Introdução

Para atingir a neutralização de carbono até 2050, é necessária a implantação maciça de todas as tecnologias de energia limpa disponíveis. As energias hídrica, solar e eólica, bem como o armazenamento de energia, fazem parte da solução, mas, como fonte limpa de carga de base, a energia nuclear também terá papel fundamental. Na verdade, não há cenário plausível de carbono neutro no qual a capacidade de geração de energia nuclear não aumente em relação aos níveis atuais.

A energia nuclear é uma fonte confiável de energia limpa há muito tempo. Atualmente, ela fornece cerca de 10% da eletricidade mundial a partir de cerca de 440 reatores de energia.¹ Conforme a demanda por energia aumentar nos próximos 20 anos, a procura por energia limpa irá acelerar e impulsionará os investimentos em energia nuclear. De fato, na trajetória global da Agência Internacional de Energia (AIE) para neutralização de carbono até 2050, a energia nuclear dobra entre 2020 e 2050, com 400 GW de capacidade adicional construída (ver Imagem 1).²

A aceitação da energia nuclear como uma das principais fontes para atingirmos as metas de carbono neutro está levando a uma atenção renovada ao desenvolvimento de novos reatores. Também está levando à provável extensão das usinas nucleares em operação no mundo, bem como ao aumento da quantidade de energia que elas podem gerar por meio de regulamentações (conhecido como uprate de usina de energia). União Europeia, Estados Unidos, Reino Unido, França, China, Coreia, Japão e muitas outras nações recentemente fizeram anúncios ou mudanças nas políticas públicas declarando que a energia nuclear é fundamental para o cumprimento de suas metas de energia limpa.

Simultaneamente, a combinação entre o aumento nos preços dos combustíveis fósseis, as mudanças geopolíticas e o crescente desejo de ter segurança e independência energética também está contribuindo para o renovado apelo da energia nuclear. Isso remete à crise do petróleo dos anos 70, após a qual 40% das usinas nucleares em operação atualmente foram construídas. Atualmente, após os consideráveis custos iniciais, a energia nuclear fornece uma das eletricidades mais baratas do mundo.³

Nuclear é também uma das tecnologias de geração de energia mais seguras do mundo, uma distinção que continuará a manter devido aos padrões regulatórios e de segurança extremamente elevados da indústria. No entanto, equívocos comuns fizeram com que muitos ignorassem tudo o que a energia nuclear tem a oferecer.

Acreditamos que a energia nuclear crescerá nas próximas décadas porque ela proporciona acesso a energia limpa, segura, confiável e acessível. E, dado o avanço tecnológico dos reatores nucleares previsto para os próximos anos, a energia nuclear está sob os holofotes novamente.

Preenchendo a lacuna da energia limpa

Com a aceleração dos planos de descarbonização, os combustíveis fósseis precisarão ser eliminados gradualmente ao longo do tempo, com as nações desenvolvidas assumindo a liderança. As energias renováveis tradicionais, como a solar e a eólica, suprirão a demanda crescente de energia e substituirão parte significativa da geração de energia intensiva em carbono (ver Imagem 2). Mas, como essas fontes são intermitentes, também serão necessários armazenamento de energia e fontes limpas de carga de base. E, tendo em vista sua natureza perpétua, a energia hidrelétrica também desempenhará um papel importante.

No entanto, essas energias renováveis tradicionais não conseguirão preencher completamente a lacuna de energia limpa. O armazenamento de energia continua sendo uma solução embrionária. Quanto à energia hidrelétrica, as usinas existentes costumam estar bem localizadas, o que as tornam fundamentais para a solução de descarbonização. Entretanto, para usinas hidrelétricas novas, pode ser difícil encontrar a localização ideal, as licenças podem ser difíceis de obter e a construção muitas vezes leva vários anos e pode ser cara - especialmente em nações desenvolvidas.

Isso significa que a energia nuclear, como fonte de carga de base de energia limpa, precisará suprir uma parte significativa da lacuna. Nos últimos 50 anos, a energia nuclear eliminou mais de 60 gigatoneladas de emissão de CO₂, o equivalente a quase dois anos de emissão mundial de CO₂ relacionada à eletricidade (ver Imagem 3).

Além disso, a energia nuclear aproveita a alta densidade de energia do átomo, o que significa que ela pode fornecer energia ininterrupta em grande escala.⁶ Além da carga de base, a energia nuclear pode fornecer inércia (um tipo de energia armazenada que é fundamental para a confiabilidade da rede) e muitas usinas podem operar de forma flexível, aumentando ou diminuindo o suprimento em resposta à demanda da rede elétrica.

Tendo em vista seus benefícios, a energia nuclear claramente faz parte da solução para os países que buscam gerar nova capacidade em consonância com suas metas de redução de emissões de carbono. O Reino Unido é um exemplo importante. Cerca de 40% de sua geração de eletricidade é à base de combustíveis fósseis, predominantemente de gás, enquanto a energia nuclear responde por 16% (ver Image 4).⁷ O país precisará substituir sua base existente e aumentar a participação da energia nuclear.

Atualmente, o país traçou planos para desenvolver até oito novos reatores nucleares. A meta do governo é que, até 2050, a energia nuclear supra cerca de 25% da demanda de energia projetada, ajudando o país a atingir as metas de carbono neutro e se tornar mais independente em termos de energia.

A China está aumentando sua capacidade de energia nuclear em um ritmo ainda mais acelerado (ver Imagem 5). O país se comprometeu a atingir o pico de emissão de CO₂ antes de 2030 e o carbono neutro antes de 2060. Hoje, mais de 60% de sua geração de energia é à base de carvão e a demanda por eletricidade continua a crescer.

A Coreia do Sul, por sua vez, é a quinta maior produtora mundial de energia nuclear, mas ainda é intensiva em combustíveis fósseis. Na verdade, o país é um dos cinco maiores importadores de combustíveis fósseis do mundo.⁸ Para atingir a meta de redução de emissões, o novo governo do presidente Yoon Suk Yeol reverterá o plano de descontinuação da energia nuclear e aumentará a participação da energia atômica no mix energético.⁹

À medida que as energias renováveis passarem a dominar a malha energética, as novas instalações nucleares poderão representar um backup fundamental. Os novos tipos de reatores têm cada vez mais capacidade de distribuição e podem atender à demanda por carga de base de energia limpa em larga escala ou em escala de energia distribuída. Por exemplo, estão em desenvolvimento reatores micromodulares que serão capazes de substituir a infraestrutura existente de geração a diesel por aplicações de menor escala. E a substituição de antigas unidades de combustível fóssil, especialmente as alimentadas a carvão, também contribuirá muito para atender a demanda global de energia limpa.

Por fim, a energia nuclear também poderia auxiliar na mudança para uma economia à base de hidrogênio. É difícil imaginar como poderíamos atingir o carbono neutro sem o uso do hidrogênio para substituir os combustíveis fósseis em em indústrias de difícil descarbonização, onde a eletricidade ou as baterias são menos eficazes devido à sua menor densidade energética. Além disso, nos EUA, a recém-aprovada Lei de Redução da Inflação (Inflation Reduction Act) ajuda a melhorar a economia de hidrogênio limpo, e está surgindo uma oportunidade para as usinas nucleares fornecerem energia para instalações de produção de hidrogênio.

Novas tecnologias poderiam desempenhar um papel importante nos próximos anos. Um exemplo é a eletrólise de vapor a alta temperatura (HTSE), que depende do vapor e da eletricidade liberados por reatores nucleares para produzir o que é conhecido como “hidrogênio rosa”.

Promovendo a segurança e a independência energética

O cenário macroeconômico atual, que inclui o isolamento estratégico da Rússia após a invasão da Ucrânia, causando uma ruptura na cadeia de suprimento de energia e a alta dos preços de energia, faz lembrar os anos 70.

Da mesma forma que naquela época, a resposta dos governos tem sido priorizar medidas rápidas para aumentar a produção doméstica de energia e reduzir a dependência da energia importada. Observe que os preços do gás natural aumentaram exponencialmente na Europa desde o início de 2021 (ver Imagem 6).

A simples realidade é que se um país não tem o seu próprio gás natural, a energia nuclear é uma das melhores maneiras para conquistar a soberania em energia no longo prazo.

De fato, os países europeus que importam quantidades significativas de gás de produtores estrangeiros estão avaliando cada vez mais suas opções para a energia nuclear. A Bélgica, por exemplo, anunciou a intenção de prolongar a vida útil de suas usinas nucleares mencionando preocupações com a instabilidade geopolítica.

No entanto, o progresso no tema nuclear tende a sofrer idas e vindas, em vez de se mover em linha reta. No Reino Unido, por exemplo, nenhum reator nuclear foi construído desde que o reator Sizewell B foi concluído em 1995. Então, em setembro de 2022, uma das últimas medidas de Boris Johnson como primeiro-ministro foi anunciar que o governo assumiria uma participação de 20% na nova usina de energia nuclear Sizewell C planejada para Suffolk, um projeto que levará mais de uma década para ser construído. Enquanto isso, como resultado da crise energética, as famílias do Reino Unido enfrentam um aumento de 65% nas contas de gás e eletricidade neste inverno.¹² O projeto da usina Sizewell C não ajudará os consumidores tão rápido assim, mas é um passo importante para o Reino Unido aumentar o fornecimento de eletricidade produzida internamente.

Como o gás se tornou uma commodity escassa após a invasão da Ucrânia pela Rússia, a Alemanha anunciou que aumentará significativamente o consumo de carvão poluente para preservar as fontes de energia antes do inverno.¹³ Além disso, os planos da Alemanha para desligar suas últimas três usinas nucleares estão em processo de mudança: em setembro, o país anunciou a intenção de adiar dois desses três desligamentos.¹⁴

Todos esses eventos geopolíticos e macroeconômicos estão interligados, pois os preços de energia são altamente influenciados pelo custo do gás. A carga de base alemã a ser entregue no próximo ano (que é considerada o preço de referência europeu), ultrapassou € 700 por megawatt-hora no final de agosto (ver Imagem 7). Aos preços atuais, o ambiente operacional continua desafiador para os consumidores intensivos de energia, como as empresas de manufatura alemãs.¹⁵

A União Europeia apresentou um plano para se tornar independente da energia russa. Chamado REPowerEU, esse plano de € 300 bilhões inclui metas mais ambiciosas de implementação de energias renováveis. Metas de maior capacidade, subsídios e empréstimos da UE devem contribuir para uma aceleração estimada em 5x nas adições anuais de capacidade até 2026-30.¹⁶

Dado este ambiente, a energia nuclear deve se beneficiar. A França já gera quase 70% da sua demanda elétrica a partir da energia nuclear (embora uma série de problemas de manutenção tenha diminuído temporariamente essa quantidade).¹⁷ Este ano, o país anunciou planos de aumentar a produção de energia nuclear por meio do desenvolvimento de até 14 novos reatores. Esse movimento marca uma reviravolta na política de apenas quatro anos atrás, quando o país anunciou planos de desligar 20% de seus reatores.

Nos Estados Unidos, a energia nuclear representa cerca de 20% da geração de eletricidade anual. E embora os Estados Unidos tenham uma vantagem em gás natural como resultado da revolução do xisto, o país ainda precisa enfrentar a ameaça de escassez de energia. Por exemplo, a usina nuclear Diablo Canyon, na Califórnia, fornece eletricidade confiável, de baixo custo e sem carbono para mais de três milhões de pessoas. Ainda que a usina estivesse programada para ser fechada até 2025, os legisladores da Califórnia votaram recentemente para estender sua vida útil por cinco anos.

O Japão também precisa melhorar sua autossuficiência energética. A alta dependência do gás importado da Rússia reacendeu o debate sobre a energia nuclear na terceira maior economia do mundo (ver Imagem 8).¹⁸

Em um discurso na City of London Corporation em maio de 2022, o primeiro-ministro japonês Fumio Kishida comentou que “reiniciar apenas um reator nuclear existente teria o mesmo efeito que fornecer um milhão de toneladas de GNL (gás natural liquefeito) novo por ano ao mercado global”.¹⁹ O discurso antecipou a mudança da política energética do Japão, em agosto de 2022, quando Kishida anunciou que o Japão voltaria a adotar energia nuclear.

Garantindo que a energia nuclear seja mais confiável do que nunca

Apesar de proporcionar energia constante, confiável e livre de carbono, a imagem da geração nuclear tem muitas vezes uma percepção negativa ao olhos do público, particularmente em relação à segurança. Embora nenhuma tecnologia seja infalível, os dados mostram que a tecnologia nuclear é muito mais segura do que a do carvão, do petróleo e do gás.²⁰ Mas acidentes passados levaram a uma indústria nuclear que agora, por necessidade, está mais consciente em termos de segurança.

Outra crítica se concentra no desenvolvimento da energia nuclear. Historicamente, os planos para construir novos reatores nucleares eram, até certo ponto, os primeiros do tipo. Devido à necessidade de criar novas cadeias de suprimentos, muitas vezes esses planos se revelavam projetos maciços de construção assolados por custos excessivos e atrasos. Isso levou ao desinteresse dos investidores e a uma estagnação no número de projetos de energia nuclear (ver Imagem 9). Por sua vez, o desinteresse dos investidores levou a menos conhecimento e experiência no setor.²¹

Mas aqui também a energia nuclear está fazendo grandes avanços. Os novos reatores não devem ter as vulnerabilidades dos antigos. Há mais de 50 reatores em construção atualmente.²² No futuro, acreditamos que a construção de reatores de grande escala será mais econômica e pontual, uma vez que a cadeia de suprimento de energia nuclear estará mais estabelecida.

Para ganhar apoio popular para a energia nuclear, sem dúvida uma licença social é um pré-requisito. Em alguns países, a construção de um amplo consenso poderá ser necessário. Isto inclui conscientizar o público sobre os desenvolvimentos na tecnologia nuclear, tais como sistemas de segurança passiva (ver destaque sobre a Westinghouse).

A construção de novas usinas nucleares também demandará a mobilização de investimentos e a garantia de um processo de desenvolvimento mais simples e confiável. Notícias recentes do Parlamento Europeu devem ajudar nesse esforço. No início de julho, os legisladores europeus aprovaram uma lei designando o gás natural e a energia nuclear como fontes de energia sustentáveis na taxonomia financeira da União Europeia.²³ Essa taxonomia é um sistema desenvolvido, em parte, para direcionar o capital privado para investimentos que apoiem as metas de redução das mudanças climáticas.

Conclusão

A energia nuclear está em um momento extremamente favorável: a demanda por energia limpa cresce rapidamente e a importância da segurança energética passou a ter uma posição central no cenário mundial. Cada vez mais, as autoridades e os investidores reconhecem o papel da energia nuclear para a meta de carbono zero até 2050.

O futuro se aproxima rapidamente. É importante lembrar que, na ciência e na engenharia, o progresso é cumulativo. Os novos reatores já estão se baseando nas lições do passado e anunciando um novo alvorecer para a energia nuclear.

^{Notas finais:}

<sup>1. World Nuclear Association, "Nuclear Power in the World Today", junho de 2022.
2. AIE, "A energia nuclear pode desempenhar um papel importante na habilitação de transições seguras para sistemas de energia de baixas emissões", 30 de junho de 2022.
3. Fórum Econômico Mundial, "A energia nuclear pode ser o ponto de virada na corrida para descarbonizar", 22 de maio de 2022.
4. Ontário, "Ontário - Primeiro lugar na América do Norte para acabar com o poder a carvão", 21 de novembro de 2013.
5. Ontário, "O Fim do Carvão".
6. Fórum Econômico Mundial, "A energia nuclear pode ser o ponto de virada na corrida para descarbonizar", 22 de maio de 2022.
7. Financial Times, "Ministros sob fogo por 'última hora' tentativa de reforçar o fornecimento de energia de inverno da Grã-Bretanha", 5 de junho de 2022.
8. Financial Times, "A Coreia do Sul sinaliza a volta do combustível nuclear à medida que a crise energética global se aproxima", 13 de abril de 2022.
9. Bloomberg, "A Coreia do Sul espera a expansão nuclear na tentativa de cumprir as metas climáticas", 16 de junho de 2022.
10. Energia dupla.
11. Energia dupla.
12. Cornwell Insight via Financial Times, "As contas de energia do Reino Unido sobem para £ 3.400 por ano neste inverno, sugere pesquisa", 8 de julho de 2022.
13. Financial Times, "Alemanha dispara plantas de carvão para evitar a escassez de gás à medida que a Rússia corta o suprimento", 19 de junho de 2022.
14. Financial Times, "Alemanha para manter as usinas nucleares em espera em caso de colisão energética", 5 de setembro de 2022.
15. Bloomberg, "muitos invernos estão chegando. Comece a economizar energia agora." 27 de junho de 2022.
16. Goldman Sachs, “Europe Utilities: RePowerEU: a secular game-changer, if properly implemented", 18 de maio de 2022.
17. Financial Times, “Power plant shutdowns hinder France's ‘nuclear adventure'," 30 de maio de 2022.
"18. Financial Times, “Ukraine War is ‘best opportunity' for nuclear comeback since Fukushima, industry says," 15 de maio de 2022.
"19. Nikkei Asia, "Transcript: Japan PM Kishida's speech in London", 5 de maio de 2022.
20. Nosso mundo em dados, "Quais são as fontes de energia mais seguras e limpas?" 10 de fevereiro de 2020.
21. Wall Street Journal, "A energia nuclear está preparada para um retorno. O problema é construir os reatores.” 23 de junho de 2022.
22. World Economic Forum, “Nuclear energy can be the turning point in the race to decarbonize," (Energia nuclear pode ser o ponto de virada na corrida para descarbonizar), 22 de maio de 2022.
"23. Financial Times, "EU parliament votes to designate gas and nuclear as sustainable", 6 de julho de 2022.</sup>

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