Precisamos falar sobre o nuclear

Michael Liebreich (*)

Precisamos falar sobre o nuclear. E eu quero dizer falar realmente, seguindo em frente em um caminho baseado na verdade e na reconciliação, não em um slogan do tipo “vamos todos gritar um para o outro, minha tribo versus sua tribo”. Pessoas sérias finalmente estão falando sobre a descarbonização das economias nacionais em meados do século, mas essa conversa deve ser acompanhada por planos confiáveis ​​- e nenhum plano pode ser considerado crível se não lidar explicitamente com a energia nuclear.

Qual o papel que o nuclear vai desempenhar no sistema energético? Como você vai garantir que as plantas sejam viáveis economicamente, construídas dentro do prazo e do orçamento? Como você vai financiar isso? Quais são suas hipóteses sobre as novas tecnologias nucleares? E qual é o seu plano de longo prazo para o lixo nuclear?

Se o nuclear está fora, como então você propõe atender as crescentes necessidades de energia do mundo? Não apenas a demanda atual de eletricidade, mas também a energia necessária para eletrificar o transporte, o aquecimento e a indústria? E não apenas quando está ensolarado ou com muito vento, mas o dia todo, todo dia, toda semana, todo mês, toda estação?

O New Deal Verde – como proposto no início deste ano pela deputada Alexandria Ocasio-Cortez e pelo senador Ed Markey, copatrocinado por 92 deputados, 12 senadores e dezenas de possíveis candidatos presidenciais democratas – é omisso quanto à questão nuclear. Isso não é crível. Considera nuclear ou não? Mantem ou fecha as plantas existentes? Constrói novas plantas ou não? Investe na próxima geração de tecnologias ou não?

Então, vamos falar sobre energia nuclear. Antes de fazermos isso, um alerta: se você é um ativista antinuclear vitalício ou o fã mais ardente da tecnologia, isso pode ser desconfortável. Estamos prontos?

O tamanho do desafio

Vamos começar lembrando o tamanho e a urgência do desafio da descarbonização.

Como expliquei em meu artigo “Two Business Cycles to Prepare for a Low-Carbon World”, o relatório do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC) de outubro do ano passado mostrou que manter a economia global em uma trajetória consistente com 2 graus Celsius de aquecimento requer uma redução de 20% das emissões até 2030, ao passo que restringir o aumento de temperatura a 1,5ºC exigiria uma redução de 45%. Para contextualizar, nos últimos 18 anos, as emissões globais de carbono do setor energético cresceram mais de 40%.

O setor elétrico é o maior impulsionador global das emissões de carbono – responsável por 42% do CO2 e, provavelmente, uma proporção maior do metano. Qualquer plano de redução de emissões até o final da próxima década tem que ter o setor elétrico em seu coração. Não só é a maior fonte de emissões, mas também é aquela que tem as soluções mais prontas a serem utilizadas no mercado.

O setor de energia global gerou mais de 26.000 TWh no total em 2018. A energia nuclear forneceu 10%, de acordo com a BloombergNEF. Os combustíveis fósseis contribuíram com 63%, sendo o carvão a maior fonte com 37% e o gás a segunda maior, com 23%. Em conjunto, as fontes renováveis ​​entregaram 26%, mas o maior contribuinte foi o hidrelétrico, com 16% do total. Eólica e solar representaram 4,8% e 2,2% respectivamente – em conjunto apenas 7%.

Respeito onde é devido: fornecer 7% da eletricidade global é uma conquista extraordinária para a energia eólica e solar. Eles chegaram lá a partir de uma largada difícil, na virada do século, tendo superado as imensas desvantagens do custo inicial e impulsionado uma revisão quase completa dos padrões técnicos e das estruturas de mercado – e feito isso enfrentando a resposta extremamente negativa dos detentores de recursos mais ricos.

Mas pensando melhor sobre isso: 20 anos de crescimento extraordinário e investimentos de US $ 3 trilhões, e a energia eólica e solar ainda produzem apenas 7% da energia mundial e atendem apenas a 3% das necessidades finais de energia. Quando se trata das metas de 2030 para descarbonizar o sistema de energia global, isso dificilmente é um trampolim particularmente convincente.

Se o seu plano de reduzir em 20% ou 45% as emissões no setor elétrico – atingindo 2 graus Celsius ou 1,5 graus Celsius de aquecimento respectivamente – for via vento e solar sozinhos, assumindo um nível moderado de crescimento econômico, você teria que adicionar duas a quatro vezes mais capacidade na próxima década, do que foi adicionado no total nas últimas duas décadas. O recém-lançado New Energy Outlook 2019 da BNEF mostra que, embora possamos atingir a extremidade mais baixa desse intervalo, é altamente improvável que atingiremos a extremidade mais alta da faixa na trajetória atual.

Mas fica pior. Como vimos, a eletricidade é responsável por apenas 42% das emissões de todo o sistema energético. Os caminhos para as reduções de emissões no aquecimento, transporte e indústria também passam pela eletricidade – seja diretamente, via captura e armazenamento de carbono (CCS), ou por meio de alguma versão do “power-to-gas”. Se você traduzir a meta de 20-45% de descarbonização para o sistema de energia total em uma meta para o setor de energia, você verá que tem que entregar uma redução de emissão de 30% ou 90% até 2030 para permanecer no caminho certo para os 2 graus ou na trajetória de 1,5 graus, respectivamente. Isso significaria construir 10 a 15 vezes mais capacidade instalada atual de energia eólica e solar.

Espere, você diz, estamos ignorando a eficiência energética. Bem. A Agência Internacional de Energia (AIE) acaba de lançar a Comissão Global de Ação Urgente sobre Eficiência Energética, que tenho o prazer de fazer parte. Digamos que nós sejamos extremamente bem-sucedidos nisso, e o mundo reduza a intensidade de energia em um quarto em relação ao valores atuais na próxima década – uma taxa de melhoria nunca demonstrada durante um período sustentado em qualquer grande economia em tempo de paz. Você ainda precisaria construir de cinco a dez vezes a capacidade acumulada existente – na verdade, mais do que isso, dado que um aumento tão grande e rápido da capacidade eólica e solar provavelmente seria acompanhado por algum aumento no nível de contingenciamento.

Você está propondo construir de cinco a dez vezes a capacidade global total de energia eólica e solar, em apenas 11 anos? E agora, você ainda tem certeza de que quer desligar as centrais nucleares existentes ao mesmo tempo?

A beleza da energia nuclear

No ano passado, a usina nuclear Isar-2 da EON, na Baviera, produziu 11,5 TWh de eletricidade. Criada em 1988, é a segunda usina nuclear mais produtiva do mundo. Em compensação, todas as 6.100 turbinas eólicas na Dinamarca geraram apenas 13,9 TWh. Sim, uma usina nuclear alemã bem gerida produziu 83% da energia zero-carbono que todas as turbinas eólicas produziram na Dinamarca em 2018. Se a vida útil do Isar-2 pudesse ser estendida com segurança para 60 anos, ela continuaria produzindo enormes quantidades de eletricidade com emissão zero até 2048. Mas não, deve ser fechado em 2022 como parte da Energiewende.

Em 2018, a energia renovável contribuiu com um impressionante 36% da energia entregue aos consumidores alemães. No entanto, também contribuiu com 34% da energia do Reino Unido. Enquanto o Reino Unido manteve sua capacidade nuclear ao mesmo tempo em que adicionou recursos renováveis ​​e viu sua intensidade de CO2 cair para 222 gCO2/kWh, a Alemanha decidiu fechar suas usinas nucleares, deixando-a com uma intensidade de emissões de CO2 duas vezes maior – 490 gCO2/kWh. Se a Alemanha tivesse fechado suas usinas a carvão, seu sistema de energia poderia agora ter pouco mais de 300 gCO2/kWh. O sistema de eletricidade da França, com 72% de dependência de energia nuclear, possui uma intensidade de emissão inferior a 100 gCO2/kWh.

Esperar até 2038 para eliminar a energia do carvão alemão, como proposto pela Comissão de Carvão do ano passado, simplesmente não é consistente com uma trajetória de aquecimento de 2 graus. Percebo que não há apetite na Alemanha para reabrir a discussão sobre o fechamento de suas usinas nucleares. Isso não é nada menos do que uma tragédia climática, e ativistas antinucleares alemães serão cobrados ​​nas mesmas escalas pela história como promotores dos combustíveis fósseis. Mesmo que as outras sete usinas nucleares alemãs não tenham salvação, é vital que outros países não sigam a liderança da Alemanha e fechem as usinas nucleares seguras existentes e de alto desempenho.

Eu disse seguras? Sim, seguras. Porque, por qualquer medida objetiva, a energia nuclear é uma das tecnologias energéticas mais seguras. Em um estudo de 2016, estimou-se que a energia do carvão mataria 224 pessoas – por meio de mineração e acidentes rodoviários, poluição do ar e da água – por cada TWh produzido, mais de 2 mil vezes mais que a energia solar, eólica e nuclear.

Normalmente, neste ponto da discussão, o povo antinuclear se levanta para explicar que a energia nuclear é muito cara. Mas isso simplesmente não é o caso das usinas existentes – muitas das quais são totalmente depreciadas. No ano passado, o Instituto de Energia Nuclear dos EUA estimou o custo médio de energia do parque nuclear dos EUA em US$ 33,50 por MWh. A AIE acaba de publicar um relatório intitulado Energia Nuclear em um Sistema de Energia Limpa, no qual estima que, mesmo que você adicione os custos de passar por uma profunda revisão de segurança a cada dez anos e quaisquer atualizações necessárias, o custo de energia resultante seria de apenas US$ 40-55 por MWh. Isto é, simplesmente, um excelente negócio para grandes volumes de energia despachável e zero carbono.

E quanto ao descomissionamento?

As 452 usinas nucleares existentes no mundo representam um enorme passivo em termos de descomissionamento. O governo do Reino Unido estima que gastará 234 bilhões de libra (US$ 297 bilhões) em termos nominais nos próximos 120 anos para desmantelar antigas usinas nucleares e limpar 17 locais – 121 bilhões de libras (US$ 154 bilhões) em dinheiro de hoje. Destas, 75% destinam-se a um único local, Sellafield, local de muito trabalho pioneiro – e indocumentado – na indústria de energia nuclear e de armas nucleares. Excluindo Sellafield, estima-se um custo de desmantelamento de 29,8 bilhões de libras para os 16 locais restantes, ou 1,9 bilhão de libras por site.

A Alemanha provisionou 38 bilhões de euros para o descomissionamento de 17 reatores – 2,2 bilhões de euros por reator, um número similar. A França, no entanto, estima seus custos de desativação em uma ordem de magnitude mais baixa, em apenas 300 milhões de euros por GW. A EDF provisionou apenas 23 bilhões de euros para desmantelar seus 58 reatores existentes, um número que muitos analistas consideram não ter credibilidade. É quase impossível adivinhar quais poderiam ser os passivos de descomissionamento nuclear na Índia, na Rússia ou na China.

Dada a escala desses custos e o fracasso quase universal dos governos em termos de provisão para eles, certamente deveríamos estar abandonando a energia nuclear o mais rápido possível? Não, não, não, exatamente o oposto! Embarque no descomissionamento acelerado, e você não só perde muitos TWh de eletricidade limpa, mas também cria um sumidouro de dinheiro, absorvendo centenas de bilhões de dólares que seriam melhor empregados em  eficiência energética, eletrificação e nova capacidade de geração limpa.

Finalmente, temos que falar sobre o lixo nuclear. É um problema perverso e emotivo, mas vamos mantê-lo em perspectiva. A indústria nuclear global – que devemos lembrar também inclui testes médicos, industriais, tratamento de alimentos e outros usos – produz 34.000 metros cúbicos de resíduos de alto nível por ano. Poderia caber em um prédio de dois andares do tamanho de um único campo de futebol. Cerca de 50 anos do lixo nuclear de alto nível do mundo caberia no Tesla Gigafactory One original em Nevada.

No entanto, deixar material radioativo com uma meia-vida de dezenas de milhares de anos para as gerações futuras gerirem parece… errado. Mas deixe-me dizer o que também está errado: deixar as gerações futuras desprovidas de milhões de espécies extintas porque por algumas décadas nós éramos muito escrupulosos para tolerar tecnologias – engenharia genética cai na mesma categoria que a energia nuclear – que poderiam reduzir massivamente nosso impacto no sistema planetário.

Não confunda o caso da nuclear existente com o caso da nova construção

Até agora, deveria ser óbvio que para ter alguma esperança de permanecer em uma rota de aquecimento de 2 graus, sem falar em uma de 1,5 grau, temos que manter o maior número possível de usinas nucleares existentes e prolongar suas vidas pelo tempo que for possível.

No entanto, é perfeitamente possível, em termos lógicos, que seja uma boa ideia manter as atuais usinas nucleares, e uma péssima ideia construir novas usinas baseadas na mesma tecnologia.

Eu escrevi em profundidade sobre a energia nuclear em outubro de 2014 uma peça intitulada “Nuclear Power, the Thin End of a Failing Wedge”. Três anos antes, a indústria tinha visto a sua narrativa cuidadosamente construída de um renascimento nuclear ser revertida por Fukushima. Em 2014, estava novamente começando a subir de volta. Desde então, no entanto, o setor fez exatamente o oposto de provar que é confiável em administrar projetos de novas construções com competência.

As duas novas unidades Westinghouse AP1000 na planta da VC Summer na Carolina do Sul, inicialmente orçadas em US$ 11,5 bilhões e iniciadas em 2017, foram abandonadas – mas não antes que US$ 9 bilhões tenham sido gastos para ficar a menos da metade da conclusão. As duas unidades da Plant Vogtle, na Geórgia, também deveriam entrar em operação em 2017, a um custo de US$ 14,7 bilhões. Até o momento, a data esperada para o comissionamento é por volta do final de 2022 e os custos esperados são de mais de US$ 27 bilhões. O fracasso desses dois projetos causou a falência da Westinghouse e quase derrubou sua proprietária, a Toshiba Corporation.

As coisas não são melhores na Europa. A EDF prometeu concluir a fábrica de EPR Olkiluoto de 1,6 GW na Finlândia até 2010 por um custo de US$ 3,5 bilhões. Agora parece que custará cerca de US$ 10 bilhões e iniciará operações em 2020. A planta de Flamanville, no próprio quintal da EDF, foi originalmente planejada para custar US$ 3,8 bilhões e ser concluída até 2012. Isso foi antes das falhas serem descobertas no reator, o que elevou os custos até US$ 12,6 bilhões e atrasou o comissionamento até este ano. Agora, mais falhas foram encontradas nos tubos de vapor do reator e, no mês passado, o regulador de segurança nuclear francês rejeitou o pedido da EDF de iniciar as operações primeiro e reparar os tubos mais tarde. O principal projeto da EDF não será lançado antes do final de 2022 e seus eventuais custos ainda são incertos.

No Reino Unido, o projeto Hinkley C – que o ex-presidente-executivo da EDF prometeu estar cozinhando perus de Natal britânicos em 2007 – agora parece pode estar entrando em serviço em 2027. Os britânicos ficarão no gancho por 92,50 libras por MWh em 2012, garantidos por 35 anos – 106,40 libras (US $ 134) por MWh em dinheiro de hoje. O Tesouro do Reino Unido até forneceu uma garantia de empréstimo de até 17 bilhões de libras de custos de construção.

Enquanto o Hinkley C custará “apenas” 20,3 bilhões de libras (US$ 25,7 bilhões) para construir 3,2 GW de capacidade, o custo total da eletricidade produzida durante seu período de garantia de 35 anos será de mais de 100 bilhões de libras (US$ 126 bilhões). O National Audit Office do Reino Unido estima que a parcela do subsídio seja de pouco menos de 30 bilhões de libras (38 bilhões de dólares).

Alguém por favor me dê um subsídio de 30 bilhões de libras e eu poderia entregar 3,2 GW de melhorias de eficiência entre os usuários de energia do Reino Unido; ou eu poderia construir parques eólicos onshore ou offshore suficientes, juntamente com as interconexões necessárias, para fornecer 3,2 GW de energia despachável para o Reino Unido; ou 3,2 GW de capacidade de gás natural, equipado com captura e armazenamento de carbono; ou 3,2 GW de energia solar térmica despachável no norte da África, com um cabo submarino de corrente contínua de alta tensão. Caramba; eu provavelmente poderia construir todos os quatro!

Os ecomodernistas adoram apontar os baixos preços desfrutados pelos usuários da energia nuclear zero-carbono da França. O que não mencionam é o fato da EDF não conseguir satisfazer as suas necessidades de financiamento futuras. Agora é uma questão de saber se o governo francês vai sair da EDF ou apenas nacionalizá-la. E isso depois que o Estado teve que intervir e recapitalizar a bandeira francesa falida da tecnologia de energia nuclear Areva (agora Framatome) em 2016.

Eles também proclamam que as energias renováveis ​​aumentam os preços da energia, apontando para a Alemanha como evidência. Mas a experiência da Alemanha foi única e grandes erros foram cometidos. Como vimos, a Alemanha fechou suas usinas nucleares e perdeu toda a sua produção barata; pagou demais para ser um pioneiro em energia renovável; também colocou todo o custo da Energiewende em consumidores de energia de varejo; e então adicionou novos impostos sociais às suas contas de serviços públicos. Mais importante, nos últimos seis anos, à medida que a penetração de renováveis ​​na Alemanha continuou a subir, seus preços de eletricidade no varejo começaram a recuar.

E a Asia? Por alguns anos depois de ter ganho o contrato de US$ 18,6 bilhões para construir o projeto Barakah de 5,5 GW dos Emirados Árabes Unidos ao oferecer pouco mais da metade do preço da Areva, a Coréia do Sul foi considerada o exemplo do renascimento nuclear. Então, descobriu-se que a razão pela qual o design de seu carro-chefe APR1400 era tão barato era que ele não era rigoroso em relação aos recursos de segurança e dependia de componentes não certificados.

Oito das 10 novas usinas nucleares mais recentes a serem instaladas estão na China. Mas mesmo na China, onde as plantas estão sendo construídas com a rapidez que sua cadeia de suprimentos pode gerenciar, a energia nuclear está sendo superada pela geração renovável por um fator de dois para um. O país acaba de suspender uma moratória de três anos em novas licenças de construção. Recentemente celebrou o comissionamento do primeiro reator pressurizado europeu, ou EPR, em Taishen – sete anos atrasado e US$ 8 bilhões acima do orçamento.

Os últimos cinco anos viram uma média de apenas 7,5 GW de nova capacidade nuclear adicionada globalmente. Existem apenas 54 usinas nucleares atualmente em construção, perto dos 10 anos de baixa. A questão básica é que esta não é uma indústria com na qual você pode confiar o futuro da economia mundial e a saúde do planeta.

A energia nuclear está morta, viva o pequeno reator nuclear!

Enquanto a destruição econômica da atual geração de tecnologia de energia nuclear maciça e centralizada foi testada, pequenos reatores modulares (SMRs) ainda parecem promissores. Em 2015, o think tank Third Way listou mais de 50 projetos de SMR apenas nos EUA – É certo que chegou a hora de concentrar os recursos na meia dúzia mais promissora, acelerar o licenciamento e começar a construir? Cada projeto provavelmente precisará de vários bilhões de dólares para chegar à produção em série. Somente se gastarmos saberemos se eles podem cumprir suas promessas inebriantes.

Fabricados em série, os SMRs oferecem a esperança de energia a baixo custo (seus proponentes lançam números como US$ 45 por MWh para projetos de última geração); eles podem ser projetados para ficarem seguros; e um banco de usinas menores pode achar mais fácil seguir a carga do que uma única usina grande (embora a capacidade de grandes usinas nucleares de carregar a carga seja maior do que você imagina, como Jesse Jenkins, recentemente nomeado professor assistente de engenharia de sistemas no Andlinger Center de Princeton, mostra aqui ).

Apesar de todas as suas promessas, no entanto, o progresso em trazer os SMRs para o mercado tem sido lento. No mundo ocidental, a empresa mais próxima de construir sua primeira fábrica é a NuScale Power, com um projeto de água pressurizada que fornece 60 MW de energia elétrica ou 200 MW de saída térmica. Sua tecnologia está atualmente passando por revisão de certificação de projeto pela Comissão Reguladora Nuclear dos EUA, e uma primeira planta de 12 módulos está prevista para o site do Laboratório Nacional de Idaho – mas não antes de “meados dos anos 2020s”.

O Canadá, com 19 usinas nucleares em operação e uma cadeia de suprimento nuclear baseada em seu antigo projeto de água pesada pressurizado ‘Candu’, não deseja ficar para trás. Em novembro de 2017, o reator Integral Molten Salt da Terrestrial Energy – projetado para fornecer 400 MW de saída térmica ou 190 MW de potência – completou a primeira fase da revisão pré-licenciamento regulamentar da Comissão Canadense de Segurança Nuclear. Mas até mesmo a Terrestrial Power só espera entregar seu primeiro SMR operacional “no final dos anos 2020s”.

A China iniciou a aprovação regulamentar final de seu projeto ACP100 125 MWe, com o comissionamento da primeira unidade destinada a 2025. A Argentina continua trabalhando para a conclusão de seu primeiro reator Carem 25 MW no próximo ano. No entanto, o país que parece estar bem na liderança na corrida SMR é a Rússia. Recentemente, a Rosatom produziu três quebra-gelos movidos a energia nuclear e está atualmente montando a Akademik Lomonosov, a primeira usina nuclear flutuante projetada para o mundo, que pode ser rebocada para qualquer local que exija 70 MW de potência e até 300 MW de calor. Centrais nucleares flutuantes – o que poderia dar errado?

Finalmente, fusão nuclear. A brincadeira diz que a fusão é daqui a 25 anos e sempre será. Mas o progresso acelerou recentemente e deveríamos estar investindo muito dinheiro em sua pesquisa e desenvolvimento. Não apenas no grandioso projeto multinacional ITER em Cadarache, na França, prometendo agora o primeiro plasma em 2026, sete anos atrasado e US $ 17 bilhões acima do orçamento – mas em tecnologias modulares, onde uma dúzia de novas empresas arrecadou mais de US$ 1 bilhão.

Deveríamos até colocar dólares de pesquisa em reações nucleares de baixa energia (LENR, como a fusão a frio foi renomeada). Recentemente, o Google Research concedeu US$ 10 milhões a uma equipe de várias instituições, liderada por Thomas Schenkel, diretor interino da Divisão de Tecnologia de Aceleração e Física Aplicada do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, para aplicar o rigor científico a um setor dominado por criminosos, manivelas e entusiastas desde o fiasco de Fleischmann Pons de 1989. Embora os participantes do estudo não tenham encontrado evidências de geração de energia líquida, eles observaram fenômenos que a teoria atual não conseguiu explicar.

Você seria um tolo em pensar que a fusão produziria um único MWh quente (ou frio) antes de 2030, quando então teríamos que fornecer essa redução de 20-45% nas emissões, mas você seria tão tolo em não apoiar gastando uma parte de um orçamento de pesquisa expandido nisso.

Conclusão

Então você tem isso. Minha opinião sobre o debate nuclear: a energia eólica e a energia solar sozinhas não podem fornecer energia zero-carbono suficiente para descarbonizar a economia no curto prazo; a principal prioridade é manter as usinas nucleares existentes abertas; quando se trata de novas plantas, a atual geração de projetos de usinas também não irá fazê-lo, por razões econômicas; e, pelo amor de Deus, vamos levar a sério o desenvolvimento de SMRs e a pesquisa da geração de tecnologias nucleares, que possamos pelo menos acompanhá-las.

Temos muito trabalho a fazer, escolhas difíceis e compromissos a serem feitos. Vamos continuar com isso!

(*) Michael Liebreich é fundador e colaborador sênior da BloombergNEF. Ele é ex-membro do conselho da Transport for London e consultor da Shell New Energies.

Obs: O texto foi publicado originalmente na BloombergNEF em 3 de julho de 2019.

Título original: Liebreich: We Need To Talk About Nuclear Power

Tradução livre.

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