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Caracterização da Produção da Fração Resto em Portugal e Avaliação do Potencial de ValorizaçãoApresentação final| 27-07-2017
Caracterização da Produção da Fração Resto em Portugal e Avaliação do Potencial de ValorizaçãoApresentação final| 27-07-2017
ENQUADRAMENTO DO ESTUDO
Objetivos, âmbito e metodologia
Objetivos e âmbito
O presente estudo, promovido pela AssociaçãoSmart Waste Portugal, tem como objetivo a
caracterização da dimensão do problema da fraçãoresto em termos mássicos e avaliação das suassoluções de gestão numa perspetiva técnico-económica e ambiental, bem como no quadro daspolíticas e legislação nacional e europeia para agestão de RU.
Âmbito: Portugal Continental, abrangendo umperíodo desde 2016 até 2030.
3
Estudo da Caracterização da Produção da Fração Resto em Portugal e Avaliação do Potencial de Valorização
Metodologia do estudo
1. Recolha de informação
2. Revisão Bibliográfica para Enquadramento
3. Mapeamento dos fluxos de FR
4. Avaliação técnico-económica e ambiental
5. Elaboração de recomendações
-
€
+
Enquadramento legislativo e estratégico
A Diretiva Aterros, implementada em 1999, estabeleceu como objetivo da gestão de RU o desvio de RUBde aterro como forma de reduzir as emissões de GEE, preconizando que apenas os resíduos que tenhamsido tratados sejam depositados.
As mais recentes propostas de alterações à Diretiva de Resíduos no âmbito do Pacote da Economia Circularestabelecem metas de preparação para a reutilização e reciclagem de RU mais exigentes (65 a 70% dosRU), bem como metas de deposição máxima em aterro (10% do total de RU).
No início de 2017, a Comissão Europeia publicou uma comunicação que aborda o papel da valorizaçãoenergética na Economia Circular concluindo que os processos de VE podem desempenhar um papelimportante desde que a hierarquia dos resíduos europeia seja utilizada como uma linha de orientação.
A Comissão identifica na Comunicação as melhores técnicas disponíveis para quatro processos de VE, sendoestes, a coincineração em instalações de combustão, coincineração na produção de cimento e cal,incineração em instalações dedicadas e digestão anaeróbia.
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Caminho da valorização energética dos RU e produção de CDR
Enquadramento legislativo e estratégico
Portugal estabeleceu uma Estratégia para os Combustíveis Derivados de Resíduos (CDR), cujo objetivo era “aoperacionalização das medidas preconizadas no PERSU II para a dinamização do mercado dos CDR no horizontetemporal entre 2009 e 2020”. A Estratégia constituiu um contributo positivo para a política de resíduos emPortugal, embora, na verdade, não se tenham verificado avanços significativos na produção e no escoamento deCDR.
A revisão do PERSU II levou à publicação do PERSU 2020 que tem como objetivo principal reforçar a “Valorizaçãoeconómica e escoamento dos recicláveis e outros materiais do tratamento dos RU”, nomeadamente dos principaisfluxos de saída das unidades de triagem, de TM e de TMB, o que inclui “materiais recicláveis, composto e CDR”(mais corretamente designada como fração resto).
O PERSU 2020 também defende claramente uma trajetória de “eliminação progressiva da deposição de resíduosem aterro, com vista à erradicação da deposição direta de RU em aterro até 2030”. No entanto, se as diretrizesEuropeias para 2025 e 2030 forem no sentido de restringir não só a deposição direta de resíduos urbanos, mastambém os resíduos do seu tratamento, existirá um desalinhamento entre as Diretivas e o estabelecido noPERSU 2020, que deverá ser revisto.
A Estratégia Nacional para os CDR e o PERSU 2020 estabelecem a necessidade de utilizar os instrumentoseconómicos e financeiros de forma mais eficaz para promover a valorização ou o escoamento com mercado dofluxo da fração resto.
5
Valorização da fração resto em Portugal
CARACTERIZAÇÃO DA PRODUÇÃO DA FRCARACTERIZAÇÃO DA PRODUÇÃO DA FR
Definição de Cenários Globais e de Cenários Individuais
7
Estimativa da Produção da Fração Resto nos diferentes cenários para 2030
Prospetiva | Cenários Globais
Análise Estrutural (variáveis chave)
Análise Morfológica
Análise do Enquadramento
Legal e Estratégico
Levantamento de informação geográfica (SIG)
Definição de Cenários Individuais
Identificação de potencial contributo
para metas
Definição de modelo tecnológico individual
Definição de Cenários
Levantamento de Dados e Indicadores
Levantamento de dados PAPERSU
Inquéritos SGRU
Levantamento de dados
estatísticos (INE)
Levantamento de informação
geográfica (SIG)
Para a caracterização dos fluxos de fração resto até o horizonte 2030 estabeleceu-se uma metodologiaassente fundamentalmente em três atividades complementares:
Três Cenários Globais para 2030
8
Estimativa da Produção da Fração Resto nos diferentes cenários para 2030
Ficar para TrásMantém-se essencialmente a situação atual, apenas verificando-se a entrada
em funcionamento de algumas instalações já construídas ou em
construção. Considerando a manutenção dos métodos de cálculo
das metas atualmente em vigor, cumprem-se as metas estabelecidas para 2020. As metas mais prováveis
para 2030 não seriam cumpridas.
MetasMantém-se o modelo técnico
preconizado, assim como os métodos de cálculo das metas atuais, cumprindo as metas previstas para 2020 e 2030. A
aposta no TMB para a valorização de RU mantém-se, sendo também reforçada a capacidade de TM como forma de evitar
a deposição direta em aterro sem recuperação de recicláveis.
HierarquiaHá uma alteração significativa no
modelo técnico atual, optando-se pelo reforço da recolha seletiva
multimaterial e na recolha seletiva de RUB, respondendo assim a métodos de cálculos das metas mais restritivos. Para evitar a deposição direta em aterro, os
resíduos indiferenciados são encaminhados para TM.
VE
TMB
RS RUB
Aterro
RS MM
TM
RS RUBTMB
VE
RS MMTM
AterroTM
RS MMVE
RS RUB
CENÁRIOSCENÁRIOS
Cenários por SGRU: exemplo VALNOR
9
Estimativa da Produção da Fração Resto nos diferentes cenários para 2030
Produção de FR por SGRU por Cenário
10
Estimativa da Produção da Fração Resto nos diferentes cenários para 2030
Produção de FR por SGRU face às soluções de valorização existentes
Foi feito um mapeamento da produção da fração restoface à localização específica das instalações deresíduos que os originam.
Estabeleceram-se áreas de influência aos principaispontos de valorização identificados: unidades decoprocessamento, de coincineração e unidadesexistentes de valorização energética dedicada.
11
Distribuição não homogénea de possíveis locais de valorização da FR
Perspetiva global da existência de soluções para a FR (Cenário Metas – 2030)
Produção global de FR para cada Cenário
12
Estimativa da Produção da Fração Resto nos diferentes cenários para 2030
FR (Mt/a) PRODUÇÃO DE FRAÇÃO RESTOPRODUÇÃO DE FRAÇÃO RESTO
0,5
1,0
1,5
2,0
2015 2020 2025 2030
Metas Ficar Para Trás Hierarquia
A menor produção de FR tem como contraponto a maior deposição direta em aterro
ÂMBITO E AVALIAÇÃO TÉCNICAÂMBITO E AVALIAÇÃO TÉCNICA
Avaliação Técnica
14
Coprocessamento e coincineração como opções com maior potencial para a valorização da FR
Tecnologias de tratamento de resíduos
Robustez Nível de desenvolvimento tecnológico Eficiência Energética Potencial na Economia Circular
Valorização energética dedicada(combustão em grelha ou leito fluidizado)
Tecnologia comprovada, com elevadadisponibilidade e com capacidadepara tolerar vários tipos de resíduos
Tecnologia madura e com aplicaçãocomercial (NDT 9+);
Milhares de instalações em operaçãoem todo o mundo
Experiência técnica em Portugal
Produção de eletricidade comeficiência energética inferior aoutras soluções devido à naturezacorrosiva dos resíduos (20-30%)
Potencial de cogeração, atingindouma eficiência energética de ~70%
Comparativamente baixo quandoapenas dedicada à produção deeletricidade, particularmentequando substitui fontes mais limpasde energia elétrica
Coincineração(centrais termoelétricas acarvão, centrais debiomassa)
Tecnologia comprovada, com elevadadisponibilidade e capacidade paratolerar vários tipos de resíduos, desdeque com baixas taxas de substituição(5 a 10%)
Tecnologia madura e com aplicaçãocomercial (9+);
Utilização disseminada por todo omundo
A eficiência da produção elétricapode ser superior devido às maisaltas temperaturas e pressão deoperação na caldeira (30%-40%)
Necessário pré-tratamento, o quereduz a eficiência global
Possibilidade de utilizar calor parasecar previamente a FR
Potencialmente interessante já queé possível obter eficiências maiselevadas e substituir diretamenteum combustível como o carvão
A substituição de biomassa porresíduos é menos interessantedevido ao balanço de emissões deGEE negativo
Coprocessamento(na indústria do cimento oucal)
Tecnologia comprovada, com elevadadisponibilidade
Disponibilidade no médio e longoprazo depende da evolução domercado de cimento
Necessário pré-tratamento parareduzir humidade para 10-15% eresíduos com baixo teor de cloro emeais pesados
A utilização de CDR na indústriacimenteira é uma técnica madura ecom escala comercial (NDT 9+);
A preparação de CDR proveniente deRU levanta mais desafios,particularmente porque requer aseparação de frações mais densas e asecagem de FR para se obter um CDRde maior qualidade
Alta eficiência na utilização doconteúdo energético (75-80%),particularmente se o calor dosgases de exaustão for aindautilizado para secar o material àentrada
Necessidade de pré-tratamentoreduz a eficiência global
Para além da elevada eficiênciaenergética, o coprocessamentoimplica a valorização material dafração mineral que éautomaticamente incorporada namatriz do clínquer
Gaseificação(de fração resto)
Capacidade e experiência técnicalimitada a alguns locais do mundo. NaEuropa a experiência é reduzida,apesar de existirem casos comerciaiscom sucesso
Necessitam de fluxos pré-tratados epodem necessitar de inputs deO2/vapor para equilibrar a produçãode gás síntese
A gaseificação de fluxos homogéneos(biomassa, lamas, etc.) é umatecnologia madura e com escalacomercial, contudo aheterogeneidade do CDR de RU colocamais desafios
Existem vários projetos com escalacomercial, mas o âmbito érelativamente limitado (NDT 8)
A eficiência energética depende emgrande medida da conversão do gássíntese, pelo que existe maiorincerteza
Conversão direta em eletricidadepermite atingir eficiência energéticade 20%
Necessidade de pré-tratamentoreduz a eficiência global
Permite a produção decombustíveis líquidos e gasososbem como compostos químicosutilizados para várias indústrias;
Localização facilitada devido àsemissões ambientais mais baixas epossibilidade de não queimar nolocal de produção
AVALIAÇÃO AMBIENTALAVALIAÇÃO AMBIENTAL
Definição de objetivos e âmbito
Objetivos
O principal objetivo deste estudo trata-se de avaliar odesempenho ambiental das diferentes alternativas detratamento aplicáveis à fração resto. Pretende-se assim que oestudo possa contribuir com uma perspetiva de base científicapara o estado-da-arte da aplicabilidade da fração resto.
Âmbito de análise
O âmbito de análise inclui as tecnologias de valorizaçãoenergética de fração resto. Face à falta de dados paramodelação dos processos de valorização energética emPortugal, recorreu-se a estudos de ACV recolhidos da literatura,cujos inputs e resultados têm uma aplicação no contextonacional.
Unidade funcional
Considerou-se que a ACV deveria ser realizada tendo comounidade funcional uma tonelada de fração resto por destino,nomeadamente incineração (com e sem aproveitamento decalor), gaseificação, coprocessamento e coincineração.
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Avaliação do desempenho ambiental dos processos de VE de uma tonelada de FR
Fronteiras do sistema
Fração Resto
Produção de CDR
Coprocessamento
Gaseificação Incineração
CDR
Energia elétrica
Cimento
Tratamento (TM, TMB, Triagem)
RU
Âmbito de análise
Calor
Coincineração
Energia elétrica
Avaliação dos Impactes do Ciclo de Vida
Foram comparadas as tecnologias anteriormenteconsideradas com a deposição em aterro deuma tonelada de fração resto.
Foi considerada a tecnologia de aterros típica dePortugal com tratamento de lixiviados e capturade biogás para produção de eletricidade.
Estes impactes são mais significativos nadeposição em aterro sendo esta a opção detratamento menos desejável do ponto de vistada hierarquia dos resíduos.
Os impactes ‘negativos’ (interpretados comobenefícios líquidos nas respetivas categorias)resultam das emissões evitadas da combustãode combustíveis (p.ex., carvão, petcoque)
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Deposição em aterro – opção de tratamento menos desejável
-0,08
-0,06
-0,04
-0,02
0
0,02
0,04
0,06
0,08
0,1
0,12
0,14
Alterações climáticas
pess
oas
equi
vale
ntes
(PE)
A comparar 1 ton 'Incineração', 1 ton 'Cogeração' 1 ton 'Coprocessamento',1 ton 'Coincineração, '1 ton 'Gaseificação' e 1 ton 'Aterro'; Método: ReCiPeMidpoint (H) V1.13 / Europe Recipe H / Normalização / A excluir emissõesde longo prazo
Incineração Cogeração Coprocessamento
Coincineração Gaseificação Aterro
Avaliação dos Impactes do Ciclo de Vida
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Benefícios ambientais da atividade de coprocessamento, cogeração e coincineração nas categorias de impactes mais relevantes
-0,14
-0,12
-0,1
-0,08
-0,06
-0,04
-0,02
0
0,02
0,04
0,06
Alteraçõesclimáticas
Depleção dacamada de ozono
Acidificaçãoterrestre
Eutrofização deáguas doces
Eutrofizaçãomarinha
Formação deoxidantes
fotoquímicos
Formação departículas
atmosféricas
Depleção decombustíveis
fósseis
pess
oas e
quiv
alen
tes
(PE)
A comparar 1 ton 'Incineração', 1 ton 'Cogeração' 1 ton 'Coprocessamento', 1 ton 'Coincineração e '1 ton 'Gaseificação'; Método: ReCiPe Midpoint (H) V1.13 / Europe Recipe H / Normalização / A excluir emissões de longo prazo
Incineração Cogeração Coprocessamento Coincineração Gaseificação
Avaliação dos Impactes do Ciclo de Vida
Foram utilizados dados de inventário a partir da literatura científica, necessários para colmatar as lacunasde dados experimentais de valorização de FR e CDR nas instalações nacionais ou comparáveis. Estaabordagem contribui para a incerteza dos resultados.
De forma a ser possível a comparação entre o conjunto de tecnologias definido no âmbito tecnológicoforam considerados três estudos diferentes:
As diferenças de composição entre os estudos traduzem-se em diferentes percentagens de carbono fóssilna FR ou CDR, implicando incerteza nos resultados, particularmente nas categorias associadas às alteraçõesclimáticas.
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Fatores de incerteza na ACV
Incineração, cogeração e gaseificação Coincineração em central termoelétrica Coprocessamento
Arena et al., 2015 Rigamonti et al., 2012 Wagland et al., 2011
ANÁLISE CUSTO-BENEFÍCIOANÁLISE CUSTO-BENEFÍCIO
Metodologia e Pressupostos
A Análise Custo-Benefício é uma ferramenta analítica para avaliar a mais-valia (económica) de umadecisão de investimento através da contabilização dos benefícios e custos e o respetivo impacte no bem-estar social.
A análise central da ACB pode ser dividida em duas fases. Na primeira, realiza-se a análise financeira doprojeto utilizando o Método de Fluxos de Caixa Descontados. A segunda fase consiste na avaliaçãoeconómica do projeto, sendo esta distinta da financeira por incluir os efeitos do bem-estar social.
A aplicação da TGR não é considerada na avaliação financeira, dado que na perspetiva do promotor doprojeto este valor é de soma nula. Apenas na avaliação económica este custo é considerado como um custopara a sociedade (no fundo, uma externalidade negativa).
21
Análise Custo-Benefício
Custo de oportunidade
Perspetiva de longo-prazo
Utilização de indicadores económicos
Abordagem microeconómica
Abordagem incremental
Custo de serviço: intervalo de referência entre 20 e 60 €/t
Comparação
Os resultados da análise financeira sugerem que as opções com menor custo associado são as soluções decoprocessamento, uma vez que existe uma poupança significativa de investimento e de operação face a outras soluçõesonde é necessário construir unidades de raiz.
Apesar de não ser explicitamente modelada por falta de informação de base, a coincineração em outras indústrias,particularmente termoelétricas, deverão apresentar custos na mesma ordem de grandeza do coprocessamento.
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Análise Custo-Benefício
Comparação dos custos de serviço das várias soluções analisadas
0
20
40
60
80
100
120
140
Nova VE Elec Ampl VE Elec Nova VE CG Ampl VE CG Cop com calor disp Cop sem calor disp Gaseificação
Cust
o do
Ser
viço
(€)
Avaliação Económica: VAL-E neutro ou negativo
O VAL-E considera já os custos evitados das opções de valorização analisadas, pelo que >0 considera-se justificável doponto de vista da sociedade. Não foram considerados externalidades ou outros custos económicos que poderiam tambéminfluenciar de forma positiva o VAL-E das soluções.
A generalidade das soluções têm um VAL-E em torno de 0 ou <0. A leitura é de que não existe racional económico, com oatual quadro de custos, nestes casos.
23
Análise Custo-Benefício
-200
-150
-100
-50
0
50
100
Nova VE Elec Ampl VE Elec Nova VE CG Ampl VE CG Cop com calordisp
Cop sem calordisp
Gaseificação
VAL
-E (M
€)
Valor atualizado líquido Económico (VAL-E) das soluções analisadas
Análise Económica – VAL-E com TGR base a 40€/t
Apresenta-se o VAL-E de quatro soluções específicas num cenário em que a TGR base é de 40 €/t, o que leva a concluirque várias das soluções passam a ser viáveis do ponto de vista social, i.e. VAL-E>0.
24
Análise Custo-Benefício
Valor atualizado líquido Económico (VAL-E) das soluções analisadas assumindo TGR base de 40 €/t
-100
-50
0
50
100
150
200
Nova VE Elec Ampl VE Elec Nova VE CG Ampl VE CG Cop com calordisp
Cop sem calordisp
Gaseificação
VAL
-E (M
€)
Análise Económica – Subsídio ao Investimento
Considerando outra abordagem, se se verificar um apoio de 50% do total de investimento, conclui-se que a subsidiaçãoaumenta a viabilidade económica de todas as tecnologias, muitas das quais passando a ser viáveis do ponto de vistasocial.
25
Análise Custo-Benefício
Valor atualizado líquido Económico (VAL-E) das soluções analisadas com 50% de subsidiação
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
100
120
Nova VE Elec Ampl VE Elec Nova VE CG Ampl VE CG Cop com calor disp Cop sem calor disp Gaseificação
VAL
-E (M
€)
CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕESCONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
Abordagem Geográfica
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Conclusões e Recomendações
Tendo em consideração estes cenários, e apesar do grau de incerteza associado, inevitável em qualqueranálise prospetiva desta natureza, é possível afirmar com que a produção de fração resto em 2030 deverásituar-se em cerca de 1,6 a 1,7 milhões de toneladas por ano.
As opções analisadas apresentam um nível de maturidade inquestionável, excetuando a gaseificação,onde existe caminho a percorrer para demonstrar a viabilidade da aplicação de larga escala para o fluxoespecífico da fração resto.
A avaliação ambiental, com base em dados bibliográficos das emissões das instalações, demonstra tambéma mais-valia das várias opções analisadas, particularmente quando comparada com o aterro da fraçãoresto. Destacam-se os benefícios ambientais das soluções onde há substituição direta de calor, como nocoprocessamento, coincineração ou na cogeração, principalmente quando comparadas com as soluçõescom produção exclusiva de eletricidade.
A análise custo-benefício permitiu concluir que deverão ser considerados custos entre os 20 e os 60 eurospara a valorização de uma tonelada de fração resto, o que naturalmente implicará aumentos dos valoresdas tarifas aos municípios e utilizadores finais.
28
Caminho da Valorização Energética para o tratamento da Fração Resto
Conclusões e Recomendações
Os valores atuais de TGR dificilmente justificam economicamente as várias soluções analisadas, pelo que énecessário rever o valor da TGR para que este de forma gradual possa contribuir para a redução dadeposição em aterro.
Deverão também ser reavaliados os incentivos ao investimento e à exploração, inclusivamente através doretorno da TGR, o apoio ao desenvolvimento tecnológico de soluções emergentes ou a subsidiação doescoamento e da produção de energia.
As soluções para a fração resto devem ser amplamente consideradas no âmbito das revisões do PERSU2020 e dos Programas Operacionais, garantindo que existe uma efetiva estratégia nacional para a fraçãoresto, articulada com outros elementos fundamentais da gestão de RU, como a recolha seletiva e avalorização orgânica.
Conclui-se que, em contraponto com a visão de ‘uma solução’ para a fração resto, estas recomendaçõesdeverão apoiar o desenvolvimento de um mix de soluções, desde a sua prevenção, passando pelasprevisivelmente mais económicas, mas de capacidade insuficiente para a escala do problema, que tratarãouma fração resto de melhor qualidade, até às soluções dedicadas para as frações que, não podendo servalorizadas de outra forma, têm como única alternativa ao aterro a sua valorização energética dedicada.
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Reforço dos instrumentos económicos e reforço do papel da Tutela
Elaborado por: Para:
Caracterização da Produção da Fração Resto em Portugal e Avaliação do Potencial de ValorizaçãoApresentação final| 27-07-2017
Caracterização da Produção da Fração Resto em Portugal e Avaliação do Potencial de ValorizaçãoApresentação final| 27-07-2017
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Tratolixo (2015) Ambilital (2011) Resitejo (2016)
Bio-resíduos Fraldas/ Têxteis Sanitários Plástico Papel/ Cartão
Outros Resíduos Têxteis Finos Vidro
Metais Compósitos Madeira Resíduos Perigosos
CARACTERIZAÇÃO DA FRAÇÃO RESTOCARACTERIZAÇÃO DA FRAÇÃO RESTO