Geração Elétrica. Prof. Dr. Eng. Paulo Cícero Fritzen

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1 Geração Elétrica Prof. Dr. Eng. Paulo Cícero Fritzen 1

2 AA A 2

3 ÍNDICE 1- Geração de Energia no Mundo 2- Geração de Energia no Brasil 3- Funcionamento de uma Usina Nuclear 4- Angra 1 e 2 5- Angra 3 6- O Acidente de Fukushima

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5 Produção Mundial de Energia Elétrica Hidro 16,20% Nuclear 13,40% Gas 21,40% Oleo 5,10% Outras 3,30% Fonte: KEY WORLD ENERGY STATISTICS Outubro 2011 IEA (dados referentes a 2009) Carvão 40,60% Outras = geotérmica, solar, eólica, combustíveis renováveis e biomassa.

6 USINAS NUCLEARES EM OPERAÇÃO (Alguns Países) E.U.A. França Japão Rússia Coréia China Índia Canadá Reino Unido Ucrânia Suécia Alemanha Espanha Argentina México BRASIL (17 na China + 6 em Taiwan) TOTAL DE USINAS EM OPERAÇÃO: Fonte: AIEA - PRIS Janeiro 2013

7 PARTICIPAÇÃO DA ENERGIA NUCLEAR NA PRODUÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA DE CADA PAÍS (Alguns países - Dados referentes a 2011) França 77,7% E.U.A. 19,2% Eslováquia 54,0% Japão 18,1% Bélgica 54,0% Reino Unido 17,8% Ucrânia 47,2% Alemanha 17,8% Hungria 43,2% Rússia 17,6% Eslovênia 41,7% Canadá 15,3% Suíça 40,8% África Sul 5,2% Suécia 39,6% Argentina 5,0% Rep. Coréia 34,6% Índia 3,7% Rep. Tcheca 33,0% México 3,6% Finlândia 31,6% Brasil 3,2% Espanha 19,5% China 1,8% Fonte IAEA PRIS abril de 2012

8 68 USINAS NUCLEARES EM CONSTRUÇÃO CHINA (Incluindo 2 em Taiw an) 31 RUSSIA 11 ÍNDIA 7 COREIA 4 JAPÃO 3 UCRÂNIA 2 ESLOVAQUIA 2 PAQUISTÃO 2 BRASIL 1 ARGENTINA 1 FINLANDIA 1 FRANÇA 1 E.U.A 1 EMIRADOS ARABES 1 Fonte: AIEA - PRIS janeiro 2013

9 NO MUNDO Alguns Paises Consumo Per Capita (kwh/hab/ano) Consumo Anual (TWh) Capacidade Instalada (GW) Canadá ,90 124,20 Finlândia ,30 16,91 Suécia ,94 34,18 E.U.A , ,40 Japão ,36 278,78 França ,50 120,20 Alemanha ,80 134,30 Rússia ,40 219,00 Espanha ,14 89,32 Africa do Sul ,80 40,04 Chile ,12 31,31 México ,80 57,19 Argentina não tem acesso à 114,70 eletricidade 29,14 China ,60 758,20 Brasil ,60 100,50 Egito ,12 22,52 Vietnam ,96 12,64 Índia ,50 131,16 Paquistão ,48 19,86 Cerca de 20% da população mundial Fonte: COUNTRY NUCLEAR POWER PROFILES 2010 EDITION

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11 ENERGIA ELÉTRICA NO BRASIL EM 2012 Nuclear 3.11% Gás 6.08% Carvão 1.49% Óleo 1.72% Biomassa 1.08% Eólica 0.62% Geração total do SIN ,097GWh Fonte : ONS 2012/2011 = 4,61% Hidráulica 85.90%

12 Aproveitamento do Potencial Hidráulico ANOS ANOS

13 Expansão da Oferta Hídrica 90% do potencial está na Amazônia maior parte de médio e pequeno porte DIFICULDADES distância topografia uso do solo reservatórios transmissão Mapa ilustrativo Fonte: MMA (fev/05)

14 Potência Instalada X Armazenamento Potência Hídrica Instalada (Valores em MW Instalado) Capacidade de Armazenamento (Usinas representando 75% do Armazenamento Total) MW 300 GWmês estagnação do estoque

15 Evolução Histórica dos Reservatórios (Sudeste e Centro-Oeste) % Fonte: ONS Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez

16 Evolução Histórica dos Reservatórios (Sudeste e Centro-Oeste) ,29% ANO TÍPICO (2006) 70 % ANO DO RACIONAMENTO (2001) 40 35,00% A CRISE DE 2001 Perda da capacidade de regulação plurianual Não disponibilidade de complementação térmica Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez

17 Intercâmbio entre regiões

18 Intercâmbio entre regiões Intercâmbio entre Regiões Semana Operativa 15 a

19 Intercâmbio entre regiões Sistema Interligado Nacional Horizonte 2012 Central Nuclear de Angra

20 Complementação Térmica no SIN (MWmédios) % termo/hidro 2012 = 15,74% % termo/hidro 2000 = 6,26%

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22 Esquemático Usina Termoelétrica de uma Usina PWR ESTRUTURA DA CONTENÇÃO PRESSURIZADOR GERADOR DE DE VAPOR VAPOR GERADOR ELÉTRICO TURBINA BOMBA DE REFRIGERAÇÃO DO REATOR MAR VASO DE PRESSÃO DO REATOR CONDENSADOR

23 Esquemático Usina Termoelétrica de uma Usina PWR Numa termoelétrica convencional a produção de vapor é feita numa Caldeira Das 68 usinas em construção no mundo, 54 são do tipo PWR (pressurized water reactors) ou em português, reatores de água pressurizada

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25 LOCALIZAÇÃO Belo Horizonte 350 Km 130 Km Rio de Janeiro São Paulo São Paulo 220 Km CNAAA CNAAA Angra dos Reis Angra dos Reis Ilha Grande Paraty Paraty Ilha Grande

26 Histórico 1972 Inicio da Construção ª Operação 1985 Operação Comercial ANGRA Operação Comercial 1975 Inicio da Construção 1996 Inicio da Montagem 2010 Inicio da Construção 2016 Operação Comercial ANGRA 2 ANGRA

27 Central Nuclear de Angra ANGRA 1 - PWR Potência: 640 MW Tecnologia: Westinghouse Operação Comercial: janeiro1985 ANGRA 2 - PWR Potência: MW Tecnologia: KWU/ Siemens Operação Comercial: fevereiro 2001 ANGRA 3 - PWR Potência: MW Tecnologia: KWU/ Siemens/ Areva Operação Prevista: 2016

28 Geração Bruta Angra 1 e Angra 2 ANO Número de dias com reator crítico ANGRA 1 ANGRA 2 Geração bruta (MWh) Número de dias com reator crítico Geração bruta (MWh) CENTRAL Geração bruta (MWh) , , , , , , , , , , , , , , sem ,8 parada de recarregamento - - e em ,8 foi , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,5 TOTAIS , , ,4 Em Angra 1, assim como na CENTRAL, os recordes de geração foram quebrados em 2010, 2011 e 2012 Em 2011 Angra 2 bateu o recorde de geração em ano quebrado o recorde de geração em ano com parada

29 Fator de Disponibilidade (por país Fonte AIEA) ENERGY AVAILABILITY FACTOR Includes all reactors that were in commercial operation within 2009 and Country Number of EAF Number of EAF Number of EAF Number of EAF Reactors [%] Reactors [%] Reactors [%] Reactors [%] ARGENTINA ARMENIA BELGIUM BRAZIL BULGARIA CANADA CHINA CZECH REPUBLIC FINLAND FRANCE O segundo melhor Fator de Disponibilidade em 2011 GERMANY HUNGARY INDIA JAPAN KOREA, REPUBLIC OF LITHUANIA MEXICO NETHERLANDS PAKISTAN ROMANIA RUSSIA SLOVAKIA SLOVENIA SOUTH AFRICA SPAIN SWEDEN SWITZERLAND UKRAINE UNITED KINGDOM USA Total

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31 Angra 3 Angra 1 Angra 2

32 Vista Geral

33 Edifício do Reator

34 Edifício do Turbogerador

35 CENTRAL NUCLEAR DE ANGRA ANGRA 3 PWR Potência: Tecnologia: 1405 MW KWU/ Siemens/ AREVA

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37 AÇÕES EM ANDAMENTO PELA ELETRONUCLEAR (Comitê criado pela Diretoria Executiva em ) Reavaliação de Bases de Projeto para Eventos Externos para Usinas da CNAAA Reavaliação de Recursos da Central para Controle de Acidentes Além das Bases de Projeto Definição de Recursos Externos Adicionais para Mitigação de Catástrofes Naturais Reavaliação das Condições do PEL e PEE Ameaça Sísmica Estabilidade das Encostas Movimentos de Mar Chuvas de Grande Intensidade (Flooding) Ventos de Grande Intensidade (tornados, furacões, etc...) Resfriamento do Reator Integridade da Contenção Suprimento Local de Energia Elétrica Instrumentação Pós- Acidente Resfriamento das Piscinas de Combustível Meios de Transporte e Acessos para Movimentação de Pessoal, Equipamentos e Materiais Equipamentos para Suprimento de Energia Elétrica Equipamentos para Suprimento de Água Cenários de Liberações para Cálculo de Doses e de Limites para Evacuação Meios Alternativos de Evacuação Condições da Estrada Condições de Meios de Transporte Procedimentos e Treinamento de Pessoal Equipamentos e Insumos Diversos Condições de Abrigagem

38 Pontos Fortes: 1. Próximo aos centros consumidores (sistemas de transmissão curtos) 2. Complementação térmica para o sistema hidráulico (independe de fatores climáticos) 3. Combustível abundante no país (6ª reserva mundial baixo custo) (competitiva com as outras opções térmicas) 4. Limpa em relação às outras térmicas 5. Não contribui para aquecimento global (menos óxidos nitrosos e sulfurosos) 6. Mantém controle sobre os rejeitos gerados Dificuldades: 1. Aceitação pública 2. Custos - tem que ser competitiva 3. A questão dos rejeitos (não libera CO 2 )

39 SITES PARA PESQUISA ANEEL - Agência Nacional de Energia Elétrica ONS - Operador Nacional do Sistema Elétrico EPE - Empresa de Pesquisa Energética AIEA - Agência Internacional de Energia Atômica OECD - Organization for Economic Co-operation and Development IEA - International Energy Agency IPCC - Intergovernmental Panel on Climate Change DOE - Department of Energy ABEN - Associação Brasileira de Energia Nuclear CNEN - Comissão Nacional de Energia Nuclear ELETRONUCLEAR - Eletrobrás Termonuclear SA ILUMINA - Instituto de Desenvolvimento Estratégico do Setor Energético WNA - World Nuclear Association PRIS - Power Reactor Information System

40 PARA MAIS INFORMAÇÕES: