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Claves para el análisis del futuro de la energía nuclear

X Jornada Anual 2013 de la Cátedra Rafael Mariño deNuevas Tecnologías Energéticas

Francisco López García, Presidente de la Sociedad Nuclear Española

Madrid, 7 de mayo de 2013

Claves para el análisis del futuro de la energía nuclear

ÍNDICELa Sociedad Nuclear EspañolaEl escenario energético actual1- Tecnología

1.1. Fundamentos1.2. Tipos de centrales1.3. Singularidades de la energía nuclear

2- Energía nuclear en el mundo2.1. Las centrales en el mundo2.2. Claves energéticas globales2.3. Estrategia energética global2.4. Papel de la energía nuclear2.5. Situación energética en España: Caso nuclear

3- Futuro de la energía nuclear3.1. Barreras de entrada3.2. Fukushima y los nuevos retos de seguridad3.3. Gestión de residuos radiactivos. Combustible gastado y ATC

4- Desarrollo nuclear4.1. Estrategia europea. Perspectiva socio-económica 2020-20504.2. Oportunidades: negocio y empleo4.3. Proyectos

5- Conclusiones6- Referencias

2

3

Fundada en 1974. Es una asociación sin ánimo de lucro y declarada de Utilidad

Pública según el artículo 2º.11 del Real Decreto 1786/1996 de 19 de julio.

Está constituida por más de 1000 miembros entre estudiantes, profesionales y

retirados. Entre las empresas e instituciones cuenta con más de 60 miembros.

Tiene como objetivo la promoción del conocimiento y la difusión de la ciencia y la

tecnología nuclear

Entre sus valores destacan:

o La transmisión de información de forma rigurosa y fundamentada

o La colaboración entre las organizaciones a nivel nacional e internacional

o Promover puntos de encuentro entre sus socios

o El trabajo y combinación de la experiencia y la juventud

Sociedad Nuclear Española

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ESCENARIO ENERGÉTICO ACTUAL

Contracción económica en la OCDE y UE Precios de los combustibles en crecimiento Políticas energéticas no consolidadas Respeto medioambiental y emisiones CO2

Seguridad y Garantía de suministro de energía

ENTORNO GOLBAL

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Contracción económica en la OCDE y UE Precios de los combustibles en crecimiento. Políticas energéticas no consolidadas Respeto medioambiental y emisiones CO2. Seguridad y Garantía de suministro de energía.

ENTORNO GOLBAL

UE/España: Contracción de lademanda en el últimoquinquenio y estancamientoprevisto para el corto y medioplazo

Resto mundo: Crecimiento de lademanda un 25% en la próximadécada

PERSPECTIVAS

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6

Contracción económica en la OCDE y UE Precios de los combustibles en crecimiento Políticas energéticas no consolidadas Respeto medioambiental y emisiones CO2

Seguridad y Garantía de suministro de energía

ENTORNO GLOBAL

UE/España: Contracción de la demanda enel último quinquenio y estancamientoprevisto para el corto y medio plazo

Resto mundo: Crecimiento de la demandaun 25% en la próxima década

.

PERSPECTIVAS

Desarrollo estrategias hacia energías limpias y sostenibles:Hidráulica, solar, eólica, biocombustibles, H2, nuclear

Reajuste uso tecnologías combustibles fósiles a tecnologías captura CO2

Uso de vehículos híbridos y eléctricos Reducción de emisiones, eficiencia y ahorro energético

POLÍTICA UNIÓN EUROPEA

Contribución 15%-30% en 2025 Programa de construcción nuevas centrales

o Operación a largo plazoo Directrices de seguridad y residuos radiactivas

Necesidad de aceptación pública

ENERGÍA NUCLEAR

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1- TECNOLOGÍA

1.1 Fundamentos

Primera reacción nuclear de fisión en cadena auto sostenida: Chicago 1942

Primeros reactores para producir plutonio: Hanford 1944

Primer submarino de propulsión nuclear: Nautilus 1955

Primer reactor de producción eléctrica: Shippingport 1957: 60 Mwe

Un átomo genera 100 millones de veces

más energía por fisión nuclear que por

combustión.

Generación de calor proveniente de la

pérdida de masa asociada según las

reacciones nucleares de:

o Fusión nuclear

o Fisión nuclear

E = m . c2

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1- TECNOLOGÍA

1.2. Tipos de centrales

Fusión

Evolución de las centrales nucleares

• Shippingport• Dresden, Fermi I• Magnox

• LWR-PWR, BWR• CANDU• VVER/RBMK• Reactores rápidos

• ABWR/ESBWR• EPR• AP 1000• Otros evolucionados

• Alta eficiencia• Producción H2• Mínimos residuos

2050

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1- TECNOLOGÍA


• Central de agua a presión: PWR

10

1- TECNOLOGÍA


• Central de agua en ebullición: BWR

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1- TECNOLOGÍA

1.3. Singularidades de la energía nuclear

Las reacciones de fisión nuclear crean productosradiactivos

El reactor siempre produce calor, incluso cuandoestá parado

El núcleo del reactor tiene una carga decombustible suficiente para funcionar hasta 2años a plena potencia (aprovechando sólo el 5%de su potencial)

Regulación muy estricta:Internacional: OIEA, NEA (OCDE), UE/EURATOMEspaña: CSN (>25 inspecciones/año,residentes...)

Cooperación: Experiencia operativa

internacional No competencia entre

centrales

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1- TECNOLOGÍA

1.3. Singularidades de la energía nuclear

Requiere un trabajo de comunicación continuado y consistente

Efecto Fukushima en declive

peor

mejor

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2- ENERGÍA NUCLEAR EN EL MUNDO

2.1. Las centrales en el mundo

435 centrales nucleares en el mundo operando. El 78% en países de la OCDE (31 países. 67

reactores en construcción (15 países)

240 reactores de investigación en funcionamiento en 56 países

Producen el 18% de la electricidad mundial

Factor de carga muy elevado: 1/4 por encima del 90%; 2/3 por encima del 75%

Experiencia acumulada: >15.000 años x reactor

Energía Nuclear 2012

EE.UU.Proyectos de construccióntras 34 años (4 ReactoresAP1000, en Votgle ySummers y 1 por terminar(Watts Bar)

Reino UnidoGobierno creando CFDs comoapoyo a tecnologías de bajasemisiones, incluida la nuclear

JapónConsiderando reducir el% de energía nuclearpero no eliminarla

China (29) / India (7) /Rusia (10)Programas deconstrucción mássignificativo a nivelmundial

Expansión nuclearactiva o planeada

Cambios no activosni propuestos

Actualmentedebatiendo papel de laenergía nuclear

Reducción nuclearen camino oplaneada

Brasil / Argentina2 centrales en construcción

UE: Construcción en Bul(2), Esq (2), Fra (1) y Fin (1)

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2.2. Claves energéticas mundiales

Calentamiento global irremediable

Objetivo: Reducir la emisión de carbono (CO2)

Producción de carbono constante crecimiento desde hace 20 años.

6DS, escenario actual:Sin hacer nada aumentode 6ºC en la temperaturamedia actual

2DS, Escenario optimista:Fuertes iniciativas de reducciónde emisiones, eficiencia, etc. aumento de sólo 2ºC en latemperatura media actual

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2.3. Estrategia energética global

CompetividadCompetividad

Infraestructuras deenergía adecuadasInfraestructuras deenergía adecuadas

Estabilidad de la redEstabilidad de la red

Diversificación defuentes

Diversificación defuentes

Seguridad desuministro

Seguridad desuministro

Desarrollo detecnologías limpias

Desarrollo detecnologías limpias

Reducción de consumode energía

Reducción de consumode energía

Reducción de emisionesReducción de emisiones

SostenibilidadSostenibilidad

Mejorar la eficienciaenergética

Mejorar la eficienciaenergética

Tecnologías competitivasy creación de puestos de

trabajo

Tecnologías competitivasy creación de puestos de

trabajo

Precios competitivos yabordables

Precios competitivos yabordables

La energía nuclear contribuye de forma significativa a laimplantación de estas estrategias

Sistemas energéticos más inteligentes y sostenibles. Unificado e integrado

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2.4. Papel de la energía nuclear

La energía nuclear forma parte de la solución

Se requiere pasar de 400GW a 650GW de capacidad instalada hasta 2025 (2DS)

Investigación nuclear en niveles muy elevados: 24% de la investigación total en

tecnologías de generación

Aunque su desarrollo es lento...

Capacidad de construcción de reactores y potencia añadida

...en los años 80 se llevó a cabola construcción simultánea dereactores en todo el mundo quesuponía una potencia añadidaanual de hasta 30 GW Esta esla capacidad requeridanecesaria para cumplir con losobjetivos de reducción deemisiones para el sector nuclear

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2.4. Papel de la energía nuclear

Precisa de retos tecnológicos que superar

Diseño

Equipos nucleares, cualificación eléctrica, ambiental, sísmica,etc. Elevadas exigencias de calidad

Sistemas de seguridad. Redundancia y fiabilidad

Construcción

Elevadas inversiones en actualización tecnológica permanentes

Especificaciones de funcionamiento estrictas

Más de 4.000 procedimientos para la operación y el mto.

Incorporación continua de experiencia operativa (propia y ajena)

Inspecciones y revisiones continuas por organismosinternacionales y por el Consejo de Seguridad Nuclear

Explotación

40% de inversión en sistemas de seguridad

Más de 100.000 equipos convencionales y 25.000 nucleares

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2.5. Situación energética en España: Caso nuclear

• Profunda crisis económico-financiera

• Dominio de los combustibles fósiles• Alta dependencia del exterior

• Caída de la demanda: consumo nivel 2005• Sobrecapacidad instalada• Escasa capacidad de interconexión internacional• Inestabilidad regulatoria. Debe ser sostenible y predecible• Déficit de tarifa

General. Energía primaria

Sistema eléctrico

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Seguridad nuclear en los más altos

estándares (CSN)

Revisión por inter-pares de forma

periódica. (WANO)

Preparados para extensión de vida a

60 años

Funcionamiento excelente de las centrales nucleares en España

Factor decarga

promedio

Potencia instalada a 31/12/2012 Producción anual 2012

25.291 MW11.620 MW

7.853 MW17.761 MW

1.878 MW4.186 MW

22.213 MW940 MW

9.291 MW

38.962 GWh55.639 GWh61.238 GWh19.039 GWh

3.433 GWh7.906 GWh

48.126 GWh4.909 GWh

37.794 GWh

20



CENTRAL

Cofrentes

Almaraz I

Almaraz II

Trillo

Sta Mª de Garoña

Vandellós II

Ascó I

Ascó II

POTENCIA(MWe)

1092

1045

1042

1068

466

1087

1027

1027

OPERADOR

21

3- FUTURO DE LA ENERGÍA NUCLEAR

3.1. Barreras de entrada

21

Las centrales nucleares están al alcance de muy pocosinversores porque requieren grandes recursos financieros

y conocimientos muy especializados operador nuclear cualificado

Elevada inversión inicial e incertidumbres durante

la construcción de un proyecto: planificación de

larga duración y organización complicada

Inestabilidad de los precios de la energía en según

que áreas geográficas: Retorno de la inversión

cuestionable a muy largo plazo

Selección del emplazamiento: criterios de sísmicos,

infraestructuras, red eléctrica, disponibilidad de

foco frío, etc.

22


3.2. Fukushima y los nuevos requisitos de seguridad

22

El accidente: Un terremoto de magnitud 9,0 causó un tsunami que afectóseriamente la seguridad de la central nuclear de Fukushima Dai-ichi la base de diseño era una ola de 5,7m y se produjo una de 14m

INPO/WANO: Instrucciones urgentes de verificación de los medios y procedimiento de

contingencias y de emergencia

UE: comprobación de criterios y márgenes de diseño ante sucesos naturales extremos y

pérdida total y prolongada de energía eléctrica y capacidad de disipación de calor residual

Pruebas de resistencia

Los resultados prueban la excelente seguridad de las centrales españolas

Los informes de las centrales dan respuesta a lo requerido

No se ha identificado ningún aspecto que suponga una debilidad relevante de seguridad

Las centrales cumplen las bases de diseño y licencia

Las centrales tiene suficiente margen de seguridad y margen para aumentarlo

El estudio contempla de forma adicional la pérdida de grandes áreas con resultados satisfactorios

25/05/11: UE autoriza lostest stress

22/12/11: El CSN apruebalos informes de las

centrales

26/04/12: ENSREG/UE:aprueba el informe final

23



23

Márgenes de seguridad ampliados

Sucesosexternos

Sucesosexternos

Margensísmico >0.3g

SBO y/opérdida de UHS

Capacidadresistencia

SBO y/operdida UHS

Equiposportátiles

disponibles

Guia AccidenteSevero y Planesde emergencia

GAS + Planesde

emergencia

CAE + mejorascontención +

CAGE + GMDE

Protecciónde la planta

Prevencióndaño núcleo

Mitigacióndaño núcleo

Antes deFukushima

Después deFukushima



Principales medidas adoptadas:

Refuerzo barrerasinundación

Aumento capacidaddrenajes

Refuerzo del estado de áreas seguras: Baterías, compresores y gruposelectrógenos portátiles

Protocolos de recuperación de energía con REE y centrales hidráulicas Operación manual de equipos de seguridad Aportación de agua por diferentes medios

Nuevo centro de apoyoexterior

Nuevo centro de apoyo ygestión de emergencias enlas centrales

Mejoras de lascomunicaciones

Instalación del venteofiltrado de la contención

Aspersión de contenciónportátil

Recombinadores pasivosde H2

Desarrollo de procedimientosde prevención y mitigación



Separación eléctricaCaracterización radiológica de emplazamientos

Refuerzo filtrado edificios

Panel parada remotaAdaptación normativa PCI

Otros requisitos reguladores


3.3. Gestión de residuos radiactivos. Combustible gastado y ATC

El Plan General de Residuos Radiactivos (PGRR) en España

Residuos Baja y Media ActividadCombustible Usado y RAA

• ENRESA tiene la responsabilidad de la gestión de los residuos radiactivos generadosen España. El PGRR articula las estrategias y líneas de actuación

• Los residuos se clasifican en dos categorías principales:

- Alta Actividad

- Vida media muylarga

- Baja o MediaActividad

- Vida media< 30 años

Plan de Gestión

Se almacenan de forma definitiva enel Almacén de El Cabril

1.- Piscina 2.- ATC 3.- AGP

27

4- DESARROLLO NUCLEAR

4.1. Estrategia europea. Perspectivas socio-económicas 2020-2050

27

Situación actual:

132 centrales nucleares en operación (octubre 2012)

122 GWe instalados funcionando principalmente en base

30% de la electricidad producida

Perspectiva UE, hacia 2050:

Alargamiento vida útil de las centrales

actuales a 50 y 60 años

Necesidades energéticas eléctricas muy

superiores a actuales

140 GWe instalados

20% de la electricidad producida0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

140000

20

12

20

15

20

18

20

21

20

24

20

27

20

30

20

33

20

36

20

39

20

42

20

45

20

48

MW

e

Año

Licenciamiento (con y sinconstrucción de centrales)

Previsión 2012

NO LTO with NB(2012)

LTO 50y with NB(2012)

LTO 60y with NB(2012)

NO LTO

LTO 50y

LTO 60yVida útil:50 años

Vida útil:60 años

Sin extensión

60 años yconstrucción

50 años yconstrucción

Sin extensión yconstrucción



Operacióncentrales

• 500.000 empleos

• Valor añadido: 70.000 M€/año

Stress test

• 10.000 empleos

• Valor añadido:1.000 M€/año

Licencia

• 30.000 empleos


Desmantelar

• 7.000 empleos


Residuos

• 10.000 empleos


Nuevaconstrucción

• 150.000 empleos


Perspectiva energética de la UE para 2050: empleo* y valor añadido

2012 2050204020302020

Desmantelar

• 20.000 empleos


Residuos

• 25.000 empleos


*: empleos directos e indirectos

29



29

La construcción de nuevas centrales en la UE:

De 100 a 120 centrales nuevas serán necesarias hasta 2050

La inversión por central rondará los 5.000M€

El tiempo de construcción estará en el entorno de los 7 años

El personal necesario por central en construcción se estima en 2.700 personas

30 plantas estarán construyéndose en paralelo entre 2025 y 2045 (mejores

estimaciones)

90.000 empleos directos

60.000 empleos indirectos

100.000 empleos inducidos

Un sector con alta cualificación y actividades de un elevado valor añadido

30


4.2. Oportunidades y empleo

30

El sector nuclear en España:

El sector nuclear español está preparado para afrontar nuevos retos:

Porcentajes de suministro de equipos y tecnología superior al 80% en los últimos

proyectos nucleares desarrollados (Trillo y Vandellós II)

Extensión de vida del parque nuclear a 60 años

Desarrollo de proyectos de aumento de potencia en España y extranjero a cargo

de empresas españolas: Laguna Verde (Mejico), Bohunice (Eslovaquia), Almaraz,

etc.

Suministradores de referencia en los nuevos programas nucleares internacionales:

Generadores de vapor, válvulas, simuladores, combustible

Ingenierías para el desarrollo de los nuevos reactores : ESBW, AP1000, EPR.

Ingeniería de la propiedad en proyectos internacionales: Fenovoima (Finlandia)

Participación en proyectos de fusión (ITER), investigación (reactores IV) y otros.

Universidades, centros de investigación (CIEMAT), etc.

31



31

Empresas punteras en su sector...

... y muchas más



Tecnólogos concentrados afincados en nuestro país


Grandes proyectos en todas las disciplinas de la ingeniería

Rotores, alternadores y controles

4.3. Proyectos

Sustitución de condensadores

Interruptor de generación

Diesel y motores

Transformadores

Sistemas derefrigeración



4.3. Proyectos

Sustitución de tapas de vasija ygeneradores de vapor

válvulas

Calentadores, MSR

Penetraciones

Protección contraincendios



4.3. Proyectos

Renovación sistemas analógicosa digitales

Diseño de combustibles avanzados

Prevención de riesgos

Tratamiento de residuosDescontaminación

36

5- CONCLUSIONES

36

El desarrollo del sector nuclear es primordial para la consecución de

los objetivos marcados por la agencia internacional de la energía

Factor clave para la reducción de la producción de carbono a nivel mundial

Vehículo necesario para la introducción de avances tecnológicos en el transporte

Fuente de desarrollo y dinamización de la economía (empleo e inversión)

Tecnología preparada y dispuesta

Experiencia demostrada. Seguridad ante todo

En constante desarrollo y con índices muy elevados de investigación

6- REFERENCIAS

Sociedad Nuclear Española SNE:

www.sne.es

Jóvenes Nucleares JJNN / Women in Nuclear WIN:

www.jovenesnucleares.org / www.winspain.es

Foro de la Industria Nuclear Española:

www.foronuclear.org

Organismo Internacional de Energía Atómica OIEA:

www.iaea.org

Agencia de Energía Nuclear (NEA) OCDE:

www.nea.fr

World Energy Outlook (Agencia Internacional de la Energía AIE)

www.worldenergyoutlook.org

World Nuclear Association WNA

www.world-nuclear.org

WANO: World Association of Nuclear Operators

www.wano.org.uk

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