Avaliação Econômica da Produção de Hidrogênio Utilizando um Reator Nuclear Modular Pequeno (SMR) como Fonte de Energia

Autores

  • Vinicius Porto Feitosa Universidade Federal de Pernambuco image/svg+xml , Centro Regional de Ciências Nucleares do Nordeste image/svg+xml
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DOI:

https://doi.org/10.15392/2319-0612.2026.3052

Palavras-chave:

Reatores SMR, Economia de Hidrogênio, Análise de Custo, Transição Energética

Resumo

O hidrogênio é um importante vetor energético para a transição energética mundial. Por possuir baixa emissão de carbono, tornou-se o principal objeto de estudo das grandes nações. Os reatores nucleares modulares pequenos (SMRs, in English), por conseguinte, apresentam caráter inovador na área nuclear. Essa tecnologia traz mais versatilidade, segurança e menores custos para a produção de energia em uma escala reduzida quando comparada a reatores de grande porte (LR, Large Reactor in English). Esse trabalho apresenta uma avaliação econômica da produção de hidrogênio utilizando um SMR como fonte de energia primária. A metodologia consiste na utilização do software, disponibilizado pela Agência Internacional de Energia Atômica (IAEA, in English), Hydrogen Economic Evaluation Programme (HEEP), para estimar o custo nívelado da produção de hidrogênio (LCOH, em USD/kg de H2) usando SMRs. O modelo considera características intrínsecas à planta de geração de energia e da planta de eletrólise por membrana polimérica (PEM, in English), esta fornecida pela Hytron/NEA. Fez-se necessário, para validar a metodologia, avaliar os custos de produção de hidrogênio para um reator de grande porte sólido no mercado, o AP1000, Westinghouse. Com esses resultados, foi avaliado um SMR construído sobre as mesmas condições inflacionárias do LR para não haver distorções significativas nos resultados, o NuScale de 77 MWe. Para uma análise fidedigna à realidade, utilizaram-se estudos de custo disponibilizados por entes internacionais como o MIT e o Departamento Nacional de Energia Atômica dos EUA (DOE/NEA) e, quando possível, pela NuScale e Westinghouse, empresas responsáveis pelos reatores a serem trabalhados. Resultados preliminares mostram que o SMR apresenta relevante competitividade em termos de custo de hidrogênio quando comparado a fontes alternativas de energia limpa, como a solar térmica, solar fotovoltaica e eólica. Devido ao caráter versátil, escalável e de geração contínua, previsível e despachável dos SMRs, a diferença encontrada torna-se pouco relevante. Isso valida o potencial da tecnologia nuclear que, por sua vez, apresenta papel estratégico para a transição energética tanto no mundo como no Brasil, além de reforçar a importância de avaliações profundas sobre o tema.

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Biografia do Autor

  • Vinicius Porto Feitosa, Universidade Federal de Pernambuco, Centro Regional de Ciências Nucleares do Nordeste

    Realizo pesquisas sobre avaliações econômicas do uso de unidades de energia nuclear para a produção de hidrogênio de baixo carbono. Além disso, atuo em simulações de CFD para estimar a eficiência e o comportamento das bolhas em eletrolisadores voltados à produção de hidrogênio verde. Tenho grande interesse em inteligência artificial e desenvolvi uma rede neural artificial totalmente funcional a partir do zero, utilizando apenas programação padrão, sem o uso de bibliotecas especializadas. Atualmente, busco aprofundar meu entendimento sobre o comportamento de perceptrons multicamadas (MLPs) e algoritmos de aprendizado profundo. Também possuo experiência na previsão de defeitos em materiais, tendo desenvolvido um algoritmo capaz de monitorar a integridade estrutural de componentes de pontes de concreto e determinar a frequência com que necessitam de manutenção pelas organizações responsáveis. Ademais, realizo pesquisas em eletrólise experimental de um reator sem membrana para a produção de hidrogênio no âmbito do programa PRH-48.1.

  • Fernando Roberto de Andrade Lima, Centro Regional de Ciências Nucleares do Nordeste

    Possui graduação em Engenharia Mecânica pela Universidade Federal de Pernambuco (1968), graduação em Bacharel em Física pela Universidade Federal de Pernambuco (1971), mestrado em Tecnologias Energéticas Nucleares pela Universidade Federal de Pernambuco (1981) e doutorado em Engenharia Nuclear e Planejamento Energético pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (1990). Exerceu o cargo de Pesquisador Titular do Centro Regional de Ciências Nucleares do Nordeste da Comissão Nacional de Energia Nuclear (CRCN-NE/CNEN) até outubro de 2015 e de Diretor deste Centro de julho de 2013 até setembro de 2017. Aposentado do CRCN-NE/CNEN, atua atualmente como Pesquisador Colaborador deste Centro. Foi também Professor Permanente do Programa de Pós-Graduação em Tecnologias Energéticas e Nucleares da Universidade Federal de Pernambuco (PROTEN/UFPE/CNEN), até 2020, tendo exercido a função de Vice Coordenador deste Programa em 2012 e 2013. Foi Professor Colaborador do Programa de Pós-Graduação em Tecnologia da Energia (UPE) de 2010 até 2014. Tem experiência na área de Engenharia Nuclear, com ênfase em transferência de calor em reatores e análise de sensibilidade via métodos perturbativos e na área de Dosimetria e Proteção Radiológica, com ênfase em dosimetria numérica utilizando Técnicas Monte Carlo e fantomas de voxels.

  • Caio Július César Miranda Rodrigues da Cunha, Centro Regional de Ciências Nucleares do Nordeste

    Master's (2019) and PhD (2023) in Energy and Nuclear Technologies from the Federal University of Pernambuco (UFPE). He has a degree in Chemical Engineering from Centro Universitário Maurício de Nassau (2017). As a master's and doctoral student, he developed and implemented thermohydraulic models using computational fluid dynamics (CFD) to evaluate the operating conditions of the AP1000 reactor using a mixture of uranium and thorium oxides as nuclear fuel. He also developed codes in MATLAB for coupling between SERPENT (reactor physics) and ANSYS CFX / ANSYS FLUENT (reactor engineering) codes. He is currently a postdoctoral researcher and works as a CFD engineer in thermal and hydraulic analyses using the ANSYS CFX and ANSYS FLUENT tools to ensure the safe operation of new nuclear reactor proposals foreseen in the National Energy Plan (PNE) strategies on the horizon 2030 and 2050. He is also part of the team of experts for the CNPQ universal project: "Implementation of new experimental techniques for 3D analysis of thermohydraulic phenomena in investigations of SMR type reactors".

  • Daniel González Rodríguez, Universidade Federal de Pernambuco

    Possui graduação em Ingeniería en Tecnologías Nucleares y Energéticas pelo Instituto Superior de Tecnologías y Ciencias Aplicadas (InSTEC)(2010,Havana,Cuba), com diploma revalidado no curso de Engenharia Nuclear pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) (2018) e registro profissional no CREA-SP. Mestre em Ingenieria e Instalaciones Nucleares pelo InSTEC (2013, Havana, Cuba) e Doutor em Tecnologias Energéticas e Nucleares na Universidade Federal de Pernambuco UFPE (2017, Recife, Brasil). Desempenhou o cargo de Professor no InSTEC (2010-2017, Havana,Cuba), vinculado ao Curso de graduação em Ingeniería en Tecnologías Nucleares y Energéticas, e desde 2019 atua como colaborador no Programa de Pós-graduação em Tecnologias Energéticas e Nucleares do DEN, UFPE. Desde 2017 integra o Grupo de Engenharia de Reatores no Centro Regional de Ciências Nucleares do Nordeste (CRCN-NE) em Recife-PE. Atualmente é Professor Adjunto da Universidade Federal de Pernambuco CAS-UFPE e atua como coordenador do curso de Engenharia de Energias Renováveis.Tem vários artigos científicos publicados na área energética, com ênfase em processos de produção de hidrogênio, eficiência energética, reatores nucleares inovativos e termoidraúlica nuclear. Possui 15 anos de experiência no ensino superior, principalmente nas disciplinas de Resistência dos Materiais, Mecânica, Modelagem de processos de Engenharia, Métodos dos Elementos Finitos, Transferência de Calor em Regime bifâsico, Análise de Reatores Nucleares, Introdução ao Cálculo, Introdução à Engenharia de Energias Renováveis e Engenharia de Sistemas de Eenrgia.

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Publicado

24-07-2026

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Edição

v. 14 n. 3 (2026)

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