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Energía Nuclear: Opción viable para substituir al petróleo M. En C. José Raúl Ortiz Magaña Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares Foro: Fuentes.

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1 Energía Nuclear: Opción viable para substituir al petróleo M. En C. José Raúl Ortiz Magaña Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares Foro: Fuentes Renovables de Energía Fundación Rafael Preciado Hernández A.C. 28 Enero 2009

2 Electricidad > Población > Desarrollo

3 Población Mundial Pronóstico Historia Fuente: Population Division of the Department of Economic and Social Affairs of the United Nations Secretariat, World Population Prospects: The 2006 Revision;

4 Índice de Desarrollo Humano Human Development Reports, 2007/2008 Disponible en: Bajo Alto Medio Noruega Canadá Islandia Finlandia Suecia EEUU Korea Japón México Argentina Brasil Fed. Rusa China Sudáfrica Zimbawe Zambia Níger Nigeria Australia

5 Producción de electricidad por tipo de fuente Fuente: International Energy Outlook 2008, publicado por la Energy Information Administration, USDOE, 2008

6 Pronóstico del crecimiento de la generación eléctrica Fuente: International Energy Outlook 2008, International Energy Administration/USDOE; 17,320 20,998 24,412 27,473 30,398 33,264

7 Antecedentes de la Energía Nuclear Unión Soviética, Reactor tipo RBMK de 5 MWe, para demostración de generación de energía eléctrica, en la localidad de Obninsk, operó hasta Reino Unido, Reactor tipo grafito-gas de 50 MWe, en operación comercial en la localidad de Calder Hall EEUU, Reactor tipo PWR de 60 MWe, diseñado por Westinghouse (originalmente para propulsión de submarinos), es emplazado en la localidad de Shipping Port Pensilvania, operado por Duqesne Light Co., hasta 1982

8 Expediente de la Energía Nuclear 54 años de experiencia en generación eléctrica Experiencia operativa acumulada de más de 12,000 años- reactor 438 reactores nucleares en operación en 31 países GWe instalados Los últimos 20 años se ha mantenido contribuyendo con el 14% al 16 % de la generación de electricidad mundial 44 nuevos reactores en construcción Power Reactor Information System, en

9 Los países con más reactores PaísNo. de Reactores Capacidad (MWe) Contribución Nuclear EEUU , % FRANCIA 5963, % JAPON 5547, % FEDERACION RUSA 3121, % COREA DEL SUR 2017, % REINO UNIDO 1910, % CANADA 1812, % ALEMANIA 1720, % INDIA 173,7822.5% UCRANIA 1513, % CHINA 118,4381.9% SUECIA 109, %

10 Reactores en construcción (total 44)

11 Expectativas OIEA Energy, Electricity and Nuclear Power Estimates for the period Up to 2030, International Atomic Energy Agency, Vienna, 2008

12 Capacidades instaladas previstas

13 Requerimientos de Uranio Áreas bajo la curva: NEA bajo: 1.8 M t U NEA alto: 2.2 M t U Fuente Uranium 2007: Resources, Production and Demand, OECD, 2008.

14 Recursos Convencionales USD/kg U RECURSOS IDENTIFICADOS (RID) RRA: 3.3 M tU RINF: 2.1 M tU TOTAL: 5.4 M tU RECURSOS PRONOSTICADOS TOTAL: 2.7 M tU RECURSOS ESPECULATIVOS TOTAL: 7.7 M tU USD/kg U < 40 USD/kg U RECUPERABLES A: Confianza decreciente en las estimaciones Atractivo económico decreciente Fuente.- Uranium 2007: Resources, Production and Demand, OECD, 2008 Recursos No Descubiertos Recursos Identificados Total: 15.8 M t U

15 Seguridad Energética Invulnerabilidad de las economías nacionales a la volatilidad en volumen y precio de la energía importada 1 Flujo de suministro de energía (suficiente) para garantizar la satisfacción de la demanda, a precios que no perturben el curso de la economía y en modalidades ambientalmente sustentables 2 1 Evelyne Bertel, 2005, Nuclear Energy and the security of energy supply, NEA News 2005 – No Jean-Marie Chevalier, 2005, Security of Energy Supply for the European Union,

16 Incertidumbres con impacto a la seguridad energética Geopolíticas Eventos Inesperados: Ataques terroristas Desastres Naturales Accidentes Económicas De política ambiental (derivadas del cambio climático)

17 Incertidumbres Geopolíticas Crisis recurrentes de suministro en algunas regiones del mundo. P. ej. Cortes de gas ruso en Europa

18 Tendencias en los EEUU: Opinión pública Ann S. Bisconti, Public Perception of Nuclear Energy and Investment Outlook, Platts Nuclear 2006

19 Opinión a la opción nuclear entre vecinos de las Centrales Nucleares de los EEUU Ann S. Bisconti, Public Perception of Nuclear Energy and Investment Outlook, Platts Nuclear

20 Incertidumbres por Eventos Inesperados Tomadas de: Plataforma de perforación antes y después del paso del Huracán Katrina en 2005

21 21 Costos de producción por tipo de combustible Fuente NEI

22 Distribución geográfica del Uranio Reservas IdentificadasProducción Uranium 2007: Resources, Production and Demand, OECD, 2008.

23 Incertidumbres por posibles cambios en las políticas ambientales Gregg Marland, Tom Boden, Carbon Dioxide Information Analysis Center, Oak Ridge National Laboratory Emisiones de CO2 por quemado de combustibles fósiles

24 Comparación de emisiones

25 México: expectativas del crecimiento de la demanda Tomado de: Programa de Obras e Inversiones del Sector Eléctrico (POISE) Comisión Federal de Electricidad Historia Pronóstico (crecimiento anual promedio 5.1%)

26 Portafolio de recursos en México 201,059203, , ,971225,079 (Generación bruta, Balance Nacional de Energía 2007)

27 Laguna Verde

28 Generación Nuclear en México

29 Factor de Disponibilidad

30

31 Reservas in situ RESERVAS URANÍFERAS NACIONALES IN SITU (Uramex, mayo 1983) ESTADO TONELAJE EQUIVALENTE DE U 3 O 8 BAJA CALIFORNIA SUR 7,080 CHIHUAHUA 2,789 DURANGO 1,267 NUEVO LEÓN 5,075 OAXACA 696 SONORA 1,664 TONELAJE TOTAL IN SITU 18,571

32 Intensidades de Emisión en México por Generación de electricidad Fuente t CO 2 eq.por GWh generado Carbón955 Petróleo801 Gas Natural465 Nuclear0 Inventario Nacional de Gases de Efecto Invernadero Parte 1; Energía: fuentes fijas. Instituto Nacional de Ecología, Disponible en:

33 Ahorro de emisiones de GEI en México Considerando el portafolio de combustibles fósiles actual en México, la sustitución de cada GWh generado por dichos combustibles por un GWh nuclear ahorraría 702 t CO2 eq Para el periodo , el promedio anual de emisiones de GEI por producción de electricidad, evitadas por la operación de la Central Nucleoeléctrica de Laguna Verde, es de 5.6 millones de toneladas de CO 2 equivalente. En perspectiva, la cifra representa el retiro de más de un millón y medio de vehículos automotores particulares de la circulación en la ZMVM durante todo un año.

34 Aspectos Económicos

35 Distribución aproximada del costo de Generación Desmantelamiento 1-5% 5% Uranio 1% Conversión 6% Enriquecimiento 3% Fabricación de combustible 5% Final del ciclo Source: NEA O&M 20% Inversión 60% Ciclo de combustible 20%

36 Estructura de Costos de Opciones Energéticas 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% NuclearCarbónGas Natural Comb. O&M Capital uranio

37 Efecto de duplicar precios del combustible NuclearCarbón Gas natural USD/MWh

38 Costo Total Nivelado de Generación Nuclear Tasa de descuento 12%. Factor de Palnta 90%. Overnigth Cost 2,500 Dol/kW

39 Comparación COPAR ININ de los CTNG para el caso nuclear (TD=12%) Nota: El precio del combustible considerado por el ININ asume costos de disposición final que en el caso del COPAR es sólo de 1.2 USD/MWh.

40 Inversión en Millones de US$ Metodología ININ (Factor de planta 90%)

41 Comparación de costos de Generación Costos de generación COPAR CapacidadInversiónCombustibleO&MTotal Mweusd/MWh Ciclo Combinado Gas Carboeléctrica Nuclear Nuclear (ININ) En el caso del ININ se tomó un overnigth cost de 2500 dol/kW, en tanto que el COPAR considera dol/kW. Se tiene información que tanto GE como Westinghouse estiman un overnigth cost para sus reactores que puede variar de 2000 a 3000 dol/kW principalmente debido a que serían FOAK (First of a Kind) y a los incrementos en los materiales de construcción.

42 Flujo de Efectivo Ilustrativo para una Central Nuclear

43 Desechos

44 Basura doméstica y agrícola Residuos industriales Residuos tóxicos y peligrosos Desechos radiactivos 50 Millones tons3,5 Millones tons 0,35 Millones tons 100 tons Fuentes.: INEGI, SEMARNAT, CLV/CFE, ININ (2004) Producción de volúmenes muy pequeños

45 Desechos de nivel bajo e intermedio Son de baja actividad y vida media relativamente corta Se disponen en repositorios cercanos a la superficie En sitios con baja sismicidad, densidad de población, mantos freáticos profundos, baja precipitación pluvial, etc. Con barreras de ingeniería adecuadas al sitio Se diseñan para durar unos 300 años En el mundo funcionan unas 70 instalaciones de este tipo

46 Repositorio cercano a la superficie con barreras múltiples 1ª BARRERA Acondicionamiento 2ª BARRERA : Contenedores donde se aloja 3ª BARRERA : Estructuras de Ingeniería. 4ª BARRERA : Medio geológico

47 Instalaciones típicas El Cabril, EspañaCentre lAube, Francia

48 Desechos de alto nivel Es el combustible gastado cuando no se destina a reprocesamiento Actividades altas y vidas medias muy largas Se disponen en repositorios geológicos a cientos de metros de profundidad En sitios con estabilidad geológica demostrada de millones de años Las instalaciones deben durar al menos 10 mil años Existen varios sitios estudiados en el mundo. En Yucca Mountain (EEUU) se preveé la construcción en el corto plazo

49 Yucca Mountain: diseño conceptual de funcionamiento 1.Traslado de los contenedores en cascos especiales de transporte 2.Remoción de los cascos de transporte 3.Introducción automática a los túneles 4.Almacenamiento en túneles paralelos, a 366 m de la superficie El manto freático queda de 250 a 300 m por debajo de los túneles de almacenamiento Tomado de la página de la NRC en:

50 Accidentes: efectividad de la filosofía de seguridad occidental Marzo de Isla de las Tres Millas, EUA Reactor PWR, 792 MWe (agua ligera a presión). Abril de Chernobyl, antigua URSS Reactor RBMK, 1000 MWe (grafito-agua ligera).

51 Chernobil: causas Experimento fuera de procedimientos Diseño con reactividad positiva Bloqueo de sistemas de seguridad Ausencia de estructura de contención Una explosión de vapor y la combustión del grafito, liberaron material radiactivo en grandes cantidades

52 Chernobil: consecuencias Grandes extensiones de tierra contaminada (principalmente Rusia, Ucrania y Bielorrusia) Seis millones de personas expuestas a niveles significativos de radiación 30 trabajadores de emergencia fallecidos inicialmente (dos en el incendio, 28 más por síndrome de radiación aguda). Los estudios epidemiológicos reportan 245 fallecimientos en los 20 años subsecuentes al accidente, atribuibles a efectos tardíos. Health Effects of the Chernobyl Accident and special health care programs. World Health Organization. Ginebra, Suiza, 2006.

53 Accidente en Tres Millas principales causas Combinación entre falla de equipos y la incapacidad de los operadores para entender la situación del reactor Hubo una perdida gradual de agua de enfriamiento que condujo a un fundido parcial del núcleo Hubo una liberación controlada de pequeñas cantidades de material radiactivo Just the Facts Brochure, Nuclear Energy Institute

54 Accidente en Tres Millas: consecuencias No hubo fallecimientos ni heridos a causa del accidente No hubo contaminación en el ambiente 12 estudios epidemiológicos realizados entre la población aledaña desde 1981, han concluido que no ha habido efectos en la salud de las personas, lo que confirma que las emisiones fueron muy bajas Sin embargo se modificó la reglamentación en base a las lecciones aprendidas. ] Three Mile Island Accident. Nuclear Regulatory Commission Fact Sheet, 2004, disponible en:

55 Crecimiento de generación nucleoeléctrica por regiones Fuente: International Energy Outlook 2008, Energy Information Administration/USDOE;

56 en Asia Tendencias en Asia Adiciones en los próximos lustros: Japón adicionará 10 unidades hacia el 2014 Corea del Sur 8 unidades hacia el 2016 China más de 30 unidades al 2020 La India 25 Unidades al 2022

57 Tendencias en EEUU 48 Renovaciones de Licencia concedidas con 20 años adicionales de extensión de vida útil 31 solicitudes de extensión de vida útil en revisión Solicitudes para 34 nuevas unidades hacia el 2010

58 Otros países ItaliaItalia Rep. ChecaRep. Checa ArgentinaArgentina BulgariaBulgaria IndonesiaIndonesia Reino UnidoReino Unido KazakhstánKazakhstán LituaniaLituania RumaniaRumania VietnamVietnam Países analizando la expansión de sus programas nucleares o el ingreso a la generación nucleoeléctrica:

59 Países con reactores de potencia Países Latinoamericanos con reactores de potencia País No. de Reactores Generación 2007 (TWh) Porcentaje Nuclear ARGENTINA % BRASIL % MEXICO % TOTAL629.4~3.8%

60 Brasil Ocupa el 7o Lugar en reservas identificadas de Uranio (278, 700 tU) Posee las tecnologías de enriquecimiento de Uranio y fabricación de combustible Se ha anunciado la intención de reactivar la construcción de Angra-3, suspendida en Se ha anunciado la intención de aumentar la capacidad con 8 nuevas unidades hacia el 2030 Angra-1

61 Argentina Continúa la construcción de Atucha-2 Posee las tecnologías de conversión a UF 6 y fabricación de combustible para reactores de agua pesada Fabrica e inclusive exporta reactores de investigación Atucha 2 en construcción Atucha 1 en operación

62 Cualidades de la Energía Nuclear Competitividad Económica en términos de costos nivelados de generación Independencia del costo nivelado respecto a la volatilidad en los precios de combustibles Garantía razonable en la seguridad del suministro Alta densidad de energía y altos factores de carga No emisión de gases de efecto invernadero

63 Cualidades de la energía nuclear Vida útil de operación de reactores de 60 años Los estándares alcanzados en seguridad y rendimiento de las plantas nucleares ha llevado a una mayor aceptación en la opinión pública Se perfila junto con las energías renovables a substituir los combustibles fósiles Existe solución tecnológica para los desechos radiactivos pero hasta el momento la politización del tema ha dominado la agenda.

64 MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN


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