O futuro da energia nuclear está a ser moldado por avanços tecnológicos e diversas políticas energéticas que variam entre países. À medida que o mundo experimenta os efeitos das alterações climáticas e procura fontes de energia sustentáveis, as inovações nucleares e as decisões políticas desempenharão um papel importante na determinação da viabilidade e aceitação da energia nuclear nas próximas décadas.
A seguir veremos quais inovações tecnológicas o futuro nos reserva e qual a visão de futuro que os países com maior relevância em energia nuclear têm para as próximas décadas.
Inovações tecnológicas
Reatores de quarta geração
Os reatores de quarta geração são projetados para serem mais seguros, eficientes e sustentáveis do que os modelos atuais.
Esses reatores incluem várias tecnologias inovadoras:
Eles usam uma mistura de sais fundidos como refrigerante e combustível , permitindo-lhes operar em temperaturas mais altas e pressões mais baixas. Esses reatores apresentam maior eficiência térmica e podem reduzir significativamente a produção de rejeitos radioativos.
Em vez de neutrões térmicos, utilizam neutrões rápidos para manter a reação em cadeia, permitindo uma utilização mais eficiente do combustível e reduzindo a quantidade de resíduos a longo prazo. Esses reatores também podem reciclar combustível nuclear usado, aproveitando melhor os recursos disponíveis.
Como refrigerante funcionam com gás hélio , o que lhes permite operar em temperaturas muito elevadas e melhorar a eficiência da conversão de calor em eletricidade.
Uma das características desses reatores é que, além de eletricidade, podem fornecer calor de alta qualidade para processos industriais.
Fusão nuclear
A fusão nuclear é uma tecnologia promissora que poderá revolucionar a geração de energia.
Ao contrário da fissão, que separa átomos pesados, a fusão combina núcleos leves, como deutério e trítio, para formar hélio e liberar grandes quantidades de energia. As vantagens da fusão incluem:
- Abundância de combustível: Os combustíveis para fusão, como o deutério, podem ser extraídos da água do mar, e o trítio pode ser produzido a partir do lítio, garantindo uma fonte virtualmente ilimitada de combustível.
- Resíduos radioativos baixos: A fusão produz muito menos resíduos radioativos do que a fissão e os materiais gerados têm meia-vida mais curta.
- Segurança: A reação de fusão não pode sustentar uma reação em cadeia descontrolada, o que reduz significativamente o risco de acidentes catastróficos.
No entanto, a fusão ainda tem dificuldades técnicas a resolver, como a manutenção das condições extremas necessárias para sustentar a reação, e não se espera que seja comercialmente viável até a segunda metade do século.
Projetos científicos
Existem atualmente vários projetos científicos notáveis que procuram tornar esta tecnologia uma realidade. Vejamos os mais significativos:
- O ITER ( Reator Termonuclear Experimental Internacional ), localizado na França, é o maior projeto de fusão nuclear do mundo. Seu objetivo é demonstrar a viabilidade da fusão como fonte de energia, recriando as condições do sol para gerar energia limpa.
- O JET ( Joint European Torus ) no Reino Unido foi pioneiro na investigação sobre fusão e alcançou recordes na produção de energia de fusão, fornecendo dados valiosos para o ITER .
- Nos Estados Unidos, o National Ignition Facility (NIF) utiliza lasers de alta energia para tentar alcançar a ignição por fusão, um marco onde a reação de fusão produz mais energia do que consome.
- Outro projeto promissor é o SPARC , uma colaboração entre o MIT e a Commonwealth Fusion Systems, que pretende ser o primeiro dispositivo de fusão a produzir mais energia do que consome, utilizando tecnologia supercondutora de alta temperatura para criar campos magnéticos mais fortes e eficientes.
- Na Alemanha, o Wendelstein 7-X , um reator estelar, está explorando configurações magnéticas avançadas para conter plasma de fusão de forma mais estável.
- A China também está a fazer progressos significativos com o seu EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak), que conseguiu manter o plasma de fusão a temperaturas recordes.
Reatores Modulares Pequenos (SMRs)
Os pequenos reatores modulares (SMRs) são reatores nucleares de menor tamanho e capacidade em comparação com as usinas nucleares tradicionais. Projetados para serem fabricados em módulos e montados no local, oferecem vantagens como redução de custos, menor tempo de construção e maior flexibilidade na sua implantação.
Os SMR incorporam recursos avançados de segurança passiva, que não dependem de intervenção humana ou de sistemas ativos, o que melhora sua segurança operacional.
Esses reatores modulares podem ser usados em diversas aplicações, incluindo geração de eletricidade em áreas remotas, fornecimento de energia para instalações industriais e integração com redes elétricas menores.
Algumas das principais vantagens oferecidas por estes sistemas modulares são as seguintes:
- Custo e tempo de construção reduzidos: Devido ao seu tamanho menor e design modular, os SMRs podem ser fabricados em fábricas e montados no local, reduzindo os custos e o tempo de construção em comparação com as usinas nucleares tradicionais.
- Segurança aprimorada: os projetos de SMR incorporam recursos de segurança avançados, como sistemas de resfriamento passivos, que não dependem de intervenção humana ou de sistemas mecânicos ativos para manter a segurança.
- Versatilidade: Os SMRs podem ser usados em diversas aplicações, incluindo geração de eletricidade em áreas remotas, fornecimento de energia para instalações industriais e integração com redes elétricas menores.
Se você estiver curioso para saber mais sobre SMRs , pode visitar este artigo da AIEA.
Políticas energéticas em diferentes países
Vejamos agora quais são as perspectivas futuras para os principais países produtores de energia nuclear.
Estados Unidos
Nos Estados Unidos, a energia nuclear continua a ser uma parte significativa do cabaz energético.
O governo demonstrou interesse em apoiar o desenvolvimento de tecnologias nucleares avançadas, como os SMR e os reactores de quarta geração. As políticas incluem o financiamento da investigação e desenvolvimento, bem como a simplificação dos processos regulamentares para acelerar a implementação de novas tecnologias nucleares.
União Europeia
A política energética da União Europeia varia entre os estados membros.
Países como a França, que obtém cerca de 70% da sua electricidade a partir da energia nuclear, continuam a investir na modernização das suas infra-estruturas nucleares. Em contrapartida, países como a Alemanha e a Espanha decidiram eliminar gradualmente a energia nuclear e concentrar-se nas fontes renováveis.
A nível comunitário, a UE apoia a investigação em tecnologias avançadas e a gestão segura dos resíduos nucleares. Recentemente, o Parlamento Europeu incluiu a energia nuclear na classificação das energias verdes .
China
A China está a expandir rapidamente a sua capacidade nuclear como parte da sua estratégia para reduzir a dependência do carvão e reduzir as emissões de carbono.
O país está a investir em reactores de terceira geração, tais como reactores de água pressurizada (PWR), e está a liderar o desenvolvimento de reactores de quarta geração, incluindo reactores rápidos e reactores de sal fundido.
Japão
Após o desastre de Fukushima em 2011, o Japão reviu a sua política nuclear, encerrando temporariamente todas as suas centrais nucleares e reforçando as normas de segurança.
Contudo, nos últimos anos, o Japão reiniciou algumas das suas centrais nucleares mais seguras e está a explorar tecnologias avançadas para melhorar a segurança e a eficiência.
Rússia
A Rússia continua a ser um actor importante no sector nuclear, não só operando numerosas centrais nucleares a nível interno, mas também exportando tecnologia nuclear para outros países. Além disso, a Federação Russa está a desenvolver reactores rápidos e SMR e está activamente envolvida na investigação sobre fusão nuclear.