p As usinas nucleares normalmente funcionam com capacidade total ou não funcionam. Ainda assim, as usinas têm a capacidade técnica de se ajustar às mudanças na demanda de energia e, assim, acomodar melhor as fontes de energia renovável, como a eólica ou solar. p Pesquisadores do Laboratório Nacional de Argonne do Departamento de Energia dos EUA (DOE) e do Instituto de Tecnologia de Massachusetts exploraram recentemente os benefícios de fazer exatamente isso. Se as usinas nucleares gerassem energia de maneira mais flexível, os pesquisadores dizem, as usinas podem reduzir os custos de eletricidade para os consumidores, possibilitar o uso de mais energia renovável, melhorar a economia da energia nuclear e ajudar a reduzir as emissões de gases de efeito estufa.

p A equipe explorou as restrições técnicas às operações flexíveis em usinas nucleares e apresentou uma nova maneira de modelar como esses desafios afetam o funcionamento dos sistemas de energia. "Operações flexíveis de energia nuclear são uma situação em que todos ganham, 'reduzindo os custos operacionais do sistema de energia, aumentando as receitas para proprietários de usinas nucleares e reduzindo significativamente a restrição de energia renovável, "escreveu a equipe em um Energia Aplicada artigo publicado online em 24 de abril.

p Audun Botterud, um engenheiro de sistemas de energia principal na divisão de sistemas de energia da Argonne, é encorajado por como, pela primeira vez, "esta pesquisa avalia e demonstra o valor potencial das operações nucleares flexíveis em um sistema de energia realista nos Estados Unidos desafiado pela alta variabilidade na geração de energia renovável."

p O estudo ajuda a dissipar visões de longa data de que as usinas nucleares devem operar em modo de "carga de base", produzindo energia na capacidade nominal máxima sempre que estiverem on-line. As usinas nucleares podem até mesmo responder dinamicamente aos preços do mercado de eletricidade por hora e às necessidades de regulação de frequência de segundo a segundo, a equipe encontrou. Os sistemas de energia que incluem energia renovável devem ser mais flexíveis para equilibrar a oferta e a demanda em todos os momentos. Operadores nucleares na França, A Alemanha e outros países estão familiarizados com essa abordagem, mas menos nos Estados Unidos.

p Os pesquisadores desenvolveram uma representação matemática das restrições operacionais induzidas pela física decorrentes da dinâmica do reator nuclear e do ciclo de irradiação de combustível no artigo sobre Energia Aplicada e em um artigo complementar, publicado em Tecnologia Nuclear . A equipe interdisciplinar então combinou a nova abordagem com modelos de simulação de sistemas de energia para avaliar o custo geral de geração de eletricidade, preços de mercado e receitas resultantes para usinas de energia, assumindo diferentes níveis de flexibilidade nuclear.

p "As usinas nucleares são regidas por um conjunto diferente de princípios em comparação com outros geradores, e nossa abordagem permite a representação dessas relações na análise de sistemas de energia e mercados de eletricidade, "disse Francesco Ganda, o principal investigador do projeto e um dos principais engenheiros nucleares da divisão de Engenharia e Ciência Nuclear da Argonne.

p Por ser flexível, os operadores da planta podem reduzir os custos operacionais gerais no sistema de energia. Por exemplo, os operadores poderiam gerar menos energia nuclear sempre que a energia renovável estiver amplamente disponível. As usinas nucleares poderiam então explorar sua capacidade ociosa para vender valiosas "reservas operacionais, "ou a capacidade de alterar rapidamente a saída de energia para ajudar os operadores da rede a reequilibrar a oferta e a demanda quando ocorrem eventos inesperados, como falhas de usinas ou erros nas previsões de demanda.

p Essa flexibilidade pode aumentar a lucratividade das usinas nucleares, aumentando as receitas dos mercados de eletricidade e reduzindo os custos variáveis ​​de operação e manutenção. Geral, A flexibilidade da usina nuclear também pode ajudar a integrar mais recursos eólicos e solares e reduzir a produção de energia proveniente de combustíveis fósseis e as emissões de dióxido de carbono relacionadas.

p Jesse Jenkins, pesquisador graduado da MIT Energy Initiative, observa como a abordagem e estudo de modelagem dos pesquisadores "nos dá ferramentas para explorar ainda mais os benefícios potenciais das operações nucleares flexíveis para trabalhar em conjunto com maiores parcelas de fontes variáveis ​​de geração de energia renovável no caminho para o fornecimento de eletricidade de baixo carbono."