Energia, Desenvolvimento e Energia Nuclear · comparação a países em desenvolvimento. ... A...

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Energia, Desenvolvimento e Energia Nuclear Eng. Carlos Henrique Mariz Simpósio “Energia e Desenvolvimento” Recife, 31 de Maio de 2013

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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?

Geração de Energia no Mundo

Produção Termoelétrica 82%

• Qualidade

• Confiabilidade (energia e potência)

• Custos

Sistema Elétrico

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

Poluição do ar na China

Poluição do ar na China

Matriz de oferta de Energia Elétrica no Brasil (%)

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

Evolução do aproveitamento do potencial hidráulico no Brasil

Evolução das áreas de proteção

Mapa ilustrativo Fonte: MMA (fev/05)

Necessidade de complementação térmica

Fonte: Lista da ONS dos Principais Reservatórios

Perda da capacidade de armazenamento - 2010

Fonte: EPE

Matriz de oferta de Energia Elétrica no Brasil (%)

Recursos energéticos brasileiros

Fonte: MME / BEN, 2007

Hidroelétrica Nuclear

Gás Carvão Petróleo

Solar Eólica Biomassa

Sistema Elétrico

• Qualidade

• Confiabilidade (energia e potência)

• Custos

• Impacto ambiental

Emissões de gases do efeito estufa

Considerando emissões em todo ciclo de vida, desde a fabricação dos equipamentos

Fonte: IEA (2004)

IMPACTO AMBIENTAL DECORRENTE DA OCUPAÇÃO DO SOLO

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)

Competitividade entre as fontes primárias para a produção de Energia Elétrica

R$/MWh

The Naked Cost of Energy Stripping Away Financing and Subsidies

Forbes – June/2012

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

Usina Nuclear

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

Barreiras físicas múltiplas contra a liberação de produtos radioativos

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

Número de Usinas Nucleares em operação no mundo

443 usinas nucleares

Número de Usinas Nucleares em construção no mundo

64 usinas nucleares

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

Construção de Angra 3

3.500 trabalhadores

ANGRA 3 hoje

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

Ciclo do combustível

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

FUKUSHIMA

MOVIMENTO DE PLACAS TECTÔNICAS Terremoto 9,2 Richter

Terremoto 10 vezes mais Intenso do que a base de projeto

Maior causa do acidente na usina nuclear

Turbina Reator

GERAÇÃO 3+: totalmente passiva (AP-1000)

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

TAXAS DE ÓBITOS POR TWH GERADO fatos/não opinião

ACIDENTES NA INDÚSTRIA ELÉTRICA E NÚMERO DE MORTES

Novas Usinas

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

Oferta de Energia Elétrica

Energia da Amazônia

Central Nuclear Implantação

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

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

O caminho do desenvolvimento

Muito obrigado! Escritório do Nordeste

[email protected]

+55 81 3326-5443