AMÉRICA LATINAANÁLISES DE CONJUNTURA

O Desafio da TRANSIÇÃO HIDROTÉRMICA

O sistema elétrico brasileiro é único pelo seu inédito nível de contribuição de fontes renováveis, superior a 85%, num mundo dominado pelas energias fósseis, que representam quase 70% do total da eletricidade gerada globalmente. Isso ocorre graças ao intensivo aproveitamento do potencial hídrico nacional, iniciado desde os primórdios do século XX. Esse sistema, entretanto, vive hoje uma TRANSIÇÃO HIDROTÉRMICA.

O que é isso? É o que acontece quando a expansão de um sistema elétrico com predominância de fonte hídrica passa a requerer uma crescente contribuição térmica, seja por esgotamento do potencial ou por perda da capacidade de autorregulação devida à diminuição do volume de água armazenada nos reservatórios, ou ambos simultaneamente, como veremos ser o caso do Brasil.

A TRANSIÇÃO HIDROTÉRMICA começou a ocorrer no Brasil em 2000, quando a taxa de crescimento das térmicas passou a ser muito superior a taxa de crescimento das hídricas. Isso decorre do fato da taxa de crescimento do volume de água nos reservatórios ter passado a ser bastante inferior à taxa de crescimento de potência hídrica instalada a partir do final da década de 80. O Brasil percebeu isso de forma dolorosa em 2001, com uma crise de abastecimento devido à redução do nível dos reservatórios, sem haver disponibilidade de energia térmica complementar.

Desde então, a geração térmica vem sendo ampliada com sucesso, permitindo enfrentar, sem crise, o baixo nível dos reservatórios de 2012, que foi inferior ao verificado na crise de 2001. De 2000 a 2012, a contribuição da geração térmica ao Sistema Interligado Nacional (SIN) mais do que dobrou (6,26% em 2000, 15,74% em 2012).

Verificando-se a geração térmica mensal no SIN, nota-se que já existe a necessidade de uma pequena geração térmica na base – entre 2.000 e 3.000 MWmédios – representados pelo mínimo dos mínimos mensais. Aí reside o “nicho competitivo” da geração nuclear no Brasil, a mais barata térmica de base disponível. Note-se que esses 3.000 MWmédios são superiores à capacidade das usinas nucleares brasileiras, Angra 1 e Angra 2. Efeito disso são os sucessivos recordes de geração dessas usinas, que as colocam no topo do ranking mundial de desempenho nos últimos 3 anos.

Chegamos em 2012 com uma contribuição térmica de 16% e com a carga do SIN crescendo numa taxa de 4,6% ao ano. O último Plano Decenal de Energia divulgado, o PDE-2021, prevê um crescimento de apenas 5% no armazenamento hídrico do SIN, indicando que os efeitos da transição hidrotérmica se acelerarão nos próximos 10 anos.

A relação entre a energia armazenável máxima e a carga do SIN nesse período mostra uma contínua perda de autorregulação, requerendo aumento da contribuição térmica, tanto na base como na complementação. O Plano Nacional de Energia, PNE-2030, aponta que as perspectivas de expansão hídrica em mais longo prazo são limitadas, podendo-se afirmar que o potencial aproveitável estaria virtualmente esgotado ao final da década de 2020. Essa parcela do potencial viável de ser desenvolvida é da ordem de 150 a 180 GW, dos quais quase 100 já foi aproveitada, de um total teórico de 260 GW.

A evolução do sistema elétrico canadense nos últimos 50 anos guarda muitas similaridades com a situação do brasileiro nos últimos 15. A partir de uma contribuição de mais de 90% em 1960, a participação da hidroeletricidade no Canadá declinou de forma constante até 1990, se estabilizando em torno de 60%. No Canadá, o crescimento da geração térmica nuclear e a carvão operando na base, permitiu que as hidrelétricas passassem a fazer a regulação de demanda, garantida pelo gás natural na complementação térmica dessa regulação.

A estratégia básica da transição canadense foi o crescimento da geração térmica de base, nuclear e a carvão. No Brasil, a partir de 2000 verificou-se a expansão da geração térmica de base nuclear (com Angra 2) e da geração a gás e derivados de petróleo, inicialmente operando a fatores de capacidade reduzidos. Do final dessa década de 2000 até os dias atuais, tivemos uma expansão da geração hídrica a fio-d´água (com pequenos ou mesmo nenhum reservatório), biomassa e eólica. Desde então, porém, tem-se notado uma paulatina elevação do fator de capacidade do parque térmico nuclear e convencional, denotando uma crescente necessidade dessa geração na base de carga.

Dessa forma, a expansão a partir daí terá que ser baseada num mix de gás natural (dependendo da quantidade e custos de Pré-Sal), carvão mineral (dependendo das futuras tecnologias de carvão limpo) e nuclear (dependendo da aceitação pública).

As novas renováveis (biomassa, eólica e solar) e os programas de eficiência energética (que crescem em importância com aumento dos custos marginais de expansão) serão um complemento importante. Cabe aqui ressaltar a vantagem competitiva única do Brasil para as novas renováveis: sua complementaridade com as hídricas. Isso permite a estocagem de energia intermitente nos reservatórios a baixo custo, economizando água e ampliando a capacidade das hidrelétricas fazerem regulação da demanda.

Concluindo, a gestão segura de um sistema hidrotérmico passa pela geração de base hídrica (sustentada pela mínima energia natural afluente – ENA dos rios) e térmica (nuclear e carvão), associado a um seguimento de demanda feito pela energia hídrica em excesso da mínima ENA, garantido pela complementação térmica do gás natural, com a energia das novas renováveis sendo armazenada nas hídricas, o que amplia sua capacidade de seguimento carga.

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Imagem (Fonte):

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Fonte consultada:

Avaliação deLeonam dos Santos Guimarães: Doutor em Engenharia, Diretor de Planejamento, Gestão e Meio Ambiente da Eletrobrás Eletronuclear e membro do Grupo Permanente de Assessoria do Diretor-Geral da Agência Internacional de Energia Atômica (AIEA).

NOTAS ANALÍTICASPOLÍTICA INTERNACIONALSociedade Internacional

Baixa probabilidade de terroristas usarem explosivos nucleares

O assunto é polêmico porque dados confiáveis sobre explosivos nucleares são classificados e grande parte da discussão gira em torno de especulações. Pode-se afirmar que a confiabilidade de explosivos nucleares de plutônio está diretamente ligada à quantidade de Pu240 presente na massa de plutônio utilizada e à velocidade com que é realizada sua montagem supercrítica. Em virtude da natureza estatística do problema da pré-ignição, dois explosivos nucleares idênticos podem, em condições de igual performance, produzir explosões nucleares de potências completamente díspares.

Considerável polêmica tem sido travada a respeito da possibilidade de se fabricarem explosivos nucleares de potência razoavelmente elevada (> 1 quiloton), utilizando como elemento físsil o plutônio proveniente de reatores nucleares de potência (portanto com altas porcentagens de Pu240) e técnicas usuais de implosão.

A questão, como se pode depreender das Tabelas a seguir, tem de ser examinada probabilisticamente. Do ponto de vista da aplicação militar, em que é exigida alta confiabilidade e, geralmente, alta potência, tais explosivos seriam considerados inadequados, em razão da alta probabilidade de pré-detonação.

Probabilidade de não ocorrer a pré-ignição durante a inserção de criticalidade em função de diferentes porcentagens de Pu-240 na massa de plutônio de 6 kg.[1]

Probabilidade de não ocorrer a pré-ignição durante a inserção de criticalidade em função de diferentes porcentagens de Pu-240 na massa de plutônio de 6kg.[1]

 

Energia liberada supondo que a explosão nuclear ocorra em pontos do criticalidademenor do que o máxima alcançada (k = 1.3) e a probabilidade de não ocorrer o pré-ignição até os respectivos valores de criticalidade.[2]

Energia liberada supondo que a explosão nuclear ocorra em pontos do criticalidademenor do que o máxima alcançada (k = 1.3) e a probabilidade de não ocorrer o pré-ignição até os respectivos valores de criticalidade.[2]

Já sob a ótica da ameaça de eventual emprego por grupos terroristas com capacidade e meios de fabricá-los, a probabilidade de não ocorrer a pré-detonação, mesmo quando considerada baixa para os padrões militares, poderia, para esses grupos, ser admitida “suficientemente alta” para cumprir propósitos chantagistas.

Além disso, mesmo ocorrendo precocemente a reação de fissão em cadeia divergente tão logo a massa físsil se tornasse supercrítica, haveria chance ainda da inserção de razoável excesso de reatividade, com liberação de energia tremendamente destrutiva comparada à outros explosivos convencionais.

Deve-se frisar, porém, que o projeto e a construção de explosivos nucleares requerem conhecimentos teóricos e práticos específicos, complexas simulações computacionais, aquisição de materiais especiais, instalações adequadas, testes experimentais de componentes, os quais, provavelmente, estão muito acima da capacidade de realização de grupos avulsos.

Além disso, existem duas circunstâncias adicionais, dificilmente contornáveis, relacionadas ao plutônio com alto teor de isótopos pares: sua mais alta radioatividade, que dificultaria sobremodo sua manipulação (exigindo, provavelmente, que fosse remota e sob alguma espécie de blindagem), e o problema do auto-aquecimento causado pela radiação alfa emitida por esses isótopos. Considerando  resfriamento por convecção natural, estima-se uma diferença de temperatura de mais ou menos 65°C entre a superfície da massa do plutônio e o ambiente. Tal auto-aquecimento causaria danos significativos ao alto explosivo químico em volta do núcleo físsil do explosivo nuclear.

Não é por outra razão que a totalidade dos explosivos nucleares de plutônio utiliza-o com alto teor de pureza em Pu239, produzido em reatores nucleares especialmente projetados para esse fim.

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Imagem (Fonte):

 Wiki

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Avaliação de Leonam dos Santos Guimarães: Doutor em Engenharia, Diretor de Planejamento, Gestão e Meio Ambiente da Eletrobrás Eletronuclear e membro do Grupo Permanente de Assessoria do Diretor-Geral da Agência Internacional de Energia Atômica (AIEA).

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Fontes consultadas:

[1] Ver:

Barroso, D.E.G., A Física dos Explosivos Nucleares, 2ª. Edição, São Paulo, Editora Livraria da Física, 2009, pág. 199

[2] Ver:

Idem, pág. 200

DEFESAENERGIANOTAS ANALÍTICASPOLÍTICAS PÚBLICAS

Armas Nucleares: Rejeitar o arado empunhando a espada

Cinco países são reconhecidos internacionalmente como “estados dotados de armas nucleares”. Possuem essas armas por direito concedido pelo Tratado de Não Proliferação Nuclear (TNP): os EUA, Reino Unido, França, China e Rússia. Entretanto, outros países têm essas armas “de fato” e não “de direto.

Três deles, não signatários do TNP, declararam formalmente e demonstraram na prática, através de testes nucleares, possuí-las: Índia, Paquistão e Coreia do Norte. Apesar de nunca ter declarado nem demonstrado diretamente, parece não haver dúvidas que Israel, que não é signatária do TNP, também as tem. A África do Sul, quando ainda não tinha aderido ao TNP, também as teve, mas decidiu desmontá-las voluntariamente. A Ucrânia também armazenou armas nucleares em seu território, mas elas foram totalmente repatriadas para a Rússia mediante acordo após o desaparecimento da URSS. Nos dias de hoje, o Irã é acusado pela comunidade internacional de estar buscando obtê-las, o que vem sendo tratado como uma grande ameaça à paz mundial.

Mas o que dizer dos cinco países europeus que têm em seu território armas nucleares de origem americana “não declaradas”, incluindo Bélgica, Alemanha, Turquia, Holanda e Itália? Levanta-se a questão de saber se eles também não constituem uma ameaça. A existência de armas nucleares nesses cinco países, incluindo os procedimentos e meios operativos para seu emprego, é formalmente reconhecida pela OTAN.

Os EUA têm cerca de 480 armas termonucleares B61 nesses cinco “estados não dotados de armas nucleares” pelo TNP e desenvolve um programa de modernização dessas armas. Sua existência é ignorada pela AIEA, que é o organismo técnico internacional que têm delegação da ONU para verificar o cumprimento dos compromissos assumidos pelos países que aderiram ao TNP. Dentre esses cinco “estados nucleares não declarados”, a Alemanha é o mais armado. A Força Aérea Alemã tem três bases que podem armazenar até 150 armas e operar aviões alemães Tornado, capazes de lançar ogivas nucleares.

Os observadores se questionam a que se destina a instalação e acumulação de armas táticas B61 nestes cinco “estados não dotados de armas nucleares”, bem como quais seriam os potenciais alvos dessas armas. Dadas suas características técnicas operacionais, elas somente poderiam ser empregadas contra alvos na Rússia e Leste Europeu ou no Oriente Médio e Norte da África.

Essa realidade implica em muitas contradições, que especialistas acabam interpretando como casos típicos de “dois pesos, duas medidas”. A primeira delas é que enquanto alguns desses mesmos países europeus dotados de armas nucleares “de fato” acusam o Irã de buscá-las, eles próprios têm capacidade de atacá-lo com essas mesmas armas. A segunda é que três desses cinco países, Alemanha, Itália e Bélgica, decidiram abandonar o uso pacífico da energia nuclear, que é a geração elétrica, sob a justificativa dosriscos elevados”, mas nenhum decidiu devolver as armas aos EUA, como fez a Ucrânia à Rússia. Será que as usinas nucleares são um risco maior do que as “bombas atômicas”? A classe política e a sociedade desses países parecem pensar que sim.

A Alemanha é o caso mais emblemático dessa contradição: não é uma potência nuclear “de direito” pelo TNP, mas estoca armas nucleares fabricadas nos EUA e sua força aérea tem capacidade própria de lançá-las. A empresa EADS, controlada pelo poderoso Grupo Daimler, é o fornecedor para a França do míssil balístico M51, capaz de lançar ogivas nucleares de submarinos e ainda o estaleiro alemão HDW é o fornecedor para Israel de submarinos capazes de lançar mísseis com armas nucleares. Ao mesmo tempo, a Alemanha decidiu descomissionar todo o seu parque de geração elétrica nuclear, na esteira do acidente de Fukushima. Isso tem implicado num aumento na geração de gases efeito estufa, afetando todo o mundo, e em grandes custos para o país, a serem arcados pela sociedade alemã. Rejeitam o arado e abraçam a espada.

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Fonte consultada:

Avaliação de Leonam dos Santos Guimarães: Doutor em Engenharia, Diretor de Planejamento, Gestão e Meio Ambiente da Eletrobrás Eletronuclear e membro do Grupo Permanente de Assessoria do Diretor-Geral da Agência Internacional de Energia Atômica (AIEA).

ENERGIANOTAS ANALÍTICASPOLÍTICAS PÚBLICAS

A ética da Segurança Nuclear

A indústria de geração elétrica nuclear tem um histórico de segurança e desempenho notável, apesar das persistentes imagens dos acidentes de Three Mile Island (TMI), Chernobyl e Fukushima Daiichi. Este registro é o legado de uma comunidade de projetistas, operadores e reguladores que, embora imperfeitos, estiveram comprometidos com a segurança da energia nuclear.

A geração de especialistas que projetaram e construíram nossa frota de usinas nucleares atual não é mais a mesma. A geração de especialistas que se dedicaram na era pós-TMI está agora se aposentando ou se aproximando da aposentadoria. Assim, o “bastão” da segurança nuclear está passando para uma nova geração que vai carregar a responsabilidade de garantir a segurança dos futuros projetos de usinas nucleares e da operação da frota existente.

Fica diante de todos aquilo que a história ensinou sobre a forma como um especialista em segurança nuclear deve encarar sua profissão. Neste quadro, a Ética da Segurança Nuclear, entendida como o conjunto de crenças e valores fundamentais do profissional, incorpora cinco princípios fundamentais:

1. Um agudo senso de responsabilidade para com a sociedade. A geração elétrica nuclear é a única tecnologia de energia disponível hoje com real potencial para fornecer eletricidade abundante para bilhões de pessoas ao redor do mundo, que vivem hoje com pouco ou nenhum acesso a ela. A energia nuclear é também uma das poucas tecnologias que, se mal gerenciada, tem o potencial de impedir que os vizinhos de uma usina de nunca mais retornem para suas comunidades e residências. Estas duas realidades devem proporcionar uma forte motivação para aqueles que aspiram a ser profissionais de segurança nuclear.

2. Uma sensação de desconforto crônica. O profissional de segurança nuclear deve ter uma atitude de questionamento persistente sobre o que sabemos, o que sabemos que não sabemos, e o que não sabemos que não sabemos (os chamados “desconhecidos conhecidos” e “desconhecidos desconhecidos”).

3. Um zelo pela compreensão dos fundamentos. O profissional de segurança nuclear deve ter paixão e habilidades para integrar os dados experimentais, simulação e análise, e experiência operacional para chegar a um entendimento científico baseado em fatos.

4. A disposição para desafiar o status quo e o establishment. O profissional de segurança nuclear deve possuir a coragem para defender suas convicções e estar disposto a desafiar o status quo e o establishment (tanto industrial, como o regulatório), quando seu instinto e sua compreensão obrigá-lo à ação.

5. A humildade científica e técnica. Um profissional de segurança nuclear deve ter um saudável respeito aos limites de seu conhecimento e sabedoria para operar dentro desses limites. Ele ou ela deve ter medo de perguntar e responder a pergunta: “e se eu estiver errado?”.

Num momento em que o International Panel on Climate Change (IPCC) da ONU reafirma o importante papel que a geração elétrica nuclear deverá ter para acelerar a redução das emissões de gases de efeito estufa ao nível mundial, é oportuno e necessário revisitar essa ética da segurança nuclear.

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Imagem (Fonte):

 http://www.brasilescola.com/geografia/energia-nuclear.htm

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Fonte consultada:

Avaliação de Leonam dos Santos Guimarães: Doutor em Engenharia, Diretor de Planejamento, Gestão e Meio Ambiente da Eletrobrás Eletronuclear e membro do Grupo Permanente de Assessoria do Diretor-Geral da Agência Internacional de Energia Atômica (AIEA).