quinta-feira, janeiro 07, 2010

Uma central nuclear em Portugal? Iniciemos a discussão! I - Prolegómeno.

Desde há alguns anos, várias vozes entre nós têm timidamente pedido que a opção nuclear deixe de ser tabu em Portugal e seja, ao menos, posta à discussão.
A resposta do establishment que nos Governa e a do pensamento único destilado pelos media acéfalos ou arregimentados tem sido a do soberano silêncio.
Nos Partidos, à direita parece que se perdeu qualquer capacidade de pensamento sobre economia real, tecnologia e inovação, quando não se verifica o simples eco do pensamento único do establishment e até, frequentemente, uma competição pelo troféu da ruína nacional!
O PCP, que em tempos teve quadros que sabiam pensar nestas coisas, passou a fazer sua a ideologia pós-moderna dos "verdes" e a falar da opção nuclear como a de uns insaciáveis capitalistas cuja sede de lucro é radioactiva, esquecendo que os países europeus em que a electricidade é de longe mais barata são os de Leste onde o nuclear herdado da era comunista é a principal fonte de energia eléctrica (com excepção da Polónia, que privilegiou o carvão), e esquecendo a sede de lucro dos lobbies pró-renováveis como se estes fossem cândidos idealistas.
Quanto ao BE, no que respeita à política energética, e às económica e tecnológica que lhe estão associadas, ele é simplesmente a ala esquerda do establishment.
Por outro lado, sem dúvida que há interesses nesta matéria.
Há evidentemente os interesses dos lobbies das renováveis e das mega-construtoras civis, bem como dos seus caixeiros-viajantes políticos, que são contra, mesmo que a satisfação dos seus interesses arruíne o país, como tenho mostrado neste blog. E nestes interessados incluem-se, sempre que lhes é $oportuno$, políticos que até são de direita...
E há também, não sejamos ingénuos, vendedores de nucleares a quem motiva muito uma pequena comissão que seja sobre os alguns biliões de € que custa uma central nuclear. Há uns 15 anos, quando eu colaborava com uma empresa portuguesa num projecto de desenvolvimento tecnológico, um Administrador que sabia como estas coisas funcionam, notou-me: "em matéria de luvas, o valor de uma central nuclear até dá para comprar um Presidente da República".  Não esqueci a nota e convém que todos a tenhamos presente.
Penso ser tempo, entretanto, de iniciar uma discussão pública deste assunto num dos raros espaços que o Pensamento Único ainda não controla: a www!
Nesta primeira parte, reverei sucintamente em abstracto factos essenciais e os prós e os contras da opção nuclear, tal como hoje em dia as coisas se colocam, tecnológica e economicamente.
Na segunda parte, e que é a que realmente nos interessa, iniciarei a discussão do enquadramento português de uma opção nuclear e da necessidade urgente de algumas medidas absolutamente essenciais para Portugal.

  • O papel da energia nuclear na produção mundial de electricidade
15% da electricidade mundial é produzida a partir de energia nuclear. Na Europa dos 27, a energia nuclear produz 25% da electricidade, valor que chega aos 80% em França. A percentagem de electricidade de origem nuclear é de 45% na Coreia, 35% no Japão e 20% nos EUA. Existem em funcionamento no mundo 435 reactores em 30 países.
A Espanha tem 8 reactores nucleares somando 7.5 GW (já teve 10) que produzem 20% da sua electricidade e que permite a exportação para Portugal ao preço típico de 3 ç/kWh, geralmente de madrugada, energia que é armazenada nas nossas barragens reversíveis e usada depois nas horas de ponta (com perdas de 1/4 da energia neste processo). Essa origem nuclear da electricidade que consumimos é verificável na factura da EDP que recebemos.
China, entretanto, tem apenas 11 reactores a funcionar, mas em construção no ano corrente de 2010 tem mais 18 e projectados tem já um total de mais... 125!!! Destes, 90 foram encomendados só à GE americana, mais de 30 à AREVA francesa (certamente prejudicada pela "cooperação nuclear americano-chinesa" que o Presidente Obama foi pessoalmente vender à China, disputando um mercado imediato de 1 trilião de dólares), e a China espera ter 16% da sua electricidade de origem nuclear em 2030, somando uma potência instalada de... 250 GW!!!...
A Índia tem "apenas" 17 centrais nucleares e mais 6 em construção, mas tem projectados até 2030 mais 38 e, embora comparada com a China pareça ter ambições modestas, está envolvida num ambicioso plano de I&D visando usar Tórium em vez de Urânio como combustível, dado ser rica naquele mineral e pobre neste. Esta I&D reflecte uma busca de independência muito resultante do embargo que sofreu no passado em fornecimento de materiais para a energia nuclear, por não ter assinado o Tratado de Não-Proliferação nuclear (embargo recentemente contornado por um Acordo com os EUA).
A Coreia, de que já há tempos falei, tem 20 reactores em operação, 6 em construção e mais 6 projectados, e o Japão tem 53 em funcionamento e 2 em construção, mas recentemente o mesmo tipo de ideologia "green" que afecta o Ocidente começou a ganhar terreno no país e o projecto de novas centrais abrandou, estando agora planeados "apenas" mais 14...
Entretanto, a Rússia e a Ucrânia têm em conjunto 46 reactores em funcionamento, 9 em construção e... 64 planeados ou propostos! Com um plano de crescimento ainda mais impressionante, em termos relativos, a África do Sul, que tem presentemente apenas 2 reactores a funcionarem, já planeou mais 3 e propõe-se ter mais... 24!
O Brasil, entretanto, tem 2 reactores em funcionamento, um a ficar pronto em 2010, e mais 7 projectados até 2025. O Brasil projecta também a construção de um submarino nuclear seu, e o facto de também não ser signatário do Tratado de não-proliferação nuclear revela a sua ambição de vir a ser uma potência nuclear. A propósito, além destes actuais 435 reactores em centrais eléctricas há mais 220 em submarinos e navios de superfície movidos a energia nuclear, que é também a fonte energética da maioria das sondas espaciais e dos satélites militares...
No total, a somar aos 435 reactores operacionais no mundo (dos quais 165 na Europa excluindo a Rússia), há mais 490 em construção (53), planeados ou propostos, metade dos quais na Ásia. Mas a própria Turquia tem 2 reactores planeados e mais 1 proposto, e até o Vietnam tem 2 planeados e 8 propostos...


Como se pode desde já perceber, a energia nuclear não está morta. Pelo contrário, até 2025 a energia de origem nuclear, com os planos actuais e que poderão vir a ter grande incremento proximamente, crescerá 130%. Sofre, porém, de um estigma ideológico no Ocidente e sobretudo na Europa Ocidental não-francesa que distorce a noção que por cá se tem do assunto, tornando-o um tabu.

De facto, alguns países europeus decidiram ocasionalmente banir a energia nuclear do seu território. Na esteira do alarme mundial gerado pelo acidente de Three Miles Island nos EUA em 1979, a Suécia (um país com a população de Portugal), num referendo em 1980, decidiu banir a energia nuclear do seu território, mas de facto nunca chegou a fechar 10 das 12 centrais nucleares que na altura tinha e, face à evolução da opinião pública desde então, prepara-se para reconsiderar esse banimento. Em 1986 o novo e gravíssimo acidente de Chernobyl na URSS levou a Itália, também com um referendo, a fechar as 4 centrais nucleares que tinha, tornando o país no maior importador mundial de energia eléctrica (de origem francesa, nuclear), mas recentemente e com Berlusconi assinou um acordo com a França para o regresso ao nuclear, prevendo agora a construção de 10 novas centrais. E, também nos EUA, estes acidentes levaram à paragem da construção de novas centrais nucleares desde meados dos anos 80. Esta "crise do nuclear" levou à falência gigantes construtores como a AEG alemã e a Westinghouse americana...
Se esta "crise do nuclear" teve boas razões de ser, convém distingui-la das posições mais recentes e de motivação estritamente ideológica da Espanha, que definira também em 1983 uma moratória e que, em 2006, Zapatero reafirmou, prevendo-se o encerramento da última central dentro de 25 anos, contra a tendência que se verifica na generalidade dos outros países onde haviam ocorrido "travões" semelhantes e que estão agora a reconsiderar; da Bélgica, cujo Governo aprovou em 2003 o fim da instalação de novas nucleares (a Bélgica, que tem a nossa população, tem 7 centrais nucleares que produzem mais de metade da sua energia), e da Alemanha, que no Governo Schroeder de coligação com os "verdes", em 2001, decidiu também o banimento do nuclear e o fecho das suas 17 centrais quando atingirem o fim de vida.
Convém no entanto notar que a Alemanha e a Espanha são, conjuntamente com a pequena Dinamarca que nunca teve nucleares (e só metade da nossa população), os principais fabricantes mundiais de equipamentos de energia renovável, particularmente de eólicas e solares. Ou eram, até à recente emergência da China e da Índia...

É importante sublinhar que o abandono da construção de novas centrais nucleares um pouco por todo o Ocidente no último quarto de século levou à perda do know-how existente nos respectivos técnicos que, entretanto e na sua maioria, se reformaram, perdendo-se com isso a sua experiência.
No entanto, no âmbito da reorganização mundial da produção de equipamentos de energia em curso, as recentes movimentações comerciais permitem pensar que pelo menos os EUA e a França se centrarão na tecnologia nuclear como base de exportações, dados os enormes recursos que ela exige e o avanço que levam na sua indústria. A dependência da China dos fornecimentos americanos e franceses é disso sinal, assim como os acordos norte-americanos, tanto com a China como com a Índia. Aliás, recentemente (2006), formaram-se 3 consórcios internacionais estratégicos dos países mais avançados industrialmente para o futuro nuclear: um franco-japonês (Areva com Mitsubishi) e dois americano-japoneses (GE com Hitachi e Toshiba com Westinghouse). E, se esta minha conjectura estiver correcta, em 2010 os EUA definirão a energia nuclear como a base do programa americano de "descarbonização" energética, deixando as incertas, voláteis, menos rentáveis e mais acessíveis tecnologias de energias renováveis para segundo plano e para os países com menor capacidade tecnológica e industrial.
Quanto à França, há muito que já fez essa opção (como os acordos com a China e a Itália mostram, assim como as vendas à Finlândia), apesar do imenso ruído ecotópico com que isso nos tem sido obnibulado. Porém, a estratégia francesa baseava-se numa aliança da AREVA com a alemã Siemens (para a parte não nuclear), e esta abandonou recentemente a aliança, aparentemente por pressão da "ecológica" E.On alemã, não sendo claro se o recente consórcio  com a Mitsubishi compensa essa ruptura.

  • Alguns factos técnicos sobre centrais nucleares
Uma central nuclear é uma central termoeléctrica que, como as a carvão e parte das de ciclo combinado, usa vapor de água sob pressão para accionar turbinas que movem geradores eléctricos. O que a distingue das outras é a fonte do calor que produz esse vapor.
Este calor provém da cisão dos átomos de Urânio 235, um isótopo deste mineral facilmente cindível mas que constitui apenas 0,71% da mistura natural em que o grosso (os outros 99.3%) é de Urânio 238. O átomo de U238, muito mais estável que o do U235, se atingido por um neutrão rápido transmuta-se em Plutónio 239, que também é facilmente cindível, como o U235.
O átomo de U235 cinde-se facilmente quanto atingido por um neutrão lento (ou "térmico"), libertando energia e mais neutrões que vão provocar a cisão de outros átomos de U235, numa reacção em cadeia. O que permite controlar esta reacção, e com ela a energia produzida, é a redução da velocidade dos neutrões libertados na cisão do U235 pela interacção com átomos leves circundantes, nomeadamente os de hidrogénio existentes na água circulante nos núcleos dos reactores. Esta desaceleração dos neutrões pela água aquece esta, e assim se produz o vapor que depois acciona as turbinas - directamente, nas centrais de 1ª geração ou de "água fervente" dos anos 50-60, ou indirectamente, nas de 2ª geração ou "pressurizadas" dos anos 70-80, e que são a maioria das em funcionamento.
O processo descrito, com água natural (ou "leve"), não é único, mas é o que se usa na maioria das centrais nucleares, e por isso cingir-me-ei a ele. Esta água é mantida a alta pressão para lhe subir a temperatura de ebulição e, com isso, o rendimento do processo termodinâmico associado, que é da ordem de 1/3 como em qualquer central térmica a vapor (para produzir 1500 MW de electricidade numa central termoeléctrica, é preciso gerar 4500 MW de calor).
Uma percentagem tão baixa como 0,7% de U235 no urânio natural não permite a sua utilização, e por isso este é sujeito a um difícil processo de separação parcial do U238 ou de "enriquecimento" (da porção de U235 na mistura), em centrifugadoras, o que aumenta a percentagem de U235 para tipicamente 3.6 a 3.8%. Este "enriquecimento" é um processo difícil porque as propriedades químicas dos dois isótopos são praticamente idênticas e as suas massas específicas muito próximas, convindo notar que um enriquecimento de 3.6% é insuficiente para fazer bombas, que geralmente contêm mais de 85% de U235 e nunca menos de 20%.
O controlo da potência gerada faz-se pelo controlo da "moderação" dos neutrões libertados, seja pela água já referida, que não permite grande flexibilidade, seja por moderadores adicionais como a grafite.
A ciência em que se baseia o processo de produção da energia nuclear é a única que é verdadeiramente moderna, pois nasceu toda já no sec. XX. Foi, de facto, só em 1939, que Lise Meitner, acabada de fugir ao nazismo, de Berlim, fez a dedução teórica que explicou onde se tinha metido a massa de cerca de 1/5 de protão que faltava aos elementos em que se havia cindido o Urânio - tinha-se convertido directamente em energia, de acordo com a fórmula descoberta anos antes por outro Físico judeu alemão: E= mc2!...
Esta conversão directa da massa em energia permite que, para alimentar por um ano uma única central nuclear de 1500 MW (capaz de produzir sozinha 1/4 do consumo português de electricidade, tanto como todas as eólicas e hidroeléctricas juntas actualmente no país), bastem 38 toneladas de Urânio enriquecido, com um volume de menos de 2 m3 (a massa específica do urânio é 2,4 vezes a do ferro). Destas 38 ton., apenas cerca de 1,4 ton. são de U235, e deste apenas 1,6 Kg se convertem em energia pura, para esse ano de funcionamento dessa central-exemplo...
Durante o processo de cisão atómica, alguns neutrões atingem energias suficientes para transmutar o U238 em Plutónio, que é também facilmente cindível, como já notei, de modo que no fim do ciclo de vida da carga de urânio usada como combustível já cerca de metade da energia vem da cisão desse Plutónio.

Uma vez consumido o U235 (nem todo - o consumo processa-se até que a sua percentagem na mistura se reduza mais ou menos à natural de 0.7%), restam os resíduos. E estes resíduos são radioactivos e, portanto, um problema.
Das referidas 38 ton. de mistura enriquecida necessárias para alimentar por um ano uma central de 1500 MW resultam, em particular, umas centenas de Kg de Plutónio, que é o ingrediente preferido das armas nucleares, mas não este das centrais, que tem demasiados isótopos impróprios para essa aplicação.
No entanto, após a referida "queima", apenas 5% do Urânio inicial foi efectivamente usado, e apenas esses 5% (2 ton., no exemplo em menção) constituem as "cinzas" altamente radioactivas. Os outros 95% são basicamente Urânio natural moderadamente radioactivo e que pode ser guardado em instalações sem especiais medidas de segurança.
As referidas "cinzas" (5%) são uma mistura de elementos leves altamente radioactivos e solúveis em água (e portanto altamente perigosos), como o Césio e o Estrôncio, e de elementos pesados, essencialmente isótopos de Plutónio.
O Césio e o Estrôncio têm meias-vidas radioactivas relativamente curtas, de modo que em cerca de 300 anos a sua radioactividade decai para 0.1% da inicial e deixam de constituir perigo. O Plutónio é que, apesar de constituir apenas 1% do total das "cinzas" (cerca de 350 Kg por ano na tal central-exemplo, uns 19 litros), tem uma radioactividade que dura mais de dez mil anos!
Evidentemente que esta natureza diferenciada dos resíduos radioactivos recomenda um tratamento separador similar ao que se aplica ao próprio "combustível" ao enriquecê-lo:  das referidas 38 toneladas de Urânio usadas por ano na central-exemplo referida, a separação dos diversos componentes das "cinzas" reduz a 350 Kg o terrível Plutónio e a cerca de 1600 Kg as perigosas "cinzas" leves - por ano. Uma massa de "cinzas" que cabe numa carrinha de carga, só para termos a noção do volume de que estamos a falar...
Mas, evidentemente, o problema do destino destes resíduos e o da segurança da própria central são questões essenciais que importa analisar.

Depois das já referidas 1ª e 2ª gerações de centrais nucleares (a primeira do Mundo foi instalada, em Inglaterra, há já 56 anos), os requisitos de segurança e os fundados receios das populações levaram os construtores a evoluir para a 3ª geração desde os anos 90, que se distingue das anteriores sobretudo pelas inovadoras soluções de segurança (a primeira foi construída pelo Japão em 1996). Digamos que esta 3ª geração, a actual, está para as centrais dos anos 70 que sofreram os acidentes de Three Miles Island e Chernobyl como os modernos automóveis dotados de cintos de segurança com pré-tensores, airbags, travagem com ABS, controlo de estabilidade e habitáculo indeformável estão para os carros dos anos 60 e 70 que não tinham nada disso (e em cujos acidentes a taxa de mortalidade era uma ordem de grandeza superior à dos actuais).
Além da muito maior segurança, estas centrais têm uma maior longevidade, rendimento e normalização construtiva, e uma característica nova de enorme valor para a gestão das redes eléctricas: a capacidade de seguirem o consumo (ou carga). De facto, as centrais de 1ª e 2ª geração eram inflexíveis e operavam tipicamente a potência constante, e por isso só podiam constituir uma parte reduzida do mix de centrais eléctricas de uma rede bem concebida, enquanto estas são capazes de operar a 25% e de aumentar a potência gerada desse valor para plena carga em apenas meia hora. Por outro lado, a normalização construtiva tem suportado a alegação de que os prazos de construção são reduzidos a 3 anos e que o custo final ficará muito abaixo dos das gerações anteriores, garantindo assim um custo de produção ao kWh absolutamente imbatível.

Entretanto, e para se ter uma ideia das medidas construtivas de precaução destas centrais, cita-se relativamente às da AREVA (denominadas EPR, de que a figura ao lado exemplifica a em construção na Finlândia):
"O edifício de contenção do reactor tem duas paredes: uma interior, de cimento pré-esforçado e forrada por dentro com um revestimento metálico, e um escudo exterior de cimento reforçado, com 1,3 m de espessura. O escudo exterior abrange o edifício do reactor, o do combustível já usado e dois dos quatro edifícios de segurança (os outros dois edifícios de segurança estão num local diferente). Este escudo é capaz de suportar o impacto de um grande avião, e a parede interior alberga o sistema de refrigeração do reactor, dentro de cujo confinamento há uma área onde qualquer parte do núcleo derretido que escape do invólucro do reactor durante uma eventual fusão do núcleo será recolhida, retida e arrefecida.

O sistema de segurança consiste em quatro grandes sub-sistemas ou "trens". Cada trem é capaz de executar todas as funções de segurança de forma independente. Há um trem em cada um dos quatro edifícios de segurança, separados uns dos outros pelo edifício do reactor para impedir a falha simultânea em modo comum dos trens.
A sala de controlo está num dos edifícios de segurança, protegida pelo escudo exterior. Esta sala de controlo informatizada permite aos operadores o controlo completo de todos os parâmetros importantes para o funcionamento da central."

A principal concorrente americana da ERP francesa, a AP1000 da Westinghouse e da Toshiba, em vez de redundância quádrupla dos sistemas de controlo optou por sistemas de segurança "passiva", em que o reactor se desactiva por si mesmo em caso de falha.

A ênfase na contenção do núcleo resulta de em ambos os acidentes ocorridos no passado, nos EUA e na URSS, se ter verificado que o reactor derreteu devido a fugas incontroladas da água de moderação dos neutrões (em Three Miles Island) ou à incapacidade de fazer circular a água de arrefecimento num teste de rotina cheio de falhas humanas (em Chernobyl) e à consequente subida da temperatura da reacção até à destruição do reactor. Com esta destruição verificou-se a libertação do combustível para fora do perímetro das centrais, com as consequentes fugas radioactivas para a atmosfera. Este tipo de acidente, na verdade o mais temível numa central nuclear, coincidiu com um filme que muito contribuiu para a impopularidade das centrais nucleares, "O síndrome da China", de 1979, que associou ao funesto evento de Three Miles Island o romance de uma grande conspiração do lobby nuclear para esconder os perigos de tal forma de energia.
No entanto, em Three Miles Island não há confirmações de qualquer morte directa ou indirecta, enquanto no muito mais grave acidente soviético de Chernobyl, 9 anos depois, foram libertados para a atmosfera 4 vezes mais vapores radioactivos que em Hiroshima, e houve de facto quase 50 trabalhadores mortos e um número estimado de 4 mil mortes indirectas por cancro, posteriormente. Chernobyl não dispunha de nenhum edifício de contenção do núcleo, ao contrário do que já tinham as centrais do Ocidente.
É a garantia de que tal coisa jamais voltará a acontecer que os reforçados sistemas de segurança das centrais de 3ª geração visam. [Nota: tudo tem os seus perigos, no entanto: o rebentamento da barragem de Banqiao na China, em 1975, na sequência de uma chuva impensávelmente torrencial provocada pelo tufão Nina, matou 170 mil pessoas, e o da de Vajont na Itália, em 1963, matou 2 mil...]

O problema do destino dos resíduos, entretanto, é mais delicado. Presentemente estes são guardados, na grande maioria das centrais, nas... próprias centrais. Similarmente ao que sucede com as cinzas de carvão das centrais respectivas. Mas, enquanto nestas as cinzas criam verdadeiras montanhas negras, aparte as quantidades que são vendidas para fazer alcatrão, cimento e outras aplicações, as poucas dezenas de toneladas anuais de uma nuclear podem ser reduzidas a apenas 5%, como mostrei, se os referidos resíduos forem processados. E é isso que é feito na Europa e no Japão (nos EUA toda a "cinza" é considerada lixo), mas primeiro as "cinzas" têm de ser arrefecidas em piscinas adequadas, já que a reacção nuclear prossegue ainda por uns tempos após a extracção do reactor, mantendo essas "cinzas" quentes. Esse tempo de arrefecimento das "cinzas" é, tipicamente, de... 3 a 5 anos. Na figura ao lado mostra-se uma destas piscinas, em que a água absorve os neutrões e simultaneamente arrefece as "cinzas".

Na Europa existem duas grandes "fábricas" de processamento das "cinzas": em La Hague na França, e em Sellafield no  Reino Unido. Para se "compactar" o lixo reduzindo-o aos 5% perigosos, tem de se mandá-lo para lá, de onde esses 5% são eventualmente devolvidos, vitrificados e blindados, para armazenamento (para sempre...) na própria central produtora - ou, em alternativa, enterrado em zonas geologicamente estáveis. Ao lado, a afigura mostra dois cilindros com cerca de 1,5 m de altura contendo as "cinzas" radioactivas, vitrificadas e blindadas resultantes do processamento dos resíduos de um ano de uma central nuclear de 1500 MW.


Embora de facto ainda raramente aplicada, a ideia de enterrar estes resíduos em locais muito estáveis geologicamente tem vindo a ser preparada para as montanhas do Yucca, no Estado de Nevada, e está em fase muito adiantada na Finlândia, que após estudos exaustivos identificou um local onde tem vindo a escavar um jazigo apropriado (na figura ao lado, a entrada para o túnel em espiral com 500 m de profundidade para armazenamento milenar dos resíduos mais radioactivos finlandeses). Vale a pena notar que a Finlândia tem metade da população de Portugal mas o triplo do consumo de electricidade per capita, com 4 reactores nucleares e um 5º em construção (da AREVA).
  • Duas questões essenciais para a viabilidade económica de uma nuclear
Como já aludi noutro post há uns tempos, o custo do kWh produzido por uma central nuclear de 3ª geração bem construída e bem explorada, isto é, com raras paragens para manutenção de algum tipo, pode variar de 4,0 a 4,7 ç/kWh, constituindo o limite inferior, se efectivamente verificado, um custo imbatível por qualquer outra forma de produção de energia, e o limite superior só batido por boas centrais a carvão (que não é o caso da nossa velha e pouco eficiente central de Sines). Porém, se as competidoras centrais a carvão tiverem de pagar uma taxa de carbono, como os ecologistas pretendem e - sem surpresa - os fabricantes de nucleares como a França, o kWh nuclear ainda será o mais barato desde que não ultrapasse os 5,8 ç/kWh, e isso só quando houver centrais a carvão com captura e sequestro do carbono, porque até lá, e por pelo menos uma década, a única competição "descarbonizada" é das renováveis!...
É por esta razão e pelas considerações geoeconómicas que expus atrás que aposto que os EUA vão assentar a sua estratégia de "descarbonização" na energia nuclear, ainda que fazendo muitas juras de adesão às renováveis (para que aliás têm excelente vento) e que, por causa disso, pelo fim de 2010 talvez a opção nuclear entre então em discussão aberta em Portugal.

Do custo do kwh nuclear, entretanto, a maior parte (2,3 a 3,0 ç/kWh) advém dos custos de construção (estou a usar estimativas recentes de instituições credíveis, e não algumas que apregoam valores irrealistas inferiores a 2 ç) e, como esse é um elevadíssimo investimento que tem de ser feito logo no início, é crucial analisar com cuidado como pode ele variar. Até porque uma das mais frequentes e importantes críticas à alegada barateza do nuclear é que os seus custos de construção nunca ficam pelo preço inicialmente previsto...
Para começar, convém notar que nas centrais de 3ª geração há duas evoluções técnicas com consequências contraditórias relativamente às antigas: por um lado, os seus sistemas de segurança são muito mais reforçados, o que as encarece; mas por outro lado, o seu projecto optimiza o uso de componentes normalizados e uma estrutura simplificada, o que as embaratece. Aliás, é reconhecido que o projecto das centrais antigas era, na sua maioria, uma adaptação do projecto de reactores militares da marinha, não pensado de raiz para esta aplicação civil...
Entretanto, o investimento inicial tem de ser financiado, e só começa a ser recuperado quando a central começa a trabalhar. Por conseguinte, um factor essencial do custo de construção é o tempo que a central leva desde que o seu investimento é feito até que começa a operar, o tempo de construção, tempo esse associado à taxa de juro a pagar pelo investimento, que é outro factor essencial.
Conforme o investimento seja coberto directa ou indirectamente pelo Estado ou por privados, assim as taxas de juro a considerar variam tipicamente entre 5% e 12% (o Estado tem meios de cobrir os riscos, transferindo os custos de quaisquer percalços para os contribuintes). Parcerias público-privadas têm trazido estas taxas para 8%, nalguns casos.
Nos anos 80 muitas centrais ficaram com custos de construção 10 vezes  acima dos inicialmente orçamentados e das dos anos 70, por os trabalhos se terem estendido muito além do previsto. As razões foram quase sempre desacordos quanto às regras de segurança e outras a cumprir, que se tornaram muito mais apertadas depois do acidente de Three Miles Island em 1979, e ao facto de cada central ser feita por medida. Este é um aspecto em que a França conseguiu um indiscutível sucesso que o resto do mundo tem procurado copiar, e a definição de normas claras de segurança com certificação prévia dos projectos tem ajudado. Ao importantíssimo assunto das normas de segurança e da sua fiscalização voltarei na parte II desta publicação.

Presentemente, o tempo de construção de uma central nuclear é prometido para cerca de 4 anos, contra os 12 que muitas vezes demoraram nos anos 80. Se uma central fosse construída instantaneamente, o seu custo seria o da engenharia, contratações e construção, mais uma taxa de contingência, que no caso das nucleares varia usualmente entre os 15% e os 25%. Esse custo é conhecido por "custo overnight" . O investimento numa central é a soma deste custo com os encargos associados ao tempo, a amortizar, numa nuclear, tipicamente em 40 anos.
Considerando estes encargos extra, a Administração da Informação Energética dos EUA (EIA) estima, no pior caso de taxa de juro de 12%, de 3.5 a 5.6 ç/kWh o custo só de capital de uma nuclear, sendo o valor inferior o obtido para uma central construída no tempo ideal actualmente previsto para a nova 3ª geração, e o superior o valor de referência. A este custo há que adicionar 0.55 ç/kWh do combustível, e mais 0.55 ç/kWh para a Operação e Manutenção (que sobem para 0.75 ç/kWh nos casos de referência). Ou seja, um custo final de 4.6 a 6.9 ç/kWh, em que não é claro o custo atribuído ao processamento (separação) dos resíduos (que os EUA não praticam e que na Europa se pode estimar em 0.5 ç/kWh, como ordem de grandeza) e o de desmantelamento final (que, no entanto, em França tem um peso mínimo no custo final, até por a central poder vir a "viver" 100 em vez de 60 anos).
Valores praticamente idênticos foram obtidos pelo MIT, num famoso estudo independente, dependendo a obtenção do custo mínimo de: a) o custo "overnight" ser de 1500 €/kW em vez de 2000 €/kW (em 2008 a DOE americana anuniciava a previsão do valor de 2280, em resultado da subida de custo de todas as matérias-primas e outros); b) o custo de construção ser de 5 em vez de 4 anos; c) as taxas de juro conseguidas serem iguais às praticadas para as centrais a gás e a carvão.
Como se pode concluir, o custo de produção de energia por uma central nuclear pode efectivamente ser imbatível, mas apenas se todo o processo de construção for optimizado (se tudo correr bem, em suma). E esse ponto é um ponto-chave a reter para a discussão das condições de construção de uma central nuclear em Portugal, a abordar na II parte.

A segunda questão essencial para a viabilização económica de uma central nuclear é a da garantia de que o preço do Urânio se manterá pouco alterado nos 60 anos previstos de vida para a central. Note-se que o custo do combustível tem um peso mínimo, e dos 0.55 ç/kWh atrás indicados para o custo do urânio, só 0.2 ç/kWh são para o minério; o restante é para o seu enriquecimento. As reservas mundiais de urânio actualmente estimadas e rentavelmente extraíveis dão para 250 anos ao ritmo de consumo actual; com as 490 centrais de construção prevista para os próximos 15-20 anos, porém, esse consumo será multiplicado por 2.3, e não é difícil imaginar que novos países venham a apostar no nuclear, por exemplo duplicando este valor. E, sendo assim, com as presentes técnicas de extracção do urânio, este poderá dar mesmo só para os 60 anos de vida de uma central a começar a operar dentro de 10 anos, embora, como sempre tem acontecido com todos os minerais e muito em particular com o petróleo e o gás natural, se de facto a sua procura se intensificar é quase certo que o engenho inventará novos processos de extracção rentável.

  • A para-daqui-a-20-anos 4ª geração de centrais nucleares
Tecnologicamente, os princípios da 4ª geração de centrais nucleares que está neste momento em projecto, numa cooperação internacional que envolve a maioria dos países altamente desenvolvidos, são aliciantes. No entanto, como a sua passagem à comercialização só se prevê lá para 2030, não é na verdade tema de relevância política, e de momento só o menciono para que todos metam na cabeça que o nuclear está ainda na sua infância e que ele é o futuro energético, a menos que a Humanidade regrida a alguma nova Idade Média.
Basicamente, o que distingue os reactores de 4ª geração é o serem "reprodutores". Isto é, reproduzem o combustível. E porquê?
Porque não usam o (raro) Urânio 235, mas sim o pelo menos 100 vezes mais abundante U238, permitindo aliás a reutilização de todo aquele que tem sido separado do U235 no processo de enriquecimento deste! E fá-lo porque cinde directamente o U238, produzindo Plutónio, e é este que é "queimado" na reacção.
Obviamente, e pelo que foi dito mais atrás, para cindir o U238 são precisos neutrões rápidos, e não lentos como nas centrais existentes até agora. E, portanto, nestes reactores não se usa água para a troca de calor, precisamente porque a água é o elemento essencial de moderação dos neutrões - usam-se metais líquidos, ou sódio líquido, e é aí que começam os principais problemas técnicos.
No entanto, além do uso do (praticamente) ilimitado urânio natural, estas centrais também resolvem o problema maior dos resíduos, visto "consumirem" o próprio venenoso Plutónio como combustível. Aliás, o cenário visualizado para estas centrais é o de serem carregadas mensalmente com qualquer coisa como apenas uma lata de leite de urânio natural e assim funcionarem para sempre, com pouca necessidade de limpeza dos resíduos...
Apesar de presentemente o uso comercial da 4ª geração, que nos trará energia "descarbonizada" sem limites de combustível (praticamente), estar longe da comercialização, já existiram em fase experimental várias centrais destas, no Japão e em França, sendo a mais conhecida a Fénix francesa. E há mesmo uma em funcionamento comercial no interior da Rússia.

6 comentários:

Anónimo disse...

Parabéns pelo seu blog esclarecedor sobre algo tão importante como a energia.
Uma pergunta relacionada com a questão nuclear, o nosso País não foi produtor e exportador de urânio?

Anónimo disse...

Os meu parabéns por mais este post, este é já um blog de referência para todos os que se interessam pela energia em Portugal.
Mas eu tenho sérias reservas na solução nuclear para Portugal, na próxima década, não tanto pela tecnologia em si, nem pela adequabilidade desta a uma política energética soberana e responsável, mas muito mais pela qualidade dos agentes políticos e outros agentes decisores no sector, pelas estruturas de mercado criadas, etc.
Como não acredito que alguém esteja disposto a construir uma nuclear para ir a mercado (nem um doido), ou mesmo com uma garantia de uma TIR modesta, o que iriam construir era mais alguma parceria público-privada de riscos públicos e retorno privado.

Nuclear? Agora não, obrigado. Talvez um dia, mas não com esta gente.

Francisco

Pinto de Sá disse...

Caro Francisco,
Completamente de acordo! Espere pela parte II...
Ao outro Anónimo: sim, tínhamos urânio que exportávamos para os EUA. Não sei se sobrou algum (as minas entretanto fecharam). Mas o urânio tem pouco peso no custo de produção da energia nuclear: só 3% (o "combustível" custa uns 10%, mas o grosso disso é pelo enriquecimento do U235, e não pelo minério).

Anónimo disse...

Parabéns pela fantástica explicação do processo produtivo de energia apartir do nuclear.
A conclusão é no fundo aquela que toda a gente sabe, que é limpa e praticamente inexgotável. No seu post o sr. , acaba no entanto, por simplificar o tratamento dos resíduos dizendo que depois de tratados são devolvidos à origem e eles que se desenrasquem. Em Sallafield, ao que sei, existem centenas de contentores de resíduos para os quais não há outro local de armazenamento. Queriam envia-los para a Australia, mas as negociações não chegaram a bom porto.
O sr. parece facilitar tudo e dar a entender que em caso algum existe qualquer perigo, mas no entanto, lá vai dizendo que os países mais preocupados com esta questão, vão fazendo esforços para os enterrar o mais profundo e longe possivel. Isto porque, afinal o perigo é real e bastante elevado.
Diz que é "para sempre", mas não diz que são contentores feitos de betão super reforçado, que apesar de terem uma durabilidade maior do que o betão comum, nada garante que não venham a ter problemas de fisuras daqui a 500 anos, por exemplo.

Depois, fala também de um número de países onde o nuclear é uma realidade, mais uma vez de forma simplista afirma que este é o rumo.
Mas todas estas unidades, não aumentaram os riscos de contaminações, motivados por equipamentos defeituosos ou falta de segurança no manuseamento de elementos altamente perigosos?

Para terminar diga-me lá se o sr. gostava de ir viver para Nelas ou Nisa, onde, nesta última houve rumores recentes de que queriam recomeçar a extração de Uranio?
Pois, povo de Nisa imediatamente se insurgiu CONTRA esta possibilidade. E já agora, só falta dizer onde é que queria instalar uma central em Portugal. Talvez no Alentejo. E a ser construída esta central, seria sem qualquer consulta popular, não fosse o povo inculto Tuga dizer NÂO, MUITO OBRIGADO.

Pinto de Sá disse...

Releia o post, se faz favor. Nenhuma das suas acusações de "simplismo", de "dar a entender não haver perigo algum", etc, é honesta. Tudo de que acusa está tratado no post, sem subterfúgios, e o Anónimo é que deturpa para poder atacar.
Quanto à questão de uma nuclear em Portugal, sugiro-lhe que leia a parte II deste post, aqui:
http://a-ciencia-nao-e-neutra.blogspot.com/2010/01/uma-central-nuclear-em-portugal_12.html

João Costa disse...

Antes de mais agradecer ao autor do BLOG pela sua postagem e demonstração do seu conhecimento e pesquisa. Adoro a quantidade de informação apesar de não mostrar claramente os dois lados da moeda... =)

Respondendo a questões: Sim Portugal ainda tem MUITO urânio de facto algumas das nossas minas fecharas mas somos dos maiores\os maiores exportadores de urânio da Europa!

Não posso concordar com o autor do BLOG nem com alguns dos comentadores, pois a energia nuclear é uma mais valia para o país que devia ser explorada! Se formos pelos riscos que a construção de uma central nuclear tem...ACORDEM! Já corremos esse risco com as centrais espanholas mais especificamente com a junto à fronteira!
Pensei nos milhares de empregos que as centaris dariam: Restauração das minas, Construçao das centrais, Transportes, Segurança e manutenção das centrais...
Para não falar que apenas uma central do tipo PWR mudava cerca de 75% da nossa energia para 40% dos seus custos atuais.

Grato pelo seu desempenho,

João Costa