Energia Nuclear para a Produção de ElectricidadeEnergia Nuclear para a Produção de ElectricidadeHipótese Viável para Portugal? Hipótese Viável para Portugal?

J. A. Peças Lopes

INESC Porto & FEUP

Portugal

Fevereiro 2006

Energia Nuclear – Aspectos em Discussão

• Vertentes de Análise para o caso Português– Tecnologia (solução a adoptar: PWR, EPR?, GFR, MSR, SFR, ...)– Dependência tecnológica (maturidade tecnológica)– Impacto Ambiental

• Localização em Portugal

• Segurança (intrínseca e de transporte de combustíveis e resíduos)

– Ciclo de combustível:

• Enriquecimento;

• Tratamento e armazenamento de resíduos;

– Interesse económico

• Custos de investimento (de quem é o risco do negócio? ...)

• Preço da electricidade (o mercado da electricidade - MIBEL)

• Custos escondidos (sobrecustos, reforço de rede, back up, ...)

– Impacto técnico e económico na exploração do Sistema Eléctrico

• Vertentes de Análise para o caso Português– Tecnologia (solução a adoptar: PWR, EPR?, GFR, MSR, SFR, ...)– Dependência tecnológica (maturidade tecnológica)– Impacto Ambiental

• Localização em Portugal

• Segurança (intrínseca e de transporte de combustíveis e resíduos)

– Ciclo de combustível:

• Enriquecimento;

• Tratamento e armazenamento de resíduos;

– Interesse económico

• Custos de investimento (de quem é o risco do negócio? ...)

• Preço da electricidade (o mercado da electricidade - MIBEL)

• Custos escondidos (sobrecustos, reforço de rede, back up, ...)

– Impacto técnico e económico na exploração do Sistema Eléctrico

Sobrecustos

Fevereiro 2006

Enquadramento: Portugal – Horizonte 2020

• Evolução do consumo e produção entre 2010 e 2020• Evolução do consumo e produção entre 2010 e 2020

2020: + 7,5 TWh de produção renovável em relação a 20102020: + 9,5 TWh de produção térmica em relação a 2010

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

GWh

2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020

Consumo

Renovável

Térmica

Fevereiro 2006

Equadramento: Caracterização da Situação Presente

• Crescimento acentuado do consumo de energia eléctrica

• Introdução de conceitos de mercado na gestão técnica e comercial do SE - MIBEL

• Mudança de Paradigma

• Crescimento acentuado do consumo de energia eléctrica

• Introdução de conceitos de mercado na gestão técnica e comercial do SE - MIBEL

• Mudança de Paradigma

Yesterday Tomorrow: distributed/ on-site generation with fully integrated network management

Storage

Photovoltaicspower plant

Windpowerplant

House with domestic CHP

Powerqualitydevice

Storage

Central power station

House

FactoryCommercial

building

Local CHP plant

Storage

Storage

Powerqualitydevice

FlowControl

Break ing the Rules

Trans mis s io n Ne tw o rk

Dis tributio n Ne tw o rk

Fevereiro 2006

Enquadramento: Como resolver o problema?

• Na componente térmica:

– CCGT

– Cogeração (grandes unidades e micro-cogeração)

– Novas centrais a carvão (clean coal) ?

– Nuclear ??? (Apenas 1 central 9,5 TWh/8000 h 1200 MW)

• Na componente renovável:

– Produção eólica: 2,5 GW (2200h)

– Produção solar fotovoltaica (µgeração): 0,5 GW (1300 h)

– Exploração da energia das ondas: 0,5 GW (2000 h)

– PCH: 200 MW -> 0,5 TWh

– Biomassa, Biogás, RSU: 250 MW -> 1 TWh

– GRANDE HÍDRICA: 750 MW * -> 0,5 TWh

• * - reforços de potência

• Na componente térmica:

– CCGT

– Cogeração (grandes unidades e micro-cogeração)

– Novas centrais a carvão (clean coal) ?

– Nuclear ??? (Apenas 1 central 9,5 TWh/8000 h 1200 MW)

• Na componente renovável:

– Produção eólica: 2,5 GW (2200h)

– Produção solar fotovoltaica (µgeração): 0,5 GW (1300 h)

– Exploração da energia das ondas: 0,5 GW (2000 h)

– PCH: 200 MW -> 0,5 TWh

– Biomassa, Biogás, RSU: 250 MW -> 1 TWh

– GRANDE HÍDRICA: 750 MW * -> 0,5 TWh

• * - reforços de potência

Fevereiro 2006

Impacto Técnico e Económico no Sistema Eléctrico

• Sistema com fragilidades intrínsecas• Sistema com fragilidades intrínsecas

Fevereiro 2006

Impacto Técnico e Económico no Sistema Eléctrico

Instalação de Instalação de umauma central nuclear de 1600 MW central nuclear de 1600 MW

• Ligação da central em nós com custo marginal elevado por oposição a uma solução de várias centrais térmicas (ex. CCGTs) a ligar em nós com baixos custos marginais ou até custos marginais negativos

• Necessidade de reforço das infraestruturas de rede Sobrecustos

• Aumento das perdas nas redes Sobrecustos

• Garantia da segurança de abastecimento:– Qual a FOR; Quais os tempos de reparação e manutenção? (Há séries

históricas de dimensão suficiente para inferir estes valores) Meses? Identificação do volume de reserva de back-up

– Avaliações de risco– Centrais de back-up sobrecustos

Instalação de Instalação de umauma central nuclear de 1600 MW central nuclear de 1600 MW

• Ligação da central em nós com custo marginal elevado por oposição a uma solução de várias centrais térmicas (ex. CCGTs) a ligar em nós com baixos custos marginais ou até custos marginais negativos

• Necessidade de reforço das infraestruturas de rede Sobrecustos

• Aumento das perdas nas redes Sobrecustos

• Garantia da segurança de abastecimento:– Qual a FOR; Quais os tempos de reparação e manutenção? (Há séries

históricas de dimensão suficiente para inferir estes valores) Meses? Identificação do volume de reserva de back-up

– Avaliações de risco– Centrais de back-up sobrecustos

Fevereiro 2006

Impacto Técnico e Económico no Sistema Eléctrico

• Garantia da segurança de exploração

– Sobreviver à perda súbita de uma unidade 1600 MW

– Necessidade de aumentar o volume da reserva secundária / terciária

– Necessidade de reforço da interligação (incluindo rede de Espanha)

• Funcionamento do mercado de electricidade

– Redução da diversidade da oferta limitando o funcionamento do mercado (ligação de outros GenCo a contratos de back-up)

• Garantia da segurança de exploração

– Sobreviver à perda súbita de uma unidade 1600 MW

– Necessidade de aumentar o volume da reserva secundária / terciária

– Necessidade de reforço da interligação (incluindo rede de Espanha)

• Funcionamento do mercado de electricidade

– Redução da diversidade da oferta limitando o funcionamento do mercado (ligação de outros GenCo a contratos de back-up)

Fevereiro 2006

Segurança de exploração

• Consequências da súbita saída de serviço de um grupo nuclear nas interligações

• Necessidade de reforço das interligações e ou Redução da capacidade comercial das interligações compromete MIBEL

• Consequências da súbita saída de serviço de um grupo nuclear nas interligações

• Necessidade de reforço das interligações e ou Redução da capacidade comercial das interligações compromete MIBEL

(Esta situação já não se coloca com a energia eólica ou PD!!)

Perda de 1 CCGT

Perda de 1600 MW

Aumentode trânsitode potênciana interligação

Fevereiro 2006

Impacto Técnico e Económico

• Sobrecustos:

– Custos de investimento em infraestruras de rede

– Custos de investimento em reforço de interligações

– Custos de investimento em reservas

– Custos de exploração acrescidos (perdas, ...)

– Custos com o tratamento de resíduos

– Custos da estrutura de regulação e inspecção nuclear

– Outros custos ...

• Necessário quantificar os sobrecustos

• Quem os paga? Tarifas de uso de redes? UGS?

• Sobrecustos:

– Custos de investimento em infraestruras de rede

– Custos de investimento em reforço de interligações

– Custos de investimento em reservas

– Custos de exploração acrescidos (perdas, ...)

– Custos com o tratamento de resíduos

– Custos da estrutura de regulação e inspecção nuclear

– Outros custos ...

• Necessário quantificar os sobrecustos

• Quem os paga? Tarifas de uso de redes? UGS?

Consumidor

Fevereiro 2006

Conclusões

• A opção nuclear em Portugal exige estudos de impacto pluridisciplinares aprofundados:

– Impactos ambientais

– Impactos técnicos

– Avaliação do interesse económico

• Impacto da dependência tecnológica

• Avaliação do impacto na sustentabilidade do modelo de desenvolvimento económico que se pretende para Portugal

• A opção nuclear em Portugal exige estudos de impacto pluridisciplinares aprofundados:

– Impactos ambientais

– Impactos técnicos

– Avaliação do interesse económico

• Impacto da dependência tecnológica

• Avaliação do impacto na sustentabilidade do modelo de desenvolvimento económico que se pretende para Portugal

Fevereiro 2006

Opinião prudente:

A opção por um grupo nuclear de 1600 MW não é interessante para Portugal num futuro próximo, atendendo ao volume de energia a alimentar e às características do sistema eléctrico português.

Opinião prudente:

A opção por um grupo nuclear de 1600 MW não é interessante para Portugal num futuro próximo, atendendo ao volume de energia a alimentar e às características do sistema eléctrico português.

Conclusões