Grupo de Economia da Energia

Nuclear: três transições, três agendas

In energia nuclear on 08/06/2015 at 00:15

Por Ronaldo Bicalho

bicalho062015A ampliação da participação da energia nuclear na matriz energética no mundo, e em particular no Brasil, depende da evolução de três agendas. A primeira delas diz respeito aos problemas específicos à transição nuclear, a segunda aos desafios associados à transição energética mundial e a terceira às questões relacionadas à transição elétrica brasileira.

Essas agendas sintetizam os desafios e as oportunidades dessas três transições; dependentes e fortemente inter-relacionadas. A dinâmica evolutiva dessas transições irá desenhar os espaços a serem ocupados pela energia nuclear no suprimento de energia necessário ao desenvolvimento econômico e ao bem-estar da sociedade.

A transição nuclear

Grande parte do parque nuclear mundial nos próximos quinze anos terá mais de quarenta anos. Países como Estados Unidos, Rússia e França terão que decidir que destino será dado a essas plantas: ampliar a sua vida útil, repô-las ou substituí-las por outras fontes.

Esse é um tema importante de política energética e a forma pela qual os países envolvidos irão encaminhar essa questão desenhará uma parte importante do futuro da matriz energética mundial.

Esse encaminhamento será definido parcialmente a partir da agenda específica da indústria nuclear. Essa agenda é constituída de elementos que compõem um conjunto de questões centrais que foram sendo reunidas ao longo da evolução histórica dessa indústria.

A questão principal dessa agenda é a legitimação dessa alternativa energética como solução para a garantia da segurança do suprimento de energia. Essa legitimação passa pela percepção da sociedade dos riscos envolvidos nessa solução.

Na medida em que essa percepção aumenta, a legitimação do nuclear se reduz e crescem os obstáculos políticos e sociais ao uso dessa fonte.

Nesse quadro, os acidentes em usinas nucleares sempre representaram um duro revés para a indústria. Assim tem sido desde Three Miles Island em 1979 nos Estados Unidos até Fukushima Daiichi em 2011 no Japão, passando por Chernobil em 1986 na, à época, República Soviética da Ucrânia.

O acidente de Fukushima abortou um movimento de recuperação da aceitação do nuclear que vinha se observando ao longo da última década. Movimento este sintetizado na suspensão da moratória nuclear alemã e no plebiscito italiano convocado para suspender esse mecanismo vigente até então na Itália. A partir do acidente no Japão, a Alemanha voltou à moratória e a Itália a manteve.

Contudo, como tudo que envolve o nuclear, as reações não se dão da mesma maneira em todos os países. Se existem aqueles que desistem do nuclear, como os citados anteriormente, incluindo aqui a Suíça, outros se mantêm nessa opção. Entre eles, o destaque é a China. País hoje chave no jogo nuclear, a China será responsável por quase a metade da expansão do nuclear nas próximas décadas. Com ambições de se tornar um grande player nessa indústria, a China não só amplia fortemente seu parque como se associa a produtores de equipamentos – principalmente franceses – em busca de uma capacitação tecnológica que lhe permita voos mais altos no futuro; deslocando o Japão do papel estratégico de fornecedor para a Ásia; pretensão japonesa inviabilizada pelo acidente de Fukushima.

Além da China, a Índia, o Paquistão, a África do Sul, a Argentina, a Rússia, a Inglaterra e a Arábia Saudita mantêm-se no nuclear.

No caso específico do Japão, a retirada de operação de todos os seus reatores colocou o país em uma trajetória delicada de crescimento acentuado dos custos de geração com impactos negativos sobre a sua competitividade. Em função disso, o governo japonês tem sinalizado claramente no sentido da necessidade da retomada da geração nuclear.

Assim, embora seja muito claro o impacto negativo sobre a legitimação dessa fonte de energia de um acidente nuclear, deve-se chamar a atenção de que esse impacto varia de país para país em função de um conjunto de fatores que vão desde a sua base de recursos naturais até a sua estrutura institucional/política, passando pela sua capacitação tecnológica/industrial e sua dotação econômico-financeira.

De fato, um impacto amplamente efetivo para indústria é aquele que se dá em termos de novas exigências de segurança. Exigências essas que não só aumentam concretamente os custos como ampliam a insegurança regulatória em relação à indústria, com efeitos arrasadores sobre as suas condições de financiamento.

Dessa maneira, a equação: novo acidente = mais segurança = mais custo, combinada com a equação: novo acidente = mais riscos = mais dificuldades de financiamento, forçam a entrada do Estado no jogo para viabilizar a expansão do nuclear. Assim, sem o apoio do Estado fica difícil imaginar o avanço na resolução da agenda própria da indústria.

Se somarmos a isso a questão do lixo/proliferação de armas a partir da possibilidade do reprocessamento de combustível irradiado, tem-se um cardápio do qual é difícil afastar o Estado. Presença incontornável dada a existência de indiscutíveis externalidades no enfrentamento dessas questões.

Essa presença se amplia quando se observa a agenda tecnológica da indústria envolvendo o desenvolvimento de reatores avançados de água leve (terceira geração), que buscam maior simplicidade e sistemas de segurança mais confiáveis; de reatores de baixa pressão com fluidos refrigerantes (quarta geração), que aumentam a segurança e a sustentabilidade dos projetos nucleares a custos mais baixos; os reatores de regeneração (breeder) que são capazes de gerar mais materiais físseis do que utilizam, ampliando a sustentabilidade em termos da disponibilidade de longo prazo dos recursos naturais; dos reatores pequenos e modulares, que aumentam a simplicidade dos projetos, reduzindo os custo e o tempo de construção com resultados positivos sobre as condições de financiamento desses projetos.

Dessa maneira, embora haja uma agenda da indústria nuclear que contempla desde a maior aceitação social até a maior economicidade da alternativa nuclear, a sua implantação exige uma forte participação do Estado na mobilização de recursos tecnológicos, econômicos, financeiros e político/institucionais para viabilizá-la.

Essa mobilização não se define apenas no âmbito restrito da indústria nuclear, mas na esfera ampla do conjunto de políticas públicas. Nessa esfera, uma transição maior do que a nuclear se coloca: a transição energética.

Será no âmbito dessa grande transição que o destino do nuclear será efetivamente jogado.

A transição energética

A transição de uma economia baseada em combustíveis fósseis para uma economia baseada em combustíveis limpos implica enormes desafios econômicos, tecnológicos e políticos.

Esses desafios podem ser sintetizados no trade-off segurança energética versus mudança climática no qual garantir segurança energética utilizando a solução tradicional de recorrer aos combustíveis fósseis implica acelerar o processo de mudança climática. Por outro lado, desacelerar esse processo recorrendo à redução das emissões de CO2 via a limitação do uso de combustíveis fósseis implica em colocar em risco a segurança energética.

O reconhecimento, a administração e a redução desse trade-off estruturam as políticas energéticas nacionais e definem a maneira pela qual os diferentes países concebem a transição energética.

Dado o fato de que hoje as fontes de energia renováveis não são plenamente competitivas em relação aos fósseis, demandando avanços tecnológicos e institucionais significativos para que essa competitividade se torne real, a tensão (política/econômica) advinda da necessidade das instituições – leia-se o Estado em suas várias esferas – terem de arbitrar as perdas e os ganhos da transição é bastante elevada.

Alguns recursos surgem nesse contexto como fontes de redução dessa tensão. Assim, o gás natural, o nuclear e a eficiência energética, na medida em que permitem a manutenção da garantia do suprimento com um custo de emissão menor, podem jogar esse papel na transição. Os dois primeiros representam soluções pelo lado da oferta, ao passo que a última representa uma resposta pelo lado da demanda.

Dessa forma, o espaço para a ampliação do uso do nuclear teria um determinante parcialmente exógeno à sua agenda específica que seria a necessidade maior ou menor do seu emprego em função da evolução da própria transição energética.

Assim, uma radicalização do reconhecimento da urgência da mitigação da mudança climática, fruto do processo de aceleração do aquecimento global, por um lado, e da insuficiência da resposta via renováveis, por outro, abre um maior espaço para o nuclear.

Em contrapartida, uma redução no sentimento de urgência da transição, somada a uma percepção de que a evolução da mudança climática, de um lado, e dos avanços atuais dos recursos (leia-se renováveis) para mitigá-la, por outro, são compatíveis, reduzem a demanda por uma participação maior do nuclear.

Em particular, avanços significativos nas renováveis, tanto tecnológicos quanto institucionais, principalmente no que diz respeito à superação dos problemas ligados à intermitência, aceleram e fortalecem a transição, prescindindo do uso mais intensivo do nuclear.

Nessa mesma direção, um salto nas tecnologias de captura e estocagem de carbono recupera a competitividade do carvão e limita o espaço do nuclear.

Ao fim, porém não menos importante, a disponibilidade de gás natural – convencional e não convencional – em abundância e barato também ajuda a espremer o espaço do nuclear na matriz energética futura; chamando para esse gás o papel de protagonista principal na função de grande atenuante das tensões da transição, constituindo-se na ponte segura de passagem de um mundo fóssil e sujo para um mundo renovável e limpo.

Em suma, o papel a ser desempenhado pela energia nuclear na transição energética não depende apenas dos seus próprios atributos técnicos, econômicos e políticos, mas da evolução do processo como um todo. Essa evolução compreende o avanço não apenas do contexto de urgência dessa transição, mas do avanço das trajetórias alternativas; principalmente das fontes renováveis.

Na medida em que essas alternativas se fortalecem, o peso do nuclear na transição se reduz; na medida em que se enfraquecem, esse peso aumenta.

A transição brasileira

A exaustão de um modelo elétrico baseado na intensa exploração das grandes hidrelétricas com seus grandes reservatórios de acumulação impõe grandes desafios ao Brasil.

A mudança necessária do papel das térmicas, deixando de atuar temporariamente como seguro para os reservatórios em períodos de seca para atuar todo o tempo na base, exige plantas distintas daquelas que temos hoje.

A estruturação de um novo modelo elétrico depende em muito dessa nova térmica; mais do que a entrada das renováveis, que, na verdade, ampliam os problemas da intermitência, já presentes historicamente no setor elétrico brasileiro na hidroeletricidade.

A grande questão é que térmica é essa capaz de estruturar o novo setor elétrico brasileiro. Uma térmica estruturante. Uma térmica que constitui a espinha dorsal que faz face à intermitência tanto da hidro quanto da solar e da eólica.

Considerando que os nossos reservatórios são os nossos grandes trunfos na transição energética, a preservação da água neles contida, para que elas façam o papel de back-up à solar e à eólica, pode ser o papel decisivo dessa nova térmica. Isto exige uma térmica de base.

No Caso brasileiro, essa térmica será a gás, a carvão ou nuclear.

Como na seção anterior, mais uma vez o espaço do nuclear não será dado apenas pelos seus próprios atributos, mas mediante o cotejo desses com o dos seus competidores.

Se as dificuldades de acesso a um gás natural abundante e barato prevalecerem e as restrições ao uso do carvão, em termos de emissão, se impuserem, o espaço para a ampliação da geração nuclear pode se ampliar no caso brasileiro.

Se essas dificuldades e essas restrições não prevalecem e não se impõem, evidentemente, esse espaço se reduz.

Em síntese, o espaço do nuclear na matriz energética brasileira também depende da evolução de uma dada transição: a transição elétrica. Dependendo de como a agenda dessa transição venha a se formular, o papel do nuclear poderá ser maior ou menor. E isto, mais uma vez, transcende os desafios específicos da indústria nuclear brasileira.

Conclusão

O papel da energia nuclear na matriz energética envolve um conjunto amplo de determinantes que vão além daqueles específicos à indústria do átomo.

A evolução da política energética acelerando a transição, ou reduzindo o seu ritmo, pode dar distintas dimensões aos avanços da agenda própria da indústria.

Pode tornar esses avanços imprescindíveis ou desnecessários, significativos ou irrelevantes. Pode ser que se tenha que recorrer ao que se tem disponível hoje, ou pode ser que nem mesmo os maiores avanços viabilizem o uso da tecnologia.

Assim, deve-se encarar o nuclear como parte de uma agenda que vai além daquela agenda específica histórica que os policy-makers se acostumaram desde o nascimento da indústria.

Os desafios colocados pela transição energética redimensionam os desafios da política energética. Neste sentido, a energia nuclear não foge desta nova e necessária forma de pensar a segurança energética, fortemente contingenciada pela mudança climática.

Nesse contexto, o caso brasileiro não se distingue na essência do caso maior. Aqui, o nuclear também deve ser pensado no âmbito de uma política setorial que coloque a necessidade de se reinventar o suprimento elétrico brasileiro. Suprimento historicamente baseado no uso da hidroeletricidade, mediante o emprego de um modelo hoje esgotado.

O nuclear pode ter um papel mais ou menos relevante nesse novo setor elétrico. Para responder a essa questão é necessário ir além da agenda tradicional do setor elétrico brasileiro. E isto vale inclusive para forma como se dá a inserção do nuclear nessa agenda. Uma nova agenda implica uma nova inserção. Contudo, tanto essa nova agenda quanto essa nova inserção estão para ser definida.

Referências:

Transição energética

Transição elétrica

Leia outros textos de Ronaldo Bicalho no Blog Infopetro

  1. Caro Ronaldo.
    Já passam alguns anos das suas aulas no Coppead, e inevitavelmente a saudade bate. Se me permite segue um comentário sobre o seu texto relativo a transições e agendas na área nuclear. As questões levantadas, segurança, meio ambiente, rejeitos e decisões políticas fazem parte do arcabouço de decisões nucleares, porém o aspecto essencial e que determina a expansão da geração nuclear no mundo é puramente econômico. Dentre todos os riscos do empreendimento nuclear (aceitação pública, segurança nuclear, licenciamento, custos de produção e custos de instalação), o risco mais relevante para o empreendimento nuclear é o risco de instalação. Por vários motivos, todos relacionados à engenharia, aquisição e construção, os projetos nucleares já antes de Three Mile Island, não estavam conseguindo observar prazos, escopos e orçamentos, indo muito além das previsões iniciais, e dando origem a empreendimentos que já ao nascerem, estavam mortos, pois jamais poderiam recuperar o investimento e seu custo. O pay back estava no infinito. Desde então os projetos procuram equacionar este risco, e as soluções avançam por simplificação (usinas passivas – são passivas para serem simples e não para serem mais seguras, o que acaba ocorrendo, porém como efeito colateral), padronização e modularização dos componentes eletromecânicos e civis. Adicionalmente, os projetos geração III+ também contemplam a possibilidade de fusão do núcleo, e incorporam desenvolvimentos tecnológicos que capacitam as novas unidades a lidarem com um núcleo fundido, sem perderem a integridade da contenção, e portanto sem grandes liberações não controladas.

    Uma usina de 1000 MWe de sucesso da geração III+ seria construída em 5 anos, teria um custo overnight de US$ 5 bilhões, um custo de produção total (produção mais beyond producton cost) de US$ 30/MWh, uma tarifa competitiva de US$ 80/MWh (note que sem custos escondidos, como é moda no Brasil), seria amortizada em 15 a 17 anos, e produziria com uma margem de lucro de 60% por 65 ou mais anos, resultando numa receita “life time” de aproximadamente US$ 55 bilhões, determinando assim um dos maiores sucessos industriais da civilização. A capacidade estruturante de um empreendimento nuclear de sucesso é quase incomparável.
    Por outro lado, caso fracasse durante a construção em sua fase de EPC, ela poderá ser construída em 10 ou mais anos, durantes os quais os juros iriam escalar, seria amplamente modificada durante a construção, ampliando o escopo e os custos associados, além da aquisição. Ao final o custo overnight mais os juros excederiam US$ 10 ou mais bilhões, e, por maior que fosse a margem de lucro em termos de produção, jamais o capital investido seria recuperado, se transformando num dos maiores fracassos da indústria em geral.
    Vemos que o risco que é o determinante para a expansão ou congelamento da indústria nuclear no mundo está relacionado à fase de construção. Estima-se que acima de 70% do risco global nuclear, ai incluindo rejeitos e segurança, seja, de fato econômico.
    Projetos modernos desenvolvidos para conter estes riscos já estão sendo testados, e como você sabe, exemplos de sucesso reduzem a percepção dos riscos. Infelizmente, alguns outros projetos desenvolvidos com este mesmo propósito, estão fracassando. Portanto, a escolha da tecnologia se transforma em uma questão essencial para o sucesso ou fracasso do empreendimento nuclear. Dai, uma eventual nova safra de usinas brasileiras não poderá trocar commodities por usinas nucleares, sob pena de estar adquirindo uma nova safra de fracassos.

    A indústria nuclear de sucesso não é para amadores, pois a diferença entre o sucesso e o fracasso pode ser infinita. No Brasil, os tomadores de decisão ainda não entenderam isto, pois ainda não pararam para avaliar as causas de nosso fracasso nuclear, após dezenas de bilhões de dólares investidos, gerações de nossos melhores jovens envolvidos e quase meio século de tempo aplicado. Eventuais novas usinas precisam nascer com bom DNA, ou mais meio século de fracasso se sucederá.

    Drausio Lima Atalla

  2. “Dado o fato de que hoje as fontes de energia renováveis não são plenamente competitivas em relação aos fósseis…” Devemos levar em conta a vertiginosa queda do custo das renovaveis. A EIA, fonte confiavel e atualizada para os EUA, mostra que as fontes renovaveis sao competitivas hoje, e serao mais ainda no futuro: http://www.eia.gov/forecasts/aeo/electricity_generation.cfm

    Alem dos custos diretos, devemos levar em conta os custos indiretos e externalidades / poluicao das fontes energeticas. Em Nov. 2014 a Uniao Europeia publicou um relatorio, “Subsidies and costs of EU energy” que tenta comparar as fontes contemplando todos os custos.

  3. China will soon surpass South Korea, Russia, and Japan in nuclear generating capacity
    http://www.eia.gov/todayinenergy/detail.cfm?id=22132

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