Os desafios da guerra e do clima

O primeiro-ministro do Reino Unido disse na semana passada que pode considerar a mudança para a energia nuclear para compensar o aumento dos preços do gás natural, que dispararam cerca de 150% na Europa desde o início da guerra na Ucrânia. Esse aumento de preço é mais que o dobro.

Isso também apoiaria a forte postura climática do Reino Unido de emissões líquidas zero de gases de efeito estufa (GEE) – porque a energia nuclear fornece energia verde. No entanto, não é tão limpo em outros aspectos – veja abaixo.

Mas os países de alta energia estão se afastando da energia nuclear para o gás natural. O Bloomberg Green Newsletter disse que a geração de energia nuclear da Alemanha em 2021 foi 60% menor que seu pico, a do Reino Unido foi 50% menor e a do Japão foi 87% menor.

Com a guerra travando na Ucrânia, um observador sugeriu que a Alemanha, se enfrentasse uma crise de gás, poderia reabrir usinas nucleares que haviam sido desativadas. A Alemanha importa 49% de seu gás da Rússia.

A energia nuclear merece outro olhar como alternativa à energia do gás natural e como forma de descarbonizar o mundo?

Gás natural versus nuclear na Europa.

Se a Rússia desligasse o gasoduto principal para a Alemanha, Nordstream 1, como a Alemanha e outros países europeus poderiam substituir o gás? O novo oleoduto gêmeo, Nordstream 2, não ajudará em nada porque foi fechado recentemente pela Alemanha, citando a guerra na Ucrânia, antes mesmo de começar a fluir gás da Rússia.

Uma solução seria aumentar as importações de GNL para a Europa pelos principais exportadores Austrália, Catar e EUA. Só precisa de mais terminais de exportação e mais navios-tanque de carga de GNL especializados.

A energia nuclear é uma opção para substituir a energia do gás natural? Não facilmente, porque 28 de 34 países na Europa em 2020 consumiu mais energia de gás natural do que nuclear.

A Alemanha consumiu 2.6 Exajoules (EJ) mais energia de gás do que de nuclear. Os próximos maiores diferenciais são a Itália (2.4 EJ) e o Reino Unido (2.2 EJ).

A maioria dos países depende mais do gás natural do que da energia nuclear. A França é a única grande exceção porque 37% da eletricidade da França é fornecida por usinas nucleares – a energia nuclear consumida é significativamente maior do que o gás natural (1.7 EJ a mais).

Ponto de vista climático.

O gás natural é um combustível fóssil, a menos que tenha sido obtido a partir de resíduos. Muitos argumentam que o gás será um combustível de ponte na transição para as energias renováveis, porque queima duas vezes mais limpo que o carvão e o petróleo. Por exemplo, os principais bp's do petróleo Energy Outlook 2020 postulou cenários futuros em que o gás seria o combustível fóssil dominante necessário para atingir zero líquido em 2050, mas isso seria apenas metade da quantidade de energia proveniente de vento, solar e hídrica.

Mas aumentar algumas usinas nucleares certamente ajudaria a diminuir as emissões de GEE e reduzir a dependência de usinas a gás e carvão.

Bill Gates acrescenta outro positivo para a energia nuclear. Em seu livro Como evitar um desastre climático, Gates diz que para cada quilo de material de construção um reator nuclear fornece muito mais energia do que as energias renováveis ​​tradicionais. Os sistemas solares, hídricos e eólicos exigem 10 a 15 vezes mais concreto e aço do que a construção de um reator nuclear, para a mesma unidade de energia produzida. Isso é um grande negócio, diz ele, porque há muitas emissões de GEE quando fabrica esses materiais de concreto e aço.

O que seria necessário para substituir todo o gás natural da Europa por energia nuclear? Uma estimativa é 50-150 novas usinas nucleares. Se a média fosse de 34 países, isso significaria que cada país teria que construir cerca de 1-4 usinas nucleares. Talvez isso seja factível até 2050, mas as questões controversas discutidas abaixo tornariam muito improvável.

Questões nucleares controversas.

Dois grandes problemas são que um reator nuclear leva muito tempo para permitir, regular e construir, e também é caro e geralmente acima do orçamento. Compare isso com energias eólicas, solares e de baterias que estão ficando cada vez mais baratas.

Em segundo lugar, o combustível nuclear usado é radioativo e é muito difícil ter certeza de que o armazenamento subterrâneo será seguro por muito tempo. Embora apenas um pequena fração de lixo nuclear é longevo e altamente radioativo (3% do total), este precisa ser separado e isolado, geralmente por armazenamento geológico profundo, por dezenas de milhares de anos.

Como uma barra lateral, o armazenamento de resíduos nucleares nos EUA é uma questão convincente. O combustível nuclear residual nos EUA existe em 33 estados diferentes, onde é armazenado em 75 locais. O lixo cresce 2,000 toneladas a cada ano e o enorme passivo se aproxima de US$ 30 bilhões.

Uma solução temporária foi proposta para armazenamento em dois locais: um no Novo México chamado Holtec e outro no Texas chamado ISP. Ambos estariam na bacia do Permiano, mas são controversos em parte por causa de um número crescente de terremotos. Um novo projeto de lei no Senado dos EUA foi proposto para impedir que isso acontecesse.

Pequenos reatores modulares.

Um SMR é um pequeno reator modular que minimiza o primeiro problema de cima – muito tempo para permitir, regular e construir uma usina nuclear. Um SMR normalmente produz 300 MW de eletricidade e é projetado para ser construído em uma fábrica. Tal reator poderia abastecer mais de 200,000 casas. Existem mais de 50 designs diferentes para SMRs.

DOE gastou mais de US$ 1.2 bilhão em SMRs até o momento, e agora quer dar a empresas como a NuScale pelo menos US$ 5.5 bilhões a mais para desenvolver e demonstrar projetos de SMR na próxima década. A aplicação prática está provavelmente a 10-20 anos de distância.

Quando a fusão nuclear?

A fusão de hidrogênio libera uma quantidade excessiva de energia, como foi demonstrado pelas bombas de hidrogênio que iluminaram o Pacífico na década de 1950. Em um empresa europeia conjunta chamado JET em Oxfordshire, Reino Unido, um enorme ímã em forma de rosquinha contém plasma que é aquecido a uma temperatura ultra-alta de 100 milhões de graus.

A equipe anunciou recentemente que dobrou a energia de fusão produzida, um grande passo à frente. A fusão do hidrogênio continuou por cerca de 5 segundos – um grande avanço em relação aos testes anteriores. O plasma dentro do ímã do donut estava imitando as condições no interior do nosso sol por esses 5 segundos. A fusão é, obviamente, a fonte de energia do sol.

O próximo passo acontecerá em um laboratório maior e melhor na França chamado Iter, com início previsto para 2035. A atração é que 1 libra de combustível de fusão gerará mais de 10 milhões de vezes a energia de 1 libra de carvão, petróleo ou gás. Mas a aplicação comercial da fusão está a décadas de distância, então não é uma solução para as mudanças climáticas antes de 2050.

Caminho a seguir.

A energia nuclear é energia limpa e as instalações são compactas em comparação com a área de parques eólicos, mas são mais caras. A nuclear também emite muito menos GEE ao fabricar materiais como concreto e aço usados ​​para construir um reator nuclear. A energia nuclear também tem um ótimo histórico de segurança, além de Chernobyl em 1986. Fukushima em 2011 foi aterrorizante, mas nenhuma vida foi perdida.

Mas as preocupações mencionadas acima significam que a energia nuclear não é uma solução prática para substituir o gás natural na Europa se seu preço continuar subindo ou se as sanções relacionadas à guerra ou o retorno das sanções levarem ao fechamento do fluxo de gás da Rússia.

Também é improvável que a energia nuclear possa dar uma grande contribuição para aliviar as emissões globais de GEE, pois contribuiu apenas 4.4% do consumo global de energia em 2020. As licenças, regulamentos, construção e despesas de novas usinas nucleares são demais. E a linha de partida está muito atrasada para a maioria dos países europeus – as frações de consumo de energia nuclear são de apenas 6.7% no Reino Unido, 4.9% na Alemanha e 8.6% nos EUA – a menos que reatores nucleares desativados possam ser ressuscitados rapidamente.