“La energía eléctrica de origen nuclear una opción de futuro

“La energía eléctrica de origen nuclear una opción de futuro”
Eugeni Vives: Ingeniero Industrial especializado en Técnicas Energéticas
1.
Introducción.
Muchos son los defensores y detractores de la producción de energía
eléctrica de origen nuclear. Normalmente en nuestro país, España, siempre
han existido posiciones extremas, radicales, los muy defensores y los muy
detractores. Es actualmente, tal como evoluciona la crisis energética
mundial especialmente en precios, y en escasez, cuando empiezan a surgir
las primeras voces de energía nuclear “porque no”.
La energía nuclear tiene un pecado original que es la utilización bélica de la
misma, pero el mundo ha progresado y ha cambiado su actitud. En la
actualidad los países que desarrollan esta energía han firmado los tratados
de no proliferación supervisados por la OIEA.
Por ello, se han olvidado estos inicios y hemos de adoptar, con todos los
controles precisos que están en nuestras manos, el aspecto sostenible:
económico, social y medioambiental de la energía nuclear.
Estamos pues condenados a buscar soluciones de futuro lo mas
sostenibles posibles, hemos de contar con las ventajas de la energía
1.-
nuclear para resolver los problemas energéticos con los que nos
enfrentamos en el mundo de una forma cabal.
2.
Situación energética.
La sociedad se enfrenta a una complejidad energética importante. Debe
hacer frente al cambio climático y para ello se deben adoptar soluciones
que reduzcan las emisiones de gases de efecto invernadero. También
hemos de ser capaces de garantizar el suministro y debemos tener
presente que un 20% de la población mundial consume el 80% de la
energía por lo que el aumento de consumo sigue siendo una espada de
damocles que está presente continuamente. Por lo anterior debemos ser
capaces de tomar decisiones efectivas y para ello la solución nuclear esta
disponible, no emite gases de efecto invernadero y es una productora
masiva
de
electricidad
gestionable,
segura
y
con
unos
residuos
adecuadamente gestionados, tal como veremos a lo largo de este artículo
En España el 80% de la energía primaria es importada y el sector nuclear
proporciona casi el 20% del consumo eléctrico. También existen otras
fuentes de producción sin emisión de gases como la hidráulica, eólica y la
solar, pero tienen sus limitaciones, la hidráulica tiene pocas posibilidades de
expansión y depende de las lluvias. La eólica se encuentra en expansión, y
hay que apoyar con las subvenciones oportunas su proliferación ya que es
2.-
una buena ayuda, pero por otro lado tiene la problemática de la
intermitencia, por lo que no se puede pensar en esta fuente energética
como base. También existe la energía solar en su aplicación térmica y
fotovoltáica. En esta última opción se debe invertir adecuadamente ya que
los precios no son sostenibles y existe mucho camino por recorrer.
POTENCIA INSTALADA
AÑO 2007
PRODUCCIÓN BRUTA
AÑO 2007
90.026 MWe
312.556 Gwh
Incremento del consumo 2007: 2,9%
22,0%
22,0%
10,0%
15,0%
8,5%
18,0%
15,0%
8,5%
21,0%
8,5%
10,5%
13,0%
Nuclear
Hidráulica
Carbón
Fuel-gas
4,0%
24,0%
Eólica
Régimen Especial
Ciclo
Combinado
Si observamos el gráfico que se muestra podemos comprobar que España
tiene un buen mix energético al cual no debemos atentar y por ello en una
proyección del año 2030 las necesidades de producción nuclear deben
aumentar en 10.000 Mwe instalados lo que es igual a la construcción entre
4 y 5 centrales de 1.500 Mwe cada una.
3.-
Es cierto que la mejor fuente de energía es aquella que no se consume, por
ello hemos de tender al ahorro energético y así lo estamos haciendo en los
países que ha penetrado esta cultura, alumbrado público, domestico,
procesos industriales más eficientes, etc. Pero no obstante debemos tener
presente que la energía eléctrica cada vez llega a más población mundial,
como debe ser, ya que es una necesidad social imprescindible. Por otro
lado el desarrollo industrial nos lleva también a unos mayores consumos
que debemos controlar. A titulo de ejemplo tenemos el caso de China que
además de ser un gran consumidor de petróleo con consumos
vertiginosamente ascendentes tiene un programa de construcción de
nuevas centrales de carbón de aproximadamente 60.000 Mwe y un
programa nuclear que llegará a los 20.000 Mwe instalados.
El panorama nuclear internacional es de 439 centrales nucleares en el
mundo funcionando, y se están construyendo 34. Actualmente la reacción
de Estados Unidos y Reino Unido frente a la situación energética ha sido la
petición de licencia y construcción de 50.000 Mwe y 15.000 Mwe
respectivamente.
España tiene capacidad tecnológica e industrial para hacer frente a un
programa nuclear propio ya que actualmente está participando en casi
todos los programas nucleares extranjeros, tanto en la construcción de
equipos pesados, Ingenierías especializadas, fabricantes de equipos,
4.-
gestión operativa y medioambiental, formación de licencias de operadores,
inspección en servicio, fabricación de combustible nuclear y empresas de
construcción de obra civil.
3. Seguridad de las Centrales Nucleares.
Las Centrales nucleares son seguras, en caso contrario no estarían
funcionando. Para garantizar la seguridad, existe un organismo regulador
en cada uno de los países donde se encuentran las centrales nucleares
funcionando. En el caso de España es el Consejo de Seguridad Nuclear
que informa a la Comisión de Industria y Energía del Congreso de los
Diputados donde se encuentran representados todos los partidos políticos.
Las centrales nucleares operan según la óptica de la cultura de seguridad
de todos los trabajadores de las instalaciones en la que se prioriza la
seguridad por encima de la producción eléctrica y así como la defensa en
profundidad de la seguridad de la instalación. Esta defensa en profundidad
aporta barreras físicas y organizativas que impiden en cualquier situación
posibles daños al público.
5.-
Energía Nuclear
Las Centrales Nucleares son seguras
Si no, no estarían funcionando
La inversión continua de 30M € por central y año hace que cada vez
sean más seguras
Defensa en profundidad
Operan bajo la óptica de:
• Cultura de Seguridad
• Defensa en profundidad
•Fuente: Foro
Existe un organismo regulador: el Consejo de Seguridad Nuclear
Nuclear
Todos estos conceptos garantizan la operación segura de las
centrales nucleares
Las primeras barreras son el propio elemento combustible que está
encapsulado en unos tubos de aleación de zirconio que resiste altas
temperaturas aproximadamente 1.200 ºC.
Si tenemos en cuenta que la temperatura de operación del núcleo es de
300ºC y que los accidentes no sobrepasan los 900 ºC existe un margen de
seguridad suficiente para evitar la fusión de núcleo.
La segunda barrera física es el circuito del primario donde se aloja el agua
del refrigerante del núcleo, que es la responsable de generar el vapor para
el accionamiento de la turbina y el giro del alternador eléctrico.
Los
6.-
elementos de este circuito resisten altas presiones que aseguran la solidez
del núcleo del reactor.
Adicionalmente las centrales disponen de criterios de construcción
sísmicos, sistemas de mitigación y refrigeración
de emergencia y una
organización preestablecida que puede hacer frente a cualquier situación
de emergencia.
Si a pesar de estas barreras anteriores, existiese la
posibilidad de un vertido radiológico exterior, se establece un plan de
emergencia exterior que se coordina entre las autoridades competentes
con un simulacro anual en cada central. Estos conceptos anteriormente
descritos garantizan la operación segura de las centrales nucleares.
4.
La radioactividad.
La radioactividad es un fenómeno natural que existe en nuestro entorno.
La radioactividad total que recibimos los humanos proviene básicamente de
la radiactividad natural (69’3% de la total recibida) que se debe
fundamentalmente al Radón, Torio, la radiación externa terrestre, la
radiación cósmica y la radiación interna terrestre.
El resto de radiactividad que recibimos es artificial (30’7%) y ésta se
distribuye entre las pruebas médicas (30’4%) y el efecto de las centrales
nucleares, que es mínimo, de un 0’3% del total.
7.-
Los alimentos, los aparatos electrónicos de nuestro entorno, los exámenes
médicos, la propia radiación natural de la tierra y el propio potasio de
nuestro organismo, son los que nos dan la dosis básica anual a la que
estamos sometidos por el hecho de vivir en nuestro mundo, cuyo valor
medio es del orden de 2.400 µSv/año.
Siendo la influencia de la operación de las centrales nucleares totalmente
irrelevante para el público. Por ejemplo una radiografía de tórax genera
una dosis a la persona que se somete a la prueba de 50 µSv y una central
nuclear aporta del orden de 1,5 µSv al año a la persona que más dosis
puede recibir del público. Por ello la persona que más dosis pueda recibir
viviendo 25 años al lado de una central nuclear tendrá una dosis añadida
de una radiografía de tórax en su organismo.
8.-
5. Valor estratégico del combustible nuclear,
El problema principal que nos encontramos cuando hablamos de energía
es la durabilidad de los recursos energéticos ó la intermitencia de las
fuentes renovables.
En este aspecto el combustible nuclear tiene un valor estratégico
importante. En primer lugar la incidencia del uranio en el precio de un
kilovatio de generación eléctrica es muy bajo del orden del 6% lo que
supone que en el supuesto de aumentar su precio es poco sensible al
precio del kilovatio hora producido.
Valor estratégico del combustible nuclear
Valor estratégico del combustible nuclear
9.-
Otras fuentes de energía son muy sensibles al precio del combustible como
puede ser el carbón, el petróleo ó el gas cuyo impacto en el coste del
kilovatio hora producido es muy alto.
También se debe considerar que las centrales nucleares aportan un gran
valor de mano de obra tanto para Operación y Mantenimiento, así como de
inversión continua, y en el momento de su construcción, el mayor
porcentaje de los beneficios quedan en el territorio donde están ubicadas.
Ya que hablamos de combustible, debemos tener en cuenta la
disponibilidad del mismo en el tiempo. Si pensamos en los reactores de
diseño actual sin reprocesamiento de combustible, estaríamos en un límite
del orden de 270 años. En el caso de considerar el reprocesamiento, que
existe en otros países como Francia, Inglaterra, Japón, etc., estaríamos
hablando de un horizonte superior a 300 años.
Si consideramos las tecnologías de los reactores avanzados con ciclo
cerrado de combustible, esto es la reutilización de los elementos
combustibles irradiados que no se pueden utilizar en las centrales actuales,
estaríamos hablando de varios miles de años, ya que el elemento
combustible irradiado conserva todavía un 90% de su capacidad
productiva.
10.-
Por lo anterior sería importante abrir la mente y las políticas energéticas
hacia unas tecnologías que nos permitiesen hacer apuestas de largo
recorrido.
6.
Costes y Medio ambiente.
La sostenibilidad se basa en el eje social, energético, así como los
aspectos económicos y medioambientales que vamos a describir en este
apartado.
El coste de un millón de vatios hora de origen nuclear, incluyendo la
gestión de los residuos es de 30 €, que es del mismo nivel que la
hidráulica, algo más barata que la de origen térmico de carbón así como de
gas y sensiblemente más barata que la eólica, y asimismo unas 15 veces
más económica que la solar.
Con respecto al medioambiente debemos indicar que las centrales
nucleares no emiten ningún gas de efecto invernadero, y considerando
todo el proceso de construcción, así como de extracción de combustible el
número de Kg de CO2 por MWh generado es de 6, ó sea del mismo orden
que el hidráulico, 4 ó el eólico 3; que son muy distintos de los valores
donde se produce una combustión como el carbón 975, Fuel 900, Gas 425
11.-
e inclusive la generación solar 60 por el efecto de construcción de las
propias placas solares.
CO2
Centrales Nucleares
Millones de Tn-C02
evitadas
Parque Automovilístico
equivalente
Mundo
2.500
60
17
100% europeo
España
Catalunya
75% español
31% español
Con respecto a los residuos radiactivos de la propia actividad de las
centrales nucleares debemos indicar que existen tres tipos de residuos, los
de baja actividad que son del mismo tipo que los hospitalarios, los de
media actividad, que son elementos del proceso de las centrales, filtros,
resinas, etc., y todos ellos se almacenan en “El Cabril” a través de la
empresa gestora de todos los residuos radiactivos ENRESA.
12.-
Los elementos combustibles irradiados se encuentran almacenados en
cada una de las centrales en nuestro país y sus cantidades son
industrialmente pequeñas.
Los elementos combustibles irradiados
correspondientes a 40 años de generación de electricidad, de una central
de 1000 MWe. (que produce al año lo que consume el Barcelonés) caben
en la mitad de una piscina olímpica.
Número Tns/año
50. 000.000
3.500.000
350.000
2.000
160
RESIDUOS
Total residuos incluyendo urbanos
Industriales
Tóxicos y Peligrosos
Radioactivos Baja y Media Actividad
Radioactivos alta actividad
Así pues, los residuos producidos en el sector nuclear están gestionados
de forma correcta y segura.
13.-
Residuos de Baja Actividad (El Cabril)
Residuos de Media Actividad (El Cabril)
Residuos de Alta Actividad (combustible gastado)
Guardado en las piscinas de las Centrales
Soluciones:
“ATI” Solución de superfície individualizada, para elementos alta actividad
“ATC” Solución de superfície centralizada, para elementos alta actividad
“AGP” Solución enterrada, para elementos de alta actividad
“Transmutación” para reducir los años de actividad
Existe una solución operativa
14.-
7.
Conclusiones.
Dadas las diferentes tecnologías existentes para la producción de energía
eléctrica
y haciendo una previsión para las necesidades del año 2030
podríamos decir que un buen mix sería:
1/3
Renovables.
1/3
Hidrocarburos y carbón limpio
1/3
Nucleares.
Es una utopía pensar en una generación autónoma basada únicamente en
renovables. La propia necesidad y diseño de la red eléctrica necesita de
motores síncronos de producción gestionables y esto solo lo pueden dar
las
hidráulicas
y
las
centrales
de
producción
gestionable
como
hidrocarburos, carbón limpio y nucleares.
Si tenemos en cuenta la posible laminación del consumo por actuaciones
responsables de minimización del consumo eléctrico, sería necesaria para
el año 2030 disponer de 10.000 MWe de origen nuclear adicionales a los
actuales en España, lo que representa la construcción de unas 6 nuevas
centrales nucleares.
15.-
Con este mix podríamos frenar las emisiones de gases de efecto
invernadero, disponer de un sistema eléctrico fiable con garantía de
suministro, obtener una electricidad base de costes previsibles y un valor
estratégico de combustibles para la generación eléctrica en un futuro.
Por todo lo anterior se puede afirmar que la energía eléctrica de origen
nuclear es sostenible basada en los aspectos económicos, aspectos
medioambientales y
aspectos sociales, siendo tanto durante la
construcción como en la operación un motor económico donde se
encuentran ubicadas.
Las soluciones están en nuestra mano y debemos desarrollar dos caminos,
uno el de la extensión de la vida útil de las centrales actuales a 20 años
adicionales con un total de 60 años de operación,
y por el otro lado
empezar los pasos para la construcción de nuevas centrales nucleares
para el objetivo del año 2030.
16.-