el ciclo del combustible nuclear - foronuclear.org · 4 primera parte del ciclo del combustible...
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EL CICLO DEL COMBUSTIBLE NUCLEAR
Reservas de Uranio y Proceso desde la Mina a la Central Nuclear.
Cursos de Verano de la UPM La Granja (Segovia)
Germán Gª-CalderónDirector de Aprovisionamiento de Uranio
12 Julio 2010
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32
COMBUSTIBLE NUCLEAR
TECNOLOGÍATECNOLOGÍA
OPERACIONOPERACIONFABRICACIÓNFABRICACIÓN
URANIOURANIO
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4
PRIMERA PARTE DEL CICLO DEL COMBUSTIBLE NUCLEAR
EXPLORACIÓN DE MINERÍA Y PRODUCCIÓNDE CONCENTRADOS DE URANIO
ELEMENTOS COMBUSTIBLES
CENTRAL NUCLEAR
INGENIERÍA Y FABRICACIÓN
CONVERSIÓN U3O8 A UF6
HEXAFLUORURO DE URANIO ENRIQUECIDO UF6
RECONVERSION UF6 A UO2
ENRIQUECIMIENTO
3%3% 42%42%
1%1%12%12%
U3O8UF6
UO2
42%42%
Se indica el % de coste de cada etapa del Ciclo sobre el valor final del Elemento Combustible.
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52
INSTALACIONES NUCLEARES ESPAÑOLAS
VANDELLOS II 1.087 MWe (W)
TRILLO I 1.066 MWe (KWU)
ALMARAZ I 980 MWe (W)
ALMARAZ II - 983 MWe (W)
ASCO I 1.033 MWe (W)
ASCO II 1.027 MWe (W)
COFRENTES 1.095 MWe (GE)
S.M. GAROÑA - 466 MWe (GE)
CAPACIDAD INSTALADA 2009 : 7.728 MWe (8%)GENERACION NUCLEAR 2009 : 52.890 GWh.
GENERACION NUCLEAR / GENERACION TOTAL : 18 %.
PO
RT
UG
AL
ENUSA. JUZBADOENUSA. CIUDAD RODRIGO
ENSA
EL CABRIL
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62
FINAL LICENCIA DE OPERACIÓN REACTORES ESPAÑOLES
VANDELLOS II 2020TRILLO I 2024
ALMARAZ I 2020
ALMARAZ II - 2020
ASCO I 2021
ASCO II 2021
COFRENTES 2021
S.M. GAROÑA - 2013P
OR
TU
GA
L
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72
COSTES DE GENERACIÓN ELÉCTRICA
15%
10%
75%
Gas Carbón Nuclear
NUCLEAR5%
CARBÓN50%
GAS75%
30%
20%
50%
58%
30%
12%
INVERSIÓN 0&M COMBUSTIBLE
Si el precio de las materiasprimas se duplica el coste de generación se incrementa en :
El combustible nuclear garantiza un coste de generación estable y predecible.
El combustible nuclear garantiza un coste de generación estable y predecible.
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8
APROVISIONAMIENTO DE URANIO ENRIQUECIDO
UF6 "natural"
UF6 "enriquecido"
U3O8
CONCENTRADOS CONVERSIÓN ENRIQUECIMIENTO
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92
ETAPAS DEL MERCADOPrecios Históricos del Concentrado (US $ 2009) vs. Producción-Demanda (tU)
0
20
40
60
80
100
120
140
160
1948 1952 1956 1960 1964 1968 1972 1976 1980 1984 1988 1992 1996 2000 2004 2008
Año
US
$/lb
U3O
8
0
10.000
20.000
30.000
40.000
50.000
60.000
70.000
tU
Pc $2009 (Spot) Producción U Total (tU) Demanda U Total (tU)
Acumulación stocks militares
Acumulación stocks civiles
Liquidación de stocks Renacimiento
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102
OFERTA/DEMANDA URANIO 2009-2030
0
20.000
40.000
60.000
80.000
100.000
120.000
140.000
160.000
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
2021
2022
2023
2024
2025
2026
2027
2028
2029
2030
Año
t U
Minas (Ref) HEU (Ref) DOE (Ref)
Colas re-enriquecidas (Ref) Reciclado/MOX (Ref) LEU Ruso (Ref.)
Necesidades reactores (Alto) Necesidades reactores (Ref.) Necesidades reactores (Bajo)
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112
PRINCIPALES PAISES PRODUCTORES DE U (2009)
Namibia9%
Australia16%
Rusia7%
Niger6%
Uzbekistan5%
Otros10%
Canadá20%
Kazakhstán27%
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COSTE TOTAL MINAS (Operando y Planeadas)
CAPACIDAD DE PRODUCCIÓN vs COSTE
Ux Uranium Suppliers Annual - 2009
CAPACIDAD DE PRODUCCIÓN vs COSTE
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 20.000 40.000 60.000 80.000 100.000 120.000
Capacidad Acumulada (tU)
Co
ste
($/lb
)
McArthur River
Navoi
Kazajistán
McClean Lake
Cigar Lake
Yeelirrie
Jabiluka
Honeymoon
Trekkopje
Imouaren
Olympic Damm
OPERANDO
Ranger
Langer Heinrich
Rossing
PLANEADAS
Kaleyekera
Akouta/Arlit
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13
0
20.000
40.000
60.000
80.000
100.000
120.000
140.000
160.000
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
2021
2022
2023
2024
2025
2026
2027
2028
2029
2030
Año
t U
ProducciónSecundaria
ProducciónPrimaria
Necesidadesreactores (Bajo)
Necesidadesreactores (Ref.)
Necesidadesreactores (Alto)
OFERTA/DEMANDA CONVERSIÓN 2009-2030
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PRODUCCIÓN DE CONVERSIÓN (PRINCIPALES PAÍSES)
EE.UU.27%
RUSIA24%
U.K.10%
CANADA11%
FRANCIA27%
Otros1%
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ENRIQUECIMIENTO DE URANIO
Concentración relativa en nº de
átomosPeso atómico
Concentración relativa en peso
238 U 99,2745% 238,051 99,2836%235 U 0,7200% 235,044 0,7110%234 U 0,0055% 234,041 0,0054%
100,0000% 238,0291 100,0000%
AUMENTO DE LA CONCENTRACION RELATIVA DEL ISÓTOPO U235
(diferencia en peso entre el U235 y el U238 es de 1.2%)
ISÓTOPOS DEL URANIOISÓTOPOS DEL URANIO
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MÉTODOS UTI LI ZADOS I NDUSTRI ALMENTEMÉTODOS UTI LI ZADOS I NDUSTRI ALMENTECENTRIFUGACIÓN
LA DI FUSI ÓN UNA TECNOLOGÍ A DEL PASADO
5% DEL CONSUMO ELÉCTRICO
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CENTRÍ FUGACI ÓN LA TECNOLOGÍ A DEL PRESENTE
RUSIAURENCO - AREVA (ETC)
USEC (ACP)
LA FIABILIDAD SI QUE I MPORTA
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ENRI QUECI MI ENTO CON LASER ¿EL FUTURO?
Ventaja: Usa UF6 natural
MLI S: Molecular Laser I sot ope Separ at ion
Abandonado en otros países (US DOE 1982, Reino Unido 1994, Fr ancia/ Sudáf r ica 1997). Pr oceso LAP en China y el US CRI SLA abandonado por el DOE al final de los 90.
Tecnología Aust r aliana SI LEX est udiada por USEC en 1996 y abandonada en 2003
Acuerdo de SILEX con GE en 2006
Planta Piloto en las instalaciones de GE en Wilmington.
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OFERTA/DEMANDA ENRIQUECIMIENTO 2009-2030
0
20.000
40.000
60.000
80.000
100.000
120.000
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
2021
2022
2023
2024
2025
2026
2027
2028
2029
2030
Año
mile
s d
e U
TS
Extensiones Potenciales
AREVA-Eagle Rock
RepU / MOX
HEU Ruso
Otros
ACP (Cent USEC)
USEC
NEF (LES 2)
URENCO
GB-II
GB-I
TENEX
Necesidades reactores (Bajo)
Necesidades reactores (Ref.)
Necesidades reactores (Alto)
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CAPACIDADES MUNDIALES ENRIQUECIMIENTO
RUSIA28%
UK / D / NL22%FRANCIA
21%
EE.UU
11%
OTROS3%
RepU-MOX4%
HEU Ruso 11%
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ENRIQUECEDORES DE URANIO
EURODIF
USEC
URENCOURENCO
URENCO
TECHSNABEXPORT
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222
NUEVOS ENRIQUECEDORES DE URANIO
AREVA
USEC
URENCOURENCO
URENCO
URENCO
AREVAGLE
TECHSNABEXPORT
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POLVO DE UOPOLVO DE UO22
PASTILLAPASTILLA
COMPONENTESCOMPONENTES ESQUELETOESQUELETO
BARRABARRA
FABRICACIÓN
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242
ENUSA Industrias Avanzadas, S.A.
Fecha de constitución: 1972
(60%)
875 EMPLEADOS
SOCIEDAD ESTATALDE PARTICIPACIONES INDUSTRIALES
VENTAS: 257 M
(40%)
Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas
(MINISTERIO DE CIENCIA E INNOVACIÓN)
Sociedad Estatal de Participaciones Industriales
(MINISTERIO DE ECONOMÍA Y HACIENDA)
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252
ENUSA Industrias Avanzadas, S.A.
PROYECTOS MEDIOAMBIENTALES
APROVISIONAMIENTO DE URANIO ENRIQUECIDO
ACTIVIDADES
DIVERSIFICACION
INGENIERÍA Y FABRICACIÓN DE COMBUSTIBLE
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262
GESTIÓN DEL APROVISIONAMIENTO DE URANIOENUSA SE ENCARGA DE CONTRATAR:
CONCENTRADOSCONVERSIONENRIQUECIMIENTO yServicios Relacionados (Transporte, Seguros, . . . )
PARA EL SUMINISTRO DE URANIO ENRIQUECIDO A TODOS LOS REACTORES NUCLEARES ESPAÑOLES
ENUSA ES EL POOL DE COMPRAS
DE LAS EMPRESAS ELÉCTRICAS ESPAÑOLAS
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27
CONCENTRADOS DE URANIO
COMINAK (NÍGER).TENEX (RUSIA).BHP Billiton (AUSTRALIA).CAMECO (CANADÁ).
NUKEM (ALEMANIA)NUFCOR (SUDAFRICA).RIO TINTO (NAMIBIA).
SERVICIOS DE CONVERSION
COMURHEX FRANCIA).TENEX (RUSIA).COMURHEX FRANCIA).TENEX (RUSIA).SFL (GB).
SERVICIOS DE ENRIQUECIMIENTO
EURODIF (FRANCIA).TENEX (RUSIA).
USEC (EE.UU.)URENCO (ALEMANIA-HOLANDA-GB).
SUMINISTRADORES PARA EL ABASTECIMIENTO DE ENUSA
NUKEM (ALEMANIA).CAMECO (CANADA).
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28
FÁBRICA DE ELEMENTOS COMBUSTIBLES (Salamanca)
PUESTA EN MARCHA: 1985
PRODUCTOS:
* PASTILLAS UO2+Gd
* BARRAS COMBUSTIBLES
* ELEMENTOS COMBUSTIBLES
* PEQUEÑOS COMPONENTES (tapones)
LÍNEAS DE FABRICACIÓN:
* 3 PARA COMBUSTIBLE PWR/BWR
* 1 PARA BARRAS DE GADOLINIO
ENRIQUECIMIENTO AUTORIZADO: < 5 w/o U-235
CAPACIDAD DE PRODUCCIÓN: 400 MTU/AÑO (*)
(*) En el 2010 se tendrá la licencia para 500 tU/año
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292
CARTERA DE CLIENTES DE COMBUSTIBLE
ENUSA EFG GENUSA
ELECTRABEL Doel 4Tihange 3
VATTENFALL
EdF
ENDESAIBERDROLAUNION FENOSAAlmaraz I & IIAscó I & IIVandellósIIGaroñaCofrentes
Forsmark 2-3
FORTUM Loviisa2
RWE Gundremmingen B-C
Belleville 1-2Cruas 2-1Dampierre 1-3Graveline 1-2-6Tricastin 2-4Blayais 2
TVO Olkiluoto 1
EKK/OKGOskarshamn 1-3
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31
¡ LA INMENSIDAD DE LA CORTEZA TERRESTRE !
WNA PositionStatement onUraniumSustainability
¿ QUÉ NO SE TIENE EN CUENTA ?
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33
¡ EL COMPORTAMIENTO DEL MERCADO !
TIEMPO
PRECIO
EXPLORACIÓN EXPLORACIÓN
MINIMO NIVEL DE RESERVAS
1980-1990
Cromo, cobre, níquel, estaño y tungsteno
¿ QUÉ NO SE TIENE EN CUENTA ?
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342
RESERVAS CONOCIDAS MUNDIALES DE URANIO (Evolución Frente al Precio)
Fuente: FORTY YEARS OF URANIUM RESOURCES, PRODUCTION AND DEMAND IN PERSPECTIVE THE RED BOOK RETROSPECTIVE
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
1971 1976 1981 1986 1991 1996 2001 2006
Res
erva
s (1
000
tU)
0
50
100
150
200
250
Pre
cio
del
Ura
nio
(USD
/kgU
)
Reservas Conocidas Precio U ($/kgU)
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RESERVAS CONOCIDAS MUNDIALES DE URANIO(EVOLUCIÓN EN EL TIEMPO)
Fuente: FORTY YEARS OF URANIUM RESOURCES, PRODUCTION AND DEMAND IN PERSPECTIVE THE RED BOOK RETROSPECTIVE
0
1.000.000
2.000.000
3.000.000
4.000.000
5.000.000
6.000.000
1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005
Res
erva
s y
Co
nsu
mo
An
ual
(tU
)
0
50
100
150
200
250
Añ
os
de
Op
erac
ión
Conocidas (tU) < 130USD/KgU Consumo Anual (tU) Años de Operación
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ESTIMACIÓN RESERVAS MUNDIALES DE URANIO (t U3O8)
RECUPERABLES A < 130 $/KgU (< 50 $/lb U3O8 ) AÑOS PRODUCCIÓN
RESERVAS RAZONABLEMENTE ASEGURADAS (RAR) 3.338.300 50
RESERVAS ESTIMADAS ADICIONALES ( INFERRED, antes EAR-I) 2.130.600 32
TOTAL RESERVAS CONOCIDAS 5.468.900 82
Demanda actual ( t U/año) = 66.500
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RESERVAS MUNDIALES DE URANIO
Fuente: NEA/IAEA Libro Rojo 2007; Reservas Conocidas Extraíbles a un precio inferior a 130 $/KgU
Nam ib ia5 %
B ras il5 %
E E .UU.6 %
S ud áfrica8 %
C hina1 %
O tro s5 %
C anad á8 %
R us ia1 0 %
K azas tán1 5 %
A us tralia2 3 %
Níg e r5 %
Ucrania4 %
Jo rd ania2 %
Ind ia1 %
Uzb e q uis tán2 %
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402
SEGURIDAD DE SUMINISTRO EN ESPAÑA
DURACIÓN DE LOS CICLOS
SIN NECESIDAD DE
RECARGAR COMBUSTIBLE
12 24 meses
SUMINISTRADORESGEOFRÁFICACOMPONENTESDIVISASPRECIOS. . . . . .
REAL DECRETO 1464/1999
EE. DEBEN CONSTITUIR STOCK DE RESERVA (2 RECARGAS 18 MESES).
CONTRATOS SUMINISTRO POR 5 AÑOS.
COMBUSTIBLE EN CENTRAL 2 MESES POR ADELANTADO.
SEGURIDADDEL
SUMINISTRO
DIVERSIFICACIÓN
SUMINISTRADORESGEOGRÁFICACOMPONENTESDIVISASPRECIOS. . . . . .
STOCK ESPECIAL
DECISION ESTRATÉGICA EE.
UN AÑO NECESIDADES DEL PARQUE NUCLEAR ESPAÑOL
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SEGURIDAD DEL SUMINISTRO A LARGO PLAZO
Reservas conocidas para 82 años al ritmo actual de Reservas conocidas para 82 años al ritmo actual de consumoconsumoEl mercado y los avances tecnológicos permitirán El mercado y los avances tecnológicos permitirán aumentarloaumentarloReprocesado como fuente de combustibleReprocesado como fuente de combustible
LA ENERGÍA NUCELAR TENDRÁ LA ENERGÍA NUCELAR TENDRÁ GARANTIZADO EL SUMINISTRO DE GARANTIZADO EL SUMINISTRO DE
COMBUSTIBLE EN EL LARGO PLAZOCOMBUSTIBLE EN EL LARGO PLAZO
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42
27,9%
19,0%
11,9%
3,4%
7,7%
17,6%
12,6%
16,9%
7,8%
12,0%
7,0%
24,0%
18,5%
13,7%
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
Hidráulica Nuclear Carbón Fuel/Gas Ciclocombinado
R. E. Eólica Resto Rég.Esp. (*)
Producción Potencia instalada(*) Cogeneración, minihidráulica, biomasa, residuos
Fuente: Foro de la Industria Nuclear con datos de UNESA Avance Estadístico de la Industria Eléctrica 2009 y REE El Sistema Eléctrico Español Avance del Informe 2009
ESTRUCTURA DE LA PRODUCCIÓN ELÉCTRICA DEL AÑO 2009 (%)
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43
El coste de generación nuclear es :
Muy estable.
Predecible.
No depende de condiciones geopolíticas.
COSTES DE GENERACIÓN NUCLEAR
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Para que una fuente energética sea sostenible debe ser:
Limpia
Fiable
Barata
Duradera
SOSTENIBILIDAD
