A energia nuclear provavelmente crescerá com usinas menores
"Temos que desembarcar muitas das capacidades que perdemos", disse Juliann Edwards, diretor de desenvolvimento da The Nuclear Company.
THE EPOCH TIMES
07.10.2024 por Kevin Stocklin
Tradução: César Tonheiro
Em meio à crescente demanda por eletricidade de carga básica de baixo carbono, a energia nuclear é cada vez mais considerada uma opção limpa e confiável; mas os processos de aprovação regulatória de vários anos, a escassez de capital e os custos crônicos excessivos na construção de novas usinas tornaram as concessionárias relutantes em construir.
Para muitos na indústria de energia nuclear, uma maneira de resolver esses problemas é tornar-se menor.
Pequenos Reatores Modulares (SMRs) são reatores nucleares montados a partir de componentes pré-fabricados, que geralmente têm 300 megawatts ou menos de tamanho. Eles são projetados para serem mais baratos e flexíveis do que as usinas nucleares de grande escala, com recursos de segurança aprimorados, como tecnologia de desligamento automático.
Em contraste com a maioria dos reatores nucleares existentes, que são projetados exclusivamente para cada local, os SMRs oferecem o potencial de agilizar as aprovações regulatórias e o tempo de construção, reduzindo substancialmente os custos.
"Eles trazem mais certeza regulatória e capacidade de passar por esse processo muito mais rapidamente", disse Todd Abrajano, CEO do Conselho da Indústria Nuclear dos EUA, um grupo de defesa da indústria, ao Epoch Times.
"O fato de que esses projetos podem ser modulares", disse Abrajano, "que a maior parte da construção pode ser feita internamente, em uma fábrica e depois montada no local, requer muito menos trabalho e muito menos design sob medida".
De acordo com o Departamento de Energia dos EUA (DOE), devido ao tamanho menor dos SMRs, eles exigem menos capital para serem construídos e podem ser localizados em regiões que não são possíveis para usinas nucleares maiores.
"Assim, o Departamento forneceu apoio substancial ao desenvolvimento de SMRs leves refrigerados a água, que estão sob revisão de licenciamento pela Comissão Reguladora Nuclear (NRC) e provavelmente serão implantados no final da década de 2020 ao início da década de 2030", afirma o Escritório de Energia Nuclear do DOE.
Os projetistas de SMRs dizem que também são mais seguros do que as usinas nucleares tradicionais, incluindo recursos como sistemas de segurança passiva que desligam automaticamente em caso de emergência, sem a necessidade de intervenção humana ou eletricidade.
"Nosso projeto não requer conexão a uma rede, o que significa que, no caso de uma queda de energia ou situação semelhante, a usina pode continuar a operar com segurança e eficiência por conta própria", disse Clayton Scott, diretor comercial da NuScale, designer de SMRs, ao Epoch Times. Além disso, a Zona de Planejamento de Emergência aprovada pela Comissão Reguladora Nuclear (NRC) para usinas NuScale se estende apenas até o limite do local da usina, em comparação com o raio de 10 milhas necessário para reatores nucleares tradicionais, disse ele.
Enquanto a Rússia e a China assumiram a liderança como os únicos países que atualmente operam SMRs, as nações ocidentais estão correndo para alcançá-las, prevendo novos mercados enormes para a produção doméstica de energia e exportações. Hoje, existem mais de 80 projetos de SMR em desenvolvimento em 19 países, incluindo Estados Unidos, Reino Unido, Canadá, Japão e Coreia do Sul, de acordo com a Agência Internacional de Energia Atômica.
Um relatório da Natural Resources Canada projeta que o mercado global de SMRs pode exceder US$ 150 bilhões até 2040. De acordo com a Valuates, uma empresa de análise de mercado, o mercado global de SMRs foi de US$ 4,13 bilhões em 2023 e deve atingir US$ 10,23 bilhões até 2030, uma taxa de crescimento anual de aproximadamente 14%.
Em março de 2023, a GE Hitachi Nuclear Energy (GEH) anunciou que seu modelo SMR BWRX-300 havia "alcançado um marco significativo de pré-licenciamento" para aprovação regulatória no Canadá e que a implantação desse modelo está em vários estágios de planejamento ou contratação na Estônia, Polônia e Estados Unidos.
Empresas privadas e militares querem SMRs
Embora a geração de energia tenha sido até o momento domínio das concessionárias de energia elétrica, os SMRs também podem ver a demanda de empresas privadas.
Cada vez mais, as empresas de tecnologia estão assinando contratos para garantir um fornecimento estável e confiável de eletricidade e, muitas vezes, escolhem a energia nuclear como essa fonte.
Em setembro, a Microsoft fechou um acordo com a Constellation Energy para reiniciar o reator da Unidade 1 em Three Mile Island, que desligou seu reator da Unidade 2 após um acidente operacional em 1979.
Este reator fornecerá energia exclusivamente para a Microsoft pelos próximos 20 anos. E enquanto Three Mile Island usa reatores de tamanho padrão, outras empresas de tecnologia estão procurando SMRs para alimentar seus data centers, incluindo Amazon e Google.
Empresas de petróleo e gás, siderúrgicas e químicas também são clientes em potencial. Em março de 2023, a Dow e a X-energy assinaram um acordo de desenvolvimento conjunto para instalar um SMR na unidade industrial Seadrift da empresa, no Texas.
Os SMRs são a escolha ideal para empresas que desejam uma fonte de energia menor e dedicada no local, em vez de depender da rede elétrica. No entanto, essas empresas normalmente não têm experiência para operar usinas, nem querem assumir a responsabilidade pelo descarte de resíduos ou assumir a responsabilidade de possuir um reator nuclear.
"A única coisa que ouço consistentemente dos usuários finais de aplicações industriais é que eles não querem possuir e operar uma usina nuclear", disse Abrajano. "Portanto, terá que haver uma concessionária que os execute, ou há várias outras empresas que estão começando a aparecer, que são empresas de puro desenvolvimento que procuram encontrar locais e encontrar clientes, e então eles serão proprietários e operarão esses reatores e farão contratos de compra de energia de longo prazo ou descobrirão outra maneira de colocar essas coisas online por meio de uma concessionária."
Para resolver esse problema, a NuScale fez parceria com uma operadora chamada ENTRA1 Energy, que constrói, financia, possui e opera as usinas projetadas pela NuScale.
"Essa abordagem inovadora permite que clientes em potencial, incluindo data centers, concessionárias e usinas de produção de hidrogênio, acessem soluções de energia confiáveis sem as complexidades de desenvolver ou possuir uma instalação nuclear", disse Scott.
As forças armadas são outro mercado para SMRs.
Um informativo da Casa Branca emitido em 29 de maio declarou: "Pequenos reatores nucleares modulares e microrreatores podem fornecer energia resiliente às instalações de defesa por vários anos em meio à ameaça de ataques físicos ou cibernéticos, condições climáticas extremas, ameaças biológicas pandêmicas e outros desafios emergentes que podem interromper as redes comerciais de energia. "
Enquanto os SMRs podem ser usados para fornecer energia ininterrupta a grandes bases militares, os microrreatores podem alimentar bases operacionais avançadas. Os microrreatores estão atualmente em uso para submarinos e porta-aviões e podem ser transportados em um caminhão de 18 rodas.
“Quando você pensa em termos do tamanho de um reator nuclear, a maioria das pessoas nem imaginaria enquanto dirige numa rodovia, que poderia estar passando por um reator funcionando, mas certamente é esse o caso”, disse Abrajano.
A portabilidade de SMRs e microrreatores significa que eles podem ser transportados para locais de desastres naturais que perderam energia. Enquanto a rede está sendo restaurada, reatores menores podem alimentar instalações essenciais, como hospitais e supermercados.
Em relação às aprovações regulatórias, a indústria de energia nuclear prevê um processo mais rápido devido a um novo consenso bipartidário, no qual a esquerda considera a energia nuclear como uma fonte de energia de baixo carbono e os conservadores a veem como um meio de fornecer energia de carga de base contínua para atender à crescente demanda por eletricidade.
Os governos Biden e Trump têm apoiado a energia nuclear, e o Congresso recentemente também apoiou a indústria.
Simplificando o processo de aprovação
Em julho, a Lei de Aceleração da Implantação de Energia Nuclear Avançada e Versátil para Energia Limpa (ADVANCE) foi sancionada e foi projetada para agilizar o processo de aprovação na Comissão Reguladora Nuclear (NRC) para novas usinas nucleares. Duas questões que têm atormentado a indústria de energia nuclear são o processo plurianual de obtenção de aprovações regulatórias e a construção que excede cronicamente o orçamento e os prazos quando as aprovações estão em vigor.
Entre os poucos reatores nucleares recentes a serem construídos nos Estados Unidos, as Unidades 3 e 4 da Usina Vogtle na Geórgia iniciaram operações comerciais em julho de 2023 e abril de 2024, respectivamente. Esses reatores, projetados pela Westinghouse, foram construídos com módulos fabricados fora do local e depois montados no local, mas foram concluídos com sete anos de atraso e ultrapassaram o orçamento em US $ 17 bilhões.
Juntamente com as Unidades 1 e 2, elas compreendem a maior usina nuclear em operação na América e fornecem uma fonte de energia altamente densa, confiável e livre de carbono. Em comparação, um parque eólico que poderia produzir a mesma quantidade de energia que a Usina Vogtle cobriria uma área de mais de 1.000 milhas quadradas, com um fator de capacidade — a quantidade de eletricidade que realmente produz como uma fração de sua capacidade instalada — de cerca de um terço de uma usina nuclear, devido à sua dependência do clima.
De acordo com Abrajano, o tempo médio para o NRC aprovar novas usinas nucleares tem sido de cerca de cinco anos, mas ele estima que, com a aprovação da Lei ADVANCE, as aprovações regulatórias podem ser concluídas dentro de 18 a 24 meses. Novos projetos modulares já estão recebendo aprovações aceleradas.
Em dezembro de 2023, uma usina modular construída pela Kairos Power em Oak Ridge, Tennessee, recebeu aprovação regulatória em pouco mais de dois anos. Esta planta, chamada Hermes, é um reator de baixa potência que usa um projeto de leito de seixos de combustível TRISO com um refrigerante de sal de fluoreto fundido; espera-se que esteja operacionalizando até 2027.
À medida que a indústria de energia nuclear se prepara para trazer essa nova tecnologia ao mercado em escala, ela também está avaliando se ainda possui a infraestrutura física e o talento humano de que precisa, especialmente considerando que os Estados Unidos construíram poucas novas usinas nucleares nos últimos 50 anos. Apesar das ambições iniciais na década de 1970 de construir até mil usinas nucleares nos Estados Unidos, apenas 54 usinas, contendo 94 reatores nucleares, estão atualmente em operação, com idade média de 42 anos.
Em contraste, a China tem avançado agressivamente na construção de sua frota nuclear.
Na última década, a China adicionou mais de 34 gigawatts de capacidade de energia nuclear. Agora tem 55 reatores em operação, com 23 reatores adicionais em construção, de acordo com um relatório da Administração de Informações sobre Energia dos EUA (EIA).
"Os Estados Unidos têm a maior frota nuclear, com 94 reatores, mas levou quase 40 anos para adicionar a mesma capacidade de energia nuclear que a China adicionou em 10 anos", afirma o relatório.
Os EUA têm recursos para fabricar?
Especialistas da indústria dos EUA dizem que, com tanta fabricação, incluindo componentes-chave de infraestrutura de energia, como transformadores, em grande parte existentes fora dos Estados Unidos, a indústria nuclear atualmente carece dos recursos necessários para produzir em escala. Dos 10 principais fabricantes de transformadores, a General Electric é a única com sede nos Estados Unidos.
"Ainda temos muita fabricação no que se refere ao trabalho feito na SpaceX, e eu diria que ainda produzimos muito em termos de fabricação de motores", disse Juliann Edwards, diretor de desenvolvimento da The Nuclear Company, ao Epoch Times. "E você vê um aumento no dinheiro do subsídio saindo do Departamento de Energia para atender as universidades à medida que investem mais em engenharia nuclear e nas áreas funcionais de engenharia circundantes, como materiais, química e mecânica."
A Nuclear Company planeja construir usinas nucleares de acordo com um "modelo em escala de frota [que] combina o uso de tecnologia comprovada e licenciada e uma abordagem de design único, construir muitos", afirma um comunicado de imprensa da empresa.
De acordo com o ranking universitário do US News 2024, as escolas mais bem avaliadas para engenharia nuclear são a Universidade de Michigan, o Instituto de Tecnologia de Massachusetts, a Universidade Estadual da Carolina do Norte, a Universidade da Califórnia, a Universidade de Wisconsin, a Texas A&M, a Universidade de Illinois, a Universidade do Tennessee e o Instituto de Tecnologia da Geórgia.
Para os alunos mais jovens, a American Nuclear Society estabeleceu vários programas K-12 para educar alunos e professores do ensino fundamental sobre oportunidades no campo da energia nuclear. Isso inclui um currículo de ciências chamado "Navegando Nuclear" e um programa "Embaixadores Nucleares" para trazer profissionais nucleares às escolas para discussões em sala de aula.
"Temos uma base, mas estamos atrasados agora e temos que desembarcar muitas das capacidades que perdemos", disse Edwards.
Kevin Stocklin é um repórter de negócios do Epoch Times que cobre a indústria ESG, governança global e a interseção entre política e negócios.