EL COMBUSTIBLE NUCLEAR

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EL COMBUSTIBLE NUCLEAR
Proceso del Uranio desde la Mina a la Central Nuclear.
Colegio de Ingenieros Industriales de Barcelona
Germán Gª-Calderón
Director de Aprovisionamiento de Uranio
20 Noviembre, 2012
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INDICE
1. El Ciclo del Combustible Nuclear
2. Las Reservas de Uranio
3. Efecto de Fukushima en la demanda
4. El cambio de Paradigma
2
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1. El Ciclo del Combustible Nuclear
3
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ENUSA Industrias Avanzadas, S.A.
Fecha de constitución:
1972
(60%)
(40%)
SOCIEDAD ESTATAL
DE PARTICIPACIONES INDUSTRIALES
Sociedad Estatal de
Participaciones Industriales
Centro de Investigaciones Energéticas,
Medioambientales y Tecnológicas
(MINISTERIO DE ECONOMÍA Y
HACIENDA)
(MINISTERIO DE CIENCIA E INNOVACIÓN)
VENTAS: 300 M€
875 EMPLEADOS
4
2
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ENUSA Industrias Avanzadas, S.A.
APROVISIONAMIENTO DE URANIO ENRIQUECIDO
ACTIVIDADES
INGENIERÍA Y FABRICACIÓN DE COMBUSTIBLE
PROYECTOS MEDIOAMBIENTALES
DIVERSIFICACION
5
2
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GESTIÓN DEL APROVISIONAMIENTO DE URANIO
ENUSA SE ENCARGA DE CONTRATAR:
9
9
9
9
CONCENTRADOS
CONVERSION
ENRIQUECIMIENTO y
Servicios Relacionados (Transporte, Seguros, . . . )
PARA EL SUMINISTRO DE URANIO ENRIQUECIDO A TODOS LOS
REACTORES NUCLEARES ESPAÑOLES
ENUSA ES EL “POOL DE COMPRAS”
DE LAS EMPRESAS ELÉCTRICAS ESPAÑOLAS
6
2
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FÁBRICA DE ELEMENTOS COMBUSTIBLES (Salamanca)
PUESTA EN MARCHA: 1985
PRODUCTOS:
* PASTILLAS UO2+Gd
* BARRAS COMBUSTIBLES
* ELEMENTOS COMBUSTIBLES
* PEQUEÑOS COMPONENTES (tapones)
LÍNEAS DE FABRICACIÓN:
* 3 PARA COMBUSTIBLE PWR/BWR
* 1 PARA BARRAS DE GADOLINIO
ENRIQUECIMIENTO AUTORIZADO: < 5 w/o U-235
CAPACIDAD DE PRODUCCIÓN: 400 MTU/AÑO (*)
(*) En el 2010 se tendrá la licencia para 500 tU/año
7
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FABRICACIÓN
BARRA
PASTILLA
POLVO DE UO2
COMPONENTES
ESQUELETO
8
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PRODUCTOS
GE14
GNF2
15x15
UPGRADE
17x17MAEF
9
17x17 MAEFXL/XLR
VVE
R440
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CARTERA DE CLIENTES DE COMBUSTIBLE
VATTENFALL
Forsmark 2-3
ELECTRABEL Doel 4
Tihange 3
EKK/OKG
Oskarshamn 1-3
TVO Olkiluoto 1
FORTUM Loviisa2
Belleville 1-2
Cruas 2-1
EdF Dampierre 1-3
Graveline 1-2-6
Tricastin 2-4
Blayais 2
RWE Gundremmingen B-C
ENDESA
IBERDROLA
UNION FENOSA
• Almaraz I & II
• Ascó I & II
• VandellósII
• Garoña
• Cofrentes
ENUSA
EFG
10
GENUSA
2
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COMBUSTIBLE NUCLEAR
400 cm
20 cm
11
2
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COMBUSTIBLE NUCLEAR
URANIO
TECNOLOGÍA
FABRICACIÓN
OPERACION
12
2
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PRIMERA PARTE DEL CICLO DEL COMBUSTIBLE NUCLEAR
UF6
U3O8
42%
42%
3%
3%
42%
42%
EXPLORACIÓN DE MINERÍA Y PRODUCCIÓN
CONVERSIÓN U3O8 A UF6
DE CONCENTRADOS DE URANIO
HEXAFLUORURO DE URANIO ENRIQUECIDO UF6
UO2
1%
1%
12%
12%
ENRIQUECIMIENTO
ELEMENTOS
COMBUSTIBLES
INGENIERÍA Y FABRICACIÓN
RECONVERSION UF6 A UO2
CENTRAL NUCLEAR
Se indica el % de coste de cada etapa del Ciclo sobre el valor final del Elemento Combustible
13
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INSTALACIONES NUCLEARES EN ESPAÑA
EQUIPOS NUCLEARES
NPP
NPPs in operation
NPPs under decommissioning
Other
14
Initial
operation
Today
End of the
initial
design life
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COSTES DE GENERACIÓN ELÉCTRICA
Si el precio de las materias
primas se duplica el coste de
generación se incrementa en :
12%
50%
30%
75%
NUCLEAR
5%
20%
58%
10%
30%
CARBÓN
50%
15%
Gas
Carbón
INVERSIÓN
0&M
Nuclear
COMBUSTIBLE
GAS
75%
Elcombustible
combustiblenuclear
nucleargarantiza
garantizaun
uncoste
coste
El
degeneración
generaciónestable
estableyypredecible.
predecible.
de
15
2
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APROVISIONAMIENTO DE URANIO ENRIQUECIDO
CONCENTRADOS
CONVERSIÓN
U3O8
UF6 "natural"
UF6 "enriquecido"
16
ENRIQUECIMIENTO
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ETAPAS DEL MERCADO
Precios Históricos del Concentrado (US $ 2011) vs. Producción-Demanda (tU)
Acumulación stocks
civiles
Liquidación de stocks
Renacimiento
160
80.000
140
70.000
120
60.000
100
50.000
80
40.000
60
30.000
40
20.000
20
10.000
0
1948
tU
US $/lb U3O8
Acumulación stocks
militares
0
1952
1956
1960
1964
1968
1972
1976
1980
1984
1988
1992
1996
2000
2004
Año
Pc $2011 (Spot)
2008
Fukushima
Producción U Total (tU)
17
Demanda U Total (tU)
2
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OFERTA/DEMANDA URANIO 2011-2030
160.000
140.000
120.000
80.000
60.000
40.000
20.000
0
20
11
20
12
20
13
20
14
20
15
20
16
20
17
20
18
20
19
20
20
20
21
20
22
20
23
20
24
20
25
20
26
20
27
20
28
20
29
20
30
tU
100.000
Minas (Ref)
Año
HEU (Ref)
DOE (Ref)
Reciclado/MOX (Ref)
LEU Ruso (Ref.)
Necesidades reactores (Alto)
Necesidades reactores (Ref.)
Necesidades reactores (Bajo)
18
2
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PRINCIPALES PAISES PRODUCTORES DE U (2011)
USA
3%
Ucrania
2%
China
2%
Otros
4%
Kazakhstán
36%
Uzbekistan
5%
Rusia
6%
Namibia
6%
Niger
8%
Canadá
17%
Australia
11%
19
2
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OFERTA/DEMANDA CONVERSIÓN 2011-2030
160.000
140.000
Producción
Secundaria
120.000
Producción
Primaria
Necesidades
reactores (Bajo)
80.000
60.000
Necesidades
reactores (Ref.)
40.000
Necesidades
reactores (Alto)
20.000
0
20
11
20
12
20
13
20
14
20
15
20
16
20
17
20
18
20
19
20
20
20
21
20
22
20
23
20
24
20
25
20
26
20
27
20
28
20
29
20
30
tU
100.000
Año
20
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PRODUCCIÓN DE CONVERSIÓN (2011)
CNNC (China)
9%
TENEX (Rusia)
26%
SFL (UK)
10%
AREVA NC
(Francia)
23%
CAMECO (Canada)
15%
CONVERDYN
(USA)
17%
21
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ENRIQUECIMIENTO DE URANIO
ISÓTOPOS DEL URANIO
Concentración
relativa en nº de Peso atómico
átomos
238
U
99,2745%
238,051
235
U
0,7200%
235,044
234
U
0,0055%
234,041
100,0000%
238,0291
Concentración
relativa en peso
99,2836%
0,7110%
0,0054%
100,0000%
AUMENTO DE LA CONCENTRACION RELATIVA
DEL ISÓTOPO U235
(diferencia en peso entre el U235 y el U238 es de 1.2%)
22
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MÉTODOS UTILIZADOS INDUSTRIALMENTE
CENTRIFUGACIÓN
5% DEL CONSUMO ELÉCTRICO
LA DIFUSIÓN UNA TECNOLOGÍA DEL PASADO
23
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ENRIQUECIMIENTO CON LASER ¿EL FUTURO?
MLIS: “Molecular Laser Isotope Separation”
Abandonado en otros países (US DOE 1982, Reino Unido 1994,
Francia/Sudáfrica 1997). Proceso LAP en China y el US CRISLA abandonado
por el DOE al final de los 90.
Tecnología Australiana SILEX estudiada por USEC en 1996 y abandonada en
2003
Acuerdo de SILEX con GE en 2006
Planta Piloto en las instalaciones de GE en Wilmington.
Ventaja: Usa UF6 natural
24
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OFERTA/DEMANDA ENRIQUECIMIENTO 2011-2030
120.000
miles de UTS
100.000
80.000
60.000
40.000
20.000
0
2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030
TENEX
GB-I
URENCO USA
HEU Ruso
Año
GB-II
URENCO
USEC
ACP (USEC)
Otros
RepU / MOX
AREVA-Eagle Rock
DOE
GLE
USEC (Rusas)
CHINA
Necesidades reactores (Alto)
Necesidades reactores (Ref.)
Necesidades reactores (Bajo)
25
2
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CAPACIDADES MUNDIALES ENRIQUECIMIENTO
RepU-MOX
4%
CHINA
4%
OTROS
1%
TENEX (Rusia)
29%
HEU Ruso
10%
USEC (USA)
8%
AREVA (Francia)
16%
URENCO
(EU & USA)
28%
26
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2. Las Reservas de Uranio
27
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¿ QUÉ SE DICE ?
¡ NO HAY URANIO !
28
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¿ QUÉ NO SE TIENE EN CUENTA ?
¡ LA INMENSIDAD DE LA CORTEZA
TERRESTRE !
WNA Position
Statement on
Uranium
Sustainability
29
www.enusa.es
¿ QUÉ NO SE TIENE EN CUENTA ?
¡ LA FABULOSA CORTEZA CEREBRAL !
30
www.enusa.es
¿ QUÉ NO SE TIENE EN CUENTA ?
RESERVAS
¡ EL COMPORTAMIENTO DEL MERCADO !
PRECIO
MINIMO NIVEL
DE RESERVAS
EXPLORACIÓN
EXPLORACIÓN
TIEMPO
1980-1990
Cromo, cobre, níquel, estaño y tungsteno
31
www.enusa.es
RESERVAS CONOCIDAS MUNDIALES DE URANIO
(Evolución Frente al Precio)
8000
450
400
7000
350
Reservas (1000 tU)
300
5000
250
4000
200
3000
150
Precio del Uranio (USD/kgU)
6000
2000
100
1000
0
1971
50
1976
1981
1986
Reservas Conocidas
1991
Precio U ($/kgU)
1996
2001
2006
0
2011
Precio U ($2011/kgU)
Fuente: FORTY YEARS OF URANIUM RESOURCES, PRODUCTION AND DEMAND IN PERSPECTIVE “THE RED BOOK RETROSPECTIVE”
32
2
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ESTIMACIÓN RESERVAS MUNDIALES DE URANIO (t U3O8)
RECUPERABLES A < 130$ kgU (<50$/lb U3O8)
AÑOS
PRODUCCIÓN
RESERVAS RAZONABLEMENTE ASEGURADAS (RAR)
3.455.500
53
RESERVAS ESTIMADAS ADICIONALES
1.871.700
29
5.327.200
82
TOTAL RESERVAS CONOCIDAS BARATAS
Demanda actual (t U/año) =
Ref.: Libro Rojo 2011
33
65.180
www.enusa.es
RESERVAS MUNDIALES DE URANIO
China
2%
Ucrania
3%
India Uzbequistán
1%
1%
Mongolia
1%
Otros
8%
Australia
25%
Brasil
4%
Sudáfrica
5%
Niger
6%
Kazastán
12%
USA
7%
Canada
9%
Namibia
7%
Rusia
9%
Fuente: NEA/IAEA Libro Rojo 2011; Reservas Conocidas Extraíbles a un precio inferior a 260 $/KgU
34
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¿ HAY SUFICIENTE URANIO ?
SI
“Juez mal informado fallo
desacertado.”
Refrán Popular
35
www.enusa.es
Y AÚN MÁS ...
EN LOS FOSFATOS
EN EL AGUA DEL MAR
Y ADEMÁS TORIO
36
www.enusa.es
SEGURIDAD DEL SUMINISTRO A LARGO PLAZO
ª
ª
ª
Reservas conocidas para 82 años al ritmo actual de
consumo
El mercado y los avances tecnológicos permitirán
aumentarlo
Reprocesado como fuente de combustible
LA ENERGÍA NUCELAR TENDRÁ
GARANTIZADO EL SUMINISTRO DE
COMBUSTIBLE EN EL LARGO PLAZO
37
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3. Efecto de Fukushima en la demanda
38
www.enusa.es
Previsión de Necesidades de U Pre y Post Fukushima
Total 2010-2020
(Previsión 3T-2011)
Total 2010-2020
(Previsión 3T-2012)
Diferencia
% disminución
China
295
224
-71
24
Japón
226
110
-116
51
Resto del Mundo
(escenario base)
2.180
2.099
-81
4
Millones de lb U3O8
39
MEDIA SPOT $
40
MEDIA L/P
oct-12
abr-12
oct-11
abr-11
oct-10
abr-10
oct-09
abr-09
oct-08
abr-08
oct-07
abr-07
oct-06
abr-06
oct-05
$ / Lb U3O8
www.enusa.es
Evolución Precios U3O8
140
140
120
120
100
100
80
80
60
60
40
40
20
20
0
0
www.enusa.es
Evolución precio uranio prevista vs real post-Fukushima
41
www.enusa.es
4. El cambio de Paradigma
42
www.enusa.es
EL MUNDO (SIGLOS XVII a XX)
43
www.enusa.es
EL MUNDO (SIGLO XXI)
44
www.enusa.es
Incremento de la Capacidad Mundial de Generación Nuclear hasta el 2025 (GWe)
45
www.enusa.es
PAÍSES - POBLACIÓN
PAÍS
Países Bajos
Suiza
Bélgica
Alemania
Japón
Australia
Canadá
Singapur
Reino Unido
Estados Unidos
Francia
España
Corea del Sur
Brasil
POBLACIÓN
(millones de personas)
17
18
11
82
126
23
35
5
63
316
64
48
48
198
PAÍS
Hong Kong
Italia
Malasia
Sudáfrica
Taiwán
India
Turquia
Arabia Saudita
Argentina
Emirator Arabes Unidos
Indonesia
México
China
Rusia
CHINA no es un país más
46
POBLACIÓN
(millones de personas)
7
61
29
51
23
1.258
75
29
41
8
245
116
1.354
143
www.enusa.es
Shanghai - 1990
47
www.enusa.es
Shanghai - 2010
48
www.enusa.es
Escenario Económico
Media
Previsión
1990- 2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
PIB REAL
Mundo
G7
3,6
2,4
2,8
-0,2
-0,7
-3,7
5,1
2,8
3,8
1,2
2,5
0,7
3,0
0,6
3,3
0,6
EE.UU.
2,9
-0,3
-3,5
3,0
1,7
2,1
2,4
2,8
Canadá
Japón
Eurozona
Reino Unido
2,6
1,6
1,9
2,5
0,5
-1,2
0,5
-0,1
-2,5
-6,3
-4,0
-4,9
3,2
4,5
1,8
2,1
2,4
-0,7
1,6
0,9
1,5
2,4
-0,3
-0,5
1,0
1,5
0,7
0,5
1,0
1,5
China
India
10,2
6,3
9,6
7,5
9,1
7,0
10,4
9,6
9,2
6,9
8,2
6,6
8,6
6,9
8,4
7,1
Brasil
México
2,5
3,2
5,2
1,5
-0,6
-6,1
7,5
5,5
2,7
3,9
2,9
3,5
4,2
4,0
3,9
3,9
Fuente: Capital
Economics
Crecimiento mundial razonable
49
1,4
0,5
www.enusa.es
Escenario Económico (PIB)
bn $
2007
2011
2012e
2015e
var 2012e
Italia
España
Portugal
Grecia
2.116
1,442
232
305
2.060
1.417
224
283
2.014
1.393
217
275
2.042
1.417
223
275
-45
-24
-7
-8
Total
4.095
3.984
3.899
3.958
-85
China
3.494
7.301
7.900
10.025
599
El crecimiento del PIB de China en 2012e es 7x superior a la
posible contracción de los países del Sur de Europa juntos.
50
www.enusa.es
Análisis: Situación económica de China
CEO de Coca-Cola: “Es más fácil hacer negocios en China que en USA”
9 Fuera del sector paraestatal (30% de la economía) es el mercado más
flexible y dinámico del mundo.
9 Sistema financiero poco endeudado:
ƒ Ratio Préstamos / Depósitos: 0,66 (España 1,40)
9 Poca deuda pública; incluyendo entidades locales 75% del PIB. Se
estima que el valor de las empresas estatales supera el 100% del PIB.
51
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PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DEL MODELO CHINO (I)
ª Totalitario en política y ultraliberal en economía.
ª Autosuficiencia e independencia económica y energética.
ª Visión de largo plazo, compra todo lo posible (materias
primas y metales), primando la seguridad del suministro
sobre el precio.
ª Construyen infraestructuras en el extranjero para garantizar
el abastecimiento.
52
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PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DEL MODELO CHINO (II)
ª Altos excedentes de fondos que le hacen posible “salvador”
de la crisis de deuda soberana.
ª Grandes comerciales, herencia secular, no afectados por
decenios de colectivismo.
ª Son una ayuda “vital” para Africa.
ª No ingerencia en asuntos internos como arma “competitiva”.
53
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¿Tenemos Miopía con China?
En lo nuclear
9
¿Su autoabastecimiento de uranio puede ser escasez para los demás?.
9
¿Su afán por la tecnología los convertirá en competidores en lugar de
clientes?
9
¿Comprarán uranio ó UTS a cualquiera (Congo, Irán . . . . . . .)?
9
Todos los suministradores volcados en China ¿y sus demás clientes?
9
Gran crecimiento en el número de reactores ¿y la seguridad?
No son un actor más del mercado
54
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¿TENEMOS MIOPÍA CON CHINA?
En el mundo
ª
¿Salvación de Africa o neocolonialismo?
ª
¿Alternativa monopolística de materias primas en América Latina?
ª
¿Razonable que financie la deuda de EE.UU. y Europa?
ª
¿Es aceptable la no “ingerencia”?
ª
¿Hay alternativa?
Todo lo relacionado con China lo está, positiva o negativamente, con la
energía nuclear, con las materias primas, con la crisis y con el cambio
de valores.
Hoy es China quien está escribiendo la historia
55
www.enusa.es
“Muchas Gracias”
56