Dependendo da fonte, é possível recuperar energia suficiente dos efluentes para alimentar o processo, geralmente com algumas sobras
A humanidade cria cerca de 380 bilhões de litros de efluentes anualmente, sendo a Ásia o maior contribuinte e a América do Norte e Europa produzindo grandes quantidades também.
Isso são cinco vezes mais água do que as que circulam nas cataratas do Niágara a cada ano, e o volume deve aumentar 24% até 2030 e 51% até 2050. O tratamento convencional de águas residuais requer muita energia, mas, felizmente, os efluentes contêm aproximadamente cinco vezes mais energia do que se necessita para tratá-los, e a tecnologia para isso está prontamente disponível.
Potencial Energético Dos Efluentes
Quanta energia está aguardando para ser recuperada dos efluentes? O suficiente para gerar eletricidade para 158 milhões de famílias, o número de famílias dos Estados Unidos e do México juntos.
O Conselho Americano de Biogás estima que aproximadamente 80% da energia latente nos efluentes é térmica, 20% é química e menos de 1% do potencial é de geração hidráulica. Em grande parte, a energia recuperada das águas residuais como biogás produzido pela digestão anaeróbica é uma das fontes de recursos mais robustas e valiosas que rotineiramente não são exploradas pela indústria nos EUA.
O biogás contém cerca de 70% de metano, mas os rendimentos dependem da concentração de matéria-prima putrescível (digerível) na água de origem. Nos EUA, 2.200 locais já usam digestores anaeróbicos para produzir biogás, incluindo 250 fazendas, 1.269 plantas de tratamento de efluentes, 66 operações independentes e 652 projetos em aterros sanitários. Existem mais de 10.000 digestores na Europa, com algumas comunidades usando-os para praticamente se libertar completamente de combustíveis fósseis.
Crescimento Potencial
Uma avaliação da indústria envolvendo o Departamento de Agricultura dos EUA, a Agência de Proteção Ambiental e o Departamento de Energia, bem como dados do Conselho Americano de Biogás, afirma que os EUA têm 13.000 locais que podem ser equipados com sistemas de recuperação de biogás. O desenvolvimento desses locais pode:
- Gerar energia para 7,5 milhões de casas americanas
- Reduzir a poluição equivalente à emissão de 15,4 milhões de veículos
- Estimular USD 40 bilhões em gastos com construção
- Gerar 335.000 trabalhos temporários de construção e 23.000 permanentes
Produção Líquida de Energia
O que aconteceria se mais organizações produzissem tanto ou mais energia do que consumissem? Se USD 4,8 bilhões fossem investidos em tecnologias de recuperação de energia para as 100 maiores instalações de tratamento de efluentes dos EUA, as plantas poderiam compensar 17% do uso de energia na indústria de águas residuais do país, de acordo com estimativas do American Biogas Council.
Além de produzir água limpa e energia, a adição de tecnologias de conversão de resíduos em energia às plantas de tratamento de efluentes cria outros benefícios para o meio ambiente, como a redução das emissões de gases de efeito estufa e a remoção de dióxido de carbono. Também poderia criar novos empregos.
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Alguns exemplos de recuperação de energia de efluentes em ação são:
- O projeto Piscataway Bioenergy, de USD 262 milhões, em Maryland, transformará o esgoto em energia renovável, ajudará a restaurar a bacia hidrográfica da Baía de Chesapeake e economizará USD 3 milhões anualmente no processo.
- O Distrito Municipal de East Bay, em Oakland, converte 20 a 40 toneladas por dia de restos de comida de restaurante em energia elétrica, economizando aproximadamente USD3 milhões por ano, caso contrário, gastaria com eletricidade convencional para abastecer suas instalações.
- Amadori SpA, um dos principais processadores agroalimentares da Itália, reduziu os custos operacionais enquanto produz um efluente que atende às rígidas diretrizes da União Europeia com uma solução personalizada da Fluence. A digestão anaeróbica é usada para produzir biogás, que alimenta um cogerador para produzir eletricidade. O upgrade foi realizado sem interrupção na produção.
- A cidade de Ithaca, Nova York, está coletando e produzindo biogás a partir de resíduos de alimentos coletados nos refeitórios da Universidade de Cornell.
Recuperação de Energia em Todo o Mundo
O mundo está agora trabalhando em direção aos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) das Nações Unidas, incluindo o ODS 6,3, que tem como objetivo cortar pela metade os efluentes não tratados e aumentar a reciclagem e o reúso seguro em todo o mundo até 2030. Na Europa, a cidade de Aarhus, na Dinamarca, agora está operando o que supostamente é a primeira planta de tratamento de água residual de energia neutra do mundo. A planta, operada pela Aarhus Water, atende a 200.000 residentes, produzindo eletricidade e calor térmico, 40% mais energia do que o necessário para suas operações. Os 2,5 GW de calor térmico gerado são usados pelo sistema de aquecimento urbano da cidade.
O potencial energético dos efluentes está aguardando para ser totalmente explorado usando tecnologias comprovadas, como digestão anaeróbica. A adoção deles pode ajudar as organizações a criar energia confiável e renovável e a se tornarem consumidores de energia liquida zero. Existe também o potencial de criar um novo fluxo de receita com a venda de energia excedente.
Recuperação de Energia Descentralizada de Efluente
Embora as operações em grande escala sejam frequentemente divulgadas, o potencial para implementação em menor escala de soluções de conversão de resíduos em energia permanece em grande parte pouco explorado. Amit Pramanik, da Water Research Foundation, em Alexandria, Virginia, disse:
É necessário facilitar e agilizar a implementação de inovações de recuperação de recursos, particularmente em países de baixa e média renda, onde a maioria dos efluentes municipais ainda entram no ambiente sem tratamento. Isso diz respeito principalmente às pequenas e médias cidades em crescimento, onde as terras agrícolas ainda estão próximas, mas também às áreas agrícolas urbanas em torno das grandes cidades.
À medida que a água está se tornando mais escassa na era das mudanças climáticas, o tratamento descentralizado (localizado ao lado do ponto de necessidade e abastecimento) encontra mercados amplamente expandidos em pequenas e médias escalas. A energia recuperada pode impulsionar o processo de tratamento e até levar a um fluxo de receita positiva.
A Fluence oferece uma ampla gama de soluções de digestão anaeróbica para conversão de resíduos em energia, aproveitando suas três décadas de experiência em uma ampla gama de indústrias e aplicações.
Entre em contato com nossos especialistas para saber mais sobre as opções que podem otimizar a recuperação de recursos para sua operação.
