El futuro modelo energético español y la coyuntura nuclear ... medio por tecnologías 127 603 4 9...
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1 Emilio Minguez Torres Departamento de Ingeniería Nuclear Instituto de Fusion Nuclear UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID ([email protected]) El futuro modelo energético español y la coyuntura nuclear española 12 de julio, 2010 Curso de verano La Granja
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Emilio Minguez TorresDepartamento de Ingeniería NuclearInstituto de Fusion NuclearUNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID([email protected])
El futuro modelo energético español yla coyuntura nuclear española
12 de julio, 2010Curso de veranoLa Granja
El sistema energético mundial está basado principalmente en el consumo de combustibles fósiles:
Petróleo, carbón y gas (80%).Energía nuclear (7%).Energía hidráulica (10,5%).Biomasa y renovables (2,5%).
En generación eléctrica los porcentajes son:Petróleo, carbón y gas (64%).Nuclear (17%).Hidráulica y resto otras renovables (19%).
Introducción
2
Aumento espectacular de la
demanda.
Agotamiento de reservas.
Fin del mercado del petróleo barato.
Garantía de suministro.
Competitividad.
Respeto al medio ambiente.
Desarrollo sostenible.
Ahorro y eficiencia.
Retos energéticos de futuro
LISBOA
KIOTO MOSCÚSeguridad de suministroDesarrollo sostenible/
eficiencia
Competitividad
Equilibrio
Elementos esenciales de una política energética para Europa
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España es un país sin recursos propios:
Importa más del 80% de la energía primaria consumida.
50% de la producción eléctrica con combustibles importados.
Vulnerabilidad.
Factura energética exterior: unos 50.000 M / año.
Isla eléctrica:
Situación geográfica periférica.
Red de conexión eléctrica con la UE insuficiente.
Problemática medioambiental asociada:
Compromisos del Protocolo de Kioto (emisiones de CO2).
España triplica el máximo de emisiones permitidas
Análisis de la situación energética en España
Grado de dependencia exterior
UE-27 52,3%
España 81,2%
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Sistema eléctrico español (año 2008)
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Centrales nucleares españolas
Sta. Mª de GAROÑA
ASCÓ I y II
VANDELLÓS II
BURGOS
TARRAGONAGUADALAJARA
VALENCIACÁCERES
TRILLO
COFRENTES
ALMARAZ I y II
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8 reactores en funcionamiento en 6 emplazamientos. ( 7727 MWe)
8,14% del total de la potencia instalada.
Producción en 2008 del 18,29% de la electricidad consumida.
Evitan la emisión anual de 40 millones de toneladas de CO2, equivalentes
a las emisiones de más de la mitad del parque automovilístico español.
Ofrecen estabilidad a la red y garantizan el suministro eléctrico.
El sector nuclear emplea a unas 30.000 personas (puestos directos e
indirectos).
La energía nuclear es la fuente que más horas funciona al año .
El escenario nuclear en España
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Funcionamiento medio por tecnologías
1271
7603
4190
1518
4164
2004
4154
3382
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
Hidráu
lica
Nuclea
r
Carbón
Fuel/
Gas
Ciclo C
ombin
ado
R.E. Eó
lica
Resto R
ég. E
specia
l (*)
Global
(**)
hora
s
* Cogeneración, minihidráulica, biomasa, residuos** Producción total / potencia total instaladaFuente: Elaboración propia a partir de los datos del Avance Estadístico de la Industria Eléctrica 2008 de UNESA y de REE
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Fuel TypeFuel Type
Average Capacity Average Capacity Factors (%)Factors (%)
NuclearNuclear 91.891.8
Coal (Steam Coal (Steam Turbine)Turbine)
71.871.8
Gas (Combined Gas (Combined Cycle)Cycle)
43.343.3
Gas (Steam Gas (Steam Turbine)Turbine)
16.016.0
Oil (Steam Oil (Steam Turbine)Turbine)
19.619.6
HydroHydro 27.827.8
WindWind 30.430.4
SolarSolar 19.819.8
Las centrales nucleares son una fuente de producción de electricidad
libre de emisiones.
No emiten gases ni partículas causantes del efecto invernadero y del
cambio climático.
Son la única fuente disponible actualmente capaz de suministrar
grandes cantidades de electricidad sin contaminar la atmósfera.
A nivel mundial, evitan cada año el 8% de las emisiones de CO2; 700
millones de toneladas de CO2 en Europa, idéntico valor en EEUU, y 40
millones de toneladas de CO2 en España.
Energía nuclear y medioambiente
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Emisiones por tipo de combustible
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Eficiencia energética
Se necesitan 810 kilos de carbón, 565 litros de petróleo o 480 metros cúbicos de gas natural para conseguir la misma cantidad de electricidad que una pastilla de uranio, que tiene 5 gramos de peso
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Ciclo del combustible nuclear
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El uranio es muy abundante en la naturaleza, está muy diversificado, no tiene otro uso a parte de ser combustible nuclear y proviene de países geopolíticamente
estables
Recursos de combustible
Australia25%
Kazastán17%
Canadá9%
Rusia4%
Uzbequistán2%
Níger5%
Ucrania2%
Jordania2%
India1%
China1%
Otros6%
EE.UU.7%
Sudáfrica7%
Namibia6%
Brasil6%
Reservas
13Existen el Torio y el Plutonio para su empleo como combustibles
Disponibilidad de reservas de uranio
1 Reservas Identificadas = Garantizadas + Reservas Inferidas = 4.74 MtU
2 Reservas Convencionales Totales = Garantizadas + Inferidas + Extrapoladas + Reservas Especuladas = 14,8 MtU
3 Fosfatos = Uranio contenido en fosfatos = 22 MtU
Datos en años de producción de electricidad (referencia 2004)
Fuente: Uranio 2005: recursos, producción y demanda. NEA-OCDE/OIEA 2006
RI 1 RCT 2 RCT + Ph 3
Reactores actuales 85 270 675
Nuevos reactores 2.550 8.000 20.000
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Las reservas de torio y los stocks de plutonio contribuyen al alargamiento de recursos de combustible nuclear para las nuevas centrales nucleares
La energía nuclear generada es competitiva
Porque tiene bajo coste operativo , baja sensibilidad a la variación del precio del combustible, y estabilidad a largo plazo de los costes de producción eléctrica
Fuente: NEA/OCDE
1015
20
30
7567
50
12
3018
58
150%
20%
40%
60%
80%
100%
Gas Petróleo Carbón Nuclear
Combustible
O&M
Inversión
15
Capital: 56%Operación: 25%Combustible: 14%Combust. Gastado: 3%Desmantelamiento: 2%
En la balanza de pagos:
20% de la electricidad consumida, equivalente a 100 M barriles / año
3.500 M /año a 5.000 M /año (40 $/bl a 60 $/bl).
En ahorro de emisiones de CO2:
40 millones de toneladas de CO2 anuales
con un precio de 20 /t CO2 : 800 M /año
Aportación de las CCNN para España
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Es necesario analizar y decidir la estrategia energética global española:
Pacto de Estado y un plan energético a largo plazo.
Hay que contar con una cesta eléctrica equilibrada.
Un mix eléctrico óptimo para en España en el horizonte 2030 podría
consistir:
1/3 energías renovables.
1/3 centrales térmicas (carbón + gas).
1/3 energía nuclear.
El futuro
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Mantener en funcionamiento las centrales nucleares actuales.
Operar a largo plazo los reactores:
Seguridad garantizada.Inversiones realizadas.Renovación de autorizaciones de explotación.
Construir, en el horizonte 2030, 11.000 MW nucleares adicionales
Como pasar del 18% al 30% nuclear en 2030
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Porqué la operación a largo plazo
Tendencia internacional: 60 años de operación
19
Pág. 20
Operación a largo plazo en el mundo
EE.UU.
El Gobierno de EE.UU. apuesta de forma explícita por alargar la operación de las CC.NN. hasta 60 años y construir nuevas centrales para garantizar la seguridad de suministro
La NRC, organismo regulador del país, ha renovado las autorizaciones de funcionamiento a 54 reactores por un plazo adicional de 20 años, elevando la autorización inicial hasta los 60 años de operación
Japón
El Gobierno de Japón es favorable a extender la operación de las centrales nucleares hasta 60 años y construir nuevas centrales para garantizar la seguridad de suministro y controlar las emisiones de GHG
KEPCo y TEPCo están en periodo de solicitar las licencias para la extensión de 20 años en la operación de las centrales para alcanzar los 60 años
Estas centrales incluyen todos los reactores BWR (tecnología de Garoña)
Francia
Operación del parque existente sin limitación de la vida útil y desarrollo de nuevos reactores avanzados
Licencias sin plazo límite de operación definido (se obliga a introducir medidas preventivas a reactores de más de 30 años)
Apuesta por la operación a largo plazo de las centrales nucleares y construcción de nuevos reactores
Suecia
No hay una estrategia definida de extensión de funcionamiento aunque se están dando los pasos para promover la expansión de la vida útil
Varios reactores BWR (Oskarhamn 3, Forsmark 1-2-3) están
aumentando su capacidad
Holanda
Opinión favorable del Gobierno y compañías eléctricas para la extensión de la operación de las centrales
Concesión de licencia de operación a 60 años del reactor de Borssele (PWR)
Reino Unido
El Gobierno de Reino Unido ha anunciado la construcción de nuevas centrales nucleares y a la extensión de la operación de las existentes
Apoyo de las compañías eléctricas a la construcción de centrales nucleares
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La operación a largo plazo de las centrales nucleares constituye una
garantía de:
Independencia y diversificación del abastecimiento energético.
Respeto por el medio ambiente.
Mantenimiento de la competitividad en el mercado de generación
eléctrica.
Estabilidad en el funcionamiento del sistema eléctrico.
Mejora de la competitividad de las empresas españolas.
Ventajas de la operación a largo plazo
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El proyecto de construcción de centrales nucleares con una potencia instalada de
11.000 MW adicionales en el horizonte 2030 supondría:
La generación de valor añadido por un cantidad superior a 10.000 millones de (a
precios constantes de 2008).
Un empleo acumulado de 172.000 empleos-año.
El ahorro de un volumen importante de emisiones de CO2 a la atmósfera,
cuyo valor se estima entre unos 3.500 y unos 21.000 millones de , según los
supuestos considerados.
Además, contribuye al logro del objetivo estratégico de mejorar la seguridad del
suministro eléctrico en España.
Ventajas de la ampliación del parque nuclear
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Ingeniería.
Fabricación y suministro de equipos.
Construcción y montaje.
Fabricación de combustible.
Puesta en marcha de instalaciones.
Operación y mantenimiento de instalaciones.
Desmantelamiento y clausura.
Organismo regulador (CSN)
Participa en el desarrollo nuclear internacional
Tiene capacidad para afrontar más del 80% de un nuevo programa de construcción de centrales nucleares en España
¿Existe una industria nuclear española competitiva?
23
24
FABRICA DE ELEMENTOS COMBUSTIBLES DE ENUSA
EN JUZBADO (Salamanca)
25
La opinión pública europea se ha vuelto más
favorable a la energía nuclear.
Si en 2005, un 37% de los encuestados de la UE25
estaba total o bastante a favor, en 2008, lo está un
44% de los encuestados de la UE27 (un 45% estaría
total o bastante en contra, por un 55% en 2005).
En España, el porcentaje de los favorables ha
pasado del 16 al 24%, pero seguimos a la cola de la
UE27 según el nivel de apoyo a la energía nuclear así
medido. El grado de información es el mas bajo de la
UE
Opinión pública
26
Opinión en Estados Unidos
27
Increasing Public Support
Important for our energy future
80%
Favor use of nuclear energy
67%
Keep theoption to build nuclearplants
71%
Definitely build nuclear
plants in future
60%
Accept new
reactorsat nearestplant
62%Source: Bisconti Research Inc.
Presupuesto de 2010: 38.000 M financiar préstamos para laconstrucción de nuevas CCNN
Es importante que la sociedad conozca que los residuos
radiactivos están perfectamente vigilados, controlados y
gestionados.
España dispone de una instalación para la disposición final de los
residuos de media y baja actividad en El Cabril (Hornachuelos,
Córdoba), que almacena los residuos procedentes de las instalaciones
nucleares y radiactivas del país.
Para los residuos de alta actividad España dispondrá de un
Almacén Temporal Centralizado en superficie. Este almacén es
similar a otros ya instalados en Europa (en la foto, el de Holanda)
¿Están controlados los residuos ?
28
29
Centro de Almacenamiento El Cabril
CONTENEDORES
CELDAS CONCOBERTURA PROVISIONAL
TECHADO MOVIL
GALERIA INSPECCION
CAPA DEPROTECCION
COBERTURA A LARGO PLAZO
TIERRA VEGETAL
GRAVA GRUESA
CAPA IMPERMEABILIZANTEDE ARCILLA COMPACTADA
IMPERMEABILIZACION MEMBRANASINTETICA
RELLENO
(DRENANTE)1ª CAPA DE ARENA
(DRENANTE)2ª CAPA DE ARENA
(DRENANTE)3ª CAPA DE ARENA
30
Centro de Almacenamiento El Cabril
31
El combustible una vez acabada su vida útil en
una Central Nuclear conserva alrededor de
un 95% de su capacidad energética.
¿PODEMOS CONSIDERARLO UN RESIDUO?
EL COMBUSTIBLE COMO RESERVA ENERGÉTICA
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VÍA HÚMEDA:
PISCINAS
VÍA SECA:
CONTENEDORES METÁLICOS:
Almacenamiento
Almacenamiento y transporte
CONTENEDORES DE HORMIGÓN
NICHOS DE HORMIGÓN
CÁMARAS O BÓVEDAS
TECNOLOGÍAS DE ALMACENAMIENTO TEMPORAL DE CG Y RAA
Surry (EE.UU.)
O Conee (EE.UU.) Habog (Holanda)Pickering Ph1 (Canadá)
Clab (Suecia)
Zwilag (Suiza)
33
Instalación de HABOG
34
DESCRIPCIÓN DE LA INSTALACIÓN ATC
Blinda la radiación emitida y evacua el calor generadoGarantiza el control y aislamiento del material radiactivoProporciona capacidad de almacenamiento temporal durante 100 añosPermite la recuperación del CG y los RAA para su paso a la siguiente etapa de
gestión
35
Coste de gestión del CG
438 reactores en funcionamiento en 31
países.
Generan el 17% de la electricidad
mundial consumida.
53 reactores en construcción en
11 países.
137 reactores más programados
295 reactores propuestos
Presente y futuro nuclear en el mundo
Fuente: Internacional de Energía Atómica (www.iaea.org), septiembre 09
Países con reactores en construcción
Nº Total MWe
ARGENTINA 1 692
BULGARIA 2 1906
CHINA 16 15220
ESLOVAQUIA 2 810
FINLANDIA 1 1600
FRANCIA 1 1600
INDIA 6 2910
IRAN 1 915
JAPÓN 2 2191
COREA DEL SUR 6 6520
PAKISTÁN 1 300
RUSIA 9 6894
UCRANIA 2 1900
ESTADOS UNIDOS 1 1165
Total: 53 47223
36
Evolución de los conceptos nucleares
Centrales nucleares previstas
38
39
En la Unión Europea, 15 de los 27 estados miembros tienen centrales nucleares
en operación.
Hay 145 reactores en funcionamiento.
Producen un tercio de la electricidad consumida en la UE.
4 unidades más están en construcción:
2 en Bulgaria.
1 en Finlandia.
1 en Francia.
400.000 empleados trabajan en este sector.
CCNN en Europa
40
41
Francia/ Reino Unido
Francia
Apuesta nuclear clara y decidida.
58 reactores nucleares en
funcionamiento.
Producen el 78% de la electricidad.
Construye un nuevo reactor
avanzado (EPR) en Flamanville.
En enero de 2009, el Gobierno
francés anunció la decisión de
iniciar la construcción de un nuevo
reactor en 2012.
Reino Unido
19 reactores en operación.
Producen el 19% de la electricidad.
En enero de 2008 el Parlamento británico
dio luz verde a la construcción de
nuevas centrales nucleares.
Objetivos: garantizar las necesidades
energéticas del país y frenar el cambio
climático.
Comienzo de construcción de las
nuevas unidades en 2012, y podrían
entrar en funcionamiento entre 2018 y
2020 42
43
Bulgaria tiene 2 reactores en operación y 2 en construcción.
Estonia, Letonia y Lituania apuestan por la energía nuclear para reducir
la dependencia del gas de Rusia.
Polonia ha planteado construir su primera central en 2021 ante la
excesiva dependencia del carbón y sus emisiones.
Suecia anunció en febrero de 2009 eliminar la prohibición de construir
nuevos reactores nucleares. En este país funcionan 10 reactores que
producen el 46% de su electricidad.
Italia firmó en febrero de 2009 un acuerdo con Francia para la
construcción de reactores nucleares en los próximos años
Otros ejemplos
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Apuesta decidida y clara por la energía nuclear en los países de
nuestro entorno.
El desarrollo económico, las necesidades energéticas y los retos
medioambientales hacen necesario el relanzamiento del programa
nuclear español.
En el año 2030, un mix eléctrico equilibrado para España debería
consistir en un 30% renovable, un 30% gas y carbón libre de emisiones y
un 30% de nuclear.
La industria nuclear española, competitiva y experta, está preparada
para el relanzamiento de esta fuente de energía.
Es necesario establecer una planificación y un Pacto de Estado en
materia energética
Conclusiones
45
46
47
48
Esquema de la transmutación.
E. MINGUEZ Crisis económica y cambio climático
49
Sistema para eliminar residuos radiactivos
50
JOINT EUROPEAN TORUS
E. MINGUEZ Crisis económica y cambio climático
51
ITER
4.500 Meuros
52Proyecto National Ignition Facility (NIF)
