DSpace/Manakin Repository

Mercado potencial de biogás e biometano proveniente de saneamento no Sul de Minas: aspectos regulatórios, técnicos e econômicos

Mostrar registro simples

dc.creator SIMÃO, Josiane Mendonça
dc.date.issued 2026-08-29
dc.identifier.citation SIMÃO, Josiane Mendonça. Mercado potencial de biogás e biometano proveniente de saneamento no Sul de Minas: aspectos regulatórios, técnicos e econômicos. 2025. 86 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Energia) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2025. pt_BR
dc.identifier.uri https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4449
dc.description.abstract Biomethane is a renewable fuel obtained by upgrading biogas produced in anaerobic reactors that treat organic residues and wastewater. Its production valorizes waste while contributing to greenhouse-gas mitigation, energy transition, and environmental sustainability. This study estimates the production potential and the levelized cost of biomethane (LCOB) for wastewater treatment plants (WWTPs) in Southern Minas Gerais (Brazil), combining population projections, wastewater generation, biogas/biomethane yields, and capacity-parameterized cost equations. Given the low flow rates observed in part of Southern Minas, a reference set of larger Minas Gerais municipalities operating UASB (RAFA) reactors was included to evidence scale effects. LCOB values in Southern Minas ranged from US$ 0.49/m³ to US$ 12.72/m³, with Poços de Caldas at the lower bound (US$ 0.49/m³) and Cambuí at the upper bound (US$ 12.72/m³). In the expanded set, the range was US$ 0.26/m³ to US$ 12.72/m³, with Uberaba and Contagem achieving the lowest costs (US$ 0.26/m³); Uberaba is prioritized in the final comparison due to its higher estimated biomethane output. The total technical potential for Southern Minas is approximately 1.19 million m³/year of useful biomethane, accounting for 70% upgrading efficiency and 92% availability. A negative relationship between methane flow rate (m³/h) and LCOB confirms economies of scale. The economic analysis focused on investment (CAPEX), operation (OPEX), and the levelized production cost, excluding transport and commercialization expenses. To test result robustness, a sensitivity analysis varied ±30% in three levers—OPEX, CAPEX, and discount rate. OPEX emerged as the dominant driver of LCOB, followed by CAPEX and, lastly, the discount rate. These findings support strategies centered on operational efficiency (energy management, predictive O&M), standardization/modularity, and scale-capturing arrangements (inter-municipal consortia, co-digestion, integration with landfill gas) to reduce costs and enhance project viability. pt_BR
dc.language por pt_BR
dc.publisher Universidade Federal de Itajubá pt_BR
dc.rights Acesso Aberto pt_BR
dc.subject Biogás pt_BR
dc.subject Biometano pt_BR
dc.subject Saneamento pt_BR
dc.subject Análise de sensibilidade pt_BR
dc.subject Economias de escala pt_BR
dc.subject Minas Gerais pt_BR
dc.title Mercado potencial de biogás e biometano proveniente de saneamento no Sul de Minas: aspectos regulatórios, técnicos e econômicos pt_BR
dc.type Dissertação pt_BR
dc.date.available 2026-05-19
dc.date.available 2026-06-19T18:46:34Z
dc.date.accessioned 2026-06-19T18:46:34Z
dc.creator.Lattes http://lattes.cnpq.br/0211115891205398 pt_BR
dc.contributor.advisor1 SANTOS, Ivan Felipe Silva dos
dc.contributor.advisor1Lattes http://lattes.cnpq.br/1175675008975515 pt_BR
dc.description.resumo O biometano é um combustível renovável obtido por meio da purificação do biogás, gerado em reatores anaeróbios a partir da decomposição de resíduos e efluentes orgânicos, como o esgoto sanitário. Sua produção representa uma estratégia promissora para a valorização energética de resíduos, contribuindo para a mitigação da emissão de gases de efeito estufa (GEE), a transição energética e a sustentabilidade ambiental. Este estudo estimou o potencial de produção e o custo nivelado de produção do biometano (LCOB) em Estações de Tratamento de Esgoto (ETE) do Sul de Minas Gerais, combinando projeções populacionais, estimativa de geração de esgoto e produção de biogás e biometano, além de equações de custo parametrizadas em função da capacidade. Dada a baixa vazão identificada em parte dos municípios do Sul de Minas, incluiu-se, apenas para comparação, um grupo de referência com municípios mineiros de maior porte que também operam com Reator Anaeróbio de Fluxo Ascendente (RAFA), também conhecido como Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB), a fim de evidenciar o efeito de escala sobre os custos. Os valores de LCOB no Sul de Minas variaram de US$ 0,49/m³ a US$ 12,72/m³, tendo Poços de Caldas como o menor custo (US$ 0,49/m³) e Cambuí como o maior (US$ 12,72/m³). No conjunto ampliado, o intervalo foi de US$ 0,26/m³ a US$ 12,72/m³, com Uberaba e Contagem apresentando os menores custos (US$ 0,26/m³), sendo Uberaba priorizada na comparação final por apresentar maior produção estimada de biometano. O potencial total estimado para o Sul de Minas é de cerca de 1,19 milhão de m³/ano de biometano útil, já considerados 70% de eficiência de purificação e 92% de disponibilidade. Observou-se relação negativa entre vazão de metano (m³/h) e LCOB, confirmando economias de escala. A análise econômica concentrou-se nos custos de investimento (CAPEX), operação (OPEX) e custo nivelado de produção, sem incorporar despesas adicionais de transporte e comercialização. Para testar a robustez dos resultados, realizou-se análise de sensibilidade variando ±30% três alavancas: OPEX, CAPEX e taxa de desconto. Os exercícios indicaram OPEX como o principal determinante do LCOB, seguido por CAPEX e, por último, pela taxa de desconto. À luz desses achados, estratégias de eficiência operacional (gestão energética, O&M preditiva), padronização/modularidade e arranjos que capturem economias de escala (consórcios intermunicipais, codigestão, integração com biogás de aterro) são cruciais para reduzir custos e viabilizar projetos. Em termos gerais, os resultados indicam que há potencial para produção competitiva de biometano na região, especialmente em municípios com maior vazão (p. ex., Poços de Caldas, Alfenas, Varginha e Lavras). Já em localidades de baixa vazão, a atratividade tende a ser ampliada com estratégias de escala, como consórcios intermunicipais, codigestão e integração com biogás de aterro. pt_BR
dc.publisher.country Brasil pt_BR
dc.publisher.department IEM - Instituto de Engenharia Mecânica pt_BR
dc.publisher.program Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Engenharia de Energia pt_BR
dc.publisher.initials UNIFEI pt_BR
dc.subject.cnpq CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECÂNICA::ENGENHARIA DE ENERGIA pt_BR


Arquivos deste item

Este item aparece na(s) seguinte(s) coleção(s)

Mostrar registro simples