110_ EL SECTOR NUCLEAR MOD 2.docx

1-10: EL SECTOR NUCLEAR 1. EL SECTOR NUCLEAR 2. CENTRALES Y CICLO DEL COMBUSTIBLE 3. INSTALACIONES RADIOACTIVAS 4. GESTIÓN DE RESIDUOS 5. CONTRIBUCIÓN DENTRO DEL BALANCE ENERGÉTICO 6. EVOLUCIÓN HISTÓRICA 7. ANÁLISIS SECTORIAL Y PERSPECTIVAS 1. EL SECTOR NUCLEAR El sector nuclear es el relacionado co...

1-10: EL SECTOR NUCLEAR 1. EL SECTOR NUCLEAR 2. CENTRALES Y CICLO DEL COMBUSTIBLE 3. INSTALACIONES RADIOACTIVAS 4. GESTIÓN DE RESIDUOS 5. CONTRIBUCIÓN DENTRO DEL BALANCE ENERGÉTICO 6. EVOLUCIÓN HISTÓRICA 7. ANÁLISIS SECTORIAL Y PERSPECTIVAS 1. EL SECTOR NUCLEAR El sector nuclear es el relacionado con la energía nuclear, tanto para usos eléctricos como para otras aplicaciones industriales o médicas. La energía nuclear proviene principalmente de reacciones nucleares de fisión, en las que al bombardear con neutrones un núcleo pesado de isótopos radiactivos como el Uranio 235, éste se descompone en 2 o más núcleos, liberándose en el proceso nuevos neutrones que a su vez fisionarán otros núcleos, produciéndose una reacción en cadena que desprende una gran cantidad de energía. A efectos comparativos, la fisión nuclear de 1 kg de uranio enriquecido libera la misma energía que 130 toneladas de carbón. Ventajas de la energía nuclear: La energía nuclear se postula desde hace años como una alternativa, junto a las energías renovables, para reducir la dependencia energética del exterior, ya que reduce la necesidad de importar gas y petróleo de terceros países, por lo que contribuye a reforzar la autonomía estratégica. Según datos de Eurostat, en 2022 la dependencia energética del exterior se sitúa en el 55% para la Unión Europea y en el 70% para España. Actualmente España importa casi un 40% de uranio de Rusia (38,7%). También consume un 22,3% procedente de Canadá, un 19,5% de Níger, un 11% de Kazajistán y, en menor medida, de Namibia y Uzbekistán, un 3,7% y 2,5%, respectivamente además, la energía nuclear es una de las opciones para reducir las emisiones de C02, a la vez que es de gran importancia por ser la principal fuente de generación de base en el mix eléctrico de los países, debido a su fiabilidad. Desventajas. Presenta, sin embargo, los inconvenientes de ser poco flexible en su adaptación a la demanda eléctrica, de generar residuos peligrosos y de almacenamiento complejo y costoso, así como la posibilidad (aunque muy baja) de que se produzcan accidentes en las centrales o con los residuos radiactivos. El Gobierno pactó en 2019 con las grandes eléctricas un calendario para el cierre ordenado de todas las centrales nucleares españolas, entre 2027 y 2035, que conducirá al apagón nuclear total en el país. Este cierre progresivo está recogido en el Plan Nacional Integrado de Energía y Clima 2021-2030 (PNIEC). La normativa básica española en materia nuclear es la siguiente: la Ley 25/1964, sobre energía nuclear, que establece el marco legal básico en materia de energía nuclear, la Ley 15/1980, de creación del Consejo de Seguridad Nuclear y el reglamento sobre instalaciones nucleares y radiactivas, aprobado en el RD 1836/1999 (modificado en 2015) Las competencias administrativas en España en materia nuclear y radiactiva corresponden en la actualidad al Ministerio para la Transición Ecológica y Reto Demográfico, MITERD, en concreto a la Subdirección General de Energía Nuclear, dependiente de la Dirección General de Política Energética y Minas, adscrita a su vez a la Secretaría de Estado de Energía; entre ellas se pueden citar, la elaboración de normativa en el marco de la planificación y ordenación del sector nuclear, la trasposición de la normativa de la Unión europea, la tramitación y otorgamiento de las autorizaciones y permisos de explotación de instalaciones relacionadas con la energía nuclear y la regulación de la estructura de precios y tarifas de la energía eléctrica procedente de generación nuclear Por otra parte, el Consejo de seguridad nuclear, CSN, es la autoridad administrativa independiente y único organismo en España competente en materia de seguridad nuclear y protección radiológica, y entre sus funciones se pueden destacar: emite instrucciones de carácter vinculante y elabora guías de carácter técnico, elabora informes preceptivos sobre proyectos de instalaciones y controla su funcionamiento mediante inspecciones, concede licencias de personal operario en las instalaciones radiactivas y controla las dosis de radiación que reciben, mediante el carné radiológico, vigila el medio ambiente mediante la medición de la radiactividad ambiental, propone reglamentación y normativa en materia de seguridad nuclear y protección radiológica. Las CCAA también tienen algunas competencias, en concreto la autorización de las instalaciones radiactivas de segunda y tercera categoría (incluyendo instalaciones de rayos X con fines de diagnóstico médico). Las instalaciones radiactivas se clasifican en tres categorías en función del riesgo radiológico asociado a los equipos o materiales radiactivos que utilizan o almacenan. Las instalaciones radiactivas del ciclo del combustible nuclear (las fábricas de producción de uranio, y de producción de elementos combustibles) y otro tipo de instalaciones que manejan inventarios muy elevados de sustancias radiactivas o haces de radiación muy intensos, corresponden a instalaciones radiactivas de primera categoría. Instalaciones radiactivas de segunda y tercera categoría son aquellas donde se manipulen o almacenen nucleidos radiactivos que puedan utilizarse con fines científicos, médicos, agrícolas, comerciales o industriales o las instalaciones que utilicen aparatos generadores de rayos X, en los que a la categoría se establece con los valores de actividad de los radioucleidos o la tensión del aparato generador de radiaciones ionizantes. Destacar también la labor de investigación que se realiza en el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (en adelante CIEMAT). 2. CENTRALES Y CICLO DEL COMBUSTIBLE 2.1 Centrales. En una central nuclear, como en una central térmica clásica, se transforma la energía calorífica liberada por un combustible, generalmente los isótopos U234, U235 o U238, en energía mecánica y posteriormente en energía eléctrica. La tecnología empleada en las centrales nucleares es la de fisión nuclear, tecnología madura, competitiva y que no produce emisiones de carbono. La mayoría de las centrales nucleares actuales son de 2ª generación, con factores de disponibilidad en torno al 90%. Las centrales más modernas, denominadas de 3ª generación, incluyen tecnología de combustible mejorada, superior rendimiento térmico, sistemas de seguridad pasiva y diseño estandarizado para costos reducidos de mantenimiento. Funcionamiento: Las centrales constan de un reactor consistente en una vasija llena de un líquido moderador en el que se sumergen las barras de combustible, de uranio ligeramente enriquecido. El moderador, que puede ser agua ligera o pesada, se encarga de frenar los neutrones producidos durante la fisión para mejorar la reacción en cadena. Para controlar esta reacción y la potencia de la instalación, se introducen barras de materiales “envenenadores” como el boro, que absorben los neutrones reduciendo o incluso deteniendo la fisión del combustible. El calor generado en el reactor se utiliza para producir vapor que moverá una turbina conectada a un alternador, generando electricidad. Es importante señalar que el reactor debe estar confinado en un edificio de contención, totalmente sellado y constituido por sucesivas capas de acero y hormigón. Existen varios tipos de reactores nucleares, si bien hay 2 predominantes: los reactores de agua a presión (PWR) y los reactores de agua en ebullición (BWR). Ambos utilizan agua ligera como moderador y refrigerante, que es aquella en que los átomos de hidrógeno están formados por un protón y un electrón, sin neutrones. En los PWR el agua circula a presión y en estado líquido en la vasija, y transmite el calor absorbido a un circuito secundario mediante un intercambiador de calor, produciendo vapor que moverá la turbina. En cambio, en los BWR, se produce la ebullición del agua ligera en el propio reactor, turbinándose directamente el vapor generado, ya que no cuentan con 2 circuitos diferenciados. En ambos tipos existe un circuito de refrigeración que generalmente cuenta con torres de tiro natural. Los principales indicadores de funcionamiento de las centrales nucleares son los factores de carga, disponibilidad, de operación y de indisponibilidad no programada. En España (tras el cese de actividad de las centrales nucleares Vandellós I, Zorita y Santa María de Garoña) operan 5 centrales nucleares con 7 reactores en total: Almaraz I y II, Ascó I y II, Cofrentes, Trillo y Vandellós II. Los 7 reactores son de agua ligera, y cada uno tiene una potencia que ronda los 1.000 MW. En conjunto, la potencia nuclear instalada supera los 7.000 MW, que produce más del 20% de la energía eléctrica en España. 2.2 Ciclo del combustible. Se denomina 1ª parte del ciclo del combustible nuclear al conjunto de operaciones que transcurren desde la extracción del mineral de uranio en la explotación minera hasta su carga como combustible enriquecido en el reactor nuclear, y son las siguientes: minería extractiva y fabricación de concentrados de uranio, actividades realizadas hasta el año 2000 por ENUSA Industrias Avanzadas SA, propiedad de la SEPI y el CIEMAT, conversión a hexafluoruro de uranio, operación realizada en Francia al igual que la siguiente, enriquecimiento para aumentar la proporción del isótopo U235. El uranio es un metal denso que se encuentra en la naturaleza formado por 3 isótopos, U-238, U-235 y U-234. Para enriquecerlo se aumenta la proporción del isótopo radiactivo 235 desde el 0,7% inicial hasta el 5% y fabricación de elementos combustibles, realizada por ENUSA en Juzbado, Salamanca, con una cuota de exportación del 70%. La 2ª parte del ciclo del combustible nuclear comprende el conjunto de actuaciones posteriores a la descarga del combustible ya utilizado en los reactores. Se distingue entre ciclo abierto, que supone la gestión definitiva del residuo radioactivo; o bien ciclo cerrado, que reprocesa el plutonio y uranio procedentes de la fisión para su reutilización como combustible nuclear. En España se ha optado por ciclo abierto, y la empresa encargada de llevar a cabo estas actuaciones es ENRESA. Excepto la central de Vandellós II, que envía el combustible nuclear gastado a Francia para su reprocesamiento y utilización en centrales francesas. ENRESA es responsable de la gestión del combustible nuclear gastado, así como de la gestión de los diferentes residuos radiactivos producidos en el país, de acuerdo con las estrategias definidas por el gobierno en el actualmente vigente 6º Plan general de residuos radiactivos, PGRR. 3. INSTALACIONES RADIACTIVAS El Reglamento sobre instalaciones nucleares y radiactivas, aprobado por el Real Decreto 1836/1999, regula este tipo de instalaciones y define las instalaciones radiactivas como: los locales, laboratorios o fábricas en los que se producen, manipulan o almacenan materiales radiactivos y cualquier instalación que contenga una fuente emisora de radiación ionizante. También los aparatos productores de radiaciones ionizantes que funcionen a una diferencia de potencial superior a 5 kV El CSN clasifica las instalaciones radiactivas en función del riesgo radiológico en instalaciones de 1ª, 2ª y 3ª categoría, de mayor a menor riesgo potencial respectivamente: Las de primera categoría comprenden entre otras las fábricas de uranio, torio y sus compuestos; fábricas de producción de elementos combustibles de uranio natural; e instalaciones industriales de irradiación, las de segunda categoría incluyen los aceleradores de partículas; las instalaciones con aparatos de rayos X con una tensión de pico superior a 200 kV y las instalaciones donde se manipulen o almacenen nucleidos radiactivos cuya actividad sea igual o superior a 1000 veces los valores de exención reglamentaria y las instalaciones tercera categoría incluyen aquellas con aparatos de rayos X con una tensión de pico inferior a 200 kV y las instalaciones donde se manipulen o almacenen nucleidos radiactivos cuya actividad sea inferior a 1000 veces los valores de exención reglamentaria, pero superiores a estos. Por otra parte, cabe citar el RD 229/2006 sobre el control de fuentes radiactivas encapsuladas de alta actividad y fuentes huérfanas, que tiene por objeto, identificar la posible existencia de fuentes huérfanas, es decir, fuentes radiactivas sobre las que se ha perdido el control o sobre las que nunca ha existido éste y evitar la exposición de los trabajadores y del público a las radiaciones ionizantes. Las instalaciones radiactivas están sujetas a las correspondientes autorizaciones de la Dirección General de política energética y minas del MITERD, y de los organismos de las comunidades autónomas con competencia; en todo caso, dichas autorizaciones requieren un informe preceptivo y vinculante del CSN. En la dirección general de política energética y minas existen una serie de registros de instalaciones radiactivas, como son el Registro nacional de instalaciones radiactivas o el Registro nacional de transportistas de sustancias nucleares y materiales radiactivos. 4. GESTIÓN DE RESIDUOS Se define residuo radiactivo como cualquier material que contiene radionucleidos en concentraciones superiores a las establecidas por el MITERD y para el que no está previsto ningún uso. Los residuos radiactivos se clasifican en 2 tipos: 1) residuos de baja y media actividad por una parte, y 2) residuos de alta actividad, por otra. Los residuos de baja y media actividad contienen radionucleidos emisores beta-gamma y tienen un período de semidesintegración inferior a 30 años; en España, estos residuos, por sus características, son tratados y almacenados definitivamente en las instalaciones de El Cabril en Córdoba. Por otra parte, los residuos de alta actividad contienen radionucleidos emisores alfa y un periodo de semidesintegración superior a 30 años; para su tratamiento existen en la actualidad 2 soluciones técnicas el almacenamiento geológico profundo, consistente en una colocación de los residuos en estratos geológicos muy estables, entre 500 y 1.000 metros de profundidad y el envío de los residuos a una planta de reproceso, en la que se realiza un tratamiento para su posterior reutilización; esta actividad se realiza en Francia y Reino Unido para todo el mundo. El VI PGRR contemplaba la creación de un almacén temporal centralizado, ATC. Se trata de una instalación diseñada para acumular en un único emplazamiento el combustible gastado de las centrales nucleares y los residuos de alta actividad que se producen en España. El Consejo de Ministros designó en 2011 al municipio conquense de Villar de Cañas como ubicación para construir el ATC, pero posteriormente se ha considerado como no necesaria la existencia de dicho ATC dado que ya existen varios Almacenes Temporales Individualizados (ATI), en varias de las centrales nucleares españolas. La gestión de los residuos radiactivos se financia a través del fondo para la financiación de las actividades del PGRR, dotado con 5.000 M€ y gestionado por ENRESA. Cabe destacar que en la actualidad sus ingresos proceden de los titulares de las instalaciones nucleares, sin repercutirse coste a los consumidores de electricidad en forma de tarifas o peajes de acceso. ENRESA es una Sociedad Mercantil Estatal, fundada en 1984, tutelada por el MITERD y cuyos accionistas son el CIEMAT y la SEPI. Sus principales funciones son: La recogida, transporte y gestión de los residuos radiactivos generados en España, el desmantelamiento de instalaciones nucleares y radiactivas, también realiza I+D relacionada con la gestión de los residuos radiactivos, así como labores de información y difusión Por último, la gestión de los residuos radiactivos está estrechamente relacionada con la clausura de instalaciones nucleares, para la que existen 2 tipos de procedimientos: el procedimiento SAFSTOR consta de 3 fases secuenciales con una duración superior a 20 años y está siendo implantado en la central Vandellós I desde 2003 y el procedimiento DECON consta de 2 fases no secuenciales, con una duración aproximada de 10 años, y se implantó en la central José Cabrera, de Zorita (GU) en 2006 y en Garoña en 2012. El borrador del VII PGRR, asume la previsión del cese de operación de las centrales nucleares que recoge el Plan Nacional Integrado de Energía y Clima (PNIEC). Prevé un cierre paulatino de manera que en 2035 no quedará ningún reactor operativo y todas ellas serán progresivamente desmanteladas. 5. CONTRIBUCIÓN DENTRO DEL BALANCE ENERGÉTICO Para exponer la contribución al balance energético de la energía nuclear es preciso distinguir entre energía primaria y energía final: La energía primaria es aquella que se obtiene directamente de la naturaleza, antes de someterse a ningún proceso de conversión. Se puede clasificar entre no renovable y renovable. Entre las fuentes no renovables se encuentran la energía nuclear y los combustibles fósiles como carbón, petróleo y gas natural. Según el Informe Estadístico Anual publicado por CORES, en 2021 se consumieron en España 117.000 kilotoneladas equivalentes de petróleo (en adelante ktep) de energía primaria. La principal fuente fue el petróleo, con un 42% del total; seguida del gas natural, con un 25%; las renovables, con un 17%; y la nuclear con un 12%. De esta manera, la energía nuclear supone algo más de la décima parte del consumo energético primario en 2021. Cabe destacar que el porcentaje de nuclear sobre el total se ha mantenido constante en la última década, con valores entre el 11 y el 13%. La energía final es aquella que se ha transformado en energía útil para ser usada por el consumidor. En el 2021 se consumieron 85.000 kteps en España, un 7,6% más que el año anterior. Del total, un 51% se correspondía a productos petrolíferos, el 23% a electricidad, el 18% a gas natural y el 7% a energías renovables. El uso final mayoritario de la energía nuclear es la generación de electricidad. Según el informe de Red Eléctrica de España sobre el sistema eléctrico en 2022, la energía eléctrica procedente de las centrales nucleares españolas cubrió en torno al 20,3% del total de energía eléctrica generada. Es significativo que, a pesar de que la potencia nuclear instalada representa menos del 7% del total, su aportación al mix eléctrico fue de casi la cuarta parte del total (un 20,3%), hecho que se explica debido a la elevada disponibilidad de las centrales nucleares, que funcionan prácticamente durante la totalidad del año (alto factor de operación), realizando paradas únicamente para mantenimiento y recarga. Según el informe World Nuclear Industry Status Report 2022, la generación mundial de energía nuclear aumentó un 3,9% en 2021, el mismo porcentaje que había descendido en 2020. En 2022 hay un total de 411 reactores operativos en todo el mundo, 26 menos que en 2011. Hay 53 en construcción, la mitad de ellos en China e India. La Unión Europea, por su parte, es el mayor productor de electricidad de origen nuclear del mundo. La producción de energía eléctrica por parte de sus casi 110 reactores en operación supone anualmente cerca del 26% del total de la electricidad consumida en la UE. En total, en la Unión Europea casi un tercio de la electricidad consumida es de origen nuclear. Si observamos a toda Europa, hay 177 reactores en operación. 6. EVOLUCIÓN HISTÓRICA La energía nuclear, desarrollada y utilizada en sus primeros momentos con fines bélicos, pasó a considerarse una nueva fuente energética tras el discurso del presidente americano Eisenhower en 1953 conocido como “Átomos para la paz”, y la Conferencia internacional de la ONU en 1954. Durante la década de los años 50 se crearon 3 organismos internacionales que impulsaron la energía nuclear: la Comunidad europea de la energía atómica o EURATOM, con sede en Bruselas, la Agencia de la energía nuclear de la OCDE, con sede en París y el Organismo Internacional de la Energía Atómica (OIEA), perteneciente a la ONU. España fue uno de los primeros países que tras la 2ª Guerra Mundial emprendió el acceso a la tecnología nuclear. Etapas del desarrollo nuclear en España: 1ª etapa en la que se crea un marco legal basado en la Ley 25/1964 y se preparan los recursos humanos necesarios +. Anteriormente, ya en 1951, se creó la Junta de Energía Nuclear (JEN). 2ª etapa, hasta 1973, en la que se constituye la Empresa nacional de uranio, ENUSA, y se diseña, construye y pone en marcha la 1ª generación de centrales nucleares. La crisis del petróleo de 1973 dio un gran impulso al sector en el mundo, y en España derivaron en la aprobación del primer Plan Energético Nacional en 1975, que decidió apostar por la energía nuclear para reducir la dependencia energética. 3ª etapa, en la que se desarrollan las centrales de 2ª y 3ª generación, se crea el CSN en 1980 y ENRESA en 1984. 4º etapa, en 1982 la moratoria nuclear paralizó la construcción de nuevas centrales, repercutiéndose el coste de la paralización de los proyectos en la factura eléctrica de los consumidores hasta el año 2015. 7. ANÁLISIS SECTORIAL Y PERSPECTIVAS 7.1 Análisis sectorial Además de todo lo desarrollado durante el tema, destacar que en España la Industria del sector nuclear es competitiva y cuenta con amplia experiencia, lo que le ha permitido internacionalizarse, atendiendo en la actualidad a 40 países. Dicha industria está presente en varios puntos de la cadena de valor de la energía nuclear, desde la ingeniería hasta la gestión de residuos, pasando por la fabricación de combustibles, de equipos y componentes, etc. Como ejemplos de estas empresas podemos citar: la Sociedad Mercantil Estatal ENSA (Equipos Nucleares SA), Ringo Válvulas y la ingeniería Tecnatom El sector nuclear en España da trabajo a unas 28.000 personas, según datos de Foro Nuclear. De ellas, 8.500 trabajan directamente en las centrales. Paradójicamente, el desmantelamiento de centrales incrementará el número de trabajadores mientras dure dicho proceso. 7.2 Perspectivas La Agencia Internacional de la Energía (en adelante AIE) ya manifestaba en el informe Energy Technology Perspectives publicado en 2017 la necesidad de apoyar políticamente de manera clara y consistente esta energía, incluyéndola en los incentivos a las energías limpias. En la versión del 2022 del World Energy Outlook se mantiene la misma visión positiva sobre la tecnología nuclear. En concreto, la AIE manifiesta que debe aumentarse la generación eléctrica nuclear del 10% actual al 15% para cumplir con los compromisos de limitación del calentamiento global adquiridos en el Acuerdo de París en 2015 por Naciones Unidas. Las perspectivas para el sector nuclear en Asia son de crecimiento, con China a la cabeza con 16 reactores en construcción e India con 8. Casi tres cuartas partes del parque nuclear chino se ha puesto en marcha en la última década, y ya es el tercer país en el ranking por detrás de USA y Francia. En Occidente el futuro es más incierto. En España, como se ha comentado, el Plan Nacional Integrado de Energía y Clima (PNIEC) 2021-2030, plantea una reducción de la capacidad instalada en España, desde los 7000 MW actuales a unos 3000MW en 2030 y a 0GW en 2035.+ No obstante cabe señalar que la Comisión Europea ha realizado en febrero del 2022 una propuesta para que la energía nuclear (y el gas) formen parte del reglamento de taxonomía de la UE. En el reglamento de taxonomía se reconoce a la nuclear y al gas (en casos específicos) como que pueden transitoriamente ayudar a la descarbonización, facilitando las inversiones en las mismas, siempre cumpliendo el principio DNSH (no causar un perjuicio significativo). Tras fuertes discrepancias de opinión en el Parlamento europeo y entre los distintos Estados Miembros esta propuesta ha salido adelante, por lo que ciertos países europeos podrán facilitar inversiones en nuevas centrales nucleares como estrategia para reducir las emisiones de CO2 y también la dependencia energética exterior. Por último, marcan las tendencias del sector: el desarrollo de las centrales de 4ª generación,, la tecnología de fusión nuclear, desarrollada experimentalmente en centros de colaboración internacional como el ITER, en Francia, en el que participa España, El desarrollo de los SMR (reactores de pequeño tamaño), que se presentan como un refuerzo al amplio despliegue de renovables, según el Energy Technology Perspectives 2020. Nota adicional: La energía nuclear viene siendo desde hace algunos años objeto de debate debido a las dudas sobre posibles accidentes y sus consecuencias, la carencia de un sistema aceptado de gestión definitiva de los residuos de alta actividad, el transporte de combustible nuclear y a los crecientes desafíos en materia de salvaguardias y tráfico ilícito de materiales nucleares.