A renovação da energia nuclear promete revigorar a geração de eletricidade no mundo todo e aplacar as preocupações a respeito das emissões de gases de efeito estufa, apesar dos desafios ainda existentes. No longo prazo, a energia nuclear pode se tornar mais segura e mais econômica, resistente à proliferação e sustentável.

James A. Lake é diretor associado para o programa nuclear no Laboratório Nacional de Idaho e foi presidente da Sociedade Nuclear Americana de 2000 a 2001.

O forte desempenho da energia nuclear nos Estados Unidos nas áreas econômica e de segurança, a demanda cada vez maior por energia e a crescente conscientização dos benefícios ambientais da energia nuclear formam a base para o renascimento da energia nuclear em condições de sustentar as metas de segurança energética, prosperidade econômica e qualidade ambiental no século 21. Entretanto, antes que tal renascimento possa se tornar realidade, os formuladores de política devem responder a grandes desafios, tais como: custos relativamente altos de capital de novas usinas, gerenciamento sustentável do combustível nuclear usado e riscos de proliferação de plutônio do ciclo do combustível de energia nuclear para a fabricação de armas.

Desenvolvimento da energia nuclear nos Estados Unidos

A energia nuclear nos Estados Unidos nasceu nos anos de 1950 e 1960 a partir de expectativas descabidas e, como se verificou posteriormente, inatingíveis de que seria tão barata que "nem valeria a pena medir". Assim que as primeiras usinas nucleares foram construídas e entraram em funcionamento, começaram a enfrentar dificuldades com custos de construção cada vez mais altos e problemas de segurança que culminaram com o acidente no reator da unidade 2 da usina nuclear Three Mile Island, perto de Middletown, Pensilvânia, em 1979. As ações corretivas subseqüentes, tomadas pela Comissão de Regulamentação Nuclear (NRC) para garantir a segurança das operações, adiaram por muitos anos a conclusão das usinas em construção durante um período de inflação de dois dígitos e causaram a falência e o cancelamento de várias dessas usinas, encerrando assim a primeira era da energia nuclear nos Estados Unidos.

Na década de 1980, as empresas de serviço público de eletricidade nuclear concluíram muitas das usinas remanescentes, colocaram-nas em funcionamento e procuraram melhorar a relação custo-eficácia e o desempenho das operações, provocando simultaneamente uma melhora na segurança. De meados de 1990 até o fim da década, as 103 usinas nucleares dos Estados Unidos produziam 20% da eletricidade do país, a um custo que as tornava altamente competitivas com as usinas abastecidas por carvão e outros combustíveis menos de 2 centavos por quilowatt-hora. Além disso, a segurança melhorou mais de dez vezes, a ponto de colocar a energia nuclear atualmente como líder nesse aspecto. No fim dos anos 1990, com o aumento dos preços da energia e os diversos blecautes ocorridos na Califórnia, cresceu o interesse comercial americano pela energia nuclear. Muitas das grandes empresas de serviço público, como a Exelon e a Entergy, compraram ativos de energia nuclear de empresas menores e menos rentáveis, visto que o ambiente empresarial para energia nuclear começava a melhorar.

Hoje, mais da metade das usinas nucleares atualmente em operação nos EUA solicitaram e receberam prorrogação de 20 anos para suas licenças originais de 40 anos. O setor espera de fato que todas as usinas americanas solicitem essa prorrogação ao se aproximar a data de término da licença original. Tais prorrogações garantirão que esses grandes ativos de capital continuem a produzir eletricidade, ao mesmo tempo em que os americanos continuarão a desfrutar de seus benefícios ambientais e financeiros.

À medida que chegamos ao fim da segunda era de energia nuclear, a era de recuperação nas áreas financeira e de segurança, a energia nuclear está pronta a contribuir ainda mais para satisfazer as necessidades de energia do mundo e dos EUA. Essa recuperação será impulsionada em parte pelas crescentes preocupações com a segurança energética nacional e com os custos elevados dos combustíveis fósseis importados; pelo substancial crescimento da demanda por energia para promover nossa prosperidade econômica; pela atenção redobrada com a eliminação das ameaças ambientais associadas à queima de combustíveis fósseis e sua substituição por energia nuclear sem emissão de poluentes; e pelo mercado de eletricidade muito receptivo à energia nuclear de baixo custo.

A confiança pública na operação das usinas nucleares tem aumentado cada vez mais devido à melhor compreensão dos benefícios ambientais e econômicos e à operação mais segura. Algumas pesquisas mostram que 70% dos americanos são favoráveis à continuidade das operações das usinas existentes e mais de 50% apóiam a construção de novas usinas.

Hoje, 440 usinas nucleares atendem a 16% da necessidade de eletricidade mundial. Programas agressivos de construção de novas usinas nucleares começaram principalmente nos países do Leste Asiático, na Rússia e na Índia. Os próprios Estados Unidos estão prestes a retomar a construção de novas usinas nucleares, processo que ficou estacionado por mais de 25 anos. Este é o começo da terceira era, o renascimento da energia nuclear.

Para atender às expectativas ambiciosas, a energia nuclear precisa enfrentar quatro desafios principais:

• Primeiro, a energia nuclear deve continuar economicamente competitiva no mercado mundial; em especial, as empresas de energia devem controlar melhor os custos de capital.

• Segundo, a fim de atender às expectativas do público com relação a um desempenho excepcional no aspecto da segurança, as usinas atuais precisam continuar operando de forma segura, e as futuras usinas devem melhorar continuamente a segurança nos mercados mundiais em expansão.

• Terceiro, a energia nuclear e seu ciclo de combustível devem ser vistos pelo público e pelos líderes nacionais como sustentáveis; em especial, o combustível nuclear usado deve ser gerenciado de modo seguro e eficaz quanto ao custo durante o período prolongado em que se mantém altamente radioativo, e o fornecimento de combustível nuclear deve se estender por séculos em face da redução dos combustíveis fósseis.

• Quarto, os materiais nucleares do ciclo do combustível devem ser protegidos contra a proliferação e o mau uso para fins não pacíficos.

Novo rumo para a energia nuclear nos EUA

Em 2001, o governo americano implantou uma nova Política Nacional de Energia (NEP), que direcionou a nação para a expansão do uso da energia nuclear no curto prazo ao tornar mais eficientes os processos de obtenção de prorrogações de licenças para operação das usinas nucleares existentes e de obtenção de licenças para construção de novas instalações nucleares. A NEP procurou ainda incentivar o uso da energia nuclear por meio de desenvolvimento, demonstração e emprego de tecnologias de energia nuclear de última geração. E, o mais importante, a NEP pretende alcançar esse objetivo por meio de pesquisa e desenvolvimento de ciclos de combustível avançado que poderá se constituir em combustível mais limpo, mais eficiente, com menor quantidade de resíduos e maior resistência à proliferação do que o combustível nuclear de uso único, que requer descarte geológico depois de usado.

Vários programas foram criados para implementar a NEP, entre eles:

• o programa de Energia Nuclear 2010, para incentivar a construção de novas usinas nucleares no curto prazo;

• o programa IV Geração, com o intuito de desenvolver reatores de última geração mais econômicos, seguros e sustentáveis, além de mais resistentes à proliferação de plutônio para a fabricação de armas;

• a Iniciativa do Ciclo de Combustível Avançado, cujo objetivo é pesquisar estratégias avançadas de reciclagem e reprocessamento do combustível nuclear usado que sejam capazes de extrair substancialmente mais energia das fontes de urânio por meio da queima dos componentes de vida longa do combustível nuclear usado, de modo a não separar o plutônio. Tais tecnologias prometem reduzir a quantidade de combustível usado, prolongando a vida do planejado repositório geológico de combustível nuclear usado e de resíduos radioativos na Montanha Yucca.

Em 8 de agosto de 2005, o presidente George W. Bush sancionou a Lei de Política Energética de 2005, que autoriza orçamentos de longo prazo para esses programas, incluindo garantias de empréstimos, créditos fiscais à produção e proteção para investimentos do setor privado na construção das primeiras novas usinas nucleares. (Essas usinas enfrentam riscos relacionados com o novo processo de licenciamento e o restabelecimento da infra-estrutura americana para projeto e construção). A lei prevê ainda a autorização de recursos para programas de pesquisa e desenvolvimento de energia nuclear no longo prazo, entre eles o programa de desenvolvimento de reatores avançados de IV Geração e a Iniciativa do Ciclo de Combustível Avançado, que juntos resultaram na Parceria Global de Energia Nuclear (GNEP)

Energia Nuclear 2010: o foco do programa de Energia Nuclear 2010 é testar e validar um novo processo de licenciamento da NRC baseado na certificação da segurança do projeto do sistema de reator, emitindo uma permissão para a construção do reator no local proposto e uma licença combinada para a construção e operação do projeto do reator certificado em local permitido para a usina nuclear.

Quatro projetos de reatores avançados desenvolvidos pela Westinghouse e pela General Electric já receberam certificação da NRC. Outros seis projetos ainda estão em análise, e a expectativa é que três deles sejam certificados entre 2008 e 2010. Três grupos apresentaram pedidos de permissão antecipada para pelo menos seis locais potenciais para a instalação de novas usinas, que estão sendo analisados. Finalmente, 12 empresas de serviço público notificaram a NRC sobre seus planos de conseguir licenças de operação e de construção para 23 reatores. A previsão é que as primeiras decisões formais para a instalação de usinas nucleares sejam anunciadas até o final de 2007 ou início de 2008.

O IV Geração e a usina nuclear de última geração: as diretrizes para o reator avançado de IV Geração foram desenvolvidas por mais de 100 especialistas internacionais em energia nuclear para avaliar e priorizar seis tecnologias para reatores de próxima geração, com forte potencial de serem mais econômicas, seguras, sustentáveis e resistentes à proliferação do que as tecnologias dos reatores existentes. O reator a gás em alta temperatura e o reator rápido refrigerado a sódio emergiram como tecnologias prioritárias para demonstração e desenvolvimento internacionais.

A usina nuclear de próxima geração baseia-se na tecnologia de refrigeração a gás, que pode operar em temperaturas de 850 ^oC a 950 ^oC com muito mais eficiência térmica para a produção de eletricidade, mas principalmente em uma faixa de temperatura que pode possibilitar a produção  de hidrogênio com alta eficiência. A produção de hidrogênio com alta eficiência e sem emissão de poluentes é um elemento crucial nos esforços do presidente Bush para substituir gradativamente o petróleo importado, cada vez mais caro, pelo hidrogênio como combustível para os transportes no país no início, será usado para enriquecer o petróleo bruto pesado da nação, mas depois, para produzir combustíveis sintéticos para os transportes e, por fim, nos veículos movidos a célula de combustível. É importante, portanto, que a usina nuclear de próxima geração possa gerar não somente eletricidade, mas também produzir hidrogênio para o setor de transportes e calor para os processos industriais, áreas nas quais a grande dependência americana do petróleo importado é uma ameaça à nossa prosperidade econômica.

A Iniciativa do Ciclo de Combustível Avançado e a GNEP: a GNEP foi anunciada pelo presidente Bush no início de 2006. Destina-se a acelerar substancialmente o ciclo de combustível avançado nos EUA e os esforços de desenvolvimento da tecnologia de reator rápido. As metas do programa são as seguintes:

• diminuir o ônus relacionado com o descarte geológico do combustível nuclear usado em termos de volume de resíduos, carga de calor (à medida que o combustível radioativo se decompõe, libera enorme quantidade de energia térmica), radiotoxicidade (níveis de radiação que se tornam tóxicos para as células ou tecidos vivos), e número de repositórios que serão necessários no século 21;

• recuperar o grande valor energético contido no combustível nuclear usado;

• aumentar a resistência dos processos de reciclagem de combustível nuclear usado à proliferação.

Para atingir essas metas, três tecnologias serão desenvolvidas e demonstradas. São elas: (1) a transmutação dos materiais do combustível nuclear usado em uma nova geração de reatores queimadores avançados de espectro rápido, refrigerados a sódio, para extrair seu valor energético e tornar os resíduos nucleares finais mais administráveis com um único repositório; 2) a separação dos elementos do combustível nuclear usado proveniente do grupo de reatores refrigerados a água em urânio, componentes reutilizáveis de combustível e resíduos de produtos de fissão com o uso de um processo de extração de urânio chamado UREX+ que não separa o plutônio utilizável em armas; e (3) o desenvolvimento e a demonstração de tecnologias de fabricação e reciclagem de combustível para os reatores queimadores avançados.

Perspectivas

Estamos na iminência do renascimento da energia nuclear, alicerçado pela continuidade das operações econômicas e seguras das 103 usinas nucleares dos EUA e sinalizado pelos esperados anúncios, no curto prazo, de várias decisões para a construção e o funcionamento de novas usinas nucleares nos próximos 10 anos. Em prazo mais longo, nossos laboratórios nacionais trabalharão em conjunto com as universidades do país, com as indústrias americanas e com a comunidade internacional para desenvolver a próxima geração de sistemas avançados de energia nuclear, que serão ainda mais econômicos, seguros e sustentáveis, com um ciclo do combustível fechado que queima substancialmente mais do combustível nuclear para extrair muito mais de seu potencial energético, ao mesmo tempo em que minimiza as quantidades de resíduos nucleares. A energia nuclear tem um lugar importante no futuro dos EUA, fornecendo, com segurança, eletricidade e  combustíveis econômicos, limpos e sustentáveis para os transportes.

As opiniões expressas neste artigo não refletem necessariamente a posição nem as políticas do governo dos EUA.