Energia, Desenvolvimento e Energia Nuclear Eng. Carlos Henrique Mariz
Simpósio “Energia e Desenvolvimento” Recife, 31 de Maio de 2013
Thw/h – Ano
Anos
500
2040
Ano 2012 2.400
Ano 2040 7.700
2012 2021
1213
3074 MWmed por ano
2030
774
1700
Ano 2030 5.600
Ano 2021 3.700
Hungria
França
Grécia
Consumo Per Capta kwh/ano/hab
4850 MWmed por ano
5560 MWmed por ano
2025
Planejamento Energético Nacional
15 Maiores geradores de Energia Elétrica
Consumo Per Capita de Energia Elétrica
Kilowatts/hora por habitante
90ª Posição Baixo consumo, mesmo em comparação a países em desenvolvimento. Inferior ao Chile e Argentina.
Fonte: International Energy / Annual 2006
A importância da Energia Elétrica
que somente ocorrerá no Brasil se houver um significativo crescimento no consumo por habitante.
A Energia Elétrica é fator fundamental para o desenvolvimento e melhoria da qualidade de vida
IDH x Consumo de eletricidade
Desenvolvimento da Geração Elétrica Nuclear no Contexto Global
Consumo: 90ª posição
IDH: 73ª posição
BRASIL
Como atender a demanda por
maior IDH sem comprometer o meio ambiente?
Produção de eletricidade por fontes de energia Japão - 2009
Hard coal 20,1%
Nuclear 23,3%
Lignite 23,5%
Fonte: eia.gov
Produção de eletricidade por fontes de energia EUA - 2009
Hard coal 20,1%
Nuclear 23,3%
Lignite 23,5%
Fonte: eia.gov
Produção de eletricidade por fontes de energia França - 2007
Hard coal 20,1%
Nuclear 23,3%
Lignite 23,5%
Fonte: World Nuclear Association
Sítios Nucleares na França
• 14 usinas a beira do mar; • 10 usinas em circuito aberto sobre rio; • 30 unidades em circuito fechado sobre rio; • 04 unidades em circuito aberto sobre estuário.
EDF Opera 58 usinas em 19 sítios:
O Programa Nuclear Francês
Produção de eletricidade por fontes de energia Canadá - 2008
Hard coal 20,1%
Nuclear 23,3%
Lignite 23,5%
Fonte: intuitech.biz
Produção de eletricidade por fontes de energia Suécia - 2008
Hard coal 20,1%
Nuclear 23,3%
Lignite 23,5%
Fonte: World Nuclear Association
Produção de eletricidade por fontes de energia Dinamarca - 2007
Hard coal 20,1%
Nuclear 23,3%
Lignite 23,5%
Fonte: energybulletin.net
Eólica 20%
Produção de eletricidade por fontes de energia Alemanha - 2008
Fotovoltaica
0,7%
Lixo 0,8%
Outras 3,4%
Biomassa 3,7%
Eólica 6,5% Gás Natural
13%
Carvão 20,1%
Nuclear 24,9%
Lignite 23,5%
Hidroelétrica 3,4%
Produção de eletricidade por fontes de energia China - 2009
Hard coal 20,1%
Nuclear 23,3%
Lignite 23,5%
Fonte: online.ncssm.edu
A maior UHE do mundo em operação.
A primeira UHE na América do Sul a fornecer energia para iluminação pública.
Juiz de Fora - MG
Tradição e vocação hidrelétricas
3 x 125 kw = 375 kw Setembro/1889
20 x 700.000 KW = 14.000.000 kw Maio/1984
100 anos
Itaipu Marmelos
Recursos energéticos brasileiros
Fonte: MME / BEN, 2007
Hidroelétrica Nuclear
Gás Carvão Petróleo
Solar Eólica Biomassa
Emissões de gases do efeito estufa
Considerando emissões em todo ciclo de vida, desde a fabricação dos equipamentos
Fonte: IEA (2004)
CONSUMO DE ENERGIA
• UNIDADE DE MEDIDA : 1 QUAD = 1015 BTU
•CONSUMO DOS EUA : 100 QUAD
•CONSUMO MUNDIAL : 400 QUAD
PRODUÇÃO PARA ATENDER À DEMANDA MUNDIAL
•BIOCOMBUSTÍVEL ; 4 VEZES A ÁREA DO BRASIL
• PAINÉIS SOLARES: 2 VEZES A ÁREA DO BRASIL
• EÓLICA: ALGUMAS DEZENAS DE VOLTAS SOBRE O EQUADOR
• NUCLEAR: 4.000 REATORES NUCLEARES (10% da área do Estado do Rio)
Fonte: MME / BEN, 2007
Recursos energéticos brasileiros Exemplo de fornecimento de energia a uma cidade
Hidroelétrica Nuclear
Gás Carvão Petróleo
Fonte: MME / BEN, 2007
Recursos energéticos brasileiros Exemplo de fornecimento de energia a uma cidade
Turbina
Gerador elétrico
Fonte d’água
Condensador
Estrutura da contenção
Pressurizador
Vaso de pressão
do reator
Bomba de refrigeração
do reator
Usina Termoelétrica
Gerador de vapor
Numa termoelétrica convencional a
produção de vapor é feita numa caldeira
Esquemático de uma usina PWR
Objetivo primordial de segurança: assegurar a integridade das barreiras que confinam os materiais radioativos produzidos no processo de fissão nuclear.
Proteção ao Público e Meio Ambiente em Reatores a Água Leve (exemplo: PWR)
Materiais radioativos gerados no processo de fissão
440 Reatores em operação separados por tipo/ Fonte: AIEA – Junho 2011
FROTA MUNDIAL DE REATORES NUCLEARES
ANGRA 2 Potência: 1.350 MW Tecnologia: Siemens/KWU Operação: Janeiro/2001
ANGRA 1 Potência: 657 MW Tecnologia: Westinghouse Operação: Janeiro/1985
Central Nuclear Almirante Álvaro Alberto - CNAAA
Visão de Angra 3
USINA DE REFERÊNCIA
Experiência operacional das usinas alemãs e de Angra 2 Incorporação das melhorias introduzidas nas outras usinas ANGRA 3
ANGRA 2
A Empresa
Angra 1 + Angra 2 = 35 Anos de Operação 170 milhões MWh gerados (Angra 2: 100 milhões em
10 anos)
nenhum impacto radiológico ao meio ambiente
todos os rejeitos gerados segregados e armazenados em condições seguras
Armazenamento inicial em tanques no interior das
próprias usinas
Angra 1
Angra 1 614 elementos desde 1982
Angra 2 e Angra 3
Angra 2 272 elementos desde 2000
Guarda do combustível usado Alta Atividade
Guarda do combustível usado Solução nacional
Armazenamento intermediário e de longa
duração (500 anos)
Piscina externa (2020) Depósito de longa duração - (2050)
Gerenciamento do combustível usado Depósito final subterrâneo
Hard coal 20,1%
Nuclear 23,3%
Lignite 23,5%
Suécia
Já há consenso para os municípios sobre a ampliação desse repositório, inclusive prevendo o recebimento de resíduos de outros países
Jornal Nacional de 14/06/2011 mostrou esse repositório
Recursos naturais de urânio
• Disponibilidade e estabilidade de preço para o combustível. • Domínio tecnológico sobre a fabricação do combustível.
Fonte: BEN 2007
309.000 tons equivalem a 238 anos de
operação do GASBOL (25 milhões m3 / dia)
ESTIMADAS: + 800 mil toneladas 1a ou 2a Reserva Mundial
ATUAIS: 309 mil toneladas de U3O8 6a Reserva Mundial
Apenas 30% Prospectado
Itataia
Caetité
MOVIMENTO DE PLACAS TECTÔNICAS Terremoto 9,2 Richter
Terremoto 10 vezes mais Intenso do que a base de projeto
As usinas nucleares de Fukushima resistiram a um terremoto de 9 graus e a uma tsunami de 10 metros.
Mesmo com o sistema de refrigeração inoperante, as medidas de intervenção conduzidas pelos técnicos japoneses possibilitaram o controle da situação.
Nenhum indivíduo da população foi contaminado pela radiação que escapou da usina.
A concentração de materiais radioativos no meio ambiente está muito abaixo dos limites de segurança estabelecidos.
LIÇÕES DE FUKUSHIMA
Atendimento ao crescimento da demanda Plano Nacional de Energia 2030
1) Nordeste 2.000 MW 2) Sudeste 2.000 MW
(1) 53 TWh (aprox. 15% do consumo atual) = Potência de cerca de 12.000 MW (Hidrelétrica) ou 7.800 MW (Nuclear)
Fonte: PNE 2030 / EPE – MME, Nov 2007 Tabela 8.27 (Pág. 234)
Expansão da Oferta no Período 2015 -2030 (Valores em MW)
Expansão da geração de Energia Nuclear no Brasil
SUDESTE
Central Nuclear do Nordeste Out/08: Início seleção de local
2011: Conclusão da seleção de local
2020: Início operação primeira usina
2022: Início operação segunda usina
Central Nuclear do Sudeste Ago/10: Início da seleção de local
2012: Conclusão da seleção de local
2023: Início operação primeira usina
2025: Início operação segunda usina
Cronograma simplificado
It em
Descrição Ano 2010
Ano 2011
Ano 2012
Ano 2013
Ano 2014
Ano 2015
Ano 2016
Ano 2017
Ano 2018
Ano 2019
Ano 2020
1 Seleção e Aquisição de Sítio
2Licenciamento do Sítio, Ambiental e Nuclear (inicial)
3
Contratação do EPC / Fabricação de componentes pesados
4 Construção e Montagem
Operação comercial
• Metodologia EPRI - EUA • Convênio Coppe/ UFRJ: 2008 • Cooperação EPE: 11-Ago-2010
Critérios de seleção de sítios Estudos preliminares
Fonte: EPRI Siting Guide: Site Selection And Evaluation Criteria for an Early Site Permit Appication (Siting Guide), March 2002
Alguns Critérios de Seleção de Locais - Suprimento de água de refrigeração - Populações / Indústrias já existentes - Áreas de Preservação Ambiental - Áreas alagadas / Aquíferos - Movimentos vibratórios do solo - Acessibilidade dos locais - Linhas de Transmissão já existentes - Outros (políticos / econômicos / etc.)
Critérios de seleção de sítios Estudos preliminares
BA
PE
AL
SE
45º00’W 40º00’W 35º00’W
10º0
0’S
15º0
0’S
35º00’W 40º00’W 45º00’W
15º0
0’S
10º0
0’S
Legenda Áreas Remanescentes
Aplicação da metodologia à Região Nordeste
90,0916,7
US$ OVERNIGHT VALORES EM MILHÕES DE US$ TOTAIS
366,70,00,00,0 366,7916,71100,0916,7733
3.667293,0 293,0 0,0
EPC
10,0 10,0 37,010,0 10,0 37,00,0
4.400FLUXO DE CAIXA NEGATIVO CUSTO DO PROPRIETÁRIO
90,0 659,7 1209,70,0 0,0
1100,0 366,7
14
15
16
Carregamento do Núcleo
Contratação e treinamento de técnicos (manutençao, química, proteção radiológica)Contratação e treinamento de Proteção FísicaComissionamento de componentes e sistemas
Início da Operação Comercial
17
18
20
19 Revisão pós comissionamento
Testes físicos à potência
8
9
Contratação, treinamento e licenciamento de operadores do reator
10
11
12
13
ANO 6 2022
Seleção de Sítio
Aquisição do Sítio Preferido
ANO -3 2014
AN0 -2 2015
ANO -1 2016
ANO 1 2017
ANO 2 2018
ANO 3 2019
AN0 4 2020
ANO 5 2021
ANO -4 2013
Transporte de Equipamentos Pesados
Preparação do Sítio
Construção e Montagem
Seleção de Tecnologia
Licenciamento Ambiental
Contratação do EPC / Fabricação de componentes pesados
Licenciamento Nuclear (inicial)
Estabelecimento de estrutura de capital, forma de f inanciamento e contratação EPC
DESCRIÇÃO ANO -5 2012
4 Licenciamento do Sítio
ITEM
1
7 Licenciamento Nuclear p/ Operação
2
3
5
6
LEGENDALinha Crítica
PREMISSAS:
US$ 4.000 /kWeInstalados
Usina de 1.100 MW
PSAR
ContratoEPC
(Participaçãoprivada)
PEC
FSAR
Order LongLead Items
1º Concreto
Licença de Operação
Março 2020
Cronograma completo
USINA NUCLEAR 1100 MW
Investimento Produção
R$ 10 bilhões (em 7-8 anos)
R$ 1,2 bilhões / ano (vida de 60 anos)
CUSTO COMBUSTÍVEL: R$ 18/ Mwh R$ 151 milhões/ ano CUSTO O & M: R$ 30/ Mwh R$ 240 milhões/ ano CUSTO JUROS, IMPOSTOS ETC: R$ 15/ Mwh R$ 126 milhões/ ano
TOTAL: R$ 517 milhões/ ano
MARGEM DE LUCRO: R$ 683 MILHÕES/ ANO
AMORTIZAÇÃO EM 16 ANOS TAXA DE DESCONTO 6% a.a.
Principais dados financeiros de uma Usina Nuclear
Demanda por recursos humanos
ANOS A PARTIR DO INÍCIO DO PROJETO
NÚ
MER
OS
Construção
Manufatura
Operação
Mão-de-obra necessária – 1 usina PWR
Direto Indireto Induzido TotalNa Localidade
Faturamento $650.000.000 $26.523.396 $86.764.515 $763.287.899
Salários $126.583.000 $10.913.021 $33.942.648 $171.438.669
Empregos 1.355 280 918 2.553
No Estado (NY)Faturamento $650.000.000 $54.621.790 $107.125.921 $811.747.691
Salários 145.933.008 22.632.196 42.535.089 $211.100.309
Empregos 1.559 488 1.132 3.179
Na Federação (USA)Faturamento $650.000.000 $382.945.230 $491.311.999 $1.524.275.225Salários 161.202.704 $175.593.811 $173.867.555 $510.664.071Empregos 1.683 4.190 5.125 10.998
Tabela de impacto econômico nacional de Indian Point (USA) ~ 2.000 MWe
Criação de Valor na Geração Nuclear Criação de Valor na Geração Nuclear