Analysis of the regional potential for electricity generation through the energy recovery method of municipal solid waste

Authors
Keywords:
Energy generation, Municipal Solid Waste (MSW), Incineration
Abstract

Global population growth has generated a significant increase in the demand for electricity and in the production of Municipal Solid Waste (MSW). A sustainable alternative adopted globally, but still little explored in Brazil, is energy recovery via Waste-to-Energy (WTE) technology. WTE converts MSW into thermal or electrical energy through thermal processes, such as incineration, reducing the volume of waste and mitigating environmental impacts. In view of this, this study aimed to evaluate the regional potential for energy generation from MSW incineration. The gravimetric composition and Lower Calorific Value (LCV) of the waste were analyzed to estimate the electricity generation capacity in the different Brazilian regions. The results reveal that the Southeast and Northeast regions stand out for their greatest potential, while the national use of MSW can meet up to 3.1% of Brazil's current electricity demand, demonstrating the relevance of this solution to diversify the energy matrix and reduce the environmental impacts associated with waste.

Author Biographies
  1. Vinicius de Jesus Almeida Lima, Universidade Federal do Recôncavo da Bahia (UFRB)

    Graduado em Bacharelado Interdisciplinar em Energia e Sustentabilidade e, atualmente, cursando Engenharia de Energias na Universidade Federal do Recôncavo da Bahia (UFRB). Participação voluntária no projeto de extensão "Diálogos Sobre Energias Renováveis" e, bolsista dos projetos de pesquisas "Implementação do Observatório de Dados de Evasão dos Cursos de Bacharelado Interdisciplinar em Energia e Sustentabilidade (BES) e dos Cursos de Engenharias do CETENS" e "Avaliação de indicadores de sustentabilidade Pós-Selo de Indicação Geográfica do Café do Oeste no Estado da Bahia sob a égide dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS)".

  2. Luís Oscar Silva Martins, Universidade Federal do Recôncavo da Bahia (UFRB)

    Doutor em Energia e Ambiente pela Universidade Federal da Bahia (UFBA), Mestre em Tecnologias Aplicáveis à Bioenergia pela Faculdade de Tecnologia e Ciências (FTC); Especialista em Administração; Especialista em Metodologia da Pesquisa Científica; Bacharel em Economia pela Universidade Federal de Viçosa; Pesquisador com experiência em energias renováveis, especialmente biomassa, no que diz respeito às suas perspectivas de utilização e desenvolvimento do ponto de vista econômico, financeiro e estratégico. Profissional com sólida vivência no mercado financeiro atuando na área de visita e prospecção de clientes, produtos financeiros e orçamento empresarial. Atualmente é professor da Universidade Federal do Recôncavo da Bahia, atuando nos cursos de graduação oferecidos pelo Centro de Ciência e Tecnologia em Energia e Sustentabilidade (CETENS).

  3. Camila Ferreira Escobar, Universidade Federal do Recôncavo da Bahia (UFRB)

    Professora Adjunta da Universidade do Recôncavo da Bahia (UFRB) no curso de Engenharia de Materiais. Graduada em Engenharia de Materiais pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2010), Mestre (2013) e Doutora (2017) em Ciência e Tecnologia dos Materiais pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Tem experiência na área de Processamento de materiais pelo processo de moldagem por injeção de pós (MPI) no desenvolvimento de um ligante ecofriendly para aplicação na fabricação de materiais cerâmicos e metálicos. Também tem experiência em Engenharia Biomédica, com ênfase em Biomateriais, atuando principalmente nos seguintes temas: cimento de fosfato de cálcio, fabricação de implantes craniofaciais.

References

Abrelpe. (2020). Panorama dos resíduos sólidos no Brasil 2020: Abordagem metodológica. ABRELPE. Recuperado de https://www.abrema.org.br/panorama/

Abrelpe. (2020). Panorama dos resíduos sólidos no Brasil. ABRELPE. Recuperado de https://www.abrema.org.br/panorama/

Abrema. (2023). Panorama dos resíduos sólidos no Brasil. ABRELPE. Recuperado de https://www.abrema.org.br/panorama/

Alcântara, J. P. (2007). Avaliação da influência da composição de resíduos sólidos urbanos no comportamento de aterros simulados (Dissertação de mestrado). Universidade Federal de Pernambuco.

Bidone, F. R. A., & Povinelli, J. (1999). Conceitos básicos de resíduos sólidos.

Change, I. P. O. C. (2024). Mudança do clima 2023: Relatório Síntese. Um Relatório do Painel Intergovernamental sobre Mudança do Clima. Recuperado de https://www.gov.br/mcti/pt-br/acompanhe-o-mcti/sirene/publicacoes/relatorios-do-ipcc/arquivos/pdf/copy_of_IPCC_Longer_Report_2023_Portugues.pdf

Chang, Y., Huang, R., Wu, Y., & Weng, C. (2007). Multiple regression models for the lower heating value of municipal solid waste in Taiwan. Journal of Environmental Management, 85(4), 891-899. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2006.04.003

Clima, C.-G. de C. do. (2022). Estimativas anuais de emissões de gases de efeito estufa no Brasil. Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovações.

CNI, C. (2019). Recuperação energética de resíduos sólidos: Um guia para tomadores de decisão. CNI.

EPE. (2023). Balanço energético nacional 2023: Ano base 2022. Empresa de Pesquisa Energética.

Fundação Nacional de Resíduos Sólidos Municipais do Japão. (1991). Design guide for the facility of solid waste disposal. Japan National Municipal Solid Waste Foundation.

Giz. (2017). Opções em waste-to-energy na gestão de resíduos sólidos urbanos: Um guia para tomadores de decisão em países emergentes ou em desenvolvimento. Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH.

IEA. (2023). Electricity market report–update 2023. International Energy Agency. Recuperado de https://www.iea.org/reports/electricity-market-report-update-2023

ISWA. (2024). Global waste management outlook 2024: Beyond an age of waste, turning rubbish into a resource. United Nations Environment Programme.

Lei n.º 12.305, de 2 de agosto de 2010. (2010). Institui a Política Nacional de Resíduos Sólidos e dá outras providências. Diário Oficial da União.

Leme, M. M. V., Silva, E. A. da, & Gomes, R. A. M. (2020). Incineração de resíduos sólidos urbanos (RSU) no Brasil: Potencial energético e impactos ambientais. Núcleo de Excelência em Geração Termoelétrica Distribuída (NEST), Universidade Federal de Itajubá.

Organização das Nações Unidas. (2022). World Population Prospects 2022: Summary of Results. Department of Economic and Social Affairs, Population Division. Recuperado de https://www.un.org/development/desa/pd/content/world-population-prospects-2022

Portaria Interministerial MMA/MME N.º 274, de 27 de agosto de 2019. (2019). Institui a recuperação energética dos resíduos sólidos urbanos e dá outras providências. Diário Oficial da União.

Resolução Conama N.º 316, de 29 de outubro de 2002. (2002). Disciplina os processos de tratamento térmico de resíduos sólidos e estabelece procedimentos operacionais, limites de emissão e critérios de desempenho. Diário Oficial da União.

Silva, E. R. da, Carvalho, R. A., & Lima, F. L. (2014). Estimativa do potencial de conversão energética de resíduos sólidos urbanos através do processo de incineração. Avances en Energías Renovables y Medio Ambiente, 18, 1-10.

Sistema Nacional De Informação Sobre Saneamento (SNIS). (2023). Diagnóstico Temático Manejo de Resíduos Sólidos Urbanos: SNIS, 2023.

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Published
2025-02-03
Section
ENERGY
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How to Cite

Lima, V. de J. A., Martins, L. O. S., & Escobar, C. F. (2025). Analysis of the regional potential for electricity generation through the energy recovery method of municipal solid waste. Brazilian Journal of Production Engineering, 11(1), 54-62. https://doi.org/10.47456/bjpe.v11i1.46291