Urânio

“A liberação da energia atômica não criou um problema. Apenas tornou mais urgente a necessidade de resolver um já existente.”

Albert Einstein

A energia nuclear surgiu para o público de forma explosiva em 1945 com a detonação das primeiras bombas atômicas baseadas em urânio. Pela primeira vez na história, uma fonte de energia surgiu após o desenvolvimento tecnológico de uma arma de destruição em massa. Este estigma de nascimento marcou a energia nuclear para sempre e dificulta sua utilização em larga escala até hoje.

A possibilidade transformar átomos em energia deixou a comunidade científica entusiasmada. Ernest Rutherford descobriu em 1911 que os átomos possuíam núcleos. O nêutron, como componente do núcleo, foi concebido em 1932. Finalmente, Enrico Fermi desvendou em 1938 a fissão nuclear ao estudar as interações entre núcleos e nêutrons, e, com a Segunda Guerra Mundial, as pesquisas sobre a fissão transformaram-se em segredo militar.

O primeiro reator nuclear, construído em Chicago, gerou simbólicos 200W, mas, somente em 1943, o primeiro protótipo de 1 MW entrou em operação. Após a Segunda Grande Guerra, a energia nuclear realmente começou a gerar eletricidade.

Atualmente, 70% das usinas nucleares no mundo utilizam o Urânio como combustível. O restante das usinas utiliza combustível reciclado e armas nucleares. Por isso, este capítulo foca apenas no Urânio.

Maiores Geradores de Energia Nuclear

Observa-se, a partir da Figura 1, que os quatro maiores produtores – EUA, França, China e Rússia – respondem por 67 % da energia nuclear no mundo. O controle da tecnologia nuclear motivado pelo perigo do desenvolvimento de armas nucleares explica estes elevados índices de concentração.

Deve-se ressaltar que, após ter aparecido nesta lista em 2013 pela primeira vez na história, a China subiu para a sexta posição em 2014, e em 2017 se tornou o terceiro maior produtor de eletricidade a partir da fissão nuclear.

Por outro lado, o Japão saiu da lista dos dez maiores geradores em decorrência do acidente de Fukushima, sua geração nuclear foi praticamente a zero, mas voltou em 2019.

Canada e Ucrânia ultrapassaram a Alemanha, a Suécia voltou no lugar da Espanha, e o Reino Unido deixou a lista dos 10 maiores geradores de eletricidade nuclear.

Figura 1. Maiores geradores de energia nuclear

A Figura 2 mostra potência instalada, a participação na geração nuclear, e o fator de capacidade das usinas nucleares dos maiores produtores de eletricidade a partir da fissão nuclear.

Os EUA geram 25% da energia nuclear mundial, seguidos pela França e China.

Além disso, a Figura 2 também mostra o Fator de Capacidade da geração nuclear dos maiores utilizadores desta fonte de energia.

Observa-se que a maioria utiliza a energia atômica com elevado Fator de Capacidade. Isto significa que esta fonte de energia opera na base e que outras fontes devem operar na ponta. Isto resulta das dificuldades técnicas em variar a potência de usinas térmicas e, em particular, a das usinas nucleares.

Por outro lado, o Japão apresentou o menor Fator de Capacidade – 23%, porque ainda existem reatores paralisados.

Finalmente, observa-se a situação da Alemanha que apresentou um fator de capacidade superior a 100%. Este número resulta da política de fechamento de usinas nucleares que reduziu a potência instalada durante o ano.

Figura 2. Potência Instalada, Participação na Matriz e Fator de Capacidade.

A Figura 3 apresenta a participação da energia nuclear na matriz energética dos respectivos países. Observa-se que essa participação permanece inferior a 50% em todos os países, com exceção da França e da Ucrânia. A França fez uma opção histórica em favor da energia nuclear e, atualmente, esta fonte de energia responde por 71% de sua eletricidade gerada.

Por outro lado, países que aprovaram em plebiscito a redução da energia nuclear no século passado, tais como a Alemanha, o Reino Unido, e a Suécia, ainda continuam dependentes desta fonte.  Na verdade, a posição europeia com relação à energia nuclear se mostrou extremamente ambígua. Ao mesmo tempo que alguns países decidem desativar usinas nucleares, eles importam eletricidade de países vizinhos que a utilizam.

O Japão representa um caso particular. Apesar de ocupar a quarta posição em termos de potência instalada, a energia nuclear representa apenas 6% na matriz de geração de eletricidade, como resultado do acidente de Fukushima.

Figura 3. Participação da Energia Nuclear dos Países.

 Produção Urânio

O Cazaquistão passou se tornou o maior produtor mundial de Urânio em 2008 e hoje lidera a produção com 41% do mercado mundial.

É interessante observar que, ao contrário das outras fontes de energia, os maiores produtores de Urânio não são os maiores geradores de energia nuclear. Canadá, Rússia, China, e EUA são os únicos geradores presentes na lista de produção de Urânio, mas a participação conjunta no mercado limita-se a 19%.

A produção estimada brasileira de Urânio em 2019 foi nula, caiu desde 2009, quando atingiu o máximo de produção. Porém, em 2020 o Brazil voltou a produzir Urânio.

Figura 4. Produção de Urânio

Maiores Consumidores de Urânio

A Figura 5 comprova que os Estados Unidos lideram o consumo de urânio no mundo, seguido pela China e França. ¹ O Brasil aparece na figura apenas a título de comparação porque existem muitos outros países com consumo estimado superior.

Figura 5. Consumo de Urânio Previsto

Recursos

Os Recursos recuperáveis de Urânio se encontram na Figura 6².

Observa-se que a Austrália possui disparadamente a maior quantidade de recursos (30%) e o Brasil possui a sétima maior reserva mundial. Esta posição já foi melhor, mas vêm declinando em decorrência da desaceleração do programa nuclear brasileiro. Contudo, os EUA possuem reservas menores que as nossas, mas apresentam o maior consumo mundial.

Além disso, observa-se que as maiores reservas não se encontram nos maiores produtores de energia nuclear.

Figura 6. Reservas recuperáveis de Urânio

Referências

1. AGÊNCIA INTERNACIONAL DE ENERGIA, Key World Energy Statistics, Paris, disponível em <https://www.iea.org/reports/key-world-energy-statistics-2021>
2. BP, Statistical Review of World Energy, disponível em <https://www.bp.com/en/global/corporate/energy-economics/statistical-review-of-world-energy.html>
3. WORLD NUCLEAR ASSOCIATION, <https://www.world-nuclear.org/information-library/facts-and-figures/uranium-production-figures.aspx>
4. International Atomic Energy Agency <https://pris.iaea.org/PRIS/WorldStatistics/OperationalReactorsByCountry.aspx>