenta ECAM. A análise do escopo da planta de co-digestão e dos principais focos de emissões revelou que as principais fontes primárias de GEE estão relacionadas a perdas de biogás durante o processo, ao consumo indireto de energia elétrica e ao transporte de lodo para o aterro sanitário. Fora do escopo do projeto da usina, as emissões do digestato no aterro sanitário também são significativas. Após a realização de todos os cálculos na ferramenta ECAM, notou-se uma diferença de 15,6% entre os resultados obtidos pela ferramenta ECAM e os cálculos manuais. As emissões totais geradas pela usina somaram 3.542.329 kgCO2eq com a ferramenta ECAM, em comparação com 2.991.016 kgCO2eq calculados manualmente. A maior discrepância foi encontrada no cálculo das emissões indiretas de eletricidade com uma diferença de 89%, seguida pela co digestão, que apresentou uma diferença de 17,7%. As diferenças no transporte de lodo foram mínimas, com uma variação de apenas 0,2%, indicando que ambas as metodologias estão alinhadas nessa categoria específicas. Essas divergências são atribuídas à falta de atualização na ferramenta ECAM, especialmente quanto aos valores mais recentes do Potencial de Aquecimento Global (GWP), e à não utilização de dados nacionalizados para o cálculo das emissões de GEE no setor da eletricidade. Essa discrepância destaca a importância da atualização das ferramentas, incluindo o ECAM, e a necessidade de personalização para a quantificação precisa das emissões. Além disso, há uma carência significativa de materiais e estudos sobre esses cálculos no Brasil, o que ressalta a urgência de pesquisas futuras. Sugere-se um estudo futuro para quantificar as emissões na Estação de Tratamento de Esgoto (ETE) adjacente a planta desse estudo, comparando a realidade atual com um cenário sem a planta de codigestão, visando demonstrar a importância e os benefícios da planta de codigestão na redução das emissões de GEE

The contemporary global economy, based on a linear market model, faces significant challenges due to the growing demand for natural resources and their finiteness. In the sanitation sector, population growth and excessive waste production exacerbate these challenges. Anaerobic co-digestion plants align with the principles of the circular economy by transforming waste into valuable resources such as biogas and energy, contributing to pollution reduction and the optimization of natural resource use. However, as new plants emerge, there is a gap in studies and established standards, especially for accurate greenhouse gas (GHG) emissions calculations, limiting the ability for environmental assessment and hindering the formulation of effective public policies. This study aimed to identify the main sources of GHG in an anaerobic digestion plant performing co-digestion of industrial and urban organic waste, located in São José dos Pinhais, PR. It also sought to quantify the emissions using the ECAM tool and compare them with manual calculations, identifying inherent challenges in these methods. To obtain the results, visits to the plant were conducted over two weeks, in addition to manual quantification and using the ECAM tool. The analysis of the co-digestion plant's scope and main emission sources revealed that the primary GHG sources are related to biogas losses during the process, indirect electricity consumption, and sludge transportation to the landfill. Outside the plant's project scope, digestate emissions at the landfill are also significant. After performing all calculations with the ECAM tool, a 15.6% difference was noted between the results obtained by the ECAM tool and manual calculations. The total emissions generated by the plant amounted to 3,542,329 kgCO2eq with the ECAM tool, compared to 2,991,016 kgCO2eq calculated manually. The greatest discrepancy was found in the calculation of indirect electricity emissions, followed by co-digestion, which showed a difference of 17.7%. The differences in sludge transportation were minimal, with a variation of only 0.2%, indicating that both methodologies are aligned in this specific category. These discrepancies are attributed to the lack of updates in the ECAM tool, especially regarding the most recent Global Warming Potential (GWP) values, and the non-use of nationalized data for calculating GHG emissions in the electricity sector. This discrepancy highlights the importance of updating tools, including ECAM, and the need for customization for accurate emissions quantification. Additionally, there is a significant lack of materials and studies on these calculations in Brazil, underscoring the urgency of future research. It is suggested that a future study quantifies emissions at the adjacent Sewage Treatment Plant of this study's plant, comparing the current reality with a scenario without the co-digestion plant, to demonstrate the importance and benefits of the co-digestion plant in reducing GHG emissions.