O documento discute as vantagens e desvantagens das novas gerações de centrais nucleares. As centrais de 3a geração, como o EPR, têm melhores sistemas de segurança e menor probabilidade de acidentes graves. As centrais de 4a geração, ainda em desenvolvimento, pretendem ter ainda mais segurança, melhor uso dos recursos e produção menor de resíduos radioativos. No entanto, esses novos designs nucleares enfrentam desafios técnicos e de custo.

1. As Novas Gerações de Centrais de Cisão Nuclear – Vantagens e Inconvenientes José Marques I Debate Conferência “ Produção, Consumo e Eficiência Energética Para a Próxima Década em Portugal” Lisboa, 20 de Setembro de 2008

2. A energia nuclear hoje Produção de electricidade a nível mundial

3. Distribuição geográfica dos principais recursos identificados A energia nuclear hoje Australia 24% Russian Federation 4% Uzbekistan 2% Kazakhstan 17% Niger 5% Namibia 6% Brazil 6% USA 7% Canada 9% India 1.4% China 1.3%

4. A energia nuclear hoje Emissões globais de CO 2 (Mt)

5. A energia nuclear hoje Cada cisão de 235 U liberta 50 milhões de vezes mais energia que a formação de uma molécula de CO 2

6. Early Prototype Reactors Generation I Shippingport Dresden, Fermi I Magnox Commercial Power Reactors Generation II LWR-PWR, BWR CANDU VVER/RBMK 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 Highly Economical Enhanced Safety Minimize Wastes Proliferation Resistant Advanced LWRs Generation III ABWR System 80+ AP600 EPR Gen I Gen II Gen III Gen III+ Gen IV Generation III+ Generation III Evolutionary Designs Offering Improved Economics AP1000 ESBWR ACR700 IRIS As novas gerações de centrais

7. As novas gerações de centrais 3ª Geração Representa o estado-da-arte Reactores a construir durante os próximos 30 anos Reactores evolutivos Experiência acumulada com 2ª Geração Especificações de segurança melhoradas 4ª Geração Actualmente em projecto Diversos desafios a vencer (tal como na Fusão)

8. Reactores em exploração ou construção ABWR “Advanced Boiling Water Reactor” (1.3 GWe) Em exploração no Japão desde 1996 EPR (1.6 GWe) Finlândia (Olkiluoto 3), França (Flamanville 3) China ( Taishan, 2 unidades) AP-600 “Advanced Pressurized Water Reactor” (0.6 GWe; aprovado pela NRC dos EUA) As novas gerações de centrais

9. Redução de probabilidade de acidentes graves CMF (core melt frequency) para EPR: Todos os acontecimentos: < 10 -5 / reactor • ano Acontecimentos internos: < 10 -6 / reactor • ano Com libertações significativas para exterior: < 10 -7 / reactor • ano CMF para WWER: 2.5 - 5 x 10 -5 / reactor • ano Para US BWR approx. 1.2 x 10 -5 / reactor • ano Para US PWR approx. 1.6 x 10 -5 / reactor • ano As novas gerações de centrais

10. “ Core catcher” do EPR Camada para recolher e arrefecer o núcleo fundido Água para remover calor residual em caso de emergência As novas gerações de centrais

11. Economia Custos de instalação e exploração competitivos Segurança Redução da probabilidade de ocorrência de acidentes Aumento de sistemas passivos Melhor uso de recursos naturais Extracção eficaz da energia a partir dos materiais cindíveis Minimizar a produção de resíduos Reciclagem e transmutação dos actinídeos Reduzir os riscos de proliferação Queima do Pu no ciclo de combustível Cinco critérios para a 4ª Geração

12. Vantagens de combinar reactores com espectros térmico e rápido Sistemas térmicos que permitem co-produção de hidrogénio. Sistemas rápidos que permitem “incineração” de resíduos. 4ª Geração

13. Resíduos nucleares Radiotoxicidade e gestão dos combustíveis usados

14. Centrais nucleares do futuro Melhor utilização dos recursos naturais Reciclagem do combustível usado Conversão de material fértil em cindível Prolongam ciclo do U para os próximos séculos Redução dos resíduos produzidos Redução substancial de quantidade, semivida e radiotoxicidade dos resíduos a armazenar Melhor utilização de depósitos geológicos Permitem produção de hidrogénio Respondem aos desafios das próximas décadas Conclusões (1/2)

15. Conclusões (2/2) A energia nuclear e a sociedade Bjorn Wahlström

16. Obrigado pela vossa atenção !

17. Material Adicional

18. Recursos uraníferos Recursos convencionais Identificados: 4,7 Mt Estimados: 10,1 Mt Recursos não convencionais Fosfatos (60 – 100 $ / kg U): 22 Mt Procura 2004: 67.320 t 2005: 66.840 t 70/85 anos - 250 anos - 600/700 anos LWR “once through”; 30x mais com reactores a neutrões rápidos 50-200 ppm U em fosfatos

19. Seis grandes projectos em estudo Reactores a neutrões térmicos Reactores a neutrões rápidos Ciclos abertos e fechados GIF Generation IV International Forum 4ª Geração

20. 4ª Geração VHTR Very High Temperature Reactor Reactor a neutrões térmicos Ciclo aberto “once through” Eficiência > 50% 600 MWth Produção de hidrogénio Horizonte: 2020

21. 4ª Geração Hidrogénio &quot; nuclear &quot; Ciclo I-S (Iodo-Enxofre) Rendimento ~50% Requer temperaturas 800 – 1000ºC 1.5 – 2 USD/kg

22. Custos de produção: Finlândia 24.1 €/MWh Source: Lappeenrenta University 2001 5% discount rate, €2001 32.1 €/MWh 30.5 €/MWh 32.5 €/MWh 39.6 €/MWh 50.1 €/MWh

23. Custos de produção: França 26.4 €/MWh 31.7 €/MWh 31.3 €/MWh Source: French Ministry of Industry 2003 8% discount rate, €2001

24. Custos de produção Source: WANO, The Economics of Nuclear Power, August 2008

25. Custos de produção Sensibilidade do custo do kWh ao preço do combustível Preço do gás x 2 Preço do urânio x 2 GÁS NUCLEAR + 75 % < + 5 %

26. External Costs of Electricity Generation (m€/kWh) The external costs are defined as those actually incurred in relation to health and the environment and quantifiable but not built into the cost of the electricity. 39 33 16 3 0-7 1-3 0-2 Coal Oil Gas Nuclear Biomass Solar PV Wind Source: ExternE 1999

27. Aspectos ambientais Emissões de GEE em diversas cadeias (g C/kWh – equiv.CO 2 )

28. Resíduos nucleares Em França A indústria nuclear produz < 1 kg / habitante / ano, dos quais 5 g são resíduos de alta actividade Indústria “clássica” produz 2500 kg, dos quais 100 kg são resíduos perigosos (As, Hg, Pb, amianto, …) Extrapolação para Portugal Central de 1.3 GW produziria < 120 g / habitante / ano (FR tem 65 GW em NPP; 60 M habitantes)

29. Resíduos nucleares Solução a nível da UE ? SAPIERR-1, SAPIERR-2, CATT Estudar a possibilidade de encontrar soluções de depósito geológico profundo a nível Europeu. Estudar a possibilidade de EM com pequenos programas nucleares implementarem soluções a longo termo no seu território, através de colaboração com EM com maior experiência. JRC Project Knowledge System

30. Qual a probabilidade de ocorrência de acidentes ? Consideremos um país com 10 EPR instalados a trabalhar durante 60 anos Total reactor•ano é 60 x 10 = 600 Probabilidade de acidente com fusão do núcleo é < 600 x 10 -5 = 0.6% durante o período de 60 anos Probabilidade de acidente com libertação radioactiva para o ambiente é 600 x 10 -7 = 0.006% durante o período de 60 anos As novas gerações de centrais