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Aug 29, 2023

Os reatores nucleares são uma solução de energia limpa para o setor marítimo civil

A energia nuclear tem sido historicamente usada para abastecer navios militares dos EUA, mas não para navios civis. Patrick Pennella, Alex Polonsky e Jane Accomando explicam como a inovação na tecnologia nuclear

A energia nuclear tem sido historicamente usada para abastecer navios militares dos EUA, mas não para navios civis. Patrick Pennella, Alex Polonsky e Jane Accomando explicam como a inovação na tecnologia nuclear fornece uma solução energética segura e limpa.

Embora a energia nuclear tenha sido utilizada com sucesso para alimentar navios militares dos EUA desde a década de 1950, a utilização para fins marítimos civis nunca evoluiu além de alguns projetos experimentais. Os elevados custos de capital inicial e as preocupações com a segurança impediram que a energia nuclear para a frota marítima civil atingisse um nível crítico.

No entanto, as inovações na tecnologia nuclear, combinadas com um impulso para descarbonizar a indústria marítima civil, oferecem agora a oportunidade de revitalizar o conceito a custos comercialmente viáveis.

A Marinha dos EUA empregou dezenas de navios de guerra movidos a energia nuclear sem quaisquer eventos de segurança significativos relacionados com os reactores. Os EUA, no entanto, construíram apenas um único navio mercante movido a energia nuclear – a prova de conceito NS Savannah. Um navio híbrido de carga e passageiros, o Savannah operou com sucesso de 1959 a 1972, mas sua capacidade limitada de carga e passageiros tornou a operação contínua antieconômica.

A intenção por trás do Savannah era apenas provar o conceito. E aconteceu. Vários outros países operaram com sucesso embarcações civis experimentais movidas a energia nuclear, mas, como foi o caso nos EUA, a adopção generalizada nunca ocorreu.

A propulsão nuclear sempre produziu diversas vantagens importantes em relação às fontes de combustível convencionais.

Primeiro, os navios movidos a energia nuclear podem passar anos sem reabastecer. Embora os navios convencionais possam normalmente reabastecer simultaneamente com as operações de carga, os proprietários de navios nucleares poderiam preocupar-se menos com a volatilidade dos preços dos combustíveis, uma vez que os preços do urânio não são tão voláteis como os do petróleo. Da mesma forma, o grande custo inicial de capital de um reactor nuclear pode ser compensado pelo custo constante do consumo de combustível, que para um grande navio porta-contentores pode exceder 3 milhões de dólares por mês.

Em segundo lugar, a densidade energética do combustível nuclear elimina a necessidade de armazenar milhões de galões de óleo combustível. Este benefício elimina o compromisso tradicional entre armazenamento de combustível e espaço de carga. As embarcações nucleares podem reaproveitar o espaço ocupado pelos tanques de combustível para carga.

Mesmo tendo em conta a blindagem necessária, em comparação com um grande navio porta-contentores de propulsão convencional, um navio movido a energia nuclear de tamanho semelhante poderia conter mais contentores de transporte padrão e operar a velocidades mais elevadas.

Da mesma forma, em navios movidos a energia nuclear não haveria tanques de combustível que pudessem romper em caso de acidente marítimo, evitando a descarga de milhares de barris de óleo combustível em ambientes litorais sensíveis e os custos associados de remediação.

Um estudo de julho de 2023 do American Bureau of Shipping confirmou esses dois primeiros pontos. Com base num modelo, o estudo concluiu que a utilização de dois reactores rápidos de 30 MW num grande navio porta-contentores aumentaria a capacidade de carga e a velocidade de operação.

Em outra configuração, o emprego de quatro microrreatores de tubo de calor de 5 MW em um grande navio-tanque diminuiria a capacidade de carga, mas aumentaria a velocidade operacional. E, em ambos os exemplos, o combustível poderia durar 25 anos – a vida operacional típica de uma embarcação comercial.

Terceiro, o combustível convencional é o óleo combustível e emite subprodutos da combustão, como dióxido de carbono e partículas. À medida que as regulamentações ambientais relativas às emissões se tornam mais rigorosas a nível mundial, a energia nuclear oferece uma fonte fiável de energia limpa e isenta de carbono.

Avanços recentes na tecnologia de reatores nucleares aumentam a competitividade das embarcações movidas a energia nuclear. O advento de reatores micro e pequenos modulares oferece um projeto padronizado que pode alcançar economia de escala para tornar os SMRs econômicos. Embora estes projetos tenham sido destinados à geração de energia em terra, seu tamanho e padronização os tornam adequados para uso em embarcações comerciais.

O elevado número de grandes navios comerciais cria o potencial para implantação em massa, criando benefícios de economias de escala, formação padronizada de operadores e cadeias de abastecimento estáveis.