Histórico Da Energia Nuclear

A energia nuclear não surgiu do nada

O desenvolvimento da tecnologia nuclear começou durante a Segunda Guerra Mundial, quando os Estados Unidos montaram o Projeto Manhattan em 1942. O objetivo era construir uma arma atômica antes da Alemanha nazista. O research foi liderado por J. Robert Oppenheimer em Los Alamos, Novo México. Três testes nucleares foram realizados até julho de 1945. Dois bombeiros foram detonados sobre Hiroshima e Nagasaki em agosto daquele ano. A guerra acabou. A era nuclear começou. O histórico da energia nuclear é frequentemente simplificado demais em materiais introdutórios. A narrativa popular foca apenas nas bombas e em Chernobyl, mas o lado energético é muito mais complexo e interessante. A transição de uso militar paraCivil aconteceu rapidamente, quase como um subproduto acidental da corrida armamentista.

Descobrindo o histórico da energia nuclear: o que os livros ignoram

A primeira usina nuclear do mundo a gerar eletricidade foi o Experimental Breeder Reactor No. 1 (EBR-1), nos Estados Unidos. Funcionou em 20 de dezembro de 1951. Produziu 100 quilowatts. Enough para iluminar quatro lâmpadas. Parece pouco, mas o conceito de um reator que gera mais combustível do que consome foi provado ali. Isso mudou tudo para o futuro do combustível nuclear. Em 1954, a União Soviética colocou em operação a usina de Obninsk. Foi a primeira usina conectada à rede elétrica comercial do mundo. Produzia 5 megawatts. A Grã-Bretanha seguiu em 1956 com Calder Hall, que também tinha um propósito duplo: produzir plutônio para armas e eletricidade para a rede. Muitos reatores das primeiras décadas tinham essa vocação dual. Isso é algo que poucas pessoas consideram ao estudar a história. A década de 1960 trouxe os primeiros reatores comerciais de grande escala. Nos EUA, o Shippingport Atomic Power Station entrou em operação em 1957. Na França, o programa nuclear militar e civil foi indissociável desde o início, sob a direção de Pierre Ghem. Charles de Gaulle viu na energia nuclear uma forma de independência estratégica. A França hoje gera cerca de 70% de sua eletricidade em usinas nucleares. Isso não aconteceu por acaso.

Os anos 1970 foram o auge da expansão nuclear global. Crises de petróleo em 1973 e 1979 fizeram países buscarem alternativas energéticas. France, Japão eCoreia do Sul montaram programas nucleares agressivos. Nos EUA, encomendas de reatores dispararam entre 1970 e 1978. Mais de 200 pedidos foram feitos. A maioria nunca foi concluída.

A virada: acidentes, custos e o colapso das encomendas

O acidente de Three Mile Island em março de 1979 nos Estados Unidos não causou mortes diretamente. Mas paralisa a indústria nuclear americana por décadas. Novos pedidos de reatores despencaram. O Nuclear Regulatory Commission (NRC) criou requisitos de segurança muito mais rigorosos. O custo de construção disparou. Projetos que custavam bilhões começaram a custar dezenas de bilhões. Chernobyl aconteceu em 26 de abril de 1986. O reator RBMK-1000 explodiu durante um teste de segurança mal concebido. Cerca de 30 pessoas morreram nos dias e semanas seguintes. Estimativas de mortes a longo prazo variam de milhares a dezenas de milhares, dependendo da metodologia. A zona de exclusão de 30 quilômetros ainda existe. O New Safe Confinement, uma estrutura de 36 mil toneladas instalada em 2016, cobre o reator destruído. Deverá permanecer lá por pelo menos 100 anos. Fukushima Daiichi em março de 2011 foi triggered por um terremoto de magnitude 9,0 e um tsunami subsequente. Três dos seis reatores sofreram fusão do núcleo. Cerca de 150 mil pessoas foram evacuadas. A resposta japonesa incluiu o desligamento de todas as usinas nucleares do país. Algumas voltaram a operar com inspeções reforçadas. A Alemanha acelerou sua saída nuclear, programada para 2023, dois anos antes do planejado. A China, porém, continuou construindo. A China hoje tem mais reatores em construção do que qualquer outro país.

Um ponto que quase ninguém menciona: o acidente de Fukushima mudou a percepção pública, mas os dados de segurança nuclear mostram que a energia nuclear continua sendo uma das formas mais seguras de gerar eletricidade em termos de mortes por terawatt-hora gerado. A comparacao com carvão, gás natural, hidrelétricas e eólica é clara. A nuclear fica no grupo dos mais seguros. Mas a percepção pública não segue dados. Isso importa mais do que você imagina.

A situação atual e os desafios que ninguém resolveu

Hoje existem cerca de 440 reatores em operação em aproximadamente 30 países. A capacidade total instalada é de aproximadamente 390 gigawatts. A energia nuclear gera cerca de 10% da eletricidade mundial. A China planeja dobrar sua capacidade nuclear até 2035. A Índia tem um programa ambicioso de três fases que inclui reatores regeradores rápidos. A Rússia exporta reatores de pequena mídia através da Rosatom e já opera reatores flutuantes como o Akademik Lomonosov em Petropavlovsk-Kamchatsky desde 2019. Os reatores de geração IV são o foco atual de desenvolvimento. Incluem designs como o reator moderator de sal fundido, o reator rápido resfriado a hélio, o reator rápido resfriado a chumbo e o reator a vapor supercrítico de sódio fundido. NENHUM deles está em operação comercial em larga escala. Alguns estão em fase de protótipo avançado. O reator de sal fundido da Chinese Academy of Sciences, o TMSR-LF1, iniciou operações de teste em 2023. É um reator experimental de 2 megawatts térmicos. Longe de ser uma solução pronta. Reatores modulares pequenos (SMRs) são a aposta atual da indústria. Empresas como NuScale nos EUA, Rolls-Royce no Reino Unido e OKBM Afrikantov na Rússia têm designs aprovados ou em processo de aprovação regulatória. O problema é custo. SMRs precisam alcançar economia de escala em fábrica para serem competitivos. Nenhum deles provou isso comercialmente ainda. A NuScale perdeu o apoio do governo dos EUA para seu projeto no Utah em 2023. O custo estimado saltou de 58 dólares por megawatt-hora para algo muito acima disso, sem dados públicos confiáveis.

O resíduo nuclear é outro assunto que merece ser falado sem rodeios. Rejeitos de baixo e médio nível são armazenados em instalações próximas às usinas. Rejeitos de alto nível, o combustível irradiado, precisam ser armazenados por dezenas de milhares de anos. A Finlândia abriu o Onkalo em 2023. É o primeiro repositório geológico profundo do mundo para combustível nuclear usado. Ele está enterrado a 420 metros de profundidade em granito. A Suécia e a França estão em processo similar. Nos EUA, Yucca Mountain continua bloqueado politicamente desde 2009. O combustível irradiado fica armazenado em piscinas e contêineres secos nas próprias usinas. Isso é aceitável por décadas, não por milênios. Quando se estuda o histórico da energia nuclear, é importante notar algo contra-intuitivo: os maiores avanços em segurança nuclear muitas vezes vieram de falhas catastróficas, não de pesquisa proativa. O sistema de contenção moderna, os requisitos de redundância, os protocolos de emergência — tudo isso foi aprendido do jeito mais difícil. Aprender com acidentes é caro. Mas aprender apenas com simulação é ingênuo. A diferença entre um RBMK e um EPR está em décadas de aprendizado doloroso. Um problema prático que quase ninguém discute: a cadeia de suprimentos de componentes nucleares é estreita e envelhecida. Fundições que produzem tambores deturadores para reatores Pressurized Water Reactor (PWR) são poucas. A última fundição capaz de produzir um único tambar de turba nos EUA fechou em 2022. A Westinghouse teve que buscar fornecedores na Europa e Ásia. Prazos de entrega para componentes críticos saltaram de 18 meses para mais de 5 anos em alguns casos. Isso atrasa tanto usinas novas quanto revisões de vida útil de usinas existentes.

A descomissionamento de usinas nucleares é outro tópico negligenciado. Custa entre 100 milhões e 3 bilhões de dólares por reator, dependendo do tamanho, localização e regulamento local. O processo leva décadas. O reator de Three Mile Island Unidade 2 levou mais de 30 anos para ser completamente desmontado. A usina de Fermi 1 nos EUA ainda está sendo descomissionada depuis 2003. O dinheiro precisa ser reservado durante a operação da usina. Se as contas estiverem insuficientes — e muitas estão —, o ônus vai para os contribuintes. O custo nivelado de eletricidade (LCOE) de reatores nucleares novos varia enormemente dependendo do país e do contexto regulatório. Na Coreia do Sul, o LCOE de nova construção nuclear ficou entre 50 e 70 dólares por megawatt-hora nas últimas décadas. Nos EUA e Europa, saltou para 100 a 200 dólares por megawatt-hora. A diferença está em escala de produção, estabilidade regulatória e experiência acumulada. Construir o quarto reator de um tipo padrão é significativamente mais barato do que construir o primeiro. É o que chamamos de curva de aprendizado. O problema é que a maioria dos países parou de construir antes de Descer pela curva. Se o objetivo é reduzir emissões de carbono na geração de eletricidade, a energia nuclear é tecnicamente viável. Mas viabilidade técnica não é o mesmo que viabilidade econômica ou política. Programas nucleares bem-sucedidos exigem planejamento de longo prazo, estabilidade regulatória, acesso a financiamento de baixo custo e vontade política de manter projetos mesmo quando enfrentam oposição pública. Poucos países conseguem manter tudo isso simultaneamente por mais de duas décadas.

O histórico da energia nuclear mostra um padrão claro: cada geração de reatores surge como resposta às falhas da geração anterior. PWRs substituíram reatores experimentais. BWRs e PWRs de quarta geração surgiram depois de Three Mile Island. Reatores EPR e AP1000 tentam corrigir problemas de Chernobyl e Fukushima. SMRs prometem corrigir problemas de custo e escala. A lógica é sólida. A execução sempre é mais complicada do que o papel diz. Há quem defenda que a energia nuclear é indispensável para a descarbonização. Há quem argumente que renovações mais baratas e armazenamento oferecem o mesmo resultado com menos risco. Ambos os lados têm dados. Nenhum dos lados tem certeza. O que existe é um histórico longo de escolhas energéticas que pareciam soluções temporárias e se tornaram problemas permanentes. A energia nuclear é apenas o exemplo mais recente.