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LA ENERGIA NUCLEAR. Charla ante la Academia Nacional de Ingeniería y Hábitat. Prof. TUANAMA ALBARRÁN, José Jesús. POBLACION. ELECTRICIDAD. DESARROLLO. DESCARBONIZAR SISTEMA ENERGETICO. NUCLEAR RENOVABLES. CAMBIO CLIMATICO. El mundo de noche. 45. 40. 35. CC Plantas eléctricas.
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LA ENERGIA NUCLEAR Charla ante la Academia Nacional de Ingeniería y Hábitat Prof. TUANAMA ALBARRÁN, José Jesús
POBLACION ELECTRICIDAD DESARROLLO DESCARBONIZAR SISTEMA ENERGETICO NUCLEAR RENOVABLES CAMBIO CLIMATICO El mundo de noche
45 40 35 CC Plantas eléctricas Millardos de TM de CO2 Renovables 30 CC Industria Nuclear Biocombustibles Eficiencia uso eléctrico 25 Eficiencia uso final 20 2005 2010 2015 2020 2025 2030 Referencia Políticas Alternativas Estabilización 450 ppm Gestión Emisión de CO2 Fuente: IEA
¿Por qué las centrales nucleares? • Garantizan el suministro eléctrico • Reducen la dependencia de los combustibles fósiles • No emiten CO2 • Son seguras • Son competitivas • Tecnología conocida • Hay solución para los residuos • Diversifican las fuentes generadoras de electricidad
Método enriquecimiento por cascada centrifugadoras en una planta europea ¿Por qué enriquecer uranio? El Uranio (U-235) en estado natural esta en muy baja concentración por lo que hay que aumentarla (enriquecimiento) de tal manera que pueda ser útil. Para una planta de generación eléctrica un enriquecimiento entre 3 y 5 % es suficiente. Por encima de este % comienzan los problemas geopolíticos, ya que dicho % es el limite entre los usos pacíficos y bélicos de la energía nuclear. El uranio fisible en las armas nucleares normalmente contiene 85% o más de U-235 conocido como "nivel para armas" (weapons-grade), a pesar de que para un arma muy poco eficiente el 20% sería suficiente.
Agencia Internacional de la Energía Atómica (IAEA) • La Agencia Internacional de la Energía Atómica (IAEA) nació el 29 de julio de 1957. Dentro de sus principales objetivos están: • Inspeccionar los desarrollos nucleares a nivel mundial. La agencia tiene mas de 50 años de experiencia, y la inspección radica en verificar y salvaguardar que las actividades y materiales nucleares no se utilicen con fines militares. • Ayudar a los países a mejorar la seguridad nuclear, y a prepararse para responder a cualquier eventualidad. A tal efecto, establece normas y convención internacional, y la ayuda de expertos de tal manera que permita la protección de las personas y el ambiente a las radiaciones perjudiciales. • Ayudar a los países en la aplicación pacifica de la ciencia y tecnología nuclear, contribuyendo así a los objetivos del milenium de desarrollo sostenible en los ámbitos de la energía, el ambiente, la salud y la agricultura, entre otros, y la cooperación en áreas clave de la ciencia y la tecnología nuclear.
Proyecto Construcción Pre proyecto Obtención conocimientos de lo que significa un programa nuclear (1 a 3 años) Trabajos preparatorios e invitación a licitar. Participación organismo internacional de regulación (3 a 7 años) Desarrollo y construcción proyecto con participación activa del ente regulador internacional (7 a 10 años) Fases para alcanzar capacidad energía nuclear Programa Planta Nuclear Fuente: IAEA
Consideraciones para lanzar un programa de energía nuclear • Tiempo • Recursos Humanos y Formación • Aspectos regulatorios • Disponibilidad tecnológica • Costos • Financiamiento y Economía • Seguridad de Suministro de Combustibles • Tecnología de Apoyo y Organización • Legislación • Clausura • Utilización de Combustibles y Gestión de Residuos • Información Publica Fuente: IAEA
Principales actores en un programa de energía nuclear Gobierno: Responsable por la elaboración y aplicación de políticas energéticas y en algunos casos financista Mercado: Formado por los clientes consumidores de electricidad a precios competitivos Productor (Dueño): Responsable por el desarrollo completo del proyecto. Algunos gobiernos tienen este rol Constructores: responsables ante el dueño de la construcción del proyecto. Son empresas especializadas Vendedores Tecnología: Responsables ante el dueño y constructor del suministro de equipos Regulador Internacional: Responsable por la coordinación de todos los aspectos relacionados con la seguridad y el ambiente desde la etapa de diseño, operación y desmantelamiento de la planta
Nro. de Bombas Rusia 19500 (a) Estados Unidos 9000 (b) China 400 Francia 350 Inglaterra 200 El principal miedo al desarrollo pacífico de la energía nuclear, es que la brecha que la separa del uso bélico no es la tecnología o los recursos, si no la ética de quien la controla Israel 200 India 45-90 Pakistán 30-50 Nor Corea (c) Notas: (a) Llego a tener 44000 / (b) Llego a tener 28000 / (c) Posee material para 6 bombas Geopolítica del uranio Los países que dominan integralmente la energía nuclear no desean que otros la dominen, motivado al auge del terrorismo, lo que ha modificado ampliamente la interrelación geopolítica mundial Solo hay un punto de encuentro: Cuando se fabrica o se compra U-235 menor o igual a 5 % de enriquecimiento para generar electricidad o para usos científicos e industriales
Energía nuclear y garantía de suministro • Existe abundancia de uranio • Diversificación geográfica de suministradores • Estabilidad socio-política de los países productores • Redes de transporte fiables y suficientes • Las centrales nucleares operan en el entorno de las 8.000 horas anuales • Bajo costo operativo (combustible y O&M) • Baja sensibilidad a la variación del precio del combustible (costo predecible) • Estabilidad a largo plazo de los costos de producción de electricidad
Producción tU Reservas tU< 80 US$/Kg Duración años Canadá 9000 329200 37 Kazakastan 8521 344200 40 Australia 8430 714000 85 Namibia 4366 145100 33 Rusia 3521 172400 49 Niger 3032 44300 15 Uzbeskitan 2338 55200 24 Estados Unidos 1430 99000 69 Ucrania 800 126500 158 China 769 44300 58 Sur África 655 205900 314 Brasil 330 157400 477 India 271 n/d - Republica Checa 263 600 2 Los otros 3 (*) 127 n/d - Total Mundo 43853 2438100 57 2008. Producción y Reservas de Uranio a nivel mundial (*) Francia, Rumania y Pakistán Fuente: World Nuclear Association Elaboración: Nelson Hernandez
Mina País Principal Dueño Producción tU McArthur River Canadá Cameco 6383 Ranger Australia ERA (Rio Tinto 68%) 4527 Rössing Namibia Rio Tinto (69%) 3449 63 % Olympic Dam Australia BHP Billiton 3344 Priargunsky Rusia ARMZ 3050 Arlit Niger Areva 1743 Rabbit Lake Canadá Cameco 1368 Akouta Niger Areva 1289 McClean Lake Canadá Areva 1249 Akdala Kazakhstan Uranium One 1034 Total 10 primeros 27436 Total Mundo 43853 2008. Las 10 primeras minas de Uranio Fuente: World Nuclear Association Elaboración: Nelson Hernandez
2009. Los 10 primeros consumidores de energía Petróleo Gas Carbón Nuclear Hidroelec Total % MMTPE Estados Unidos 38.6 27.0 22.8 8.7 2.9 2182 China 18.6 3.7 70.6 0.7 6.4 2177 Rusia 19.7 55.2 13.1 5.8 6.3 635 India 31.7 52.4 0.8 5.1 469 10.0 Japón 42.6 17.0 23.4 13.4 3.6 464 Canadá 30.4 26.7 8.3 6.4 28.3 319 Alemania 39.3 24.2 24.5 10.5 1.4 290 Francia 36.2 15,9 4.2 38.4 5.4 242 Sur Corea 43.8 12.8 28.8 14.0 0.3 238 Brasil 46.2 8.1 5.2 1.3 39.2 226 Sub total 30.7 19.2 36.7 6.8 6.6 7241 Resto 42.2 32.3 15.7 3.1 6.7 3923 Mundo 34.8 23.8 29.4 5.5 6.6 11164 Fuente: BP Elaboración: Nelson Hernández
Latinoamérica. Energía nuclear en el siglo XXI De acuerdo a la información de la WNA, para el año 2100 solo tendrán generación eléctrica-nuclear en Latinoamérica los siguientes países, y cuya capacidad esta expresada en GWe: Brasil (330) México (225) Argentina (90) Venezuela (60) Chile (38).