El futuro modelo energético español y la coyuntura nuclear española

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1 El futuro modelo energético español y la coyuntura nuclear española Emilio Minguez Torres Departamento de Ingeniería Nuclear Instituto de Fusion Nuclear UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID (emilio.minguez@upm.es) 12 de julio, 2010 Curso de verano La Granja 1

2 Introducción 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%). 2

3 Retos energéticos de futuro 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. KIOTO Desarrollo sostenible/ eficiencia Elementos esenciales de una política energética para Europa Competitividad LISBOA Equilibrio MOSCÚ Seguridad de suministro 3

4 Análisis de la situación energética en España 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 M / año. Isla eléctrica: Grado de dependencia exterior Situación geográfica periférica. Red de conexión eléctrica con la UE insuficiente. Problemática medioambiental asociada: UE-27 España 52,3% 81,2% Compromisos del Protocolo de Kioto (emisiones de CO 2 ). España triplica el máximo de emisiones permitidas 4

5 Sistema eléctrico español (año 2008) 5

6 Centrales nucleares españolas Sta. Mª de GAROÑA ASCÓ I y II TRILLO BURGOS GUADALAJARA TARRAGONA VANDELLÓS II ALMARAZ I y II CÁCERES VALENCIA COFRENTES 6

7 El escenario nuclear en España 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 personas (puestos directos e indirectos). La energía nuclear es la fuente que más horas funciona al año. 7

8 Funcionamiento medio por tecnologías horas Hidráulica 1271 N uclear 7603 Carbón 4190 Fuel/Gas Ciclo Combinado R.E. Eólica Resto Rég. Especial (*) * Cogeneración, minihidráulica, biomasa, residuos ** Producción total / potencia total instalada Fuente: Elaboración propia a partir de los datos del Avance Estadístico de la Industria Eléctrica 2008 de UNESA y de REE Global (**) 3382 Fuel Type Average Capacity Factors (%) Nuclear 91.8 Coal (Steam Turbine) Gas (Combined Cycle) Gas (Steam Turbine) Oil (Steam Turbine) Hydro 27.8 Wind 30.4 Solar

9 Energía nuclear y medioambiente 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. 9

10 Emisiones por tipo de combustible 10

11 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 11

12 Ciclo del combustible nuclear 12

13 Recursos de combustible 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 Ucrania 2% Jordania 2% India 1% China 1% Otros 6% Uzbequistán 2% Rusia 4% Níger 5% Brasil 6% Namibia 6% Sudáfrica 7% EE.UU. 7% Canadá 9% Australia 25% Kazastán 17% Reservas Existen el Torio y el Plutonio para su empleo como combustibles 13

14 Disponibilidad de reservas de uranio RI 1 RCT 2 RCT + Ph 3 Reactores actuales Nuevos reactores 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 Las reservas de torio y los stocks de plutonio contribuyen al alargamiento de recursos de combustible nuclear para las nuevas centrales nucleares 14

15 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 Capital: 56% Operación: 25% Combustible: 14% Combust. Gastado: 3% Desmantelamiento: 2% Fuente: NEA/OCDE 100% 12 80% 60% % 20 20% 0% Gas Petróleo Carbón Nuclear Combustible O&M Inversión 15

16 Aportación de las CCNN para España En la balanza de pagos: 20% de la electricidad consumida, equivalente a 100 M barriles / año M /año a M /año (40 $/bl a 60 $/bl). En ahorro de emisiones de CO 2 : 40 millones de toneladas de CO 2 anuales con un precio de 20 /t CO 2 : 800 M /año 16

17 El futuro 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. 17

18 Como pasar del 18% al 30% nuclear en 2030 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, MW nucleares adicionales 18

19 Porqué la operación a largo plazo Tendencia internacional: 60 años de operación 19

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 Pág

21 Ventajas de la operación a largo plazo 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. 21

22 Ventajas de la ampliación del parque nuclear El proyecto de construcción de centrales nucleares con una potencia instalada de MW adicionales en el horizonte 2030 supondría: La generación de valor añadido por un cantidad superior a millones de (a precios constantes de 2008). Un empleo acumulado de empleos-año. El ahorro de un volumen importante de emisiones de CO2 a la atmósfera, cuyo valor se estima entre unos y unos millones de, según los supuestos considerados. Además, contribuye al logro del objetivo estratégico de mejorar la seguridad del suministro eléctrico en España. 22

23 Existe una industria nuclear española competitiva? 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 23

24 FABRICA DE ELEMENTOS COMBUSTIBLES DE ENUSA EN JUZBADO (Salamanca) 24

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26 Opinión pública 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 26

27 Opinión en Estados Unidos Increasing Public Support Important for our energy future Favor use of nuclear energy Keep the option to build nuclear plants Definitely build nuclear plants in future Accept new reactors at nearest plant 80% 67% 71% 60% 62% Source: Bisconti Research Inc. Presupuesto de 2010: M financiar préstamos para la construcción de nuevas CCNN 27

28 Están controlados los residuos? 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) 28

29 Centro de Almacenamiento El Cabril CELDAS CON COBERTURA PROVISIONAL CONTENEDORES TECHADO MOVIL TIERRA VEGETAL GRAVA GRUESA CAPA DE PROTECCION 1ª CAPA DE ARENA (DRENANTE) CAPA IMPERMEABILIZANTE DE ARCILLA COMPACTADA 2ª CAPA DE ARENA (DRENANTE) IMPERMEABILIZACION MEMBRANA SINTETICA COBERTURA A LARGO PLAZO 3ª CAPA DE ARENA (DRENANTE) RELLENO GALERIA INSPECCION 29

30 Centro de Almacenamiento El Cabril 30

31 EL COMBUSTIBLE COMO RESERVA ENERGÉTICA 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? 31

32 TECNOLOGÍAS DE ALMACENAMIENTO TEMPORAL DE CG Y RAA VÍA HÚMEDA: PISCINAS Clab (Suecia) VÍA SECA: CONTENEDORES METÁLICOS: Almacenamiento Almacenamiento y transporte CONTENEDORES DE HORMIGÓN NICHOS DE HORMIGÓN CÁMARAS O BÓVEDAS Surry (EE.UU.) Zwilag (Suiza) Pickering Ph1 (Canadá) 32 O Conee (EE.UU.) Habog (Holanda)

33 Instalación de HABOG 33

34 DESCRIPCIÓN DE LA INSTALACIÓN ATC Blinda la radiación emitida y evacua el calor generado Garantiza el control y aislamiento del material radiactivo Proporciona capacidad de almacenamiento temporal durante 100 años Permite la recuperación del CG y los RAA para su paso a la siguiente etapa de gestión 34

35 Coste de gestión del CG 35

36 Presente y futuro nuclear en el mundo 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 Fuente: Internacional de Energía Atómica ( septiembre 09 Países con reactores en construcción Nº Total MWe ARGENTINA BULGARIA CHINA ESLOVAQUIA FINLANDIA FRANCIA INDIA IRAN JAPÓN COREA DEL SUR PAKISTÁN RUSIA UCRANIA ESTADOS UNIDOS Total:

37 Evolución de los conceptos nucleares

38 Centrales nucleares previstas 38

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40 CCNN en Europa 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 empleados trabajan en este sector. 40

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42 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 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

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44 Otros ejemplos 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 44

45 Conclusiones 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 45

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48 Esquema de la transmutación. 48

49 Sistema para eliminar residuos radiactivos E. MINGUEZ Crisis económica y cambio climático 49

50 JOINT EUROPEAN TORUS 50

51 ITER E. MINGUEZ Crisis económica y cambio climático Meuros

52 Proyecto National Ignition 52 Facility (NIF)