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As condições de saneamento básico no Brasil evoluíram bastante nos últimos vintes anos, porém, o país ainda enfrenta graves problemas no setor, principalmente no tocante as disparidades regionais relativas à coleta e tratamento de esgotos. No estado de Minas Gerais os dados do Diagnostico de Serviços Água e Esgoto – 2015 (BRASIL, 2017) indicam que ainda há um percentual grande de municípios, cerca de 30%, que não tratam o esgoto coletado. Além disso, segundo relatório do Sistema Estadual de Informações sobre Saneamento (FUNDAÇÃO JOÃO PINHEIRO, 2014), o percentual da população mineira sem coleta de esgotos estava em torno de 25%, em 2011. Neste contexto, o estudo de alternativas tecnológicas que incentivem a implantação de sistemas de tratamento de esgoto se torna fundamental para que o estado atinja as metas estabelecidas no Plano Nacional de Saneamento Básico.

Este estudo permitiu a análise da viabilidade econômica da implantação de um sistema de geração de energia elétrica a partir da recuperação do biogás produzido pela digestão anaeróbia de esgotos e lodo de esgotos nas ETEs do estado de Minas Gerais pertencentes à COPASA. Os resultados indicaram que este sistema é viável na maioria das cidades acima de 50.000 habitantes, sendo que 86% dos municípios com população entre 50.000 e 150.000, 67% dos municípios com população entre 150.000 e 250.000 e 100% dos municípios com população superior a 250.000 apresentaram VPL positivo e TIR maior que a taxa de mínima atratividade (8%). Nota-se que o percentual de cidades com população entre 150.000 e 250.000 não foi igual a 100% pelo fato da cidade de Divinópolis tratar apenas 3% do esgoto coletado, caso todo o esgoto coletado da cidade fosse tratado, os resultados de viabilidade seriam positivos. O tempo de retorno do investimento (payback) médio nos municípios em que o investimento se mostrou viável foi de 1,25 anos para as cidades com população superior a 250.000 habitantes, 4,49 anos as cidades com população entre 150.000 e 250.000, 2,08 anos para as cidades com população entre 50.000 e 150.000 habitantes e de 7,97 anos para as cidades com população inferior a 50.000 habitantes.

Verificou-se também, que os municípios com população acima de 150.000 apresentam altos valores de VPL e TIR, tornando este investimento altamente atraente, enquanto apenas 11% dos munícipios com população inferior a 50.000 apresentaram resultados de viabilidade econômica positivos. Porém, esta disparidade pode ser atenuada no contexto das Resoluções 482/2012 (ANEEL, 2012) e 687/2015 (ANEEL, 2015), no qual o montante de energia produzida que exceder a demanda interna de uma ETE de grande porte poderá ser

compensado em outras estações de tratamento de água ou esgoto, ou ainda em sedes administrativas, promovendo uma economia de recursos que pode ser investido nas ETEs de menor porte.

Além disso, tendo em vista a grande quantidade de municípios de pequeno porte que ainda não possuem tratamento de esgoto em Minas Gerais, cabe ressaltar que a economia promovida pelo custo evitado de energia elétrica em uma ETE com recuperação energética do biogás também poderá viabilizar a implantação de novas ETEs nestes municípios carentes de tratamento de esgotos.

A comparação de metodologias para determinação do volume de metano produzido via tratamento anaeróbio realizada neste estudo permitiu observar o impacto dos parâmetros considerados nos resultados dos cálculos. Grande parte das metodologias disponíveis utilizam somente dados da população para os cálculos de produção de biogás, o que na maioria dos casos resulta em uma vazão de esgoto divergente da vazão real verificada pelas companhias de saneamento. Também foi possível averiguar que muitas das metodologias não consideram as perdas de metano que ocorrem durante o processo de digestão anaeróbia como as parcelas que ficam dissolvidas no efluente ou escapam no gás residual, a parcela convertida em lodo e a parcela de metano consumida na redução do sulfato. Estas perdas são significativas e, desta maneira, a omissão destes valores levam a resultados superestimados de produção de metano. A metodologia desenvolvida por Lobato (2011), além de permitir o uso de dados reais de vazão de esgoto tratado, também considera todas as perdas de metano ocorridas no processo anaeróbio de degradação da matéria orgânica, e por esta razão, foi utilizada nos cálculos de viabilidade econômica.

Além das perdas de metano no processo anaeróbio, também foram considerados nos cálculos os dados reais de vazão de esgotos tratados apresentados no relatório de Diagnostico de Serviços Água e Esgoto - 2015 (BRASIL, 2017) e, portanto, pode-se concluir que este estudo utilizou dados conservadores de produção de biogás para a análise econômica da implantação do sistema de recuperação energética nas ETEs do estado. Desta maneira, é possível inferir que se analisarmos a viabilidade econômica considerando o volume de esgotos coletados, vários municípios que não apresentaram viabilidade de implantação do sistema poderão se tornar viáveis. Se forem considerados ainda, o volume de esgotos que nem sequer é coletado, a abrangência de municípios onde a exploração energética do biogás é economicamente viável poderá ser ainda maior.

Neste estudo foi possível identificar um potencial de geração de eletricidade a partir do aproveitamento energético do biogás nas ETEs do estado de Minas Gerais de cerca de 47.140 MWh por ano, o que corresponde a praticamente o total de energia consumida no tratamento de esgotos pela companhia de saneamento por ano. Além disso, o projeto se mostrou viável economicamente do ponto de vista do estado, já que os resultados da análise econômica mostram um VPL positivo, TIR maior que a taxa de atratividade (8%) e payback de aproximadamente dois anos e sete meses. Estes resultados indicam a relevância desta tecnologia, tanto como uma forma de viabilizar projetos de saneamento básico no estado, como também uma maneira de diversificar a matriz elétrica nacional.

Por fim, também foi possível identificar um potencial de redução de emissões de GEEs próximo de 325.800 tCO2eq/ano com a implantação do sistema de recuperação energética de

metano nas ETEs de Minas Gerais. Este potencial corresponde a 0,03% da meta de redução estabelecida pela Política Nacional sobre a Mudança do Clima (PNMC; BRASIL, 2009) em 2009, um montante significativo tendo em vista que foram considerados apenas os volumes de esgotos tratados no estado de Minas Gerais, caso todo o volume de esgoto gerado fosse coletado e tratado, e ainda houvesse políticas de incentivo a implantação desta tecnologia em todas as ETEs do país, esse potencial seria ainda maior.