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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.

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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

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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.

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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

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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

18

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).

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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.

22

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.

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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

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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