VII. Encuentro Nacional de Estudios Estratégicos Buenos Aires, Noviembre de 2004 PROYECTO PARA LA FINALIZACIÓN DE LA CENTRAL NUCLEAR ATUCHA II Cnl VGM CARLOS ALBERTO TERRADO Secr Grl Ej en comisión Comisión Nacional Energía Atómica TABLA DE CONTENIDOS A. OBJETIVO Y CARACTERÍSTICAS DEL PROYECTO CNA II B. LA CNA II. DATOS TECNICOS C. DATOS COMPARATIVOS CON OTRAS FUENTES DE ENERGÍA D. BENEFICIOS DEL PROYECTO E. CONCLUSIONES A. OBJETIVO Y CARACTERISTICAS DEL PROYECTO CNA II El Proyecto Central Nuclear Atucha II (CNA II) consiste en instalar una central de generación nucleoeléctrica de 745 MWe de potencia bruta, a un costo de U$S 489 millones y plazo de ejecución de 52 meses La CNA II y el Mercado Eléctrico Realizando una proyección de la oferta y demanda eléctrica para la próxima década, bajo las hipótesis de recuperación tarifaria en un plazo estimado de 24 meses y considerando que no habrá una incorporación significativa de potencia privada en los años venideros, se puede estimar un aumento de la Probabilidad de Energía No Suministrada. La incorporación al sistema de la CNA II desplazaría la probabilidad de déficit, hasta aproximadamente el año 2010. La CNA II es una alternativa económicamente competitiva en el sistema, puesto que el costo de instalación es de 656 U$S/KW y el costo variable de producción sería uno de los menores en el mercado. Es de resaltar que por su cercanía al centro de carga, contribuirá en forma beneficiosa a paliar la problemática en la expansión de la red de transporte. El proyecto permitirá mantener hasta el año 2013 una participación nuclear del orden de la actual (aproximadamente 9%) y facilitará la extensión de vida de la Central Nuclear Embalse, conservando Argentina su capacidad de generación nuclear.
Licenciamiento Actualmente se encuentra vigente la Licencia de Construcción emitida por la Autoridad Regulatoria Nuclear, previa aceptación de tres documentos básicos como son: Informe Preliminar de Seguridad, Análisis Preliminar de Riesgos y Programa de Garantía de Calidad. El mantenimiento de la Licencia de Construcción demandará la actualización de la documentación mencionada. Adicionalmente será necesario presentar el Programa de Puesta en Marcha y cumplir con la normativa vigente para obtener la Licencia de Operación. Cierre del Proyecto Para evaluar la alternativa Cierre del Proyecto, se asume que la misma es encarada por el Estado Nacional de acuerdo a los criterios actuales para el desmantelamiento de centrales nucleares, restituyendo gran parte del predio de la central a un estado para uso quasi-irrestricto para cualquier otro fin. No obstante, en forma conservativa, se adoptó un esquema de mínima en cuanto a la magnitud de los trabajos y los costos involucrados, sin pretender alcanzar el nivel de restitución designado green field, (restitución completa del sitio, sin ninguna restricción). La ejecución del conjunto de tareas, se estima que demandará un período de 5 años como mínimo. Además de las tareas requeridas para tal desmantelamiento y remediación del sitio, se analizan los posibles recuperos por la venta de bienes presentes en la obra. Asimismo, se evalúan otras implicancias de carácter comercial y legal por la adopción de esta alternativa, lo que incluye cancelaciones de contratos, cancelaciones de créditos y devolución anticipada del fondo de reparo; como así también mayores costos para el Programa Nacional de Tratamiento de Residuos Radioactivos. El costo total directo (sin IVA) de la alternativa Cierre del Proyecto tiene un valor actual neto de U$S 181 millones, si se considera la refinanciación de los créditos de los bancos alemanes y U$S 102 millones, si no se tienen en cuenta. Presupuesto para la obra Casi la totalidad de los suministros necesarios, tanto nacionales como importados se encuentran en la obra. La parte local faltante del proyecto, requiere una alta participación de mano de obra en todas sus especialidades, ya que se tratan fundamentalmente de actividades de Ingeniería, Montaje y Puesta en Marcha. Faltante de suministros y servicios nacionales U$S 315 millones Faltante de suministros y servicios importados U$S 174 millones INVERSIÓN TOTAL FALTANTE U$S 489 millones Se estudiaron las variables económicas durante la vida del Proyecto, desde su reinicio hasta el fin de su vida útil, contemplando el pago de los cánones por Gestión de Residuos Radioactivos, Desmantelamiento y a la Autoridad Regulatoria Nuclear. Se supuso una paulatina recuperación de la tarifa eléctrica a partir del año 2004, alcanzando en el 2006 un valor de 19,50 U$S/MWh. Tasa Interna del Proyecto: TARIFA TIR U$S/MWh % 19,50 12,32
Cronograma de Ejecución de la obra El avance actual de la obra se estima en forma global en un 81%. El cronograma de ejecución del faltante del proyecto prevé una duración de 52 meses, hasta el cumplimiento del hito de transferencia al operador de la Central al 70% de su potencia nominal. Conceptualmente, el cronograma está compuesto por tres grandes fases consecutivas: La primera fase (12 meses), se compone de aquellas actividades necesarias para el restablecimiento de las condiciones en que se encontraba el proyecto, previo a su paralización. La segunda fase (26 meses), comprende fundamentalmente las actividades de Construcción y Montaje Electromecánico. La tercera fase (14 meses), es la Puesta en Marcha de la central a partir de la Prueba en Caliente. Paralelamente a las actividades antes mencionadas, se debe comenzar la fabricación del primer núcleo con elementos combustibles de uranio natural (CONUAR) y la producción del inventario inicial de agua pesada (ENSI). B. LA CNA II. DATOS TÉCNICOS Ubicación La CNA II está emplazada en terrenos adyacentes a los de la CNA I, a orillas del Río Paraná de las Palmas, a 7 Km de Lima, dentro del Partido de Zárate, Prov. de Bs. As. y a 115 Km. De la Capital Federal. Reactor, núcleo, combustible La CNA II posee un reactor del tipo Recipiente de Presión (RPR) con una potencia total de 2161 MW térmicos, diseñado inicialmente para operar con combustible de uranio natural. Pero que al igual que CNA I, podrá pasar a corto plazo a utilizar uranio levemente enriquecido con la consiguiente reducción del orden del 14% en el costo del combustible. Sistema primario moderador Como la CNA I, el núcleo es moderado y refrigerado por agua pesada (D2O), a alta presión (aprox. 115 ata). Ambos medios, moderador y refrigerante principal constituyen un sistema interconectado único, sistema primario-moderador. De esta forma todos los sistemas auxiliares de D2O atienden a ambos medios. El sistema primario propiamente dicho, que hace circular el refrigerante principal a través del núcleo, comprende dos lazos, cada uno de los cuales comprende un generador de vapor (GV), una bomba principal y las tuberías del circuito que constituyen las ramas caliente y fría. El presurizador mantiene la presión controlada para el conjunto refrigerante-moderador, de modo de asegurar la subsaturación del D2O en cualquier condición de operación normal. El moderador, a unos 100 C más frío en promedio que el refrigerante principal, es circulado a través del tanque del moderador ubicado
dentro del RPR. Esa circulación la cumplen cuatro circuitos o trenes redundantes, cada uno de los cuales posee una bomba y un intercambiador de calor Ciclo térmico, generación eléctrica Este último intercambiador, en operación normal entrega su calor y precalienta el agua de alimentación de los Generadores de Vapor, aumentando así la eficiencia térmica. Tal eficiencia es de 34% en bruto y 32% en neto para la CNA II, correspondientes a una generación bruta de 745 MW con un consumo propio de aproximadamente 52 MW. Validez de la Tecnología La Central Nuclear Atucha II (CNA II) comparte los criterios de seguridad y diseño de las centrales de cuarta generación de Siemens, e incorpora la experiencia operativa de la Central Nuclear Atucha I (CNA I), planta que se encuentra en servicio desde 1974. Contención La contención radiológica de los sistemas nucleares principales está constituida por una esfera de acero de aproximadamente 56 m de diámetro y 30 mm de espesor, capaz de soportar una presión de diseño de 4.8 bar a 145 C, siendo su presión de falla mucho más elevada. DATOS GENERALES Tipo: Reactor de agua pesada presurizada (PHWR) Potencia eléctrica neta 692 MW Potencia eléctrica bruta 745 MW Potencia térmica entregada al circuito secundario 2.175 MW Consumo propio 52 MW Eficiencia neta 32,0 % Cantidad de agua pesada 525 Ton SISTEMA PRIMARIO Circuito Primario Potencia térmica del reactor 2.161 MW Cantidad de circuitos 2 Medio refrigerante agua pesada Presión del refrigerante a la salida del reactor 115 bar Temperatura del refrigerante a la entrada del reactor 277,7 C Temperatura del refrigerante a la salida del reactor 313,8 C Caudal del refrigerante 10.344 Kg/s Volumen del refrigerante (incl. Presurizador) 261 m3 Circuito Moderador Medio agua pesada Cantidad de circuitos 4 Volumen 234 m3 Caudal 892 Kg/s
Potencia térmica extraída 203 MW Núcleo del Reactor Tipo de combustible Dióxido de uranio natural Cantidad de elementos combustibles (EC) 451 Cantidad de barras de control 18 Longitud activa de los EC 5300 mm Diámetro exterior de la vaina 12,9 mm Peso total de cada EC 254 Kg Carga total de uranio natural 85 Mg Quemado medio de extracción de los EC 7500 MWd/Mg Almacenaje de elementos combustibles Capacidad de la pileta de EC quemados 8 + 1 núcleos Capacidad de almacenaje de EC nuevos 375 Recipiente de presión del reactor Diámetro interior en la zona cilíndrica 7.368 mm Espesor de pared (cilindro + plaqueado) 290 + 6 mm Diámetro externo con boquillas 9.780 mm Altura total 14.068 mm Diámetro interno de las boquillas del medio refrig. 750 mm Peso de transporte de la parte inferior 710 Mg Peso de transporte de la tapa 305 Mg Material base 20 MnMoNi55 Material plaqueado Inox. 1.4550 Generador de vapor Cantidad 2 Potencia térmica por generador operación normal 986 MW Superficie de calefacción 7.010 m2 Material de los tubos incoloy 800 Cantidad de tubos 6.524 Peso de transporte 450 Mg Diámetro cuerpo superior/inferior 4.770/3.637 mm Altura 21.100 mm Material envuelta 20 MnMoNi55 Material del plaqueado Inox 1.4550 Presurizador Volumen total 85 m3 Potencia instalada de calefacción 2.000 KW Material base 20 MnMoNi55 Material plaqueado Inox. 1.4550 Bombas del refrigerante primario Caudal nominal 5.150 Kg/s Altura nominal de impulsión 135m Potencia eléctrica nominal del motor/tensión 12,25 MW/13,2 KV Material de la carcaza 20 MnMoNi 55 Esfera de Contención Presión/temperatura de diseño 4,8 bar/145 C Diámetro interno 56 m Espesor de la chapa 30 mm Material Aldur 50/650
SISTEMA SECUNDARIO Turbina Diseño: de condensación, eje único, 1 etapa de alta presión de doble flujo, 2 etapas de baja presión de doble flujo. Velocidad de rotación 1.500 rpm Presión en el condensador 0,050 bar Generador Potencia aparente 838MVA Factor de potencia 0,89 Tensión de generación 21 KV? 5 % Refrigerante (Estador/Rotor) Hidrógeno/Hidrógeno Ciclo Térmico Temperatura del agua de alimentación 121 C Presión del vapor vivo a la salida del generador de Vapor 55,9 bar abs Caudal del vapor vivo = caudal agua de alimentación 957 Kg/s Humedad del vapor a la salida del generador de vapor 0,25 % Bombas de agua de alimentación:. Cantidad 3 x 50 %. Caudal/altura 560 l/s/73,6 bar. Potencia nominal del motor/tensión 5,5 MW/13,2 KV Bombas de condensado:. Cantidad 3 x 50 %. Caudal/altura 430l/s /10,2 bar. Potencia nominal del motor/tensión 815 KW/6,6 KV. Precalentadores de baja presión (trenes/etapas) 2/3 Tanque de agua de alimentación (volumen) 400 m3 Instalación de desvío de vapor al condensador Capacidad 80% Agua de refrigeración principal Cantidad de bombas 3x33 1/3 % Potencia nominal del motor/tensión 5,2 MW /13,2 KV Caudal total con nivel medio del río 40.000 I/s Temperatura media del agua 20 C Turbogrupo hidráulico (potencia aparente) 10 MVA Tensión de generación 13,2 KV + 10%- 5% Transformadores de bloque Potencia nominal 3 x 275 MVA Relación de transformación 515/?3?10%/21 KV Generadores eléctricos de emergencia Cantidad de generadores 4 x 50 % Potencia aparente cada uno Factor de potencia 7,2 MVA Factor de potencia 0.8 Tensión de generación 6,6 KV?5 %
C. DATOS COMPARATIVOS CON OTRAS FUENTES DE ENERGIA 1) Ahorro de consumo de gas natural La generación bruta total de la CNA II en 40 años de operación comercial (considerando 80% FACTOR DE CARGA PROMEDIO ANUAL), SERÁ DE 220 MILLONES DE MWh. Una Central térmica demandaría 42.000 millones de m3 de gas natural para obtener la misma generación. Teniendo en cuenta que el consumo actual de gas natural en la Argentina por año es del orden de los 45.000 millones de m3, la generación total de la CNA II equivale al ahorro de un año de consumo de gas natural. Este volumen de gas representaría para el país ingresos por exportación del orden de 1.670 MM U$S (considerando 1,0 U$S/MMBTU) y regalías del orden de los 200 MMU$S. 2) Impacto ambiental evitado La CNA II EVITARÍA LA EMISIÓN DE GASES QUE CONTRIBUYEN AL CAMBIO CLIMÁTICO, al reemplazar una central convencional de la misma potencia. En 40 años de operación se evitaría la emisión al medio ambiente de aproximadamente 88 millones de toneladas de CO2. Comparación de la emisión acumulada de CO2 por las distintas formas de generación en los 40 años de vida útil de la CNA II Emisión a la atmósfera Los principales contaminantes producto de la generación de electricidad son: a. El dióxido de carbono (el cuál contribuye al calentamiento global). b. El dióxido de azufre ( el cual contribuye a la lluvia ácida) c. El óxido de nitrógeno (el cual contribuye al smog) Los siguientes gráficos y tablas comparan los niveles de liberación a la atmósfera de una planta de generación de 700 Megavatios para cada uno de los combustibles: carbón; gas natural; fuel-oil y uranio Una central térmica de 1300 Megavatios de potencia instalada funcionando a carbón emite al aire siete veces más contaminación radioactiva que una central nuclear de igual potencia. Esa misma central emite al aire 7,8 millones de toneladas de dióxido de carbono al año. Sólo en la zona de Capital Federal y Gran Buenos Aires, para generar electricidad a través de la quema de gas y petróleo se emitieron a la atmósfera 8 millones de toneladas de dióxido de carbono, en tanto que en todo el País la emisión llegó a 25 millones de toneladas. En sus 40 años de vida útil la central evitará emitir a la atmósfera 138 millones de toneladas de dióxido de carbono, producto de la generación combinada con Fuel Oil y Gas.
Costo del combustible Costo medio de combustible para generar 1 Megavatio-hora Generar nucleoelectricidad tiene un costo de combustible 2,8 veces más barato que con el gas a su precio actual y 25 veces más barato que con petróleo y permite ahorrar, con la operación de la Central Nuclear Atucha II, 283 millones de barriles de petróleo, equivalente a 11.000 millones de dólares. En los últimos años se inició a nivel mundial un progresivo y sostenido proceso de revalorización del potencial de esta fuente de energía a la luz de: La inestabilidad de los precios y disponibilidad de los hidrocarburos en general. Emisión de gases de efecto invernadero (esencialmente CO2 )producidas por el gas natural y otros combustibles fósiles, y el impacto de aquellas en el cambio climático global El convencimiento creciente y generalizado de la necesidad de diversificar las fuentes de suministro energético, para seguridad del suministro La creciente demanda diferencial de generación eléctrica por encima del crecimiento general de la economía y del PBI en la gran mayoría de los países D. BENEFICIOS DEL PROYECTO La CNA II y el Sector Nuclear: El proyecto es una pieza central del sector nuclear argentino. Las instalaciones disponibles para la producción de combustibles nucleares y agua pesada, están operando con capacidad ociosa hasta tanto se termine la CNA II, ya que las mismas fueron diseñadas previendo las necesidades de operación de la central. Entre los principales aspectos estratégicos a tener en cuenta con la terminación del proyecto, se deben considerar: Continuidad de los desarrollos obtenidos en ciencia y tecnología Terminar la CNA II permitirá consolidar el dominio de la tecnología de centrales nucleares en cuanto al diseño, construcción, puesta en marcha, operación y mantenimiento, que el país viene desarrollando desde el año 1965. La concreción del Proyecto CNA II contribuye a consolidar en el área nuclear la capacidad y posición del país como exportador de productos de alta tecnología, como la venta del reactor realizada a Australia, y permitirá alcanzar la experiencia necesaria para participar en el mercado internacional de las centrales nucleares de potencia. La CNA II permitirá mantener los recursos humanos necesarios par asegurar la extensión de vida de las centrales nucleares en operación. La finalización de la CNA II contribuye significativamente a la constitución del fondo para la Gestión de Residuos Radioactivos de acuerdo al Plan Estratégico de la CNEA. El Estado Nacional deberá afrontar erogaciones extras en el caso de no existir este aporte. La reactivación del Proyecto CNA II, permitirá mantener la producción de uranio, dióxido de uranio, elementos combustibles nucleares y agua pesada, dando continuidad y bajando los costos de producción de las empresas que producen insumos para centrales nucleares.
Impacto Social Las fuentes de trabajo que generará la terminación del proyecto, comprenden tanto la etapa de terminación de la central, como la generación de empleo durante la operación de la misma. Durante la terminación se crearán los siguientes puestos de trabajos directos PROMEDIO (52 meses) 2250 Puestos PICO: 3550 Puestos Se debe computar un 20% adicional de puestos de trabajos indirectos, creados en la zona de influencia. A lo anteriormente expuesto, se debe agregar la creación de 318 puestos de trabajo en las industrias proveedoras del sector nuclear, incluida la CNEA. Un proyecto tan dilatado como CNA II, requerirá en primer término, activar la disponibilidad de recursos humanos calificados, mediante su captación y capacitación. En segundo lugar, se deben calificar pequeñas y medianas empresas de bienes y servicios, para la etapa de montaje y puesta en marcha. El impacto en la actividad comercial y el desarrollo a que da lugar el emplazamiento de la CNA II implicará un fuerte impulso a la actividad social e infraestructura de la zona; entre otros aspectos, por la instalación de un mínimo de 200-250 nuevas familias en la localidad.
E. CONCLUSIONES Finalizar la obra de la Central Nuclear ATUCHA II es una opción técnicamente viable y muy conveniente para el desarrollo de una infraestructura energética que satisfaga la demanda creciente de los diversos sectores de la actividad económica del país. La experiencia mundial en la materia muestra la conveniencia de diversificar las fuentes de generación eléctrica, para independizar su capacidad total de producción de factores adversos, asegurando así el uso racional de los recursos disponibles y evitando la recurrencia de crisis energéticas. Las obras para la finalización de la Central Nuclear ATUCHA II deben iniciarse de inmediato, lo que permitirá obtener en 4 años y medio, con un aporte de capital de U$S 489 millones a invertir durante ese período, una planta nucleoeléctrica generadora de 745MW. Las razones que justifican esta aseveración son: El estado de avance global de la obra es del 81% y la terminación del Proyecto capitaliza la inversión ya realizada. El proyecto genera una importante cantidad de puestos de trabajo durante la construcción y operación de la planta, incluyendo un gran porcentaje de personal especializado. Contrariamente, si el proyecto se abandona se producirá una expulsión de mano de obra, especialmente en empresas del sector nuclear. El proyecto permitirá mantener la producción de uranio, dióxido de uranio, elementos combustibles nucleares y agua pesada, teniendo así continuidad las actividades que desarrollan las respectivas empresas nacionales. La finalización de la CNA II potencia la concreción de proyectos comunes en la región y una posible integración de la generación nucleoeléctrica de Argentina y Brasil. Considerando la situación actual y futura de la oferta y demanda eléctrica, la terminación de la CNA II disminuye la Probabilidad de Energía No Suministrada en el período 2008/2010. El costo de la potencia instalada equivale a 656 U$S/KW, valor razonable para esta escala de proyecto, con un costo operativo competitivo en el mercado actual, lo que permitiría disminuir la volatibilidad de los precios del Mercado Eléctrico mayorista. El abandono del proyecto implica la pérdida de lo invertido hasta la fecha por el Estado Nacional, mas el costo total directo de cierre, con un Valor Actual Neto de U$S 102 a 181 millones según se considere o no la refinanciación de los créditos alemanes. El mantenimiento del estado actual del proyecto tiene una erogación anual no recuperable de $ 11,8 millones. El proyecto tendrá un efecto multiplicador reactivando y aumentando la capacidad productiva y competitividad internacional para exportar tecnología de los diferentes organismos y empresas nacionales vinculados al mismo.