Avaliação de cenários de sistemas de energia nuclear utilizando modelos MESSAGE

O crescimento da demanda de energia, sobretudo no setor elétrico, as políticas internacionais para mitigação dos efeitos das mudanças climáticas e a tendência mundial de descarbonização da economia colocam a energia nuclear como uma importante opção para o mix energético dos países. Sua importância como energia de base, trazendo segurança e confiabilidade ao setor energético fazem necessários estudos que avaliem projeções de crescimento e seus impactos. A energia nuclear foi responsável por 2,5% da oferta de eletricidade no país, em 2017. O Brasil, com uma das maiores reservas mundiais de urânio, também possui domínio do ciclo do combustível nuclear, apesar de não ter capacidade instalada para suprir toda a demanda das usinas. No âmbito nacional, discute-se a busca pela independência do setor de energia nuclear. Assim, este trabalho tem como objetivo avaliar cenários com projeções da expansão nacional da energia nuclear. Nesse contexto, revisamse algumas externalidades na energia nuclear e avalia por meio da ferramenta de modelagem MESSAGE, o histórico de geração e outros cinco cenários operando em ciclo aberto e ciclo fechado do combustível nuclear. Ambos os ciclos do combustível são comparados e os resultados mensuram as emissões de gases de efeito estufa, a utilização dos recursos das reservas nacionais, as capacidades necessárias durante as etapas do ciclo do combustível para a independência do setor, os rejeitos gerados a serem gerenciados e os aspectos econômicos, como despesas do ciclo do combustível e custos de operação e manutenção das usinas. Conclui-se, principalmente, que nos cenários de menor expansão da geração nuclear, a pequena participação na matriz elétrica requer definições estratégicas que garantam a confiabilidade e segurança do sistema. Além disso, os cenários operando em ciclo fechado possuem menores requisitos durante o ciclo do combustível, bem como menores emissões de GEE e menos rejeitos a serem gerenciados apesar do pequeno incremento do custo da eletricidade. The growth of energy demand, especially in the electric sector, international policies to mitigate the effects of climate change and the worldwide trend of decarbonisation of the economy put nuclear energy as an important option for the energy mix of the countries. Its importance, as a base energy, bringing safety and reliability to the energy sector, requires studies to evaluate growth projections and their impacts. Nuclear power accounted for 2.5 percent of Brazil's electricity supply in 2017. Brazil, with one of the world's largest reserves of uranium, also dominates the nuclear fuel cycle, although it does not have the installed capacity to supply all demand of its nuclear power plants. At the national level, the search for independence of the nuclear energy sector is discussed. Thus this work aims to evaluate scenarios with projections of the national expansion of nuclear energy. In this context, this paper reviews some externalities in nuclear energy and evaluates, through the MESSAGE modeling tool, the generation history and other five scenarios operating in nuclear open fuel cycle and closed fuel cycle. Both fuel cycles are compared and results measure greenhouse gas emissions, the utilization of national reserve resources, the capacities required during the fuel cycle stages for the independence of the sector, the waste generated to be managed and the economic aspects, such as fuel cycle expenses and plant operation and maintenance costs. Mainly, it is concluded that in the scenarios of less expansion of nuclear generation, the small participation in the electrical matrix requires strategic definitions that guarantee the reliability and safety of the system. Also, scenarios operating in closed cycle have lower requirements during the fuel cycle, as well as lower GHG emissions and less waste to be managed despite the small increase in the cost of electricity.