O papel da energia nuclear em um sistema de energia limpa

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Sumário executivo

  • Historicamente, a energia nuclear tem sido a fonte mais crítica de eletricidade com emissão de carbono zero.
  • As políticas no mundo desenvolvido parecem resultar na marginalização da energia nuclear.
  • No caso de desbotamento da energia nuclear, os efeitos que os investidores devem estar cientes são:
    • Um aumento no custo da eletricidade para os consumidores, que pode impactar o crescimento econômico;
    • Um aumento no custo e na oportunidade de abordar as mudanças climáticas;
    • E um aumento na importância do gás natural nos mercados de energia

Geração de eletricidade com emissão de carbono zero com energia nuclear

A energia nuclear é a fonte mais difundida de eletricidade com emissão de carbono zero no mundo. É responsável por aproximadamente 10% da eletricidade do mundo e 2.000 terawatt-hora de eletricidade com zero emissão de carbono nas economias avançadas, ou aproximadamente 70% a mais de eletricidade livre de carbono do que a energia eólica e solar combinadas. Como tal, a Nuclear não é apenas importante na atual rede elétrica, mas também é extremamente importante para uma transição oportuna para uma economia de baixo carbono.

Apesar de seu status, os formuladores de políticas na Europa, Japão e América do Norte (lar da grande maioria da frota nuclear global e dos mercados de eletricidade mais maduros) ficaram azedos com a tecnologia. Desde a década de 1980, o mundo desenvolvido abandonou amplamente os esforços para aumentar a frota de reatores, apesar da crescente necessidade de reduzir as emissões do setor de energia.

As perspectivas para novas usinas nucleares em todo o mundo são sombrias. A única exceção é a China, onde a energia nuclear é vista como uma fonte crítica de eletricidade para o futuro. Nas economias avançadas do mundo, alguns formuladores de políticas decidiram proibir o investimento em novos projetos, outros para eliminar progressivamente a capacidade existente de maneira progressiva, mas poucos, se houver, prevêem um papel de longo prazo para a energia nuclear em seus sistemas de energia.

Um estudo da AIE de 2019 constata que, se a energia nuclear servir apenas como combustível de ponte, enfrentar as mudanças climáticas se tornará cada vez mais difícil e cada vez mais caro. É possível, mas dificulta um problema desafiador. O estudo analisa o impacto do desbotamento da energia nuclear no contexto de duas vias potenciais de energia de baixo carbono, com o objetivo de manter o aumento da temperatura média global abaixo de 2 ° C.

Nesse contexto, o desbotamento nuclear é definido como um cenário prospectivo no qual nenhuma nova capacidade de energia nuclear é construída além dos projetos já em construção, nenhuma vida útil adicional das extensões das usinas é concedida e nenhum novo investimento nas usinas existentes ocorre em economias avançadas. Sob essas suposições razoáveis ​​(cenário improvável, dada a atual postura política em relação à energia nuclear), a capacidade nuclear total nas economias avançadas cai ~ 67% até 2040.

Eletricidade nuclear

No caso do desbotamento nuclear, a União Européia vê o declínio mais significativo da capacidade em termos absolutos, acima de 100 GW. Dos 126 reatores em operação, 89 devem ser desativados até 2030 sem mais extensões. Até 2040, apenas 15 dos reatores existentes ainda estão em operação, complementados por quatro reatores que estão em construção. O desbotamento terá maior impacto sobre as empresas de capital aberto na Alemanha e nos países escandinavos, mas a maioria dos reatores na Europa é de propriedade do Estado, limitando o impacto potencial sobre os investidores.

O declínio da capacidade nuclear nos Estados Unidos é menos severo do que na União Europeia, já que a maior parte da frota recebe extensões de vida de 20 anos. Ainda assim, a capacidade nuclear nos Estados Unidos cairia pela metade nos próximos vinte anos. As concessionárias de serviços públicos mais expostas a esse declínio são Exelon, que possui 21 reatores, Entergy, que possui oito reatores, e Duke Energy, que possui 11. Diversas concessionárias possuem dois ou mais reatores, como Dominion, Pacific Gas e Electric, MidAmerica e NextEra. Os investidores de serviços públicos devem estar cientes de que prolongar a vida útil de um reator nuclear é frequentemente a rota mais barata para manter os atuais níveis de produção. Uma extensão vitalícia para um reator normalmente requer um investimento de capital entre US $ 500 milhões e US $ 1 bilhão, mas resulta em operações que produzem eletricidade a um custo nivelado entre US $ 40 e US $ 55 por MWh, tornando-o competitivo com a maioria dos projetos de geração de nova construção.

Custo para os consumidores e aumento do custo para enfrentar as mudanças climáticas

Uma redução acentuada na produção de energia nuclear em economias avançadas pode aumentar o uso de gás natural e adiar a retirada da energia de carvão. As estimativas sugerem que a geração de carvão pode aumentar em 4% e a geração de gás natural em 7%. Se for verdade, as emissões incrementais de CO2 entre 2020 e 2040 seriam equivalentes às emissões de CO2 de todo o setor de energia da China em 2018. Para preencher a lacuna de capacidade em um cenário de moda nuclear, US $ 210 bilhões em novos investimentos em usinas de energia e US $ 120 bilhões em redes conexões seriam necessárias. São US $ 340 bilhões em novos investimentos para preencher uma lacuna de capacidade que poderia ser coberta com gastos de US $ 170 bilhões para prolongar a vida útil da frota nuclear.

Além dos custos iniciais de capital, os custos contínuos de produção também podem ser mais caros. A AIE estima que o custo adicional de fornecimento de eletricidade em um ambiente de desbotamento nuclear seria de US $ 40 bilhões por ano, além do Capex adicional, um gasto adicional principalmente derivado do custo do combustível. Isso resultaria em um aumento médio de 3% nas contas de energia elétrica do consumidor.

O custo cumulativo do suprimento seria, portanto, mais de US $ 1 trilhão se um desbotamento nuclear ocorresse, caso contrário. São US $ 1 trilhão que devem ser compensados ​​por custos mais altos de eletricidade para os consumidores, aumento da dívida de empresas ou governos e representam um uso significativo de capital ao longo de 20 anos que provavelmente poderia ser melhor gasto em outros lugares.

Aumentando a dependência do gás natural

O cenário de desbotamento nuclear também resulta em uma aceleração da transição para longe da eletricidade despachável. Isso ocorreria simultaneamente com a nossa necessidade de dispatável eletricidade à medida que a capacidade renovável aumenta e pressiona a confiabilidade do sistema.

O armazenamento de bateria desempenhará um papel no aumento da flexibilidade das energias renováveis, mas existem poucas evidências até o momento de que a tecnologia de armazenamento atual seja competitiva em termos de custo com a geração atual. Nesse ínterim, o resultado é que a geração de gás natural deve aumentar. Como mostra a Figura 2, a potencial capacidade adicional de gás natural pode ser significativa.

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