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Carregado porLeonam Guimarães
Interrogando o futuro da energia
Este documento discute questões relacionadas à energia nuclear no Brasil e no mundo. Ele aborda 1) a segurança das usinas nucleares modernas em comparação com acidentes passados, 2) as limitadas consequências do acidente de Fukushima para a saúde pública e o meio ambiente, e 3) os planos do Brasil para expansão da energia nuclear como parte de sua matriz energética futura de forma segura e sustentável.
Interrogando o futuro da energia
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- 2. ECONÔMICO SOCIAL 1 Garantir a disponibilidade de recursos naturais 2 Nãoultrapassar os limites suportáveis pela Biosfera em assimilar resíduos e poluição 3 Reduzir a pobreza e desigualdade social AMBIENTE RECURSOS NATURAIS
- 3. Bilhões de sereshumanos
- 4. POBREZA – ENERGIA – ÁGUA –ALIMENTO – MORADIA DIREITOS HUMANOS – SAÚDE – EDUCAÇÃO – DEMOCRACIA – TERRORISMO – GUERRA AMBIENTE – RECURSOS – SERVIÇOS
- 5. • SECTARISMO • MITODA PANACÉIA • POTÊNCIA x ENERGIA • MERCANTILIZAÇÃO
- 7. 1.3 bilhãode pessoas vivem na pobreza absoluta, com renda inferior a U$1/dia (World Bank) Distribuição do Produto Bruto Mundial Quinto mais rico 82.7% 11.7% 2.3% 841 milhão de pessoas nos países em desenvolvimento sofrem de desnutrição 1.9% (UN Food and Agriculture Organization) 1 bilhão de pessoas ou não podem trabalhar ou trabalham em ocupações que não lhe permitem sustentar sua família (International Labor Organization) Quinto mais pobre 1.4% (UNDP, Human Development Report 2010)
- 8. BRASIL IDH x Consumode eletricidade Consumo: 90ª posição IDH: 73ª posição Como atender a demanda por maior IDH sem comprometer o meio ambiente? O planejamento energético atual nos leva a ter em 2030 um consumo per capita ainda inferior ao que Portugal tem hoje
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- 13. geração térmica fóssil:20 - 25% das emissões geração nuclear e renovável: não provocam emissões
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- 16. Nuclear 50 hectares incluindo estocagem Gásnatural 50 hectares (sem estocagem) Va lore sd Es epen tim ativ dente ao sd tim o lo ista cal Óleo e carvão 100 hectares (incluindo estocagem) Solar PV 5.000 hectares Eólica 10.000 hectares (sem estocagem) Hidrelétrica 25.000 hectares (incluindo estocagem) Biomassa 400.000 hectares (sem estocagem)
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- 19. Muitos defendem queuma revolução em nossa matriz energética é a única solução para a ameaça das mudanças climáticas. Porém: As principais transformações em nível global levarão tempo para se processar A velocidade da difusão tecnológica depende de muitos fatores.
- 20. A taxa demudança tecnológica tem estreita relação com a vida útil do estoque de capital físico e equipamentos Construções 45+++ anos Hidros 75+ anos Carvão 45+ anos Nuclear 40+ anos Gas 25+ anos Automóveis 12 – 20 anos 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 ++
- 21. 2500 Total de veículos, milhões Carros= 50% das emissões globais do setor de transporte 2000 Total de veículos alternativos Total de veículos tradicionais 1500 1000 Crescimento anual de 2% na quantidade de carros 500 0 2000 Fabricação em larga escala de veículos alternativos começa em 2010 com 200,000 unidades por ano e crescimento de 20% p.a. 2010 2020 2030 2040 2050
- 22. Capacidade instalada global degeração de energia GW … As emissões de CO2 provenientes do setor energético não declinarão antes de 2030 CO2 emissões Mt por ano 10’000 8000 6000 Mesmo se… • Todas as usinas a carvão capturassem e estocassem carbono ou se a Energia nuclear/renovável fosse mais difundida 9’000 8’000 • Gás natural se tornasse o principal combustível 4000 2000 Capacidade adicional necessária Capacidade atual declinando 0 1999 . . . Por causa da grande proporção de fontes energéticas intensivas em carbono que compõe a matriz energética atual e sua vida útil 2010 2020 2030
- 23. Transporteepouco AparelhosNuclear Renováveisem Captura as Bio-combustíveis Maior utilização Fazendo Construções Transporte Energia RodoviárioHome” (EUA), intensivos Geotérmica, Seqüestro de ao Aeólica, de GNsolar,de1hectares coisas em massa de GW 250 milhõesde forma “Zero Energy 700 Usinas Hidroeletricidade. energia que Emissõesde 700 a uma (1/6 demonstrou de altapodem dobrar, Carbono invés produtividade diferente 1400 Term.3 Gt demassa em a 1 GW Transporte em carbono chegando a deGN de no redução 90%700 Term. Ex 300.000 turbinas de vento de dos 1 Gt de da carvão termelétricas geológico CCGT campos cultiváveis) 0.5 –substituindoabilhões de substitui 50% 2 mobilidade 2050 com maisdeixariam de de Fluxo deárea de Portugal seqüestro 5 MW =levariaque podemos consumo de energia pode Imaginem o leves. redução aser emitidos a uma petróleo carvão veículos. por usinas/ano 2050 (14 igual ao até CO2veículosfluxo de ser atingido com de e fazer com internet nas emissõesaanuaiscontruções 10 milhões de ha de painéis extraído Aumento de eficiência eas difusão apenas hoje das terras do energo-eficientes. reduzir carbono demudando da 1 Gt solares (0,1% (2x mês até demais tecnologias do hidrogênio poderiam lâmpadas!! 2050) . mundo) informação! em 2Gt. Redução das Emissões Conservação e eficiência energética
- 25. Terremoto seguido deTsunami Mortos: 14.981 Desaparecidos: 9.853 Feridos: 5.280 Desabrigados: 115.098 14 atingidas 4 acidentadas 3 liberaram materiais radioativos
- 26. 1º lição aprendida:acidentes severos acontecem Verificação das Bases de Projeto para Eventos Externos Definição de Medidas para Mitigação de Acidentes Severos assegurar a disponibilidade dos sistemas de segurança diante de cenários de eventos externos extremos postulados dotar as usinas de recursos para controlar acidentes que excedam as condições postuladas
- 27. Diferenças entre usinasBWR e PWR 61% das 442 usinas em operação PWR permite circulação natural sem necessidade de bombas elétricas de resfriamento por algumas horas 21% das 442 usinas em operação o acidente no Japão seria menos severo BWR antigo não permite circulação natural. Se a energia elétrica for totalmente perdida, o resfriamento se interrompe imediatamente
- 28. Diferenças entre BWRe PWR PWR possui uma grande contenção primária que retém todo o vapor produzido pelo acidente e uma pequena contenção secundária que protege a primária de eventos externos (queda de aeronaves, incêndios e explosões externos, etc) BWR possui uma pequena contenção primária e uma grande contenção secundária onde a pressão do vapor produzida pelo acidente é aliviada (local onde as explosões de hidrogênio ocorreram em Fukushima)
- 29. Diferenças entre usinasBWR e PWR BWR Fukushima Daí-ichi
- 30. Diferenças entre usinasBWR e PWR PWR Angra 1 PWR Angra 2
- 31. FUTURO DA GERAÇÃONUCLEAR PWR “standard” PWR “advanced” Resfriamento de emergência e remoção de calor residual por bombas elétricas circulação natural sem bombas elétricas Resfriamento de emergência Remoção de calor residual
- 32. 2º lição aprendida:consequencias não catastróficas
- 33. A catástrofe naturalno Japão Acidente nuclear na Central Fukushima Daichi 2º lição aprendida fundamental: consequencias não catastróficas As doses de radiação estão abaixo dos níveis internacionais de referência • os maiores níveis de radiação causados pelo acidente nuclear ficaram abaixo dos níveis com potencial de causar câncer • As vilas de Namie (10 quilômetros) e lite (40 quilômetros) foram as mais afetados. •Lá as doses de radiação chegaram de 10 a 50 milisieverts (mSv) comparada com 1 a 10 mSv em qualquer outra parte do município e 0,1-10 mSv em municípios vizinhos. •O nível de referência internacionalmente aceito para a exposição pública é uma dose efetiva anual de cerca de 10 mSv. •A dose de radiação de 10 mSv é igual a uma tomografia computadorizada (TC). •Na maioria dos países, o nível de radiação natural de fundo é de cerca de 2-4 mSv por ano
- 34. Tchernobyl x Fukushima Comparaçõescom Tchernobyl não são tecnicamente corretas os materiais radioativos foram dispersos em grande quantidade e a grandes distâncias devido ao incêndio de centenas de toneladas de grafite Um reator a água não usa grafite nem outra forma de acumulação de grande quantidade de energia liberável em curto período No pior caso, a dispersão seria em muito menor quantidade e se limitaria ao raio de evacuação do Plano de Emergência
- 35. Tchernobyl x Fukushima Comparaçãoem as áreas afetadas por contaminação (mapas na mesma escala) * *Note-se os valores bem menores de contaminação superficial *
- 36. Os riscos dageração nuclear se tornaram inaceitáveis? gra 2 lear do Nordeste A segurança da maioria das usinas em operação, e de todas em construção e projeto é muito superior As reais conseqüências ao público •em termos de fatalidades e prejuízos à saúde, bem como ao meio ambiente •em termos de comprometimento do uso do solo foram bastante limitadas •quando comparadas às dimensões da terrível tragédia humana, social, econômica e ambiental causada por esse fenômeno natural excepcionalmente severo •e mesmo em termos absolutos • “Acidente biológico” dos brotos de feijão” na Alemanha: 50 mortos, + 4.000 hospitalizados
- 37. URÂNIO NO BRASILE NO MUNDO 75% das reservas asseguradas concentradas em 6 países Solos pré-cambrianos Brasil 3.400.000 km2 Austrália 3.800.000 km2 reservas especulativas: Brasil e Austrália
- 38. CICLO DO COMBUSTÍVELNUCLEAR
- 39. OPERAÇÃO DE ANGRA1 E ANGRA 2 GERAÇÃO ACUMULADA ATÉ 2011: 182.450.141 MWh RECORDE DE PRODUÇÃO EM 2011: 14,4 TWh* *recorde de Itaipu: 94 TWh Disponibilidade 1997-2011 Angra 1: 78,75% Angra 2: 88,03%
- 40. PLANO DECENAL DEENERGIA 2020 ANGRA 3 ANGRA 3: 1.405 MW PWR 4.000 trabalhadores 1.405 MW 2015
- 41. PLANO NACIONAL DEENERGIA 2030 RIGOROSOS CRITÉRIOS DE SELEÇÃO BASEADOS EM MODERNAS TÉCNICAS DE GEOPROCESSAMENTO 1) Nordeste 2.000 MW 2) Sudeste 2.000 MW ENTRADA EM OPERAÇÃO: 2022 - 2030 ATLAS DO POTENCIAL NUCLEAR NORDESTE SUDESTE
- 42. dro FUTURO (2030 –2060) Parcela técnica, ambiental e economicamente viável a ser desenvolvida: 150/180 GW do total de 260 GW
- 43. FUTURO (2030 –2060) Esgotamento do potencial hídrico • • A expansão terá que ser baseada no mix Gás natural (dependendo da quantidade e custo de Pré-Sal), Carvão (dependendo da viabilidade de CCS e carvão limpo) e Nuclear. Fontes renováveis (biomassa, eólica, solar) e expansão dos programas de eficiência energética (aumento dos custos marginais de expansão) serão um complemento importante
- 44. GESTÃO DO COMBUSTÍVELUSADO ARMAZENAGEM INTERMEDIÁRIA DE LONGA DURAÇÃO (2035) ARMAZENAGEM ADICIONAL (2020) PROJETADO PARA 500 ANOS
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Notas do Editor
- #24 (PRINT THIS NOTES PAGE SEPARATELY) A further shift to natural gas Natural gas is more efficient from a carbon perspective than conventional coal (assuming no CO2 capture) or oil (see Figure 4). 1400 1 GW CCGT rather than coal fired plants, means 1 Gt less carbon emissions per year: A consistent growth of 2.6% per year over 50 years is needed for the 9 Gt world. This is greater than the 2.4% which is forecast by IEA in the World Energy Outlook 2002 (2000-2030). Natural gas is still a fossil fuel with economic supply limits, which means its role is transitory, rather than long-term. Nuclear energy (fission) 700 1 GW nuclear plants rather than equivalent conventional coal facilities would reduce emissions by 1 Gt carbon per year. However: The 4+% growth rate needed exceeds the <2.5% growth rate in nuclear in the 1990s. Nuclear has to overcome public acceptance obstacles. Renewables An emission reduction of 1 Gt carbon per year could be achieved by replacing 700 1 GW conventional coal plants with facilities based on renewable energy. Wind power – Over 300,000 5 MW wind turbines would be required (for 1 Gt) and would cover an area the size of Portugal, although much of the land would still be usable. Many are now sited offshore. Solar power – Becoming an important source of electricity for the more than 2 billion people worldwide who have no access to the electrical power grid. Geothermal – Current capacity and potential growth prospects are similar to wind and it has a very low land use ‘footprint’. Hydroelectricity – Hydropower offers a renewable energy source on a realistic scale in many developing countries where its potential is not fully utilized. Bio-products Biofuel- and biomass-based products can reduce emissions from power generation, manufacturing and transport. In 2000, the non-sustainable use of biomass added 1 Gt carbon emissions to the atmosphere, for the production of only 50 EJ of noncommercial final energy (typically for cooking in developing countries). By 2050, sustainable biofuel and biomass production could contribute 100 EJ of final energy with little or no net CO2 emissions. Carbon capture and storage Carbon capture and storage may provide an effective route to further utilize the world’s abundant coal resources. 700 1 GW coal fired power stations utilizing capture and storage would result in 1 Gt less of carbon emissions. A number of challenges exist: Low-cost CO2 separation technology Societal acceptance of the technology Identifying and developing sufficient sites Establishing monitoring protocols Mass transportation CO2 emissions per person vary over a 3:1 range for developed countries with similar lifestyles due to infrastructure differences and public attitude to mass transit. Road transport Road transport emissions contributed 1.5 Gt of carbon emissions in 2000. This could rise to over 3 Gt by 2050 as the number of vehicles exceeds 2 billion. Yet: If all these vehicles increased efficiency levels (e.g. using hybrid or advanced diesel technologies), emissions could be lower by 1 Gt carbon in 2050. If 800+ million vehicles utilized a new hydrogen transport infrastructure (including fuel cell technology) with zero emission fuel production, emissions would also be lower by 1 Gt carbon. The 9 Gt world presented in the previous slides is based on the use of high efficiency ICE vehicles, partly run on biofuel (see “Bio-products”). Buildings The US DOE Zero Energy Home program has shown that a 90% reduction in net home energy use can be achieved in new buildings. Low energy appliances Today, over 0.5 Gt of carbon emissions come directly and indirectly from lighting. Two billion people in developing countries use direct fuel burning as their only source of lighting, consuming more energy per capita than many in developed countries for the same purpose. A shift to advanced lighting technology, such as white LEDs (Light Emitting Diodes), could see global reductions in related carbon emissions of up to 50%. Doing things differently The information society offers real opportunity for energy conservation. Better stock management through on-demand services and mobile communication results in less waste, reduced transport and ultimately lower greenhouse gas emissions. Advances in wireless technology may allow developing countries to rapidly adopt such approaches, avoiding unnecessary infrastructure investment, which in turn could help their growth progress along a lower Energy per GDP trend line.
- #41 IN BRAZIL, FUKUSHIMA DID NOT IMPLY IN CHANGES FOR ANGRA 3, PROGRAMMED BY THE DECENIAL ENERGY PLAN 2020, RELEASED AFTER THE ACCIDENT. BUT THE PLAN “FORGOT” NEW BUILD
- #42 BUT FUKUSHIMA HAS IMPLIED IN A TO 2 YEAR DELAY IN NEW BUILD CONSIDERED BY NATIONAL ENERGY PLAN 2030. THE REVISON 2035 OF THE PLAN, TO BE RELEASED THIS YEAR, WAS POSTPONED TO 2012. AS I SAID BEFORE, THE EXPANSION OVER THE DECADE MUST CONSIDER THE CONTINUOUS DECREASE OF HYDRO SHARES, SO, IT MUST BE BASED ON A MIX OF SOURCES – NUCLEAR, NATURAL GAS, AND COAL. THE “NUCLEAR POTENTIAL ATLAS”, PLANNED TO BE RELEASED THIS YEAR, WAS POSTPONED TO 2012, AFTER REVISION 2035 OF NATIONAL ENERGY PLAN. THE SITE SELECTION FIELD WORKS, PLANNED TO BE STARTED BY THE END OF THIS YEAR WAS, CONSEQUENTLY POSTPONED TOO.
- #45 BUT FUKUSHIMA HAS IMPLIED IN A TO 2 YEAR DELAY IN NEW BUILD CONSIDERED BY NATIONAL ENERGY PLAN 2030. THE REVISON 2035 OF THE PLAN, TO BE RELEASED THIS YEAR, WAS POSTPONED TO 2012. AS I SAID BEFORE, THE EXPANSION OVER THE DECADE MUST CONSIDER THE CONTINUOUS DECREASE OF HYDRO SHARES, SO, IT MUST BE BASED ON A MIX OF SOURCES – NUCLEAR, NATURAL GAS, AND COAL. THE “NUCLEAR POTENTIAL ATLAS”, PLANNED TO BE RELEASED THIS YEAR, WAS POSTPONED TO 2012, AFTER REVISION 2035 OF NATIONAL ENERGY PLAN. THE SITE SELECTION FIELD WORKS, PLANNED TO BE STARTED BY THE END OF THIS YEAR WAS, CONSEQUENTLY POSTPONED TOO.