No passado, as emissões de metano dos Estados Unidos foram vistas como um problema. As emissões do aterro sanitário podem ser coletadas para evitar que ele se alastre por áreas comerciais e residenciais para reduzir o risco de explosão. Em seguida, o gás de aterro sanitário coletado foi descartado por incineração, o que foi um desperdício. A demanda por este gás foi criada devido à falta de gás natural e a subida constante nos preços de energia.

A recuperação de gás de aterro sanitário (LFG) é o processo pelo qual o gás de metano é coletado do resíduo sólido depositado em um aterro sanitário. O GFL é um subproduto natural da decomposição de matéria orgânica em aterros sanitários. A composição do GFL é de aproximadamente 50% de metano, 50% de dióxido de carbono e uma menor quantidade de compostos orgânicos não metano.

Quando um resíduo sólido é depositado em um aterro sanitário, ele passa por um estágio de decomposição aeróbica (com oxigênio) em que pouco metano é gerado. Em um ano, as condições anaeróbicas são estabelecidas e as bactérias produtoras de metano começam a decompor o resíduo e gerar metano.

Em vez de escapar para o ar, o GFL pode ser capturado, convertido e usado como uma fonte de energia renovável. Usar o GFL ajuda a reduzir odores e outros riscos associados com as emissões de GFL. Isso também evita que o metano migre para a atmosfera e contribua para um nevoeiro local e a mudança climática global. Além disso, os projetos de energia de GFL geram receita e criam postos de trabalho tanto na comunidade como em outras regiões.

Para ser utilizável, o gás primeiro deve ser tratado para remover odores desagradáveis, água e partículas. O gás pode ser utilizado como gás combustível de baixa energia para motores a gás, turbinas a gás ou boilers de vapor disparados por gás. O gás pode ser vendido para geração de energia local comercial ou em um projeto de cogeração. O processamento adicional do gás por peneiras moleculares é executado para remover o dióxido de carbono e enriquecer o conteúdo de BTU. Este processamento adicional torna o gás comercializável para uma empresa de serviços públicos ou de transmissão por tubulação.

Em geral, os compressores alternativos são utilizados na compressão do gases de aterros sanitários. As unidades de deslocamento positivo rotativo podem ser usadas em aplicações de pressão de descarga inferiores necessárias para a recuperação de gás de aterro sanitário.

Economia de Recuperação de Gás de Aterro Sanitário.

Os projetos de energia de gás de aterro sanitário (LFG) geram receita com a venda do gás proveniente da planta de recuperação de gases de aterro sanitário. Como resultado do uso de gás de aterro sanitário (LFG), foram criados novos postos de trabalho. Os cargos necessários são nas áreas de design, construção e operação de sistemas de recuperação de energia e em empresas de recuperação de gases de aterro sanitário. Os projetos de energia de gás de aterro sanitário (LFG) envolvem engenheiros, empresas de construção, fornecedores de equipamento e empresas de serviços públicos ou usuários finais da energia produzida. Grande parte dos custos do projeto são gastos localmente com perfuração, tubulação, construção e pessoal operacional. Esse gasto local ajuda na vitalização das comunidades com benefícios econômicos de maior emprego e vendas locais. As empresas locais realizam economias de custos associadas com o uso de gás de aterro sanitário (LFG) como substituição para combustíveis fósseis mais caros. Algumas empresas poderiam economizar milhões de dólares ao longo de seus projetos de energia de gás de aterro sanitário (LFG).

Sistema Básico de Coleta e Processamento de LFG

Hoje muitos aterros sanitário estão coletando emissões de gás de aterro sanitário a preços bastante econômicos para uso comercial e industrial. A vida útil da maioria dos aterros sanitários é entre 15 e 20 anos. A recuperação de gás de metano de aterros sanitários reduz as emissões de gases efeito estufa na atmosfera e fornece uma fonte de energia adicional.  Um aterro típico precisa se decompor por 5 a 10 anos antes que uma quantidade comercialmente atrativa de gás de metano seja produzida. Um sistema de recuperação de gás de aterro sanitário coleta o gás em uma localização central. Isso é realizado utilizando uma série de poços e um soprador/flare ou um sistema a vácuo para coletar o gás. Quando estiver no ponto de localização central, o gás passa por depuração, desidratação, compressão e processamento. Do sistema de coleta central, o gás pode ser queimado ou utilizado em um projeto de recuperação de energia do gás de aterro sanitário. 

Tipos de Projeto de Energia de Gás de Aterro Sanitário

Existem muitas opções disponíveis para converter o LFG em energia. Temos três categorias abrangentes usadas para agrupar tipos diferentes de projetos de geração de energia de GFL. Eles são Geração de Eletricidade, Uso Direto de Gás BTU Médio e LFG renovado. 

Geração de Eletricidade

Aproximadamente três quartos dos projetos em operação atualmente nos Estados Unidos geram eletricidade do LFG. Uma variedade de tecnologias pode gerar eletricidade para uso no local ou venda na grade. Algumas dessas tecnologias incluem motores de combustão interna alternativos, turbinas, microturbinas e células de combustível. O motor alternativo é a tecnologia de conversão mais usada para aplicações de geração de eletricidade com LFG. Os motores alternativos oferecem custos relativamente baixos, alta eficiência e faixas de tamanho que complementam a saída de gás de muitos aterros sanitários. Turbinas a gás são normalmente usadas em projetos de energia de LFG maiores. Em geral, as microturbinas são usadas em volumes de LFG menores e em aplicações de nicho.

Projetos de co-geração usam o LFG para gerar eletricidade e energia térmica; em geral, na forma de vapor ou água quente. Vários projetos de co-geração foram instalados em operações industriais, usando motores ou turbinas. Os ganhos de eficiência da captação de energia térmica, além da geração de eletricidade, podem tornar este tipo de projeto bastante atraente.

Uso direto de gás - BTU médio

O LFG é usado para substituir outro combustível como gás natural, carvão ou óleo combustível. Isso ocorre em cerca de um quarto dos projetos operacionais atuais. O LFG pode ser usado diretamente em boiler, secador, forno, estufa ou outra aplicação térmica.

LFG Aprimorado

O LFG pode ser aprimorado para um gás de BUT elevada através de processos de tratamento. Esses processos aumentam seu conteúdo de metano e reduzem seus conteúdo de CO2, nitrogênio e oxigênio. O LFG aprimorado pode produzir o equivalente em gás natural de qualidade para tubulação, gás natural comprimido ou gás natural liquefeito. As opções para usar LFG aprimorado incluem injeção em uma tubulação de gás natural para abastecer equipamento de combustão fixa ou para criar um combustível para veículos.