Derivado do processo de tratamento do esgoto, o biogás tem sido cada vez mais usado como fonte energética para a autoprodução das próprias concessionárias, grandes consumidoras de energia. Nesta matéria acompanhamos as experiências de duas concessionárias, a Sabesp, de Sâo Paulo, e a Sanepar, do Paraná, ambas com um longo histórico nessa atividade. E mostramos como o biogás, transformado em biometano, se torna fonte firme para as distribuidoras de gás que precisam suprimento garantido ao longo do ano.

Sanepar extrai do lodo de várias ETEs

A Sanepar atende a 345 municípios e vem desenvolvendo, nos últimos anos, diversos projetos de aproveitamento energético do esgoto tratado em suas ETEs, desde microgeração distribuída de eletricidade até a secagem do lodo para gerar biomassa.

Gustavo Possetti (foto), especialista em Inovação da Diretoria de Inovação e Novos Negócios da companhia, antecipa que no seu pipeline figuram também estudos visando obter hidrogênio verde do esgoto.

Um dos primeiros projetos envolvendo o aproveitamento do lodo foi executado na ETE Ouro Verde, em Foz do Iguaçu. Em 2009, a companhia usou um motogerador de 25 kW para gerar energia com o biogás gerado na estação. Parte da eletricidade gerada é aproveitada pela própria ETE e parte resulta em créditos de energia utilizados na planta ou em outras unidades da empresa na região. “Esse projeto serviu para o nosso aprendizado”, lembra Possetti.

Anos depois, em 2015, a Sanepar desenvolveu na ETE Belém, em Curitiba, uma das maiores do Paraná, uma iniciativa mais ambiciosa, ao implantar uma estrutura de co-digestão. O sistema conta com dois biodigestores, cada um com 5 mil m3 de capacidade, para receber cerca de 900 m³/dia de lodo.

A esse lodo são acrescidas cerca de 30 t/dia de outras fontes de matéria orgânica, como resíduos de frutas e hortaliças do Ceasa, de uma processadora de sardinhas e de uma fábrica de sorvetes, por exemplo.

Nesse composto ocorre então uma co-digestão simultânea do material orgânico e o biogás captado, depois de purificado, é encaminhado para movimentar dois grupos motogeradores, de 1,4 MW cada. Parte da energia gerada é consumida na própria planta enquanto “os excedentes são injetados na rede da concessionária local, gerando créditos de energia para mais de 100 ETEs distribuídas pelo estado do Paraná, no regime de compensação”, revela Possetti.

Esse empreendimento foi desenvolvido por meio de uma joint venture com a Catallini Bioenergia, que resultou na criação da CS Bioenergia. Recentemente, a Sanepar adquiriu os 60% do parceiro privado na JV e, segundo Possetti, está estudando a ampliação desse empreendimento. A ETE passou recentemente por um retrofit que ampliou sua capacidade de tratamento e, consequentemente, em maior produção de lodo.

A companhia já mira fornecer no futuro biometano para a Compagás, cuja rede de distribuição passa a 500 metros da ETE. A decisão ainda depende de um EVTE.

Outro empreendimento importante está sendo desenvolvido na ETE Atuba Sul. Esta unidade já conta com um sistema de recuperação de biogás para a secagem do lodo. O sistema recebe até 5 t/h de lodo com 80% de umidade. Durante o processo, 4 toneladas de água são evaporadas, restando 1 tonelada de lodo seco, na forma de pellets, com teor de umidade inferior a 20%. O lodo seco é queimado e convertido em cinzas.

ETE Atuba Sul: Sanepar estuda usar as cinzas provenientes da queima do lodo seco, resultante da secagem feita no sistema de recuperação de biogás, para aplicações na construção civil e na agricultura (Foto: Divulgação)

“São 5 t/h de lodo que antes eram encaminhadas, por exemplo, para o aterro sanitário e agora são reduzidas a cinzas”, diz Possetti. “Estamos estudando formas de usar essa cinza para aplicações na construção civil e na agricultura”, considerando que o lodo seco tem o mesmo potencial de queima dos cavacos de madeira.

Com estas e outras experiências, a companhia resolveu partir para lançar o Programa Paraná Bem Tratado, em pelo menos mais seis estações de tratamento do Estado, com financiamento do banco alemão KfW.

Em outra linha de P&D, a concessionária participa de dois projetos com recursos da Finep.

Um dos projetos, orçado em R$ 8 milhões e tendo como parceiro o CIBiogás, visa recuperar o biogás diretamente do meio líquido, realizar sua purificação para obter o biometano e recuperar o CO₂ liberado no processo.

Um segundo projeto, com recursos de R$ 12 milhões, destina-se a desenvolver um sistema de reforma catalítica a seco do biometano e do CO₂ para a produção de hidrogênio renovável e uso em células a combustível. “O objetivo, aqui, é a eletromobilidade”, explica Possetti.

Há expectativa de iniciar a operação desse sistema em dois anos e atingir a produção de 14,5 kg/dia de H₂V. O projeto está sendo desenvolvido em conjunto com a Copel e, além da CIBiogás, conta com a cooperação da Universidade Federal do Paraná.

Além disso, a Sanepar está estudando, juntamente com a startup alemã Graforce e com o KfW, a possibilidade de criar uma planta que faça a plasmálise do metano, um método bastante disruptivo para a obtenção do hidrogênio verde. Possetti explica que há uma planta na Áustria que produz hidrogênio com esse método, mas usa o gás natural. “Estamos fazendo o estudo de viabilidade desse empreendimento”, disse ele.

Necta quer biometano de ETEs da Sabesp

Em São Paulo, a distribuidora de gás Necta, que atende 43 municípios, está negociando com a Sabesp uma parceria estratégica para ter biogás firme a partir do processo de tratamento de esgoto.

“A quantidade de lodo nas estações de tratamento é um desafio para as companhias de saneamento. E há uma oportunidade para transformar o lodo em biogás que, tratado, pode gerar biometano para indústrias e frotas de veículos pesados interessadas em descarbonizar”, comenta Rafael Gonzales (foto), gerente executivo de Estratégia e Supply da Necta.

Ele diz que a possibilidade de viabilizar essas parcerias é maior em algumas regiões, como as de Presidente Prudente e de São José do Rio Preto, devido à disponibilidade do biogás e da proximidade com a rede de dutos da distribuidora, que soma mais de 1.400 km. Gonzales calcula que uma cidade com 100 mil habitantes pode produzir 600 m³/dia de biogás de efluente.

A Necta busca, na Sabesp, fortalecer o mix de oferta do biocombustível que já tem ou prospecta entre usinas sucroalcooleiras ou empresas de proteína animal. “Temos interesse em fazer um ‘blend’ de resíduos dessas diferentes fontes que permita ampliar a escala de produção e proporcionar maior viabilidade econômica”, diz o gerente.

ETE Franca: Necta já injeta na rede o biometano produzido na usina Cocal, mas busca ampliar, com biogás da Sabesp, o mix de biocombustível que já prospecta também entre usinas sucroalcooleiras (Foto: Divulgação)

A companhia de gás estima que as cerca de 135 usinas sucroalcooleiras em sua área de concessão poderiam oferecer 6 milhões de m³/dia de biometano e o mix de outros fornecedores do biocombustível, como as empresas de saneamento, seria possível manter a oferta mesmo no período de entressafra da produção sucroalcooleira.

Desde 2022, a Necta injeta em uma rede de 14 km o biometano produzido pela Cocal nos municípios de Narandiba e Paraguaçu Paulista e leva a Presidente Prudente, para atender clientes industriais.

Em junho, a distribuidora iniciou obras na rede para levar o biometano também a clientes comerciais e residenciais do município. Segundo a Prefeitura de Presidente Prudente, a expectativa é que a rede seja conectada a cerca de 5 mil clientes residenciais e 58 clientes industriais e comerciais, transformando-se na primeira cidade a ser atendida exclusivamente com o biometano. A rede também atenderá Ribeirão Preto a partir de setembro.

ETE Franca movimenta frota da Sabesp

Desde 2018, 40 veículos da Sabesp em Franca são abastecidos pelo biometano produzido na ETE da companhia no município. Gilson Santos de Mendonça (foto), gerente regional da Sabesp de Franca, conta que o Sistema de Beneficiamento de Biogás da ETE Franca produziu, em sete anos, cerca de 177 mil m³ de biometano, volume que, em equivalência, substituiu “177 mil litros de gasolina e proporcionou economia estimada superior a R$ 700 mil”.

A ETE Franca recebe, em média, 50 milhões de l/dia de esgoto, volume que, após o tratamento, é devolvido ao meio ambiente despoluído. “O sistema de tratamento que adotamos tem elevada eficiência. A legislação exige a remoção de um mínimo de 80% da matéria orgânica. Nosso processo aqui alcança a remoção de 98%”, garante Mendonça.

No tratamento, as partes sólida e líquida do esgoto são separadas em decantadores. A parte líquida passa por etapas de remoção de matéria orgânica antes de ser devolvida aos rios. A parte sólida segue para os biodigestores, onde é decomposta por bactérias anaeróbias e gera lodo e o biogás.

Biometano produzido na ETE Franca substituiu o equivalente a 177 mil litros de gasolina na frota da Sabesp e proporcionou economia estimada superior a R$ 700 mil (Foto: Divulgação)

O biogás é então captado e armazenado em um grande balão-reservatório, antes de ser bombeado para um container de purificação. O gás passa por tratamento para eliminar o CO₂, gás sulfídrico e excesso de umidade, entre outros contaminantes, originando o biometano.

“Trabalhamos para ter uma estação sustentável, dentro do conceito de economia circular. A ideia é que a planta seja autossuficiente”, diz Mendonça. Há previsão de, no próximo ano, oferecer o lodo tratado para uso na agricultura, usando o excedente de biogás para sua secagem.