Jorge Zanelli

CECS-Valdivia

PROSantiago

Diciembre 27, 2010

Energía Nuclear de Potencia en Chile

¿De qué se trata la

Energía Nuclear de Potencia?

+ Energía

Fisión

Energía nuclear: Energía que se libera al romper un núcleo atómico

Millones de veces mayor que la que produce una reacción química, como combustión de bencina, o explosión de TNT.

Cada pellet produce unos 5.000 kWh (aproximadamente la energía de 1,5 toneladas de carbón)

Reacción en cadena Algunas desintegraciones nucleares emiten neutrones, que a su vez pueden romper otros núcleos…

Proceso controlado, estable (crítico)

Proceso inestable,descontrolado (súper crítico)

Cómo funciona un reactor nuclear (tipo PWR):

Combustible Nuclear: Pequeño volumen, alto contenido energético

Nuclear 27 T U enriquecido 3%

(160T U natural)

~ 8m3/año

Carbón 2.600.000 T coke~2.000.000m3~20 Est.Nac.

~1.400 T/día ~1 teatro/día

6.000.000T CO2

44.000T SO2

22.000T NOx

320.000T ceniza (400T metales pesados)

Petróleo 2.000.000 T P.Diesel~10 Exxon Valdez tankers

5.000.000T CO2

Combustible consumido y desechos producidos para generar 1 GW (Ton./año)

Toda la producción de residuos nucleares del mundo ≈ 1.000m3

27 [alta actividad]310 [media actividad]460 [baja actividad]

• 435 reactores en operación (11%)

• 52 en construcción

• 93 en camino• USA: 104 (20%)

• Francia: 59 (80%)

• Japón: 55 (35%)

• Rusia: 31 (16%)

Estatus actual

Renacimiento Nuclear?

• China, Rusia, India y Korea lideran el “renacimiento nuclear”.

• Italia, Suecia, Alemania revierten decisiones de reducir sus PENP

Factores claves: Seguridad, garantía de suministro, medio ambiente, economía

Medio Ambiente v.s. Energía Nuclear

Bajísimas emisiones y radiación

Escaso uso del suelo

Pequeño volumen de combustible y desechos

Estabilidad de costos

Desechos fácilmente manejables

Sismicidad no es un obstáculo insalvable

No hay repositorios definitivos en operación

Alta toxicidad

Necesidad de aislamiento seguro por mucho tiempo

Pasivo para futuras generaciones

Ventajas

Pero los desechos…

¿Qué tiene que ver

esto con nosotros?

Generación eléctrica (2008)

Carbón: 15.84%

Gas:36,06%

Ren. no Conv.: 2.5%

Petróleo: 8.49%

Hidroeléctrica: 37.03%

28.4%

Distribución

70.8%

0.3%

0.5%

7.4%

1.0%

0.6%

91%

% Demanda

% Población

Renovables: 39% Fósiles: 61%

• Sector Eléctrico– Capacidad instalada de generación : 12GW

– Generación, transmisión y distribución: actividades privadas y desreguladas

– Rol del Estado: fair play, transparencia de mercados, planificación estratégica limitada

– Neutralidad tecnológica: suministro ajustado a la demanda y prioridad por precio (hidro, carbón, gas,..)

• 63% de la electricdad a partir de combustibles fósiles

• Chile importa 95% del carbón80% del gas natural 98% del petróleo

“…Francia no tiene petróleo, Francia no tiene carbón, Francia no tiene gas; Francia no tiene opciones…”

Crecimiento económico de Chile

La riqueza se duplica cada ~12 años

Consumo se duplica cada ~12 años

Envíos de Gas Natural desde Argentina:

% de 2004

100% 90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

2006 2007

Red eléctrica pequeña y dividida ~ 12GW

1997: Acuerdo con Argentina para Natural Gas

2005-06-07: Drásticas reducciones de suministro de gas

Demanda eléctrica se duplica cada 10-12 años

Más del 90% de combustibles importados

Dependencia, fragilidad, vulnerabilidadDebilidad estratégica fundamental

Búsqueda de solutions de largo plazo

Energía nuclear ?

Sólo quedan 2 grandes ríos aún no embalsados (línea de transmisión de 2.000km de Corriente continua)

Percepción pública sobre energía nuclear (~2006):

El Grupo de Trabajo en

Núcleo-Electricidad 2007

Ya sea para empezar un programa nuclear o para descartarlo, es necesario conocer lo que significa y evaluarlo rigurosamente en toda su complejidad.

Febrero 2007

Necesidad de un análisis racional, basado en hechos, para decidir si incluir o no la opción nuclear en el menú energético nacional

Mirada de largo plazo, más allá de la contingencia

Equipo multidisciplinario, independiente, capaz de analizar y opinar libremente

Grupo de Trabajo en Nucleo-Electricidad (GTNE)

• 10 profesionales con diferentes formaciones

• Sin posición a priori sobre el tema nuclear

• Sin conflictos de intereses

• Representándose sólo a sí mismos

• Misión: decidir si la opción nuclear debe ser descartada o no.

• Si no, ¿cómo llegar a la decisión sobre qué hacer?

¿Qué aprendimos?

Reservas probadasde petróleo mundial (x 109 barriles)

1987 1997 2006 2007 R/P

910,2 1069,3 1239,5 1237,9 41,6

>12Tw

< 5 Tw

Incremento de 140% en 40 años

Consumo global de energía

Fuente: BP

Los expertos estiman que se ha extraído más del 50% de todo el petróleo existente.

Quedan muy pocas cuencas de hidrocarburos inexploradas en el mundo, la mayoría de ellas en áreas remotas, inhóspitas o enaguas profundas.

Por cada nuevo barril que se descubre se extraen 4.

En 2005 el 81% de la energía mundial provino de los combustibles fósiles, 82% de la energía de China y el 88% de los EEUU.

Entre 2000 y 2020:

• La población mundial habrá pasado de 6.0 a 7.5 mil milliones (+ 25%).

• El consumo mundial de energía por año habrá crecido en 60%.

Podremos seguir así indefinidamente?

• La población de Chile habrá pasado de 15 a unos 20 milliones (+ 33%).

• El consumo de Chile de energía por año habrá crecido en 160%.

1MWh ~ 1Ton CO2

• Crecimiento energético [~ 6%] vinculado a la economía [~5.6%].

• Huella de CO2 podría hacernos perder la ventaja minera en las próximas décadas si se aplican tasas impositivas las emisiones.

Huella de CO2 por Sector Económico1984-2003

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003

Año

106 ton

Gener. Eléctrica Industria Agricultura Forestal Basura

Cada tonelada de Cu genera unas 4 toneladas de CO2.

37

-18

75

-18

Nuestra huella de carbono

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

g C equivalent / kWh

lignite

coal

oil

gas

gas (CCS)

coal (CCS)

storage

biomass

photovoltaic

hydro

wind

nuclear

“Nuclear energy is the only green solution; we have no time to experiment with visionary energy sources” -James Lovelock

Emisiones de GEI en ciclo completo

El problema del CO2

Emisiones de gases de efecto invernadero (gCeq per kWh)

Rangos de costos nivelados de generación eléctrica

0 5 10 15 20 25

Nuclear

Carbón

Gas natural

Petróleo

Hidro

Eólica onshore

Eólica offshore

Solar fotovoltaica

US$/MWh

188 188

?

?

?

Cost of generating electricity (pence per kWh) with no cost of CO2 emissions included.Fuente: The Cost of Generating Electricity, The Royal Academy of Engineering.

Sayano–Shushenskaya: 32 Km3 de embalse; la mayor central hidroeléctrca de Rusia y la sexta más grande del mundo. Tuvo un accidente el 17 de Agosto de 2009. Murieron 75 trabajadores y se contaminaron cientos de Km2 de ríos y lagos.

Riesgo y percepción de riesgo

Terremoto en Japón. Planta nuclear derrama material radiactivo. 8 Muertos y 900 heridos.

Manipulación del miedo

Respeto por los datos

Decisión

~2025

Conexión a la red del 1er reactor

~2085

Cierre del 1er reactor

Salida de la última carga de combustible quemado a un depósito geológico profundo

2110Tricentenar

io

Escala de tiempo y responsabilidad

~500 años

Rol del Estado?

2010Bicentenari

o

Cómo es el país que queremos para nuestros tátara nietos?

Nuestro informe

LA OPCIÓN NUCLEO-ELÉCTRICA EN CHILE

September 2007

GRUPO DE TRABAJO EN NUCLEOELECTRICIDAD

GOBIERNO DE CHILE

Principales ConclusionesPrincipales Conclusiones

1. La ENP es una industria madura en el mundo, capaz de producir electricidad de base con seguridad para las personas y el medio ambiente, a precios competitivos.

Mayor seguridad de suministroMenor accidentabilidad

Más segura que todas las otras formas actuales de generación eléctrica:

Menor impacto ambiental Menor emisión de CO2

2. No hay razones para descartar a priori la energía nuclear 2. No hay razones para descartar a priori la energía nuclear como una opción en nuestra matriz energética futura. como una opción en nuestra matriz energética futura.

La sismicidad y el manejo de los desechos son desafíos abordables con las tecnologías actuales.

3. La ENP genera compromisos de largo plazo (~1 Siglo). La decisión es estratégica y exige un papel activo del Estado, distinto del actual.

4. La ENP demanda estándares de seguridad y rigor extremos. El descuido de dichos estándares implica riesgos inaceptablemente altos para la salud de la población y el medio ambiente. No hay márgenes de error.

5. La institucionalidad actual no es compatible con la ENP.

Selección de opciones tecnológicasMarco regulatorio nuclear

Garante de la inversiónPosiblemente, como actor en la industria

Ordenamiento ambiental y territorial inadecuado

Insuficiente capacidad de respuesta ante accidentes

Necesidad de mejorar los estándares de rigor y calidad industrial

Necesidad de establecer una cultura de la seguridad

6. El escenario energético que enfrentamos requiere un vigoroso impulso a la I+D sobre todas las formas de energía, independientemente de si se opta o no por la GNE.

La energía está allí. Lo que falta es desarrollo tecnológico suficiente.

Nadie sabe cuánto tiempo podría tomar.

No debemos sentarnos a esperar.

Esperar sería irresponsable y suicida.

Hay que impulsar investigación y desarrollo en todas las formas de transformación energética, y mejorar los mecanismos de ahorro y eficiencia.

E. Renovables no convencionales

>80

Geothermal

Solar y geotérmica son virtualmente inagotables a escala humana.

Requerimientos de un programa nuclear:

Factibilidad económica

Compatibilidad con la condición sísmica del territorio

Institucionalidad regulatoria adecuada en asuntos nucleares y de ordenamiento territorial

Capacidad de respuesta del Estado ante emergencias radiológicas

Formación de RRHH

Establecimiento de una cultura de seguridad

Aceptación pública

Se necesita identificar y dimensionar brechas en estos aspectos Estudios

Recursos humanos CCHEN-CNE / OIEA

Percepción pública Tironi & Asociados

Mercado eléctrico U. Católica

Riesgos naturales U. de Chile

Marco jurídico U. de Chile

Estudio Adjudicado aRoles del Estado y Sector Privado

Adolfo Ibáñez Univ. (Chile) & SENES Consultants (Canada)

Marco Regulatorio STUK (Finland)

Ciclo de Combustible Nuclear AMEC-CADE (UK)

Impactos & Riesgos Nucleo-Electric Corporation (Rusia)

ESTUDIOS REALIZADOS (2008-2009)

Oportunidades, brechas, opciones

Fuente: “El futuro energético de Chile” M.Tokman (Santiago, 03/09)

Entrada en operación de primer reactor nuclear

Escenario nuclear + Interconexión

5 reactores 2023-2033

Business as usual

Un programa de ENP presenta importantes desafíos para Chile (cultura, institucionalidad, rigor, disciplina).

Resumen

La ENP tensionará nuestra sociedad de un modo sin precedentes. Pero los beneficios serían mucho mayores que la disponibilidad energética (desarrollo tecnológico, spin-offs, colaboración regional).

La ENP es una opción a considerar: • Ambientalmente sustentable (baja emisiones y de escaso impacto ambiental y territorial)• Económicamente atractiva (desplazaría al carbón, estabilidad de precio, y no compite con la ERNC) • Socialmente interesante (seguridad de suministro, multiplicidad de proveedores)

Indice de Competitividad Global (Foro Económico Mundial) Chile: 27 de 125; 1º en Latinoamérica

Libertad económica (The Wall Street Journal)Chile: 11 de 150; 1º en Latinoamérica

Indice de Conectividad (Foro Económico Mundial)Chile: 29 de 125; 1º en Latinoamérica

Nuestras fortalezas (2006)

Distribución del Ingreso (PNUD)

Chile: 114 de 126; 14º en Latinoamérica

Calidad de la educación (Foro Económico Mundial)

Chile: 102 de 125; 13º en Latinoamérica

Nuestras debilidades (2006)

EPÍLOGO: Visión personal sobre la ENP

La ENP no compite con otras formas de generación eléctrica, es complementaria.

La ENP podría ayudar, cubriendo el crecimiento de la demanda hasta fines del S.XXI, aunque la fuente dominante del S. XXII será probablemente la solar.

Lo óptimo sería una mezcla de distintas fuentes primarias: ENP, hidro, ERNCs, ahorro, eficiencia, usando hidrógeno como currency (vector).

Gracias

El mayor beneficio de la ENP para Chile no serán la seguridad de suministro, el bajo costo, ni el efecto ambiental… sino el cambio que tendrá que ocurrir en nuestra sociedad para superar el desafío.