Avaliação e análise dos fluxos energéticos da ETAR Sul e ETAR Norte da SIMRIA

Abstract

A cogeração é a solução técnica disponível para produzir energia elétrica e térmica de forma combinada com a melhor eficiência, mediante a queima de um combustível, seja ele de origem fóssil ou de natureza renovável. Este trabalho tem como objetivo fazer o levantamento e a descrição das instalações de cogeração das ETAR - Sul e Norte, detidas pela empresa SIMRIA - Saneamento Integrado dos Municípios da Ria de Aveiro, S.A., bem como dos processos de tratamento inerentes para o seu correto funcionamento, a avaliação dos fluxos energéticos e a sua análise critica. Para tal realizou-se uma inventariação e consequente compilação dos dados referentes aos fluxos energéticos existentes em cada ETAR para o ano de 2013, ou seja, procedeu-se à análise da produção e do consumo de energia elétrica, produção e consumo de energia térmica, produção e consumo de biogás, consumo de gás natural e queima de biogás na tocha. Esta análise teve como intuito identificar e quantificar os fluxos energéticos existentes. Bem como conhecer as necessidades energéticas de cada ETAR e a sua atual gestão. Com este estudo foi possível realizar uma análise energética completa dos fluxos de energia para um dia típico de Verão e de Inverno e respetivos modos de aproveitamento, ou seja, das diferentes formas de gestão dos recursos disponíveis e das suas variações ao longo do ano. Para efeitos comparativos e de discussão foram também equacionados três cenários de produção de energia elétrica e térmica a partir da queima do biogás. Dois destes cenários contemplam a produção de energia elétrica e visam aproveitar a potência nominal de produção de cada motogerador. Contudo, por motivos legais a potência elétrica encontra-se limitada a 250 kW – regime de miniprodução. O terceiro cenário tem como intuito analisar o potencial de produção de energia elétrica e energia térmica de maneira a que todo o biogás produzido seja utilizado. Para validar os estudos efetuados aos diversos fluxos de energia, e tendo em consideração as necessidades energéticas de cada ETAR é feita uma análise crítica, onde são apresentadas várias propostas de melhoria que visam o melhor aproveitamento das diversas formas de energia geradas.

Cogeneration is the technical solution available to produce electrical and thermal energy with the best efficiency by burning a fossil or renewable fuel. This paper has the porpuse of doing the description of the cogeneration facilities of the WWTP - South and North, held by the company SIMRIA- Integrated Sanitation of Municipalities of the Ria de Aveiro, S.A., such as the processes of wastewater treatment for it to work correctly. In this work we carried out a survey and subsequent compilation data regarding to the existing energy flows in each WWTP for the year 2013, ie, the analysis of the production and consumption of electricity, production and consumption of thermal energy, biogas production and consumption, consumption of natural gas and the amount of biogas being burned in the torch. This analysis was aimed to quantify and identify the energy flows, as well as meet the energy needs of each WWTP and the current management of these resources. With this study it was also possible to establish a complete energy analysis of the energy flows for a typical day of summer and winter and respective modes of utilization, ie, the different ways of managing the available resources and their variations over the year. For comparison and discussion three scenarios were also equated for the production of electrical and thermal energy from the combustion of biogas. Two of these scenarios include the production of electricity and aim to take advantage of the rated power output of each power generator. However, for legal reasons the electrical power is limited to 250 kW – system of miniproduction. The third scenario is meant to examine the potential of production of electricity and thermal energy so that all biogas produced is used. To validate the studies performed to the different energy flows, and taking into account the energy needs of each WWTP, several proposals which aim improving the overall utilization of various forms of energy generated were presented.