Diagnosi ambiental de l energia nuclear mitjançant tècniques d avaluació del cicle de vida, ACV

Diagnosi ambiental de l energia nuclear mitjançant tècniques d avaluació del cicle de vida, ACV Francesc Castells Departament d Enginyeria Química Universitat Rovira i Virgili V Jornades Risc i Anàlisi del territori Risc Nuclear Reus, 2 d abril de 2009 1

Index 1.- Origen de l energia 2.- L energia al món 3.- L energia a Espanya 4.- L energia nuclear com a font d electricitat a Espanya 5.- Avaluació de Cicle de vida com a eina de diagnòsi ambiental 6.- Diagnosi ambiental de l electricitat d origen nuclear 2

Origen de l energia (1) I Calor II Electricitat 3

Origen de l energia (2) Calor Combustió de combustibles fóssils i d hidrocarburs: Carbó, lignit, gas natural, fraccions de petroli. Combustió de biomassa Centrals solars, Geotèrmiques,... 4

Origen de l energia (3) Electricitat (1) Centrals tèrmiques: Lignit Carbó Fuel Gas natural (Cicle combinat) Nuclear Solar tèrmica 5

Origen de l energia (4) Electricitat (2) Centrals hidràuliques: D aigua fluint i embassament De bombeig Centrals eòliques Centrals solars fotovoltaiques 6

Origen de l energia (5) Central tèrmica 7

Origen de l energia (6) Central tèrmica de carbó o fuel 8

Origen de l energia (7) Central tèrmica de gas (cicle combinat) 9

Central nuclear Origen de l energia (8) Circuit primari Circuit secundari Transformador Turbina Generador Torre de refrigeració Reactor Condensador Aire Aigua 10

Origen de l energia (9) Central tèrmica solar 11

Origen de l energia (10) Central hidroelèctrica 12

Origen de l energia (11) Central hidroelèctrica de bombeig 13

Origen de l energia (12) Central eòlica (Parc eòlic) 14

Origen de l energia (13) Central solar fotovoltaica 15

Central nuclear Origen de l energia (14) Circuit primari Circuit secundari Transformador Turbina Generador Torre de refrigeració Reactor Condensador Aire Aigua 16

Index 1.- Origen de l energia 2.- L energia al món 3.- L energia a Espanya 4.- L energia nuclear com a font d electricitat a Espanya 5.- Avaluació de Cicle de vida com a eina de diagnòsi ambiental 6.- Diagnòsi ambiental de l electricitat d origen nuclear 17

L energia al món 18

L energia al món Quanta energia? 10,579,000,000 tep (tonelades equivalents de petroli) 12,169,000,000 tep (dades de 2008) 19

L energia al món Energia consumida al món (2008) 12,169,000,000 tep (tonelades equivalents de petroli) 1 tep Calor de combustió de 1000 kg de petroli de 10000 kcal/kg 1 tep = 11622 kwh (kilowats.hora) És a dir 12,169,000,000 x 11622 = 141,428,118,000,000 kwh I això és molt?? 20

L energia al món Quan és 141,428,118,000,000 kwh?? A quan toquem per cap? Suposem 6,738,020,000 habitants http://www.census.gov/ipc/www/popclockworld.html 141,428,118,000,000 kwh/ 6,738,020,000 kwh/habitant Quant és això per hora? 1 any = 8760 hores 21 6,738,020,000 = 20990 20990/ 8760 = 2,4 kwh/h = 2,4 Kw I això és molt?? Doncs sí

Index 1.- Origen de l energia 2.- L energia al món 3.- L energia a Espanya 4.- L energia nuclear com a font d electricitat a Espanya 5.- Avaluació de Cicle de vida com a eina de diagnòsi ambiental 6.- Diagnòsi ambiental de l electricitat d origen nuclear 22

L energia a Espanya (1) ORIGEN DE L ENERGIA CONSUMIDA A ESPANYA (2006) Font d energia % respecte al total Petroli 49 Gas natural 21 Carbó 13 Urani 11 Renovables 7 Biomassa 2,9 Hidràulica 1,6 Eòlica 1,3 Biocarburants 0,4 Residus s. urbans 0,3 Biogàs 0,2 Solar tèrmica 0,05 Solar fotovoltaica 0,03 Geotèrmica 0,01 Font: IDAE (2007) 23

L energia a Espanya (2) ORIGEN DE L ENERGIA CONSUMIDA A ESPANYA (2006) 11% 7% Petróleo Gas natural 13% 49% Carbón Uranio 21% Renovables 24

L energia a Espanya (3) CONSUM D ENERGIA FINAL A ESPANYA PER SECTORS (2004) Sector % respecte al total Transport 39 Indústria 31 Llar 17 Serveis 10 Agricultura i altres 3 Font: IDAE (2007) 25

L energia a Espanya (4) CONSUM D ENERGIA FINAL A ESPANYA PER SECTORS (2004) 26

Index 1.- Origen de l energia 2.- L energia al món 3.- L energia a Espanya 4.- L energia nuclear com a font d electricitat a Espanya 5.- Avaluació de Cicle de vida com a eina de diagnòsi ambiental 6.- Diagnòsi ambiental de l electricitat d origen nuclear 27

Distribució de demanda elèctrica (1) Evolució diaria de la demanda electrica peninsular, 25/3/09 4h 25/3/09 4h Nuclear: 20,2% Hidràulica: 0,7% https://demanda.ree.es/demanda.html 28

Distribució de demanda elèctrica (2) Evolució diaria de la demanda electrica peninsular, 25/3/09 21h 25/3/09 21h Nuclear: 14,1 % Hidràulica: 16,1 % https://demanda.ree.es/demanda.html 29

Distribució de demanda elèctrica (3) Demanda anual d energia electrica peninsular (REE 2006) 30

Distribució de demanda elèctrica (4) Demanda anual d energia electrica peninsular (REE 2007) 31

Distribució de demanda elèctrica (5) Demanda anual d energia electrica peninsular (REE 2008) 32

Distribució de demanda elèctrica (6) Demanda total electrica peninsular (REE) Any GWh % respecte any anterior 2004 235.999 4,5 2005 246.183 4,3 2006 253.445 3,0 2007 261.395 3,1 2008 263.961 1,0 Actualment el consum d energia en forma d electricitat representa aproximadament el 22% del total d energia final consumida. Si l electricitat d origen nuclear és aproximadament un 20% de la total hom pot afirmar que aquesta representa un 4,4 % de l energia final total. 33

Index 1.- Origen de l energia 2.- L energia al món 3.- L energia a Espanya 4.- L energia nuclear com a font d electricitat a Espanya 5.- Avaluació de Cicle de vida com a eina de diagnòsi ambiental 6.- Diagnòsi ambiental de l electricitat d origen nuclear 34

Index Cicle de Vida 1.- Concepte de Cicle de Vida 2.- Cicle de Vida i sostenibilitat 3.- Anàlisi de Cicle de Vida de productes i activitats 35

Què és el Cicle de Vida d un producte? (1) 36

Què és el Cicle de Vida d un producte? (2) 37

Què és el Cicle de Vida d un producte? (3) Cicle d una rentadora Extracció Producció Distribució Us Transport fi de vida Reprocessament Disposició Muntatge Neteja Inspecció Desmuntatge (Referència : Document de Projecte europeu SEES) 38

Què és el Cicle de Vida d un producte? (4) Recursos naturals A incineració o abocador Recuperació Extracció matèries primeres Final de vida Reciclatge materials Disseny i Producció Reutilització Us i Manteniment Envasament i Distribució (Referència : Life Cycle Management: A business guide to sustainability, UNEP, ISBN: 978-92-807-2772-2, http://www.unep.fr/scp/publications/details.asp?id=dti/0889/pa) 39

Què és el Cicle de Vida d un producte? (5) Fabricació de bossa de paper Fabricació de bossa de plàstic 40

Què és el Cicle de Vida d un producte? (6) El Cicle de Vida d un producte és la seva història, des del seu origen com a matèria primera fins la seva fí com a residu. Des del bressol...... a la tomba 41

Index Cicle de Vida 1.- Concepte de Cicle de Vida 2.- Cicle de Vida i sostenibilitat 3.- Anàlisi de Cicle de Vida de productes i activitats 42

Cicle de vida i sostenibilitat (1): Definició Desenvolupament sostenible: satisfer les necessitats del present sense comprometre els recursos i les necessitats de les futures generacions. (Cimera de la Terra, Rio de Janeiro, 1992) $ 43

Cicle de vida i sostenibilitat (2) TRIA GLE DE SOSTE IBILITAT EFICÀCIA AMBIE TAL VIABILITAT ECO OMICA ACCEPTACIÓ SOCIAL 44

La sostenibilitat considera tres aspectes: Econòmic: Ambiental: Social: Cicle de vida i sostenibilitat (3) Necessitem creixement econòmic per aconseguir i assegurar el benestar. Protecció als humans i als ecosistemes Millor distribució dels recursos mundials. En un marc de Cicle de Vida!! 45

Index Cicle de Vida 1.- Concepte de Cicle de Vida 2.- Cicle de Vida i sostenibilitat 3.- Anàlisi de Cicle de Vida de productes i activitats 46

Anàlisi de Cicle de Vida ( ACV ) (1) El Anàlisi o Avaluació de Cicle de Vida (ACV) és un procés comptable en el que s assignen efectes producte, procés o activitat seu cicle de vida. ambientals a un en tot el 47

Anàlisi de Cicle de Vida ( ACV ) (2) Els efectes ambientals no es refereixen només a contaminació d aire o aigües, sino que inclouen accions més generals que tenen influència a l entorn i que anomenem Càrrega Ambiental. 48

Anàlisi de Cicle de Vida ( ACV ) (3) Es poden distingir les càrregues ambientals següents : Consum de matèries primeres Consum d energia i d aigua Emissions a l aire Emissions a l aigua Emissions al sòl Generació de residus Radiacions i vibracions Olors, etc 49

Anàlisi de Cicle de Vida ( ACV ) (4) Com s assignen les càrregues ambientals? Energia fab. Energia ús Matèries primeres fab. Ús: aigua i detergent Rentadora Rentat d 1kg de roba Sòlids filtre Aigua residual 50

Anàlisi de Cicle de Vida ( ACV ) (5) Estructura de l ACV segons UNE-EN EN ISO 14040 : Definició de l objetiu i l abast Anàlisi de l inventari Interpretació Aplicació Avaluació de l impacte 51

Anàlisi de Cicle de Vida ( ACV ) (6) Es realitza un balanç per a calcular les càrregues ambientals assignades al rentat d 1kg de roba. kg petroli kg gas natural kg ferro kg aigua,... kg CO 2 kg NO x,... kg BOD kg NO 3-,... Quantitat de matèries primeres consumides i emissions generades per a rentar 1 kg de roba. 52

Anàlisi de Cicle de Vida ( ACV ) (7) Ara sabem la quantitat de matèries primeres i emissions assignades al procés de rentat d 1kg de roba: kg petroli kg gas natural kg ferro kg aigua,... kg CO 2 kg NO x,... kg BOD kg NO 3-,... Però, quin tipus d impacte ambiental causen aquestes càrregues? 53

Anàlisi de Cicle de Vida ( ACV ) (8) ETAPAS EN LA EVALUACIÓN DE IMPACTO Classificació i Caracterització CO 2 CH 4 CFC SO 2 NO x NH 4......... Canvi Climàtic Acidificació... Perfil ambiental 54

Anàlisi DIMENSIONES de Cicle de Vida ESPACIALES ( ACV ) (9) Tipus d impactes ambientals considerats Canvi Climàtic Exhauriment de recursos abiòtics Acidificació Toxicitat humana global local Destrucció de capa d ozó Consum d aigua dolça Eutrofització Radiació ionitzant Formació d oxidants fotoquímics 55

Index 1.- Origen de l energia 2.- L energia al món 3.- L energia a Espanya 4.- L energia nuclear com a font d electricitat a Espanya 5.- Avaluació de Cicle de vida com a eina de diagnòsi ambiental 6.- Diagnòsi ambiental de l electricitat d origen nuclear 56

Impacte de la producció de 1 kwh d electricitat procedent de diferents tipus de centrals (a la sortida de la central) Tipus de Central Canvi climàtic Pluja àcida Radiació ionitzant [g CO2-Eq] [g SO2-Eq] [DALYs] Antracita 1088,9 11,513 4,01E-10 Lignit 1082,1 34,274 2,22E-10 Fuel-oil 966,5 6,696 4,50E-10 Fuel-gas 1420,6 1,571 2,43E-10 Gas Natural 513,6 0,317 6,82E-11 Gas Natural cc 422,9 0,331 3,53E-11 Nuclear 7,8 0,072 2,54E-08 Hidroelèctrica 3,3 0,013 1,60E-11 Biomassa 81,5 1,527 4,64E-10 Eòlica 11,2 0,064 6,67E-11 Fotovoltaica 72,5 0,369 6,00E-10 57

Composició del mix energètic espanyol Tipus de Central Mix 2005 Mix 2008 Antracita 20,74 11,53 Lignit 8,68 4,77 Fuel oil 4,91 1,72 Fuel gas 0,18 0,20 Gas natural 7,19 7,75 Cicle combinat 18,39 31,69 Nuclear 21,67 20,28 Hidràulica 8,65 8,86 Biomassa 1,56 1,68 Eòlica 8,01 11,16 Solar 0,01 0,36 Total 100 100 58

Impacte d electricitat de 2005 i 2008 Impacte de 1kWh d electricitat (a la sortida de central) Mix 2005 Mix 2008 Canvi climàtic [g CO2-Eq] 488,8 375,4 Pluja àcida [g SO2-Eq] 5,8 3,3 Radiació ionitzant [DALYs] 5,66E-09 5,25E-09 59

Diagnosi ambiental de l energia nuclear mitjançant tècniques d avaluació del cicle de vida, ACV Francesc Castells Universitat Rovira i Virgili V Jornades Risc i Anàlisi del territori Risc Nuclear Reus, 2 d abril 2009 60