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Sistemas de Energia SEMINÁRIO DE ENERGIA NUCLEAR

Sistemas de Energia SEMINÁRIO DE ENERGIA NUCLEAR. Fabrício Azevedo Guilherme Weihrauch. Rio de Janeiro, RJ 13 de Novembro de 2013. Sumário. I Geração Termonuclear II Panorama nacional – BEN 2013 III Projeção 2030 – PNE 2030 IV Acidentes com Material Radioativo

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Sistemas de Energia SEMINÁRIO DE ENERGIA NUCLEAR

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Presentation Transcript

  1. Sistemas de EnergiaSEMINÁRIO DE ENERGIA NUCLEAR Fabrício Azevedo Guilherme Weihrauch Rio de Janeiro, RJ 13 de Novembro de 2013

  2. Sumário I Geração Termonuclear II Panorama nacional – BEN 2013 IIIProjeção 2030 – PNE 2030 IV Acidentes com Material Radioativo V Desastre de Chernobyl - Video

  3. Geração Termonuclear

  4. Geração Termonuclear Enriquecimento do urânio no Brasil • Mineração: O minério é retirado e enviado a uma usina de beneficiamento para a obtenção do concentrado de urânio conhecido como yellowcake. • Conversão: Ocorre fora do Brasil. O yellowcakeé dissolvido e purificado. Depois é convertido para o estado gasoso onde é obtido o hexafluoreto de urânio.

  5. Geração Termonuclear Enriquecimento do urânio no Brasil • Enriquecimento: atualmente é feito fora do Brasil. • O urânio ainda na forma de gás natural entra na centrífuga. Na base da centrífuga há um rotor, que faz com que o cilindro gire a velocidades próximas à do som. • O gás mais pesado com mais U238, se aproxima das paredes da centrífuga. O gás mais leve, com mais U235, fica no centro. • O processo se repete várias vezes em cascata e a cada estágio aumenta a concentração de U235, que no fim do processo aumenta 4%.

  6. Geração Termonuclear Enriquecimento do urânio no Brasil • Reconversão: O urânio enriquecido é transformado em pó de dióxido de urânio. • Confecção das pastilhas: O pó é moldado em pastilhas que têm a forma de um cilindro de 1 cm de comprimento e 0,8 cm de diâmetro.

  7. Geração Termonuclear Enriquecimento do urânio no Brasil • Elemento Combustível: as pastilhas são inseridas em varetas de 4m de comprimento por 10 mm de diâmetro. São colocadas em uma estrutura metálica com mais de 200 varetas. • Usina: Os elementos são inseridos no núcleo dos reatores. Existem cerca de 420 deles no interior de Angra 1 e Angra 2. Somados possuem 954 kg de urânio.

  8. Geração Termonuclear Enriquecimento do urânio no Brasil • Lixo Nuclear: Embora não faça parte do ciclo, essa etapa é crucial para quem utiliza energia nuclear. Após o uso, o combustível é guardado em piscinas dentro das usinas. Outros elementos com menor teor de radioatividade (como filtros e resinas) são armazenados em construções feitas de concreto.

  9. Geração Termonuclear Enriquecimento do urânio no Brasil

  10. Geração Termonuclear Enriquecimento do urânio no Brasil

  11. Matriz Energética Brasileira Atual (2012) Geração Termonuclear O sistema de geração de energia por fissão nuclear se dá pelo vapor produzido a partir do aquecimento da água por combustível nuclear.

  12. Matriz Energética Brasileira Atual (2012) Geração Termonuclear • A energia nuclear é gerada pela fissão de um núcleo atômico – normalmente o Urânio (235U) – a partir de um bombardeamento de nêutrons: essa reação libera três nêutrons e calor, sendo que estes nêutrons liberados ativam novas reações que liberam mais nêutrons e mais calor, produzindo uma reação em cadeia. • O controle da reação em cadeia é obtido por meio da inserção de varetas metálicas que absorvem nêutrons (feitas de cádmio ou boro), entre os arranjos do combustível.

  13. Panorama Nacional (BEN 2013)

  14. Matriz Energética Brasileira Atual (2012) ► No Brasil, a oferta de energia a partir do urânio está em 4 milhões de tep Aumento de 2,36% Fonte: BEN 2013

  15. Matriz Energética Brasileira Atual (2007) ► Em 2012, a participação da energia nuclear na Matriz Energética Brasileira foi de 2,7% Fonte: BEN 2013

  16. Projeção da Matriz Energética Brasileira (PNE 2030)

  17. O Que é Conjunto de estudos que compreende análises e pesquisas prospectivas, realizadas com o objetivo formular uma estratégia para a expansão da oferta de energia no país, segundo uma perspectiva de longo prazo para o uso integrado e sustentável dos recursos disponíveis etendo como horizonte o ano 2030 Período de realização Realização Os estudos do PNE 2030 foram realizados entre dezembro de 2005 e fevereiro de 2007 Estão em curso os trabalhos para extensão do horizonte para 2050 Relatório final Disponível em <http://www.epe.gov.br>

  18. Projeção da Matriz Energética Brasileira (PNE 2030) Premissas Crescimento demográfico 2005-2030 Elaboração: EPE

  19. Projeção da Matriz Energética Brasileira (PNE 2030) Projeção do consumo de energia milhões de tEP 482,8 CRESCIMENTO DO CONSUMO 1970-2005 3,3% ao ano 2005-2030 3,7% ao ano Elaboração: EPE Fonte: BEN, 2008 62,1

  20. Rep. Tcheca Coréia Espanha Líbia Grécia Hungria Portugal Consumo de energia per capita (tEP/hab) Brasil 2030 Chile Argentina México Brasil 2004 China Costa Rica Uruguai Índia Congo Renda per capita (US$ [2000]/hab) Obs: Dados referentes ao ano de 2003.Elaboração: EPE Fonte dos dados internacionais: AIE, 2005 • Projeção da Matriz Energética Brasileira (PNE 2030) Projeção do consumo de energia

  21. Projeção da Matriz Energética Brasileira (PNE 2030) Indicadores do Consumo de Energia Intensidade energética do PIB tEP/US$ 1000 [2005] Obs.: exclusive consumo não energético Elaboração: EPE

  22. Projeção da Matriz Energética Brasileira (PNE 2030) Consumo de energia elétrica Projeção do consumo total (uso final) TWh 1.032,7 39,7 Fonte: PNE 2030 (EPE, 2007) Elaboração EPE Obs.: inclui autoprodução, exclui perdas

  23. Projeção da Matriz Energética Brasileira (PNE 2030) Evolução da Matriz Energética Brasileira 1970 2010 2030 2000 Obs.: Os gráficos indicam a evolução da oferta interna de energia. Os energéticos destacados explicam pelo menos ¾ da Matriz. Fontes: Balanço Energético Nacional e estudos da EPE Elaboração: EPE

  24. Energia Nuclear no PNE 2030

  25. Energia Nuclear no PNE 2030 Principais Condicionantes para a Expansão daEnergia Nuclear no PNE 2030 • Crescimento da demanda de energia elétrica • Oferta hidrelétrica: • Aumento do portfólio de projetos, no médio prazo • Ritmo da expansão e esgotamento do potencial, no longo prazo • Oferta de energias renováveis • Expansão da transmissão • Competitividade

  26. Energia Nuclear no PNE 2030 Principais concorrentes da energia nuclear Incerteza GÁS CARVÃO NUCLEAR Crítica NATURAL Meio maior aceitação aceitação negociada, aceitação negociada, ambiente requer investimentos e descomissionamento tecnologia Investimento elevado relativo restrições privado interesse interesse constitucionais Mercado do restrições de restrições normais restrições combustível infra-estrutura de mercado significativas (gás ainda não é commodity) Dependência potencial nacional potencial nacional de há vasto potencial externa limitado → importação baixo conteúdo energético do minério → importação

  27. Energia Nuclear no PNE 2030 Reservas nacionais de urânio • Estudos de prospecção e pesquisas geológicas realizados em apenas 25% do território nacional • Mesmo assim, ocorrências conhecidas colocam o Brasil como detentor da 6ª reserva mundial de urânio Fonte: INB (2006)

  28. 230.000 t 70.000 t 70.000 t 70.000 t 150.000 t 30.000 t 30.000 t 150.000 t 120.000 t 120.000 t 120.000 t • Energia Nuclear no PNE 2030 Recursos adicionais estimados (ainda não conhecidos) RecursosAdicionaisEstimados: 800.000 t U308 Fonte: INB (2006)

  29. Energia Nuclear no PNE 2030

  30. Energia Nuclear no PNE 2030 Matriz Elétrica Brasileira em 2030 • Ranking por fonte (TWh) • (inclui autoprodução) • Hidráulica de grande porte (*) 820,7 68,6% • Resíduos industriais 97,8 8,2% • Gás 92,1 7,7% • Renováveis na rede (**) 91,5 7,6% • Nuclear 51,6 4,3% • Carvão 31,4 2,6% • Outras não renováveis 12,5 1,0% • TOTAL 1.197,6(***) 100%  Elaboração: EPE Fonte: PNE 2030 (*) inclui importação (**) PCH, centrais eólicas, biomassa (cana) e RSU (***) inclui perdas

  31. Energia Nuclear no PNE 2030 Matriz Elétrica Brasileira em 2030 • Em 2030: • a geração nuclear no Brasil deverá ser 4 vezes maior do que em 2007 • a participação da energia nuclear na matriz elétrica brasileira deverá serpelo menos 70% maior do que a de 2007 Elaboração: EPE Fonte: PNE 2030

  32. Acidentes com Material Radioativo

  33. Acidentes com Material Radioativo ThreeMileIsland • Derretimento nuclear parcial da Unidade 2 da central nuclear de ThreeMileIsland, Pensilvânia. • Grandes quantidades de líquido de arrefecimento escaparam. • Causas: Treinamento inadequado e fatores humanos como erros de desenho industrial, relacionados com a presença de indicadores ambíguos na sala de controle central.

  34. Acidentes com Material Radioativo Chernobyl

  35. Acidentes com Material Radioativo Fukushima • Os reatores 4, 5 e 6 haviam sido fechados para manutenção antes do terremoto. Os reatores restantes foram fechados automaticamente após o terremoto e geradores de emergência foram iniciados para manter as bombas de água necessárias para resfriá-los. • A central foi protegida por um dique projetado para resistir a um maremoto de 5,7m de altura, mas cerca de 15 minutos após o terremoto foi atingido por uma onda de 14 m, que chegou facilmente ao topo do paredão. • A planta inteira foi inundada. Como consequência, os geradores de emergência foram desativados e os reatores começaram a superaquecer.

  36. Desastre de Chernobyl - Video

  37. Obrigado!

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