Valorização energética de biogás por pilha de combustível

Abstract

O presente trabalho pretende aplicar a um caso concreto, uma Estação de Tratamento de Águas Residuais, a valorização energética de biogás por pilha de combustível. Caracteriza o sistema público nacional de tratamento de águas residuais e descreve os métodos de tratamento aplicados às águas residuais urbanas. Aborda a produção e a gestão das lamas de ETARs, com especial destaque para a digestão anaeróbia com valorização de biogás. Apresenta a produção de hidrogénio a partir de hidrocarbonetos e descreve a tecnologia das pilhas de combustível. Efectua um diagnóstico energético à central de cogeração da ETAR do Choupal de Coimbra, e sugere a instalação alternativa de soluções de produção e utilização de energia que contemplem a utilização de uma pilha de combustível. Neste contexto, são comparados diferentes cenários técnicos e económicos. Conclui que a solução mais favorável para a ETAR admite a instalação de um sistema com pilha de combustível com venda da totalidade da energia eléctrica produzida à rede.

ABSTRACT: This study intends to apply to a specific case, a wastewater treatment plant, the benefits of using biogas in a fuel cell. It is characterized the national public wastewater treatment plant system and describes the treatment methods of urban waste water. It addresses itself to production and management of sludge, with special emphasis on the anaerobic digestion with biogas valorisation. Then, it presents the hydrogen production and it describes the technology of fuel cells. An energetic diagnosis was made to the cogeneration plant of the Wastewater Treatment Plant of Choupal in Coimbra, and a suggestion was made for the installation of an alternative solution of energy production and use by the utilisation of a fuel cell. In this context, it is compared different technical and economic scenarios. It was possible to conclude that the most favourable solution contemplates the installation of a fuel cell system with sale of the totality of the energy produced to the net.