LA ENERGÍA NUCLEAR Y LA

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1 LA ENERGÍA NUCLEAR Y LA PERCEPCIÓN DE FUKUSHIMA XVII FORO DE AVANCES DE LA INDUSTRIA DE LA REFINACIÓN GUSTAVO ALONSO VARGAS JUNIO 2011

2 Reacciones por Fukushima Alemania dice no a la energía nuclear, para 2025 todas sus plantas serán apagadas. Suiza no buscara la extensión de vida de sus reactores al concluir su vida útil. Se revisara la seguridad de las plantas nucleares de todo el mundo. El OIEA llevara a cabo análisis que ayuden a mejorar la seguridad de las plantas nucleares.

3 Reacciones por Fukushima Un estudio de la UBS de Suiza, sugiere que alrededor del mundo 30 reactores pueden ser cerrados, siendo candidatos aquellos que están en zonas sísmicas y en la frontera con otro país. Los analistas creen que este hecho h puede dar confianza y restablecer la aceptación publica en algunos países.

4 Marzo de Isla de las Tres Millas, EUA Reactor PWR, 792 MWe (agua ligera a presión). ACCIDENTES Abril de Chernobyl, antigua URSS Reactor RBMK, 1000 MWe (grafito-agua ligera). Fukushima, Japón Marzo de Reactores BWR, uno de 448 MWe y dos de 760 MWe

5 Planta Unidad Después del Accidente Potencia (MWe) Tipo Inicio Operació n Apagado Tiempo de Operació n Three PWR 12/78 3/79 4M Meses Mile Island PWR 9/74 (2034) 60 Años Chernobyl RBMK 5/78 11/ años RBMK 5/79 8/ años RBMK 6/82 12/ años RBMK 4/84 4/86 2 años

6 Seguridad de la Nucleoelectricidad

7 Energía Nuclear: Una Energía sin límites La ecuación de equivalencia de masa en energía, E = mc 2 Predice que de pequeñas cantidades de materia se pueden extraer grandes cantidades de energía. Descubrimiento de la Fisión Nuclear (1938) por Otto Hahn y Lisa Meitner

8 El defecto de masa en los productos de fisión n U 38 Sr 54Ba 235 2n u u u u 2 X u u u M = u = 191 MeV

9 Generación de Electricidad por medios nucleares: Antecedentes Unión Soviética, Reactor tipo RBMK de 5 MWe, para demostración de generación de energía eléctrica, en la localidad de Obninsk, operó hasta Reino Unido, Reactor tipo grafito-gas de 50 MWe, en operación comercial en la localidad de Calder Hall EEUU, Reactor tipo PWR de 60 MWe, diseñado por Westinghouse (originalmente i para propulsión lió de submarinos), es emplazado en la localidad de Shipping Port Pensilvania, operado por Duqesne Light Co., hasta 1982

10 Evolución de la Energía Nuclear 268 PWRs 50 HWRs 92 BWRs 15 GrMR 18 GCR 1 LMCR El primer reactor nuclear inició operación comercial en la década de 1950, al día de hoy 14,512 años-reactor de experiencia. Además, 56 países operan un total de 284 reactores de investigación y 220 barcos y submarinos nucleares.

11 Reactor PWR

12 Reactor BWR

13 Situación Mundial 443 reactores nucleares de potencia en 29 países, con una capacidad combinada de 370 GWe, que generaron 2,658 TWh en 2010 lo cual representó el 14.7% de la electricidad mundial generada en USA Francia Japón Rusia Corea Reino Unido India Canada Alemania Ukrania China Suecia España Bélgica Republica Checa Suiza Eslovaquia Hungria Finlandia Sudáfrica Rumania Pakistan Mexico Bulgaria Brasil Argentina Eslovenia Holanda Armenia Reactores en Operación Fuente: World Nuclear Association

14 La Industria Nuclear a Nivel Mundial Lituania tenia 2 reactores RBMK (del tipo de Chernobyl) que fueron cerrados en Diciembre de 2004 y Diciembre de 2009 respectivamente como parte de su compromiso de ingreso a la UE

15 Armenia Pakistan Netherlands Slovenia Argentina Lithuania Mexico Romania South Africa Brazil Slovakia Bulgaria Hungary India Finland Czech Republic Switzerland Bli Belgium Sweden Spain United Kingdom China Ukraine Canada Germany Korea RO (South) Russia Japan France USA Generación Nuclear en Generación (TWh)

16 Generación de Electricidad por Tipo de Fuente en 2010 La energía eléctrica de origen nuclear ahorra 1600 millones de toneladas de CO2 al año. Fuente World Nuclear Association 2010

17 Capacidades Nucleares por Región North America Western Europe GWe GWe GWe 90 Eastern Europe & CIS GWe e Asia

18 Crecimiento de generación nucleoeléctrica por regiones ,200 TWh 1,000 Norte América 800 OECD Europa 600 OECD Asia Otros 400 China 200 Rusia Año Fuente: International Energy Outlook 2008, Energy Information Administration/USDOE;

19 En dónde estamos? Evolución del Factor de Capacidad Fuente: (SCULLY CAPITAL 2002)

20 Evolución de los Factores de Planta a Nivel Mundial Equivalente a la construcción de 34 plantas de 1000 MWe rcent Pe

21 Reactores en Construcción Se están construyendo 51 nuevos reactores nucleares en 13 países, principalmente en Asia. China Rusia Corea India Eslovaquia Canadá USA Pakistan Japón Iran Francia Finlandia Argentina Reactores en Construcción Fuente: World Nuclear Association

22 Estrategias de Optimización de Uso Aumentos de Potencia En USA se han aprobado (desde 1997) 110 aumentos de potencia totalizando 4,700 MWe, algunos de ellos hasta de un 20% En Suiza sus 5 reactores aumentaron su potencia en un 12.3% España planea aumentar 13% la potencia de sus 8 reactores Finlandia ha aumentado 11% la potencia de sus reactores México aumentó 5% la potencia y la incremento hasta un 20% en Extensión de Vida Útil Rusia extendió la licencia c de operación de 12 reactores es de 30 años hasta 45 años Estados unidos ha aprobado la extensión de 40 a 60 años de 72 reactores, 16 están en revisión y se esperan 16 solicitudes más entre 2012 y 2015 Japón prevé una extensión de vida hasta 70 años

23 Alta Densidad Energética Fuente: Nuclenor, Central Nuclear Santa María de Garoña

24 Emisión de CO 2 Fuente t CO 2 eq.por GWh generado Carbón 948 Petróleo 801 Gas Natural 439 Nuclear 0 Inventario Nacional de Gases de Efecto Invernadero Parte 1; Energía: fuentes fijas. Instituto Nacional de Ecología, Disponible en: Para el periodo , el promedio anual de emisiones de GEI por producción de electricidad, evitadas por la operación de la Central Nucleoeléctrica de Laguna Verde, es de 5.6 millones de toneladas de CO 2 equivalente.

25 Emisiones de gases invernadero (combustibles fósiles vs. nuclear) LIGNITO alta baja CARBÓN alta 278 baja PETRÓLEO alta 215 baja GAS NATURAL alta 157 baja 2020 NUCLEAR Alto Bajo Chimenea Otras fases g Ceq/kWh Spadaro et al (2000). Assessing the Difference: Greenhouse Gases Emissions of electricity generation chains; available in 7

26 Emisiones de gases invernadero (tecnologías renovables vs. nuclear) SOLAR alta baja 2020 HIDROELÉCTRICA E (Brasil) E (Alemania) E (Canadá) Río sin reg. BIOMASA Alto Bajo EÓLICA 25% Cap. (Japón) <10% Cap. (Interior, Suiza) 10% cap. (Interior Bélgica) 35% cap. (Costa Bélgica) 30% cap. Costa (UK) NUCLEAR Alto Bajo g Ceq/kWh Spadaro et al (2000). Assessing the Difference: Greenhouse Gases Emissions of electricity generation chains; available in

27 Distribución geográfica del Uranio Australia Kazakhstan Canadá EEUU Sudáfrica Namibia Brasil Níger Fed. Rusa Uzbekistán Ucrania Otros Reservas Identificadas Producción Datos correspondientes al 2004 en: Uranium 2005: Resources, Production and Demand, OECD, 2006.

28 Producción de volúmenes muy pequeños Basura doméstica y agrícola Residuos industriales i Residuos tóxicos y peligrosos Desechos radiactivos 50 Millones tons 3,5 Millones tons 35 0,mil tons 100 tons Fuentes.: INEGI, SEMARNAT, CLV/CFE, ININ (2004)

29 Desechos

30 Desechos de nivel bajo e intermedio Son de baja actividad y vida media relativamente corta Se disponen en repositorios cercanos a la superficie En sitios con baja sismicidad, densidad de población, mantos freáticos profundos, baja precipitación pluvial, etc. Con barreras de ingeniería adecuadas al sitio Se diseñan para durar unos 300 años En el mundo funcionan unas 70instalaciones i de este tipo

31 Repositorio cercano a la superficie con barreras múltiples 1ª BARRERA Acondicionamiento 2ª BARRERA : Contenedores donde se aloja 3ª BARRERA : Estructuras de Ingeniería. 4ª BARRERA : Medio geológico

32 Desechos de alto nivel Es el combustible gastado cuando no se destina a reprocesamiento Actividades altas y vidas medias muy largas Se disponen en repositorios geológicos a cientos de metros de profundidad En sitios con estabilidad geológica g demostrada de millones de años Las instalaciones deben durar al menos 10 mil años Existen varios sitios estudiados en el mundo. En Yucca Mountain (EEUU) se preveé la construcción en el corto plazo

33 Fuente: ENRESA

34 Desechos Existe solución técnica (Depósitos geológicos con barreras agregadas para durar miles de años). WIPP en operación Yucca Mountain en 2010 Se investigan métodos para reducir volúmenes, mediante reprocesamiento, quemado y transmutación.

35 Mejoras a Laguna Verde En Septiembre de 1999, Ambas unidades iniciaron operación con un aumento de potencia (105% de la potencia nominal, 2027 MWt) Durante los últimos 10 años han producido ~10% por año de la generación eléctrica en México Represento el 2.7% de la capacidad instalada en 2008 Actualmente, se encuentra en un proceso de revisión por parte de la Comisión Nacional de Seguridad (120% Potencia nominal 2317 MWt)

36 Índice de Seguridad

37 POISE Generación Eléctrica Participación Generación MWh Generación con combustibles fósiles Ciclo Combinado % 107,832,647 Térmica Convencional 20.08% 47,361,670 Carbón % 24,672, Subtotal % 179,866,769 Generación Limpia Hidráulica % 38,892,032 Geotermia 2.99% 7,055,769 Nuclear 4.16 % 9,803,976 Eólica 0.11% 254,613 Subtotal % 56,006,381 Total % 235,873,150 La Generación en 2009 fue de 235,147,830 MWh

38 Eólica 0.8% Nuclear 2.0% Geotérmica 1.4% Coque 0.4% Libre 18.9% Sector Eléctrico en 2024 Capacidad 78,406 MW Ciclo Combinado 38.0% Generación 415,889 GWh 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Hidraúlica 19.2% Carbón 10.9% Factores de Planta TurboGas 3.2% Combustion Interna Térmica 0.7% Convencional 4.5% Geotérmica 1.7% Eólica 0.5% Nuclear 2.9% Libre 22.8% Hidraúlica 9.1% Térmica Convencional 2.3% Carbón 15.1% Ciclo Combinado 44.3% Combustion Interna 1.0% TurboGas 0.3%

39 Beneficio Ambiental Propuesta de Implementación de Fuentes Limpias Alrededor del 50% (54.4%) de tecnología libre cubierta con energía nuclear, equivalente a 8,100 MW, se adicionan 6 reactores de 1350 MW/unidad El resto dividido equitativamente en Eólica, mini hidráulica y geotermia, aproximadamente 2239 MW por tecnología, lo cual requiere la adición de: 1109 Plantas Eólicas, 2218 MW, 2MW/unidad d 75 Mini Hidráulicas, 2250 MW, 30 MW/unidad 45 Plantas Geotérmicas, 2250, 50 MW/unidad

40 2008 Emisiones de CO 2 Millones de Tons de CO 2 Generación MWh Generación con combustibles fósiles Ciclo Combinado ,832,647 Térmica Convencional ,361, Carbón ,672,451 Subtotal ,866,769 Generación Total 235,873,150 MWh Generación Limpia 23.74% Tons de CO 2 /MWh emitidos en promedio por la Generación Total Tons de CO 2 /MWh emitidos por el Ciclo Combinado Tons de CO 2 /MWh emitidos por el Ciclo Combinado Tons de CO 2 /MWh emitidos por la Térmica Convencional Tons de CO 2 /MWh emitidos por el Carbón

41 Propuesta para 2024 Factor de Planta Capacidad Instalada Generación derivado d de la MW MWh operación Ciclo Combinado 29, ,504,759 Térmica Convencional 6, ,760,837.5 Carbón ,847,358.5 Hidráulica 15, ,976,359 Geotermia 1, ,605,357.9 Nuclear ,562,523.3 Eólica ,141,774.8 Geotermia Adicional ,634, Hidráulica Adicional ,713, Eólica Adicional ,525, Nuclear Adicional ,551, Subtotal 33, ,425,946.6 Total 78, ,538,901.6 Generación Limpia 38.4%, con lo cual se alcanza la meta de la ENE y la Generación proyectada en el POISE

42 2024 Emisiones de CO 2 Millones de Tons de CO 2 Generación MWh Ciclo Combinado Térmica Convencional Carbón Generación con Combustibles Fosiles ,112,955 Geotermia 67,955, Hidráulica 15,689, Eólica 16,666, Nuclear 59,114, Subtotal 159,425, Total 415,538, Generación limpia 38.4% Tons of CO 2 /MWh una reducción del 27%

43 El caso de España España ha reducido en un 30% sus emisiones de 2005 de 94.1 millones de toneladas de CO 2 a 58.7 millones de toneladas de CO 2 en 2010 basado en una estrategia de aumento de energía eólica en 11.3 GW necesitando de un respaldo de 11.3 GW de CC, 22.6 GW adicionales Su generación paso de TWh a TWh en éste período, su factor de planta del sistema paso de 40.5% a 31.1% aumentando considerablemente su margen de reserva, capacidad actual instalada 93 GW Su costo de estrategia a valor promedio es de 44,584 millones de US$ con un 8% de tasa de descuento Para lograr los mismos resultados de reducción de emisiones se requieren únicamente 6.5 GW de energía nuclear, que pueden ser cubiertos con al menos 4 reactores, con un costo de 34,931 millones de US$ al 8% de tasa de descuento y un overnight cost de 4,100 US$ por kwe instalado

44 Conclusiones La energía nuclear debe ser una parte importante en la diversificación ifi ió y uso de fuentes limpias i Todas las fuentes limpias deben ser empleadas pero cada una de ellas cumple diferentes papeles En México, la adición de al menos seis reactores 8,100 MW de los 14,800 MW de energía limpia al sistema eléctrico nacional logra una generación limpia del 35% y cumple con la meta de generación planeada a La energía nuclear es competitiva económicamente