BRASIL NUCLEAR: OPORTUNIDADES E SUSTENTABILIDADE

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1 16 a 19 de setembro de 2007 VITÓRIA ES Sessão Técnica 14: Energias Alternativas, 18 de setembro 16:30 às 18:50 h BRASIL NUCLEAR: OPORTUNIDADES E SUSTENTABILIDADE João Roberto Loureiro de Mattos e Marcio Soares Dias Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear - CDTN/CNEN jrmattos@cdtn.br, Tel (31) marciod@cdtn.br, Tel (31) Abstract: Since 2001 when uranium achieved its lowest price of US$ 15/kg, the cost of U 3 O 8 is continuously increasing and hit US$ 249/kg in April/2007, as result of nuclear renaissance. The Brazilian uranium reserves amounts 309,000 tons with 800,000 tons of estimated additional resources. The exploration of uranium and associated minerals will self-finance the nuclear fuel industry. A fleet with 13 nuclear centrals will confer diversification and trustworthiness to the Brazilian electrical system and will demand 220,000 tons of U 3 O 8. In the present conditions Angra 3 could supply energy at rate of R$ 137,00/MWh, comparable to the other thermo electrical sources. Copyright 2007 CBEE/ABEE Keywords: nuclear energy, uranium, sustainability, Brazil. Resumo: Desde o mais baixo preço do urânio de US$ 15/kg em 2001, o custo do U 3 O 8 está continuamente aumentando, alcançando US$ 249/kg em abril/2007, como resultado da retomada nuclear mundial. As reservas de U 3 O 8 no Brasil alcançam toneladas, recursos adicionais são estimados em toneladas. A exploração do urânio e minerais associados autofinanciará a indústria do combustível. Um conjunto de 13 centrais nucleares conferirá diversificação e confiabilidade ao sistema elétrico brasileiro e demandará t U 3 O 8. Nas condições atuais, a usina de Angra 3 poderá fornecer energia ao custo de R$ 137,00/MWh, comparável as outras fontes termoelétricas. Palavras Chaves: energia nuclear, urânio, sustentabilidade, Brasil. 1 INTRODUÇÃO Neste início de século, as projeções e sustentabilidades dos consumos de fontes de energia colocam os governos face a um cenário sem precedentes na história da humanidade. As opções de fontes, projetadas para sustentar o desenvolvimento econômico, devem ser decididas em termos de componentes econômicas, ambientais e políticas, nos contextos local, nacional e internacional. Os parâmetros para a avaliação e decisão devem levar em consideração aspectos globais das alterações climáticas, dos compromissos com metas de impacto ambiental, instabilidades políticas regionais e vulnerabilidade econômica frente aos custos e escassez de combustíveis e de aceitação pública. Sendo isenta de emissões de gases de efeito estufa, a energia nuclear retornou à agenda da matriz energética de diversos países. Os problemas de aquecimento global levaram ambientalistas proeminentes a repensarem suas oposições em relação à energia nuclear. Não somente pelo aspecto ambiental, mas também por aspectos econômicos e estratégicos, o renascimento nuclear contém ainda (a) o crescimento da aceitação pública, em face a demonstração histórica de segurança, (b) a competitividade econômica nos custos de geração, (c) a incorporação de inovações e desenvolvimentos tecnológicos com impactos na redução de barreiras como custos dos investimentos de capital e destinação dos rejeitos radioativos. A face mais visível do renascimento é mostrada pelo aquecimento no mercado internacional de urânio com os aumentos do preço e do volume negociado. Desde o histórico preço baixo de 2001, US$ 15/kgU 3 O 8, o custo do urânio no mercado a vista alcançou US$ 94/kgU 3 O 8 em abril/2006 e US$ 249/kgU 3 O 8 em abril/2007 (UxC, 2007); um aumento de 16 vezes em 6 anos. O volume de equivalentes de U 3 O 8 negociado por meio de contratos a termo em 2005 mais que dobrou o recorde histórico de Atualmente, 30 centrais nucleares estão em construção no mundo (IAEA, 2007). No

2 entanto, o crescimento projetado de 104% no consumo mundial de eletricidade entre 2003 e 2030, conforme avaliações do EIA/DOE (2006), é o desafio que persiste e significa dobrar em cerca de 25 anos a capacidade de geração instalada no século XX. A retomada da opção nuclear e o aquecimento do mercado de urânio constitui uma oportunidade econômica para o Brasil. 2 OPÇÕES E DECISÕES PARA O BRASIL As opções e decisões para a geração de eletricidade no Brasil devem considerar: (1) a vulnerabilidade, relacionada com aspectos econômicos externos bem como requisitos vinculados ao impacto ambiental, (2) a redução das diferenças socioeconômicas regionais e (3) as próprias características estratégicas regionais. Em termos de geração de energia elétrica, o Brasil ocupava em 2003 a 10ª posição mundial. Entretanto, passava a ocupar a 90ª posição em termos de consumo per capita (International Energy Annual 2003 apud Silva, 2006). Conforme avaliação de Mattos e Dias (2007), tendo por base a análise 2006 do International Energy Outlook 2006, o consumo brasileiro de energia elétrica cresce de 371 bilhões de kwh em 2003 para 871 bilhões de kwh em 2030, ou seja 135% no período e cerca de 30% superior ao crescimento mundial. Entretanto, o atendimento desta demanda resulta em um crecimento de apenas 77% no consumo de energia elétrica per capita, em virtude do crescimento populacional de 35%. 2.1 Indicadores Brasileiros e Mundiais Tendo por base a análise 2006 do International Energy Outlook (EIA/DOE, 2006) e as premissas da EPE/MME (2006), para o desenvolvimento nacional, os aspectos da correlação entre os desenvolvimentos econômico e energético do Brasil, da China, do México e da Coréia do Sul foram analisados no contexto de duas publicações de Mattos et al. (2006, 2007). Em economia, a paridade do poder de compra (PPC) é um método alternativo para cálculo da relação do poder de compra entre países, de modo a considerar tanto as diferenças de rendimento como de custo de vida. A PPC mede quanto uma determinada moeda pode comprar em termos internacionais (normalmente dólar), já que bens e serviço têm diferentes preços de um país para outro. Com base na paridade do poder de compra, a renda per capita mostrada na Figura 1 evidencia que a evolução projetada para o Brasil não acompanha a evolução mundial e, no entorno de 2017, o poder de compra do cidadão chinês suplanta o poder de compra do cidadão brasileiro. As taxas médias anuais no período são indicadas entre parênteses. Na Figura 2 são comparadas as evoluções do PIB per capita do Brasil (em câmbio de mercado), nas visões da EIA/DOE e do EPE/MME, conforme PNE 2030, para os cenários de desenvolvimento econômico de referência, alto e baixo. No cenário de alto desenvolvimento econômico do Brasil, o PIB per capita aproxima-se bastante do valor mundial de 2030, conforme projeção de referência da EIA/DOE. O consumo de energia elétrica per capita, com base nos dados 2006 da EIA/DOE, são mostrados na Figura 3. As projeções de crescimento chinês e mexicano levam os consumos de eletricidade per capita a superarem a média mundial, enquanto o Brasil mantém-se na média mundial. O esforço sul-coreano leva este indicador para kwh em Ressalta-se a similaridade dos indicadores per capita de Brasil e Coréia do Sul nas décadas , conforme Fig. 1 e 3. Entre parênteses tem-se as taxas médias anuais no período 2005 a Figura 1: Evolução EIA/DOE do PIB per capita em PPC. Figura 2: Evoluções EIA e EPE do PIB per capita do Brasil. Figura 3: Evoluções EIA e EPE do PIB per capita do Brasil. As projeções de crescimento do consumo de energia elétrica, segundo os 3 cenários de desenvolvimento econômico, são mostrados na Figura 4. As projeções EIA/DOE consideram, praticamente, a mesmas taxas de crescimento de consumo do PDEE e, portanto, apresentam os mesmos resultados em 2015.

3 Figura 4: Evoluções EIA/DOE e EPE do consumo de eletricidade per capita no Brasil. A China e o Brasil são concorrentes diretos em commodities de exportação e, portanto, no mesmo espaço de desenvolvimento econômico. Até 2025, conforme análise da EIA/DOE, a China deverá ter o PIB per capita superior ao do Brasil, quando expresso em termos de paridade do poder de compra. A China está investindo na diversificação da geração de energia, em particular, a nuclear para a geração de eletricidade. 2.2 Brasil Nuclear Com 1/3 de seu território prospectado, as reservas geológicas de urânio no Brasil alcançam 309 mil toneladas, conforme quantidades indicadas e inferidas. No contexto de recursos adicionais a estimativa brasileira é de 800 mil toneladas de U 3 O 8 (Tavares, 2004; Silva, 2006) e, de acordo com esta avaliação, o país passa a ser a 3 a reserva mundial. A ocorrência de Itataia está associada com o fosfato, cuja exploração contribuirá para a eliminação da dependência externa e aumento significativo no superávit da balança comercial brasileira, uma vez que a importação de fosfato, pelo País em 2003, superou US$ 2,5 bilhões. Outras ocorrências indicam a presença de elementos raros, como nióbio, tântalo, ítrio, etc, que tornam comercialmente valiosa a exploração do urânio brasileiro (Esteves, 2006). Segundo o Presidente das Indústrias Nucleares do Brasil, R. Esteves, a exploração do urânio brasileiro e minerais associados autofinaciará a conclusão de todas as fases do ciclo de combustível e se insere no contexto de sustentabilidade do setor nuclear brasileiro. A opção nuclear no Brasil, até recentemente defendida na sua dimensão puramente estratégica, passa também a ser importante contribuição do ponto de vista da diversificação e regulação termoelétrica, necessária para conferir confiabilidade ao sistema elétrico brasileiro. No passado, a indecisão na implementação plena do setor nuclear teve prejuízos provocados pela utilização reduzida dos recursos humanos e infraestrutura criada, além de um baixo aproveitamento de uma fonte energética primária abundante, barata e disponível no subsolo brasileiro. Presentemente, o Brasil tem nova oportunidade de explorar a opção nuclear para conferir maior diversificação e confiabilidade ao sistema elétrico brasileiro, cujo primeiro passo é a conclusão da Usina de Angra 3, seguindo-se de outras instalações nucleares. Com a conclusão de Angra 3 a indústria nuclear brasileira fica próxima de sua sustentabilidade e autonomia econômica. Entretanto, investimentos são ainda necessários para a conclusão de instalações de diversas etapas do ciclo, em especial o enriquecimento do urânio e, neste sentido, contribui a exploração comercial do urânio, conforme apresentado pelo presidente da INB (Esteves, 2006). A conclusão da primeira fase industrial da usina de enriquecimento foi adiada de 2008 para 2010, quando a capacidade instalada 114 mil Unidades de Trabalho de Separação (UTS) deverá suprir 60% do combustível consumido nas usinas de Angra 1 e 2, responsáveis por 4,5% da geração nacional de energia. O abastecimento de Angra 3 demandará nova expansão e a segunda etapa do projeto, que elevará a capacidade de produção para 203 mil UTS (Dantas, 2005). De acordo com o The Ux Consulting Company ( uxc.com) o trabalho separativo de enriquecimento, no mercado a vista, alcançou US$ 138/UTS em abril de A construção da usina nuclear Angra 3 insere-se no contexto de diversificação das fontes primárias da Matriz Energética Nacional. O urânio é combustível de origem nacional e monopólio da União. Portanto, são mitigados os efeitos das flutuações no mercado internacional, os riscos e impactos de sua participação no custo futuro de geração. Nas condições atuais de mercado, a construção da usina nuclear de Angra 3 poderá fornecer energia ao custo de R$ 137,00/MWh, o que aproxima o preço da energia nuclear dos últimos preços registrados para a energia termelétrica leiloada pelo governo. Adicionalmente, é uma fonte de geração que não contribui com emissões de CO 2, em consonância com os requisitos internacionais vinculados à questão ambiental. Na Tabela 1 são comparadas as opções térmicas nacionais. Segundo o Presidente da Eletronuclear, Othon L. P. da Silva (Silva, 2006), existe um potencial de MW nucleares a serem instalados nos próximos 30 anos (até 2035). Sua implementação pode ser conduzida com 10 usinas do porte de Angra 2 e 3 ou; 20 usinas do porte de Angra 1 ou; 13 usinas de 1000 MW. Do ponto de vista de cronograma, isto representa uma nova usina aproximadamente a cada três anos, localizada preferencialmente no Nordeste, região com a maior carência de fontes primárias e, portanto, maior risco de déficit. Considerando as potências de Angra I e II (2007 MW) e a operação em 330 dias do ano, a taxa de consumo de urânio é expressa como 232 tu 3 O 8 /1000 MW.ano, conforme avaliação de Mattos e Dias (2007). A partir desta taxa de consumo e considerando o cenário de conclusão de Angra III até 2012 e, conforme proposição de Othon P. Silva (2006), a entrada em operação de 10 centrais de 1300 MW a cada três anos, pode-se determinar a reserva estratégica de urânio que sustentaria o parque nuclear brasileiro.

4 Tabela 1: Opções térmicas nacionais (Silva, 2006). Combustível Volatilidade de Preços Emissão de CO 2 Oferta Nacional Custo de Geração (R$/MWh) Carvão Estável nacional Sim muita Limitada localizada 145 Biomassa Estável nacional Não Limitada localizada Gás Natural Volátil commodity Sim pouca Petróleo Volátil commodity Sim muita Nuclear Angra 3 Estável nacional Não requer transporte requer transporte transporte fácil 110 segue gás e carvão Tabela 2: Evolução do consumo de U3O8 pelo parque nuclear brasileiro Consumo Consumo acumulado por central (tu 3 O 8 ) Centrais Vida útil Anual (tu 3 O 8 ) Angra I , Angra II , Angra III , Usina , Usina , > Usina , Usina , Usina , Usina , Usina , Usina , Usina , Usina , Total acumulado A Tabela 2 mostra que a reserva de tu 3 O 8 permite a operação de 13 centrais ao longo de toda a vida útil (60 anos). Nesta condição idealizada, a potência nuclear instalada terá a evolução mostrada na Figura 5 e a última central será retirada de operação em Figura 5: Evolução da potência nuclear instalada. Considerando a evolução proposta para o cenário nuclear, esta fonte de energia será responsável, em 2030, pela geração de 83,2 bilhões de kwh, que corresponde a 9,5% do total da expectativa de consumo de 871 bilhões de kwh, conforme projeção dos dados da EIA/DOE. No cenário de referência da EPE, o percentual de 3,68% da energia nuclear para a matriz elétrica de 2023 (EPE 2006) corresponde a geração de 34,6 bilhões de kwh, enquanto, na evolução aqui apresentada, esta geração é de 57,5 bilhões de kwh no mesmo ano e 67,8 bilhões de kwh já em Sem ônus adicional para o Tesouro Nacional, a sustentabilidade e autonomia econômica do setor nuclear pode ser alcançada com base nos seguintes fatos e ações: A reserva estratégica de urânio para o cenário de implantação e operação, ao longo do século XXI, de 13 centrais nucleares é de 220 mil toneladas de U 3 O 8. Os recursos de urânio adicionais do País são estimados acima de 800 mil toneladas de U 3 O 8, Em grande parte dos recursos geológicos não convencionais e adicionais do País, o urânio é um subproduto, cujo beneficiamento permitirá uma margem de lucratividade significativa, em particular frente aos atuais preços de mercado, Os recursos financeiros obtidos com a exportação de parte dos excedentes de urânio podem ser direcionados para (a) instalação das usinas de tratamento e beneficiamento de urânio, (b) antecipar a conclusão dos investimento das etapas do ciclo, em especial do enriquecimento, que

5 permitirá maior agregação de valor ao produto nuclear brasileiro, (c) financiamento de parte da construção de novas centrais, (d) financiamento da pesquisa e desenvolvimento da energia nuclear e (e) financiamento da formação de mão de obra especializada em apoio ao crescimento da energia nuclear no País. 3 CONCLUSÕES A opção nuclear tem uma importante contribuição a oferecer para complementar o sistema elétrico brasileiro e contribuir com os esforços de desenvolvimento e crescimento econômico, por se tratar de uma fonte de energia economicamente competitiva, não vulnerável às influências externas, capaz de ser instalada próxima à demanda, ser pouco intensiva em terra e livre de emissão de carbono. As reservas identificadas e inferidas permitem a operação, com larga margem de sobra, de um parque de 13 centrais ao longo do século XXI. As reservas estimadas e os projetos já em andamento de aumento de eficiência dos combustíveis das centrais, permitem estimar a utilização do urânio, como um recurso abundante, confiável e disponível no subsolo brasileiro, por pelo menos 400 anos. Indústria e o Programa Nuclear Brasileiro, Confederação Nacional da Indústria, out Tavares, A.M. Tema 1 - Aspectos econômicos e estratégicos da exploração do urânio. In: Encontro 2004 sobre as Perspectivas da Energia Nuclear, out. 2004, Angra dos Reis, CDTN/CNEN, UxC, The Ux Consulting Company, LLC, Disponível em: uxc.com. Acesso em 04/ REFERÊNCIAS Dantas, C. Urânio produzido em escala industrial. Correio Braziliense, 29 Dez EIA/DOE - Energy Information Administration. International energy outlook 2006, June 2006a, (DOE/EIA-0484(2006)). Disponível em: EPE Empresa de Pesquisa Energética. Plano decenal de expansão de energia elétrica e Plano nacional de energia Ministério de Minas e Energia. Disponível em: Acesso em maio de Esteves, R. Programa Estratégico da INB. In: Encontro Nacional: A Indústria e o Programa Nuclear Brasileiro, Palestra na Confederação Nacional da Indústria, out IAEA - International Atomic Energy Agency. Data Center, April Disponível em: DataCenter. Mattos, J.R.L.; Dias, M.S. Brasil nuclear: da estagnação ao crescimento. CDTN/CNEN, março 2007 (PCDTN-960/2007). Mattos, J.R.L.; Dias, M.S.; Jordão, E.; Vasconcelos V. Indecisão nuclear: prejuízo no passado e um risco para o futuro. In: Congresso Brasileiro de Energia, XI, Ago. 2006, Rio de Janeiro. Anais..., Rio de Janeiro: COPPE, 2006, v. IV, p Silva, O.L.P. Angra III Inserção no sistema elétrico nacional. Palestras apresentadas no Conselho Empresarial de Energia, Associação Comercial do RJ, abr e no Encontro Nacional: A