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GRUPO 1 – TEMA 10
El Sector Nuclear: Centrales Nucleares y Ciclo del combustible. Instalaciones radioactivas. Gestión de residuos. Contribución dentro del balance energético. Evolución histórica. Análisis sectorial y perspectivas
1. EL SECTOR NUCLEAR: CENTRALES NUCLEARES Y CICLO DEL COMBUSTIBLE NUCLEAR.
En el presente tema se realiza un análisis del sector Nuclear.
Conceptos de Energía Nuclear y Sector Nuclear.
La energía nuclear proviene de las reacciones nucleares de fisión, en las que al bombardear un núcleo físil (fisiles son un tipo muy especial de pesados, como el U-235) con neutrones, se descompone en dos fragmentos acompañado de un gran desprendimiento de energía y la emisión de dos o tres neutrones, que a su vez, pueden ocasionar más fisiones al interaccionar con nuevos núcleos también fisiles. Este efecto multiplicador se conoce con el nombre de reacción en cadena.
Si en cada generación, al menos uno de los neutrones emitidos produce una fisión posterior, el número de fisiones que tienen lugar por segundo permanece constante, habiéndose alcanzado la “criticidad”, estado que puede controlarse. Este es el principio de funcionamiento en el que están basados los reactores nucleares.
El sector Nuclear, lo constituyen las Centrales Nucleares de generación eléctrica, las instalaciones radioactivas, los agentes institucionales: Ministerio para la Transición Ecológica (Miteco)-Secretaria de Estado de Energía- Dirección General de Política Energética y Minas- SG Energía Nuclear y Consejo de Seguridad Nuclear-CSN, entre otros, así como todo el tejido empresarial que realizan actividades relacionadas, cubriendo toda la cadena de valor de la actividad nuclear.
La actividad nuclear la constituyen: estudios iniciales, diseño conceptual, construcción, fabricación de elementos combustibles, desarrollo de ingeniería de operación y mantenimiento, el suministro de equipos y componentes, la gestión de residuos nucleares y el desmantelamiento de instalaciones, entre otros.
En la actualidad, al margen de las propias centrales nucleares, las empresas del sector nuclear, en el caso de España, dedican cerca del 80% de su actividad a la exportación (servicios y tecno-logía), cifra que alcanza el 100% en empresas como ENUSA, fabricante de elementos de com-bustible nuclear y ENSA que fabrica vasijas de reactores, generadores de vapor y contenedores.
Se cita la normativa básica más importante por la que se rige el sector nuclear en España:
? Ley 25/1964 sobre Energía Nuclear, vigente en la actualidad y modificada posteriormen-te a su promulgación. Establece el marco legal básico en materia de energía nuclear.
? Ley 15/1980 de Creación del Consejo de Seguridad Nuclear (CSN).
? Reglamento sobre Instalaciones Nucleares y Radiactivas, aprobado por el Real Decreto 1836/1999.
? Reglamento sobre Protección Sanitaria contra las Radiaciones Ionizantes, aprobado por el Real Decreto 783/2001.
? Real Decreto 1400/2018, por el que se aprueba el Reglamento sobre seguridad nuclear en instalaciones nucleares
? Ley 54/1997, del sector eléctrico (derogada parcialmente por la Ley 24/2013 del sector eléctrico).
Organismos competentes en materia nuclear en España
Las competencias administrativas en España en materia nuclear y radiactiva corresponden en la actualidad al Ministerio para la Transición Ecológica (Miteco) y al Consejo de Seguridad Nuclear (CSN), Además, España es signatario de diversos acuerdos y convenios internacionales en rela-ción con la energía nuclear. Según preceptos constitucionales, dichos acuerdos internacionales tienen rango de Ley.
? Miteco a través de la Secretaría de Estado de Energía, es el órgano competente, entre otras, de la concesión de autorizaciones de instalaciones nucleares y radiactivas, el control de las obligaciones (salvo las de seguridad nuclear y protección radiológica) que le son exigibles a las mismas y la instrucción y resolución de los expedientes sancionadores por las infracciones previstas en la normativa vigente.
? CSN es el único órgano competente en materia de Seguridad y Protección Radiológica, sin perjuicio de las competencias específicas que puedan tener otros departamentos mi-nisteriales (como el propio Miteco en materia de Medio ambiente).
El CSN propone al Gobierno reglamentación y normativa nuclear, Informa preceptivamen-te sobre proyectos de instalaciones, Inspecciona en las fases de proyecto, construcción, puesta en servicio y control del funcionamiento de las instalaciones, emite e impone Ins-trucciones Técnicas Complementarias (ITCs) a un titular concreto. Las Instrucciones Téc-nicas (ITs) del CSN son de carácter general (no afectan a un único titular, sino al conjunto) y se publican en el BOE.
Además de los organismos y autoridades mencionados, se debe considerar el papel llevado a cabo por las siguientes entidades:
? CIEMAT (Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas), Or-ganismo Público de Investigación (OPI) nacido por transformación de la antigua Junta de Energía Nuclear (JEN), con la Ley 13/1986 "Ley de la ciencia".
? ENUSA Industrias Avanzadas, S.A., Creada en 1971. Su actividad se centra en la primera parte del ciclo de combustible nuclear.
? ENRESA (Empresa Nacional de Residuos Radioactivos,S.A.), Entidad Pública Empresarial que se ocupa de la segunda parte del ciclo de combustible nuclear, además de la gestión general de los residuos radioactivos de baja y media actividad.
1.1. CENTRALES NUCLEARES (CC.NN.)
En una central nuclear se transforma la energía liberada por un combustible (óxido de uranio lige-ramente enriquecido en el isótopo U235) en forma de calor, que se transforma en energía mecá-nica y después en energía eléctrica. El calor producido evapora agua que acciona una turbina la cual lleva acoplado un alternador. El vapor que alimenta esta turbina puede ser producido direc-tamente en el interior de la vasija del reactor (caso de los BWR), o mediante un intercambiador de calor intermedio (Generador de Vapor), caso de los PWR.
Conceptos incluidos en la Ley 25/1964 de Energía Nuclear.
? Reactor nuclear. Estructura que contenga combustibles nucleares dispuestos de tal modo que dentro de ella pueda tener lugar un proceso auto mantenido de fisión nuclear.
? Central nuclear. Instalación fija para la producción de energía nucleoeléctrica mediante un reactor nuclear.
? Fisión nuclear. Reacción nuclear en la que tiene lugar la ruptura de un núcleo pesado en dos fragmentos, en el cual se emiten neutrones y se libera una gran cantidad de energía térmica.
Tipología de reactores nucleares.
Según el estado físico (líquido o líquido-vapor) del "elemento moderador" (agua ligera que dismi-nuye la velocidad de neutrones para que haya fisión), a partir del año 1970 se comenzó la insta-lación de los reactores de II Generación), se trata de reactores de agua ligera “LWR, Light Water Reaction” y existen principalmente dos tipos:
? PWR pressured water reactor o reactor de agua a presión: Refrigerado con agua natural a una presión superior a la de saturación, a fin de impedir su ebullición. Extrae el calor del reactor. Se requiere generador de vapor (GV). La mayoría son de este tipo.
? BWR boiling water reactor o reactor de agua en ebullición: Refrigerado con agua natural que extrae el calor del reactor, hierve en el núcleo y genera vapor (sin necesidad de un generador de vapor) que alimenta directamente las turbinas.
A partir del año 2005 ha comenzado la instalación de los reactores de III Generación, que presen-tan mejoras de seguridad y fiabilidad, garantizando una vida útil de hasta 80 años.
Elementos de una central nuclear:
? Edificio de Contención: En el que se ubica el Reactor (en la vasija).
? Edificio de Turbinas: Se encuentra el turbo-alternador (turbinas acopladas -en eje- al al-ternador eléctrico, para dar energía al exterior).
? Edificios Eléctrico y de Auxiliares: Donde se ubican la Sala de Control y Salvaguardias de Emergencia.
Es importante tener en cuenta los indicadores de funcionamiento de las CC.NN., destacando los siguientes:
? Factor de Carga (relación entre la energía eléctrica neta producida en el periodo y la que se hubiera podido producir a la potencia nominal).
? Factor de Operación: (relación en % entre el número de horas que la central ha estado acoplada a la red eléctrica y el número total de horas del período considerado).
Nota: Se aportan datos de los mismos en el epígrafe relativo a Análisis Sectorial.
Las CC.NN y el resto del sector industrial nuclear ejercen un gran efecto de arrastre sobre mu-chas actividades económicas como es el caso de: Empresas de ingeniería, servicios de Inspec-ción, sector de bienes de equipo, Robótica, Control y Regulación Automática.
Las autorizaciones de explotación de las CC.NN. se renuevan periódicamente tras la evaluación del Consejo de Seguridad Nuclear y la concesión administrativa por el Miteco.
La siguiente figura muestra el esquema del proceso de licenciamiento de las centrales nucleares en España.
Nota: El estudio de Impacto Ambiental, llamado “Evaluación de Impacto Radiológico Ambiental”. Lo realiza el CSN como único Órgano competente en la materia.
Posteriormente se analizará la contribución que la energía nuclear aporta dentro del balance energético español.
1.2. CICLO DEL COMBUSTIBLE
Se distinguen por separado la Primera y Segunda parte del ciclo de combustible nuclear:
Primera parte del ciclo de combustible nuclear.
Conjunto de operaciones que transcurren desde la explotación del mineral de URANIO (materia prima para la fabricación del combustible nuclear) en la mina hasta su carga como combustible enriquecido en el reactor nuclear, pasando por los siguientes procesos:
1. Minería y fabricación de concentrados de uranio. (Estas dos actividades ya no se realizan en España).
2. Conversión a hexafluoruro de uranio. (Se realiza principalmente en Francia).
3. Enriquecimiento en el isótopo U235. (También se realiza en Francia, principalmente).
4. Fabricación de elementos combustibles. Con el Uranio enriquecido importado de Francia, se fabrican los elementos combustibles en la planta que ENUSA dispone en Juzbado (Sa-lamanca).
Miteco otorga, previo informe del CSN, todas las autorizaciones necesarias para llevar a cabo las actividades de la primera parte del ciclo de combustible nuclear, que para las instalaciones del ciclo son las mismas que para cualquier instalación (Autorización previa de Construcción. Explo-tación. Desmantelamiento. Declaración de clausura así como la Modificación y Cambio de titula-ridad).
Se destaca alguno de los procesos citados:
? Minería y Fabricación de concentrados de uranio. Consiste en la extracción natural del mineral y posterior enriquecimiento en el isótopo U235 desde su concentración natural 0,7% hasta el grado de enriquecimiento utilizado en el reactor comercial comprendido en-tre 4% y 5%.
o ENUSA industrias avanzadas S.A. (participada un 60% por la SEPI y 40% por el CIEMAT), ha venido realizando la fabricación de concentrados uranio en la planta de Quercus en Saelices el Chico (Salamanca) desde 1993, así como la explota-ción minera de Uranio en el mismo emplazamiento hasta el año 2000 que se ago-tó este recurso minero. Cubría aproximadamente el 20% de las necesidades na-cionales.
? Fabricación de elementos combustibles. En España actualmente sólo se realiza este pro-ceso.
o ENUSA fabrica los elementos combustibles de uranio en Juzbado (Salamanca). Suministra elementos combustibles para todas las CC.NN. españolas, excepto Tri-llo (de tecnología alemana Siemens-Areva). ENUSA fabrica en torno a 328tU enri-quecido y dispone de una producción de 400 tU/año. o En 2015 ha montado 854 elementos combustibles (62% exportación). Los desti-nos principales de estas exportaciones han sido: Bélgica, Francia, Finlandia y Suecia.
Citar que la industria nucleoeléctrica utiliza y genera materiales que han de estar sometidos a un estricto control para evitar su utilización con fines no pacíficos o cualquier otro tipo de acto malintencionado sobre los mismos, lo que obli-ga a España, en su condición de Parte del Tratado sobre la no proliferación de armas nucleares (hecho en Londres, Moscú y Washington en 1968 y ratificado por España en 1987) y de la Convención sobre la protección física de los materiales nucleares (hecha en Viena y Nueva York en 1980, firmada por España en 1986 y ratificada, como Estado miembro de EURATOM, en 1991), a hacer frente a las responsabilidades que de ello se deriva y, en consecuencia, a la aplicación de los recursos correspondientes.
Segunda parte del ciclo de combustible nuclear.
Comprende el conjunto de actuaciones posteriores a la descarga del combustible gastado de los reactores. La Empresa Nacional de Residuos Radiactivos S.A, (ENRESA) creada por Real Decreto en 1984, (participada en un 80% por el CIEMAT y un 20% por la SEPI), es la compañía estatal
responsable de la gestión del combustible gastado, así como de la gestión de los diferentes resi-duos radiactivos producidos en el país. ENRESA también se encarga del desmantelamiento de las instalaciones nucleares de acuerdo con las estrategias definidas por el Gobierno en el Plan Gene-ral de Residuos Radiactivos (PGRR).
En dicho PGRR se recogen las estrategias, actuaciones necesarias y soluciones técnicas a desa-rrollar, durante el período de vigencia del mismo, incluyendo un estudio económico-financiero del coste de dichas actuaciones. En la actualidad sigue vigente desde el año 2006 el VI PGRR.
Cabe citar que forma parte de la 2ª parte del ciclo de combustible nuclear el futuro Almacena-miento Temporal Centralizado ATC para la gestión del combustible nuclear gastado y de los RAA.
La situación del futuro ATC será objeto de análisis posteriormente en este tema.
2. INSTALACIONES RADIOACTIVAS.
2.1. Conceptos.
El Reglamento sobre Instalaciones Nucleares y Radiactivas, aprobado por el Real Decreto 1836/1999 regula este tipo de instalaciones. Este RD ha sido modificado en varias ocasiones, principalmente destacan el RD 35/2008 y la última modificación, de 2014, incluye la trasposi-ción de la norma europea sobre gestión segura del combustible gastado y residuos radiactivos.
En el reglamento se definen los siguientes conceptos:
? Las instalaciones radiactivas: Son los locales, laboratorios o fábricas en los que se mani-pulan, almacenan o producen materiales radioactivos; los aparatos productores de radia-ciones ionizantes y, en general, cualquier instalación que contenga una fuente emisora de radiación ionizante.
? Requieren de las autorizaciones: Previa o de emplazamiento, construcción, explotación, modificación, ejecución y montaje de la modificación. Adicionalmente la autorización de almacenamiento temporal de sustancias.
El CSN clasifica las instalaciones radioactivas en función del riesgo radiológico como sigue:
? Instalaciones radioactivas de 1ªCategoría (mayor riesgo potencial):
a) las fábricas de producción de uranio, torio y sus compuestos
b) las fábricas de producción de elementos combustible de uranio natural
c) las instalaciones industriales de irradiación
? Instalaciones radioactivas de 2ª y 3ª Categoría. (Riesgo intermedio):
Las instalaciones con fines científicos, médicos, agrícolas, comerciales o industriales excepto las industriales de irradiación, que son de primera categoría.
2.2. Fuentes radiactivas encapsuladas y fuentes huérfanas
El RD 229/2006 sobre control de estas fuentes, tiene por objeto evitar la exposición de los traba-jadores y del público a las radiaciones ionizantes como consecuencia de un control inadecuado de las fuentes radiactivas encapsuladas de alta actividad y de la posible existencia de fuentes huérfanas. Estas últimas son aquellas fuentes radiactivas sobre las que o nunca ha habido, o se ha perdido, el control.
Las instalaciones radiactivas están sujetas a autorizaciones de la el DGPEyM, o de los organis-mos de las CC.AA. con competencias. En todo caso, dichas autorizaciones requieren un informe preceptivo y vinculante del CSN.
Por su parte, el CSN mantiene acuerdos de encomienda con diversas CC.AA. que habilitan a las consejerías de industria respectivas para ejercitar funciones de supervisión y control de dichas instalaciones.
El seguimiento y control de instalaciones radioactivas por el CSN se realiza por dos vías:
? Evaluación de información que recibe de las instalaciones.
? Las visitas in situ y evaluación de actas que realiza el propio CSN a dichas instalaciones. El CSN realiza al año alrededor de unas 1.500 inspecciones.
2.3. Registros de instalaciones radiactivas.
En la Dirección General de Política Energética y Minas del Miteco existen los siguientes registros:
? Registro nacional de instalaciones radiactivas. A diciembre de 2017 se han inventariado unas 1.294 instalaciones, de las que 1.172 corresponden a Comunidades Autónomas con funciones transferidas.
? Registro nacional de instalaciones de rayos X con fines de diagnóstico médico. Inscritas 41.952 instalaciones.
? Registro de empresas de venta y asistencia técnica de equipos e instalaciones de rayos X con fines de diagnóstico médico.
A su vez existe el:
? Registro de transportistas de sustancias nucleares y materiales radiactivos: existen 54 inscripciones.
Destacar que la legislación española prevé la existencia de entidades especializadas que realizan funciones de protección radiológica. Estas entidades constituyen un apoyo al CSN en el cumpli-miento de sus funciones, especialmente en el CTROL de estas instalaciones. Hablamos de:
? Los Servicios de Protección Radiológica (SPR),
? Las Unidades Técnicas de Protección Radiológica (UTPR) y
? Las empresas de Venta y Asistencia Técnica (VAT).
3. GESTIÓN DE RESIDUOS.
3.1. Concepto de Residuo radiactivo.
Ya la anterior Ley 54/1997, del Sector Eléctrico, definió residuo radiactivo como “cualquier mate-rial o producto de desecho, para el cual no está previsto ningún uso, que contiene o está conta-minado con radionucleidos en concentraciones o niveles de actividad superiores a los estableci-dos por, el hoy día, Miteco, previo informe del CSN”.
Se generan residuos radiactivos no sólo en las CC.NN y en las instalaciones del ciclo del combus-tible nuclear, sino también en las instalaciones radiactivas que se utilizan con fines médicos, in-dustriales o de investigación.
3.2. Clasificación de los residuos radiactivos.
? Residuos de alta actividad (RAA). Contienen cantidades apreciables de alfas de vida larga, con un periodo de semi-desintegración de más de 30 años.
? Residuos de Baja y Media Actividad (RBMA). Con baja actividad específica por elemento radiactivo, no generan calor, contienen radionucleidos emisores beta-gamma con un pe-riodo de semi-desintegración de menos de 30 años.
? Residuos de Muy Baja Actividad (RBBA). Generalmente chatarras y escombros, que con-tienen isótopos radiactivos. Decaen suficientemente tras un período temporal de almace-namiento inferior a 5 años, después del cual, son declarados exentos.
En España es preciso gestionar los RBMA, RAA y aquellos residuos procedentes del reproceso en Francia del combustible gastado.
En relación a los RBMA, por sus características, pueden ser almacenados temporalmente, trata-dos, acondicionados y almacenados definitivamente en las instalaciones de “El Cabril” (Córdoba), incluyendo entre ellos al subconjunto de los Residuos de Muy Baja Actividad (RBBA). La capaci-dad de las instalaciones de El Cabril, que en principio cubrían las necesidades de almacenamien-to de residuos de baja y media actividad hasta 2016 según el vigente VI PGRR, se han visto in-crementadas mediante medidas de optimización del espacio en las celdas de dicha instalación
Nota: La fecha límite de 2016 estaría referida en el VI Plan General de Gestión de Residuos Radiactivos de ENRESA, de 2006, pen-diente del VII Plan que está muy retrasado, así que esa fecha es totalmente voluble.
“La capacidad de las instalaciones de El Cabril, que en principio cubrían las necesidades de almacenamiento de residuos de baja y media actividad hasta 2016 según el PGGRR, se han visto incrementadas mediante medidas de optimización del espacio en las cel-das de dicha instalación”.
Como ya se indicó anteriormente en este tema, el combustible gastado y los residuos de alta ac-tividad (RAA), por sus características no son susceptibles de ser gestionados de forma final en las condiciones establecidas en “El Cabril” y requieren instalaciones específicas para ello.
El combustible irradiado descargado de cada reactor se almacena temporalmente en las piscinas de las CC.NN. Tras saturarse éstas pasarán a almacenamiento temporal en seco en la propia central o Almacenamiento Temporal Individualizado ATI o bien en la futura instalación de Alma-cenamiento Temporal Centralizado ATC.
En el caso de las centrales nucleares de Trillo, Ascó (I y II) y José Cabrera (en fase de desmante-lamiento), disponen de un ATI propio situado en el emplazamiento de cada central.
Más recientemente la CN de Santa Mª de Garoña tiene la autorización de operación del ATI y Al-maraz ha solicitado la de construcción teniendo en la actualidad informe favorable del CSN.
3.3. El ATC español
De acuerdo con el VI Plan de Gestión de Residuos Radiactivos, de 2006, está previsto que Espa-ña cuente con un Almacén Temporal Centralizado (ATC) de residuos nucleares de alta actividad, para lo cual fue elegido, por una comisión interministerial, el municipio de Villar de Cañas (Cuen-ca), para almacenar todo el combustible nuclear gastado del país en un único emplazamiento.
El ATC se proyectó como instalación industrial diseñada para almacenar en un único emplaza-miento el combustible gastado de las centrales nucleares y los residuos de alta actividad (RAA) que se producen en España (total material a almacenar: 12.816 m3).
Se optó por una solución integral que aporta las siguientes ventajas:
? Minimiza el número de ATIs, si bien incluso Vanddellós II probablemente contará con un ATI; aun así, estos ATIs no serán suficientes para el desalojo total de las piscinas en su día (desmantelamiento1), y el ATC supondrá una solución final, pues tendrá la capacidad para la operación a 40 años de todas las plantas.
? Es centralizado en un único lugar y gestión única; de esta forma Optimiza los recursos, tanto humanos como económicos, destinados a la seguridad física y radiológica del com-bustible gastado.
? Soluciona la necesidad de gestión del combustible gastado que ya existe en España des-de la puesta en marcha de la primera central nuclear (1968).
? Es una instalación probada y en funcionamiento en los países más avanzados.
? Tiene en cuenta el avance de la investigación antes de optar por soluciones definitivas.
De acuerdo con el VI Plan General de Residuos Radiactivos el ATC almacenará:
? Todo el combustible gastado que se genere en el país (6.700 tU);
? Los residuos procedentes del reproceso del combustible de Vandellós I realizado en Fran-cia (68 cápsulas de elementos vitrificados) y residuos de media actividad procedentes de ese mismo reproceso.
? También almacenará residuos del desmantelamiento de los componentes internos de las centrales nucleares españolas (20.000 metros cúbicos) que por sus características, no pueden ser almacenados en el Almacén centralizado de El Cabril.
De acuerdo al proceso previsto, ENRESA deberá presentar ante las distintas autoridades, desde un diseño de detalle de la instalación hasta su pertinente declaración de impacto ambiental.
Actualmente el futuro ATC ya dispone de la apreciación favorable del Consejo de Seguridad Nu-clear (CSN) al diseño genérico (preliminar) presentado en 2006, además de Dictamen Técnico favorable (también del CSN) de 2015 para la Autorización Preliminar o de Emplazamiento. No
1 El ATI de CN Jose Cabrera, sin embargo, sí ha sido suficiente para acoger los 377 elemento combustibles que en total, generó la planta, en 12 contenedores, además de otros 4 contendores especiales para otros residuos metálicos (Residuos Especiales: por ejemplo: Barras de control, partes del reactor en desmantelamiento, etc.)
obstante, el retraso en la otorgación por el anterior Minetad, junto a otras dificultades políticas, hizo prever la fecha de operación de los primeros módulos posterior al año 2018.
Aparte de las dificultades en el diseño encontradas por parte de distintas áreas del CSN durante su evaluación, en julio de 2018, el nuevo gobierno envió, a través de la Secretaría de Estado de Energía del Miteco, una solicitud para “conge-lar” el proceso de emisión de informes de condiciones para la otorgación de las siguientes autorizaciones (la próxima sería la de construcción –no obstante, la de emplazamiento todavía estaba sin otorgamiento ministerial). [Se entiende que con ello el gobierno ganaría tiempo en tomar una decisión más definitiva sobre un asunto que, no obstante, ofi-cialmente no está anulado].
Con ello, el Pleno del CSN acordó en julio de 2018 el Plan para la suspensión de la emisión del informe del CSN sobre la solicitud de autorización de construcción del Almacén temporal Centralizado (ATC), aprobando por unanimidad un plan para la paralización del proceso de emisión de informes de evaluación relativos a la construcción de ATC, y proce-der a documentar ordenadamente las actuaciones realizadas hasta la fecha o en curso, de forma que se mantenga todo su valor para el mejor aprovechamiento futuro, si procede, de las mismas.
3.4. Destino final de los residuos radiactivos.
En la actualidad hay dos soluciones técnicas al tratamiento de los residuos radiactivos:
? Almacenamiento geológico profundo AGP (los residuos se colocan en estratos geológicos muy estables, entre 500 y 1.000 metros de profundidad). Problemática a nivel mundial sin solución definitiva aunque muy avanzado en Finlandia, Suecia y Francia.
? Envío a planta de Reproceso en la que se realiza la Separación y reelaboración para su posterior reúso o reciclado. Esta actividad se realiza en Francia y Reino Unido para todo el mundo. EE.UU. ya no la realiza. El resto se envía a AGP. Sería una tecnología complemen-taria al AGP pero no una alternativa al mismo.
La Financiación para la gestión de los residuos radiactivos se realiza a través de llamado “Fondo para la Financiación de las Actividades del PGRR” cuyos ingresos proceden de los siguientes conceptos, a los que se suman sus rendimientos financieros:
? Facturación a los titulares de Centrales Nucleares con cargo la gestión de residuos radiac-tivos y combustible gastado, desmantelamiento y clausura.
? Porcentaje de la recaudación con cargo a tarifas y peajes. Más rendimientos financieros generados. Gestionado por Enresa.
? Facturación al titular de la fábrica de elementos combustibles de Juzbado. Cubre los cos-tes de gestión de sus residuos.
? Facturación a titulares de instalaciones radiactivas generadoras de residuos.
? A finales del ejercicio 2017, según el último informe disponible de ENRESA, el saldo del Fondo asciende a 5.326 M€. ENRESA gestiona la cartera de inversión financiera.
3.5. Clausura de instalaciones.
Existen dos tipos de "estrategias" a seguir en el proceso de clausura de instalaciones nucleares: a) Estrategia SAFSTORE y b) Estrategia DECON.
a) Estrategia SAFSTORE. Consiste en tres fases secuenciales o niveles a completar para pasar de una a la siguiente.
? Nivel 1. Se inicia con la parada de reactores, se retira el combustible y transcurridos tres años finaliza esta etapa y comienza el nivel dos.
? Nivel 2. Se inicia con el periodo de latencia (20-30 años) para que disminuyan los niveles radiológicos.
? Nivel 3. Comienza con el desmantelamiento del remanente, es decir la estructura de hormigón del cajón y el reactor. Esta última fase es la más crítica.
Esta estrategia es la empleada en Vandellós I. En 2003 comenzó el desmantelamiento de esta central que en la actualidad se encuentra en el nivel 2 (período de latencia desde 2003). Su desmantelamiento a Nivel 3, desmantelamiento total de la instalación, previsto para el año 2028.
b) Estrategia DECON. Consiste en dos fases independientes, que se pueden solapar (no nece-sariamente secuenciales).
? 1ª Fase: de retirada del Hormigón y diversas estructuras (Turbina, etc...). Duración 5 años.
? 2ª Fase de retirada de componentes radiológicamente activados (5 años).
Esta es la estrategia empleada en la Central Nuclear de José Cabrera (Zorita) (primera CN cons-truida en España). En 2006 se procedió a su clausura y en la actualidad se encuentra en ambas fases, en proceso de desmantelamiento de desmontajes radiológicos en diferentes áreas de edi-ficios de contención y auxiliar.
4. CONTRIBUCIÓN DENTRO DEL BALANCE ENERGÉTICO.
Según fuentes del Minetad, hoy día Ministerio para la Transición Ecológica (Secretaria de Estado de Energía), en 2015 la potencia eléctrica nuclear instalada en el mundo alcanzó aproximadamente los 372.000 MWe produciendo una energía eléctrica de 2.418,48 TWh, lo que representa aproximadamente el 11,5% de la electricidad total consumida en el mundo.
En el escenario comunitario del balance energético de la Unión Europea en el año 2014, la producción de energía de origen nuclear supone el 28,5% del total de energía producida en términos de Mtep creciendo un 2,5% respecto al año anterior. Del consumo de energía primaria en la UE, la energía nuclear aporta el 13%.
En el caso particular de España, según el Informe del hoy día Miteco “La Energía en España-2016”, la Energía Nuclear, con una potencia nuclear instalada de 7.851 MW, representa el 7,3% del total instalado en el parque de generación nacional. Los siete reactores operativos aportaron el 20,34% de la electricidad (una quinta parte de la electricidad consumida).
La producción de energía eléctrica bruta de origen nuclear en 2016 ha sido de 58.578 GWh. (aumentado un 2,2% respecto a 2015.), lo que supone una contribución del 21,4% al total de la producción nacional (262.321 GWh), siendo, por sexto año consecutivo, la tecnología que mayor producción ha aportado al sistema eléctrico español.
En 2016 según datos recientes ha cubierto el 22% de la demanda eléctrica, siendo la tecnología que más electricidad ha generado del mix energético.
El consumo de Energía Primaria, entendida como la energía consumida antes de ser convertida o transformada, en España se ha situado en 2016 en torno a los 123.484 Ktep (miles de tonela-das equivalentes de petróleo). La Energía Nuclear ha aportado el 12,3% a dicho consumo de Energía primaria.
5. EVOLUCIÓN HISTÓRICA.
5.1. La energía nuclear en el mundo
La energía nuclear, desarrollada y utilizada en sus inicios con fines bélicos, desde su descubri-miento se consideró que podría contribuir a resolver el problema de escasez de energía. Al poco tiempo de finalizar la 2ª Guerra Mundial, el programa "Átomos para la Paz" del Presidente norte-americano Eisenhower y la Conferencia de la ONU de 1954 sobre "Los usos pacíficos de la Ener-gía atómica" abrieron el camino para la utilización pacífica de la entonces nueva fuente energéti-ca.
Durante la década de los años 50 se crearon tres organismos internacionales que impulsaron la energía nuclear:
? El “Organismo Internacional de la Energía Atómica (OIEA)”, con origen en 1957 en el seno de la ONU, como organismo independiente y con sede en Viena.
? La “Agencia Europea de la Energía Nuclear” (NEA) de la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico (OCDE), creado en 1958 con sede en París.
? La Comunidad Europea de la Energía Atómica (CEEA o Euratom) con origen en el Tratado de Roma en 1957 (una de las tres CEE) y con sede en Bruselas.
5.2. La energía nuclear en España.
España fue uno de los primeros países que tras la 2ª Guerra Mundial emprendió el acceso a la tecnología nuclear. En 1947 un informe del Gobierno encomienda al CSIC el iniciar la investiga-ción relativa a la Energía Nuclear. En 1948 se iniciaron los primeros programas de investigación y de formación en materia nuclear. La evolución de la tecnología nuclear en España puede dividirse en tres etapas:
? 1ª etapa (1948-1965), de preparación de los recursos humanos e instituciones para la creación de una industria nuclear. Promulgación de la Ley 25/1964 de Energía Nuclear.
? 2ª etapa (1965-1973), se implantan las centrales nucleares (diseño, construcción y pues-ta en funcionamiento “llave en mano” de la primera generación de centrales (José Cabre-ra, Santa María de Garoña y Vandellós I).
o Se constituye la Empresa Nacional de Uranio ENUSA, heredera de la actividad in-dustrial de la JEN en la 1ª parte del ciclo del combustible nuclear.
? 3ª etapa (a partir de 1973) centrales de 2ª y 3ª generación. 1980 creación del CSN. 1984 se crea ENRESA.
6. ANÁLISIS SECTORIAL Y PERSPECTIVAS
6.1. Análisis Sectorial.
Según datos aportados por el Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA) en do-cumento “Nuclear Power Reactors in the World 2017 Edition”, a finales de 2016 en el mundo existen 448 reactores nucleares en operación en 31 países, con una capacidad instalada de 391.000 Mwe, aportando el 11,5% de la electricidad mundial. Según el Organismo Internacional de Energía Atómica de Naciones Unidas, hay 58 unidades en construcción en países como China, India, Rusia, Corea del Sur, Finlandia o Francia.
Por países y nº de reactores nucleares instalados destacan los siguientes:
1º. EE.UU. con 99 reactores en operación.
2º. Francia dispone de 58 reactores en operación con una Pot.= 63.130 MW instalados. Ma-yor ratio de potencia nuclear per cápita del mundo. El 73% de su electricidad es de origen nuclear
3º. Japón, con 40 reactores operables (preparados pero NO OPERANDO). Tras el accidente de Fukushima a partir del 11 de marzo de 2011, la gran mayoría fueron desconectados (no desmantelados) de la red y actualmente solo operan 4 y 24 han solicitado el arran-que. Japón ha pasado de generar el 33% del total de la energía nuclear mundial en 2000 al 2,2% en 2016.
4º. Rusia con 37 reactores en operación y 7 en construcción.
5º. China con 43 reactores en operación y 21 en construcción
En el ámbito comunitario se encuentran en operación 129 reactores nucleares produciendo el 33% de la electricidad consumida. En la UE, 14 de los 28 Estados Miembros tienen CC.NN. Ac-tualmente se encuentran 4 unidades en construcción (2 en Eslovaquia, 1 en Finlandia y 1 en Francia).
Situación actual de las CC.NN. en España.
Según datos de Miteco “Informe La Energía en España 2016”. En España se encuentran en funcionamiento 8 reactores nucleares, situados en 6 emplazamientos, que suponen una po-tencia instalada de 7.851 MWe, lo que representa el 7,2% de la potencia total de generación eléctrica instalada.
La producción bruta de energía eléctrica de origen nuclear durante 2016 ha sido de 58.578 GWh, lo que supone una contribución del 21,4% al total de la producción nacional (262.321 GWh), siendo, por sexto año consecutivo, la tecnología que mayor producción ha aportado al sistema eléctrico español.
Reactores/Centrales Nucleares en España 2016
Reactores Emplazamiento
Año ent rada en
servicio
Potencia Mwe Tipo
Sta. María Garoña * V. Tobalina 1971 466 BWR
Almaraz I Cáceres 1981 1.035,30 PWR
Almaraz II Cáceres 1983 1.045 PWR
Ascó I (Endesa Generación, S.A. 100%) Tarragona 1983 1.032,50 PWR
Cofrentes (Iberdrola Generación 100%) Valencia 1984 1.092,02 BWR
Ascó II (Endesa 85% -Iberdrola 15%) Tarragona 1985 1.027,21 PWR
Vandellós II (Endesa 72% Iberdrola 28%) Tarragona 1987 1.087,14 PWR
Trillo (Iberdrola- U. Fenosa) Guadalajara 1988 1.066 PWR
Pot . Total 7.851,17
* Central parada
BWR: Reactor de agua en ebullición. PWR: Reactor de agua a presión.
Los indicadores de funcionamiento globales de las centrales nucleares españolas se encuentran
por encima de la media mundial y han sido en 2015 los siguientes:
Se destacan los principales hitos acaecidos en las centrales nucleares españolas en los últimos
años:
? Desde diciembre de 2012 cesó su actividad la CN de Sta. María de Garoña (propiedad de
Nuclenor: participada por Endesa 50% e Ibedrola 50%.). El 1 de agosto de 2017 Minetad
anunció su cierre, denegando la renovación de la autorización de explotación pese al informe
favorable del CSN. Está en situación de cese definitivo.
? La CN José Cabrera (Zorita) cesó de operar en 2006 (en desmantelamiento).
? Vandellós I (Tarragona) se encuentra en fase de desmantelamiento.
? Cofrentes actualizó la instalación con las últimas tecnologías.
? Trillo alcanzó el 8º año consecutivo sin paradas automáticas del reactor
? Ascó I y II están abordando las modificaciones de diseño finales correspondientes al proyecto
de Refuerzo de la Seguridad
? Vandellós II realizó durante su parada de recarga más de 9.000 órdenes de trabajo de mantenimiento preventivo y correctivo.
Cabe mencionar el reciente acuerdo entre Miteco y los operadores de las centrales nucleares pa-ra un Plan de cierre ordenado de las centrales nucleares para que las centrales españolas fun-cionen más de 40 años y menos de 50 para incluir en los Planes Integrados de Energía y Clima. Con ello se planea el cierre en 2023 para Almaraz I, 2024 Almaraz II, Ascó I, 2025 Cofrentes, 2026 Ascó II y 2028 Vandellós II y Trillo.
6.2. Perspectivas de la energía nuclear.
La Energía Nuclear viene postulándose desde hace años como una alternativa junto a las Ener-gías Renovables para reducir la dependencia energética del exterior, que en la UE-28 alcanza el 53% y en el caso de España está disminuyendo, pasando del 82% en 2008 al 72,3% en la actua-lidad, casi 20 puntos por encima de la media UE-28.
Desde principios de los años 70, la energía nuclear ha contribuido a satisfacer el incremento de la demanda de energía eléctrica en el mundo desarrollado y a reducir su dependencia del petró-leo. Sin embargo, esta opción energética viene siendo desde hace algunos años, objeto de deba-te y su futuro dependerá de la capacidad de dar respuesta convincente a las cuestiones que preocupan a la opinión pública (posibles accidentes y sus consecuencias, la carencia de un sis-tema aceptado para la gestión definitiva de los RAA, el transporte de combustible nuclear, y a los crecientes desafíos en materia de salvaguardias y tráfico ilícito de materiales nucleares).
Las perspectivas de crecimiento de la energía nuclear en Europa y América del Norte son a la ba-ja y muy lentas. El desastre de Fukushima obligó a los gobiernos de todo el mundo a regular las prácticas de la industria nuclear de manera más agresiva.
La Agencia Internacional de Energía Atómica OIEA pronostica que la expansión global de la ener-gía nuclear después de Fukushima se desacelerará moderadamente, pero no se invertirá
En la UE el Consejo de Primavera en 2007 acordó el ya famoso “20/20/20” para el año 2020, es decir: Un Ahorro energético del 20%, un 20% de reducción de emisiones de GEI y un 20% de ge-neración renovable. Estos objetivos sin la Energía Nuclear serían imposibles de alcanzar.
Se pueden destacar ejemplos de construcción de nuevas CC.NN:
? Francia tiene en construcción un nuevo reactor EPR (Reactor Presurizado Europeo).
? Finlandia está construyendo el único reactor de 3ª Generación + (III+) (OL3).
? Países que no disponen en la actualidad de plantas nucleares están considerando, deci-didamente, iniciar la construcción de centrales nucleares. Éste es el caso de Turquía, Aus-tralia, Bielorusia, Egipto, Marruecos, Túnez, Emiratos Árabes, Arabia Saudí, Chile, Libia, Argelia.
? Los países exportadores de petróleo de Oriente Medio han iniciado negociaciones con firmas multinacionales para construir reactores nucleares en sus países ante el próximo agotamiento de sus yacimientos de crudo.
Se pueden citar las siguientes tecnologías emergentes:
? Reactores de neutrones rápidos: no precisan de moderador, pueden utilizar un combustible más enriquecido y generan menor volumen de residuos y con menor período de desintegra-ción.
? Reactores de pequeño y mediano tamaño: no han sido una solución habitual hasta la fecha por su elevado coste de inversión por unidad de potencia. Pueden permitir la instalación de centrales nucleares en sistemas eléctricos de menor tamaño.
Destacar la futura tecnología de generación por fusión, el proyecto ITER que se está construyendo actualmente en Cadarache (Francia), fruto de la colaboración entre Estados Unidos, la UE, Rusia, China, India, Corea y Japón. Se prevé el inicio de las pruebas en el año 2027, con un presupuesto total de 14.000 millones de euros. No se prevé la incorporación de esta tecnología a la red eléc-trica hasta el año 2050.
El objetivo de la UE para el año 2020 en el ámbito de la energía nuclear contempla que se reduz-ca su aportación a la generación de electricidad desde el 30 al 20%.