Características de los reactores nucleares de fisión

10. Características de los reactores nucleares de fisión • Utilización del recurso • Seguridad de operación • Generación de residuos • Emisión de CO2 • Seguridad de suministro • Fiabilidad de funcionamiento • Competitividad económica • Generación de empleo

11. Perspectiva energética de la fisión • Producción de fisión actual: 2,7x109 MWh = 7x108tep = 2,8x1019J • Reservas: 3 Mton de U natural  2,6x1023 J 8 Mton de Th-232  6,9x1023J En total  9,5x1023J • Equivalen a 34.000 años de producción en teoría • Se aprovecha el 0,6% de la energía térmica potencial del combustible, lo que equivale a sólo 200 años • Para aprovechar, asintóticamente, el 100% de la energía potencial: REPRODUCCION Y RECICLADO

13. Ciclo de combustible nuclear. Residuos

14. INSTALACIÓN HABOG (HOLANDA)

15. INSTALACIÓN HABOG (HOLANDA)

16. INSTALACIÓN HABOG (HOLANDA)

17. Minimización de la radiotoxicidad de los residuos por transmutación

18. Estructura del coste de producción Datos en porcentaje. Fuente: NEA/OCDE

19. 1,138 1,138 1,127 1,118 1,101 Coste de producción de las centrales nucleares españolas Fuente: UNESA. Datos en céntimos de euro / Kwh. neto (constantes 2004) • Inversión recurrente anual: 20 M€ / año / 1000 MW • Coste segunda parte ciclo combustible: 0,2 c€ / kWh producido • ≈ 15 €/MWh estable a largo plazo

20. Sistema Eléctrico en España 2005 (avance) Producción total: 292.736 GWh Nuclear: 57.539 GWh Potencia total: 77.758 MW Nuclear: 7.876 MW

21. El sistema eléctrico en España (1) Fiabilidad

22. El sistema eléctrico en España (2) Funcionamiento medio por tecnologías en 2004 Global medio: 3855 horas Fuente: Elaboración Foro Nuclear a partir de la Memoria Estadística 2004 de UNESA

23. La industria nuclear española (1) Capacidades • Suministro de equipos: 60 a 85% nacional • Empresa de grandes componentes: ENSA: - Vasijas de reactor - Generadores de Vapor - Presionadores - Racks piscinas combustible gastado - Contenedores de combustible • Empresa de combustible: ENUSA: - PWR - Alemania - BWR - Bélgica - Barras de gadolinio - Finlandia - Francia - Suecia

24. La industria nuclear española (2) Capacidades • Otras empresas: Tecnatom: - Formación y Simuladores - Inspección en servicio - Ensayos no destructivos Inabensa: - Equipos eléctricos - Salas de control - Instrumentación Empresarios Agrupados Iberinco Initec Soluziona • Central de Lungmen: ≈ 60 millones de euros (GEE-Taiwan)

25. Inconvenientes de las centrales actuales de fisión • Uso ineficiente del recurso; agotamiento a medio plazo • Seguridad probabilista: riesgo no nulo de accidentes. Posibilidad de impactos ambientales y contaminación de personas • Gestión en ciclo abierto; no reciclado. Almacenamiento de residuos • LAS ACTUALES CENTRALES NUCLEARES DE FISIÓN NO RESPONDEN A UN MODELO SOSTENIBLE A LARGO PLAZO

26. Ventajas de las centrales actuales de fisión • No emisiones de CO2. El parque nuclear español evita la producción anual de 60 millones de toneladas anuales de emisión de carbón. • Seguridad de suministro. El mercado del Uranio no está controlado como el de combustibles fósiles. • Elevada fiabilidad de funcionamiento • 20% de la electricidad consumida, equivalente a100 M barriles / año. • El funcionamiento en base proporciona gran estabilidad a la red eléctrica

27. Funcionamiento del parque actual de centrales nucleares La decisión debería tener en cuenta: • Economía: el mantenimiento del parque actual de centrales es la mejor opción.(Aunque se internalicen los costes de gestión de los residuos radiactivos) • Residuos: Las condiciones de gestión de los combustibles gastados son poco dependientes de la cantidad generada. • Dependencia energética: No se debería aumentar la participación de los combustibles fósiles para evitar el aumento de la dependencia energética y la producción de CO2.

28. Funcionamiento del parque actual de centrales nucleares • Con estas restricciones, las únicas fuentes posibles de sustitución son las energías renovables • La sustitución de estas fuentes debe hacerse de modo que se garantice la misma cantidad y calidad de energía • En el momento actual las energías renovables no garantizan la sustitución de potencia. Son energías complementarias y no sustitutivas

29. Funcionamiento del parque actual de centrales nucleares • Penetración de las energías renovables eliminando las barreras técnicas, administrativas y económicas: • Las políticas de primas deben ser suficientes y estables • Se debe mejorar la tramitación administrativa para agilizar los procesos: ventanilla única • Deben enviarse señales claras a los operadores para que no prevalezcan los intereses particulares sobre los generales

30. Funcionamiento del parque actual de centrales nucleares • Las Administraciones Públicas deben legislar para establecer condiciones de participación de las tecnologías y recursos renovables: Sector Residencial: Ordenanzas municipales Sector transporte: Utilización obligatoria de biocombustibles • Hay un elevado margen para la actuación política en ayuntamientos y comunidades autónomas

31. Necesidades futuras Jueves 25/01/2001 Jueves 26/01/2006

32. ESTRUCTURA DE GENERACIÓN (% sobre total generación bruta) Situación en el periodo 2011-2025 • Hasta el año 2011 el escenario está definido (Plan de Infraestructuras – octubre 2005) • 2005 – 2011: población 47 millones de habitantes

33. Situación en el periodo 2011-2025 • Demanda eléctrica: incremento de un 3% anual. • Se requieren 10.000 GWh anuales adicionales, que pueden ser cubiertos alternativamente con: • 1.300 MW nucleares funcionando 7.500 horas / año. • 1.300 MW carbón funcionando 7.500 horas / año. • 4.500 MW eólicos funcionando 2.000 horas / año. • 2.000 MW ciclos combinados funcionando 5.000 horas / año

34. Situación en el periodo 2011-2025 Alternativas • Abandono de los paradigmas clásicos: Energía limpia, abundante, barata. • La tecnología ayuda, pero no soluciona los problemas. • Las políticas energéticas son necesarias; el mercado no responde a las necesidades del interés general.

35. Alto Carbón Fuelóleo Gas Hidráulica Cogeneración Eólica Dominio tecnológico actual Nuclear (fisión) Biomasa Fotovoltaica Fusión Nuclear Bajo Heliotérmica Alto Bajo Potencial energético asintótico (muy largo plazo) Potencial intrínseco de las fuentes de energía

37. Centrales nucleares del futuro (1) • TERCERA GENERACIÓN. Centrales Nucleares Avanzadas • Simplicidad: reducción de sistemas y construcción por módulos • Conceptos Evolutivos y Conceptos Pasivos • Programa Europeo EUR (European Utilities Requirements) • EPR de Framatome ANP (evolutivo de agua a presión) • EPP de BNFL - W (pasivo de agua a presión) • BWR90 de BNFL - W (pasivo de agua en ebullición) • ABWR de GE (avanzado de agua en ebullición) • SWR1000 de Framatome ANP (avanzado de agua en ebullición) • Diseños licenciados por la NRC en USA • System 80+ BNFL - W (evolutivo de agua a presión) • ABWR de GE (evolutivo de agua en ebullición) • AP-600 de BNFL - W (pasivo de agua a presión) • AP-1000 de BNFL - W (pasivo de agua a presión)

38. Centrales nucleares del futuro (1) • GENERACIÓN IV • Programa para el desarrollo y demostración de uno o más nuevos sistemas nucleares, utilizables comercialmente hacia 2030, y que ofrecen ventajas en los campos de sostenibilidad, economía, seguridad y fiabilidad, no proliferación y protección física • Sistemas • SFR - Reactor rápido refrigerado por sodio • LFR - Reactor rápido refrigerado por aleación de plomo • GFR - Reactor rápido refrigerado por gas • VHTR - Reactor de muy alta temperatura • SCWR - Reactor supercrítico refrigerado por agua • MSR - Reactor de sales fundidas • Programa INPRO del OIEA • International Project on Innovative Nuclear Reactors and Fuel Cycles • El objetivo principal es la utilización segura, sostenible, económica y no proliferante de la tecnología nuclear para satisfacer las necesidades energéticas globales en el siglo XXI

40. Posibilidad de reactores híbridos, aunque repugne al “establishment” nuclear

41. Fusión • La fisión nuclear se descubrió/interpretó en 1939 • La fusión nuclear ya estaba descubierta (diversas reacciones entre núcleos ligeros acelerados, efectuadas en los años 20 y 30 del siglo XX. Propuesta de Eddington sobre la fusión nuclear como la posible “gasolina” de las estrellas • En 1938, Hans Bethe daría la primera explicación de ello, con su famoso “ciclo” (no exactamente el principal, que es el de protón –protón (dos veces) para formar un núcleo de helio, neutrinos y radiación electromagnética. En el sol se sintetizan 600 toneladas de He por segundo • Reactor nuclear de fisión en 1942 (E.Fermi) • Bomba nuclear A en 1945 (Proyecto Manhattan) • 1948: 1ª bomba atómica soviética, detectada por USA • 1951: 1as bombas H (de Fusión) • 1953: Programa USA “Atmoms for Peace”

42. Steady State Magnetic Confinement Fusion:Fusion is a „burn“ process, with a burn temperature of > 100 Million o K principle of toroidal magnetic confinement DT Fusion Reaction & Fuel Cycle 14 MeV magnetic field reduces drastically parallel mobility of particles balances the plasma pressure (O(10atm)) produces thermal insulation ( 200 Million K) 3.5 MeV neutrons recycled for T-production 6Li + n -> He+T + 4.8 MeV 7Li +n -> He+T + n - 2.5 MeV steady state magnetic confinement fusion: a low energy density system! (like bicycle tire)

43. ITER International Project Engineering Design Phase (1992 – 2001) Japan European Union Russian Federation (US until 1999) present negotiations among partners: above + Canada construction costs : 4.57 b€ (EU costing)