Nuclear é energia concentrada

A energia nuclear é incontornável se a humanidade quiser obter a sua energia de forma ambientalmente sustentável. As energias renováveis não garantem produção em quantidade e estabilidade satisfatórias. As alternativas com combustíveis fósseis são demasiado poluidoras. A energia nuclear é a única que concilia abundância de produção com ausência de emissão de poluentes. Durante este século o Homem será capaz de dominar e industrializar a fusão nuclear e replicar na Terra a forma como se gera a energia nas Estrelas. Nessa altura a sustentabilidade energética da humanidade estará praticamente resolvida. Enquanto não chegamos lá, os avanços que se estão a fazer em tecnologia de centrais de fissão nuclear irão melhorar a sua eficiência e minimizar os defeitos que lhes são apontadas.
 

Uma das grandes vantagens da energia nuclear sobre todas as outras formas de produção de energia, mesmo o petróleo, é a sua extraordinária densidade. Seja densidade de área usada se quisermos comparar com as renováveis ou densidade do combustível se quisermos comparar com combustíveis fósseis. A densidade na energia é eficiência e a eficiência é limpa.

Densidade energética de área usada

Hinkley C (3.300 MW)

Este é um desenho da futura central nuclear Hinkley C em Inglaterra. Ela será constituída pela EDF e contará com dois reactores Areva EPR de 1.650 MW de potência. Terão uma potência combinada de 3.300 MW. Quando a obra estiver concluída a central vai ocupar 67 ha de terreno, um bem cada vez mais escasso e precioso. Se aplicarmos o factor de capacidade de 0,85 típico destas centrais esta terá uma densidade de 4,18 kW/m2.

Com um factor de capacidade de 0,28 seriam precisos 10,02 GW de potência eólica instalada para replicar, com vento, a mesma energia produzida pela central Hinkley C. Para se ter uma noção ,este valor representa cerca de 2,5 vezes o parque eólico português. Em número de turbinas traduz-se em 5008 unidades de 2 MW. Embora existam diferenças na densidade de produção de parques eólicos de acordo com a localização e tipo (onshore/offshore) é lícito assumir um valor de 2,7 W/m2 para um parque eólico onshore. Com uma densidade destas, um parque eólico que fornecesse a mesma energia anual que Hinkley C precisaria de 1.222 km2 cerca de 1/4 da superfície do Algarve (5.412 km2). Essa área (122.200 ha) daria para construir 1.823 centrais nucleares Hinkley C. Estas centrais seriam capazes de produzir anualmente 44.794 TWh, ou seja, mais do dobro do consumo mundial de electricidade em 2010 (aproximadamente 18.000 TWh).

As contas são simples mas elucidativas. O terreno, em terra, que um parque eólico precisa de ocupar para gerar tanta electricidade quanto um reactor Areva EPR de 1.650 MW daria, caso ele fosse preenchido de reactores, para abastecer o mundo de electricidade. Sem aumento de poluição ou custo da electricidade.

Densidade energética do combustível

Comboio transporte carvão

Aqui também a vantagem do nuclear é óbvia. O núcleo do urânio isótopo U235  ao ser quebrado nas centrais nucleares liberta uma energia com uma densidade de 4,7TWh/l. O isótopo U235 constitui apenas 3% do combustível nuclear actual que é maioritariamente o isótopo "natural" U238. Os dois reactores de Hinkley C vão produzir cerca de 24,57 TWh/ano, ou seja, vão precisar de cerca de um garrafão de 5 litros de urânio U235 todos os anos. Na prática, 166l de urânio (97% U238 + 3% U235). Destes, cerca de 160l ficam como resíduos. As futuras centrais nucleares vão consumir U238 pelo que precisarão de muito menos combustível para além de poderem consumir os resíduos das actuais.

A densidade energética do diesel (10,94 kWh/l), carvão (6,28 kWh/l) ou gás natural liquefeito (7,2 kWh/l) são simplesmente de ordens de grandeza diferentes das do urânio na fissão nuclear. É por isso que se, figuradamente uma central nuclear podia ser alimentada à colher, uma central a carvão precisa de uma linha de comboio.

Supertanque GNL

Naturalmente as proporções mantêm-se na dimensão e consumos energéticos necessários para a extracção e distribuição dos combustíveis. Num mundo dominado por energia nuclear as imagens de supertransportadores GNL e superpetroleiros seriam muito mais raras.

O filme seguinte da autoria do excelente blog Brave New Climate ilustra bem porque razão o mundo não pode passar sem energia nuclear. Para o assunto específico deste post, peço atenção para o minuto 2:10 em que se compara a energia contida numa bola de golfe de urânio para fissão (a quantidade de energia que uma pessoa precisa durante toda a sua vida) com uma manada de 800 elefantes que é o equivalente energético em carvão.