EL CICLO DEL COMBUSTIBLE NUCLEAR

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EL CICLO DEL COMBUSTIBLE NUCLEAR
Reservas de Uranio y Proceso desde la Mina a la Central Nuclear.
Cursos de Verano de la UPM
La Granja (Segovia)
Germán Gª-Calderón
Director de Aprovisionamiento de Uranio
12 Julio 2010
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COMBUSTIBLE NUCLEAR
400 cm
20 cm
2
2
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COMBUSTIBLE NUCLEAR
URANIO
TECNOLOGÍA
FABRICACIÓN
OPERACION
3
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.
4
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INSTALACIONES NUCLEARES ESPAÑOLAS
ENSA
S.M. GAROÑA - 466 MWe (GE)
ASCO II
PORTUGAL
ENUSA. JUZBADO
ENUSA. CIUDAD RODRIGO
1.027 MWe (W)
ASCO I
VANDELLOS II
TRILLO I
1.033 MWe (W)
1.087 MWe (W)
1.066 MWe (KWU)
ALMARAZ II - 983 MWe (W)
ALMARAZ I
980 MWe (W)
COFRENTES
1.095 MWe (GE)
EL CABRIL
CAPACIDAD INSTALADA 2009 : 7.728 MWe (8%)
GENERACION NUCLEAR 2009 : 52.890 GWh.
GENERACION NUCLEAR / GENERACION TOTAL : 18 %.
5
2
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FINAL LICENCIA DE OPERACIÓN REACTORES
ESPAÑOLES
S.M. GAROÑA - 2013
ASCO II
PORTUGAL
ASCO I
2021
2021
VANDELLOS II
ALMARAZ II - 2020
ALMARAZ I
TRILLO I
2020
2024
2020
COFRENTES
6
2021
2
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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
nuclear garantiza
garantizaun
uncoste
coste
El
degeneración
generaciónestable
estableyypredecible.
predecible.
de
7
2
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APROVISIONAMIENTO DE URANIO ENRIQUECIDO
CONCENTRADOS
CONVERSIÓN
U 3O 8
UF6 "natural"
UF6 "enriquecido"
8
ENRIQUECIMIENTO
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ETAPAS DEL MERCADO
Precios Históricos del Concentrado (US $ 2009) vs. Producción-Demanda (tU)
Acumulación stocks
militares
Acumulación stocks
civiles
Liquidación de stocks
Renacimiento
160
70.000
140
60.000
120
50.000
40.000
tU
US $/lb U3O8
100
80
30.000
60
20.000
40
10.000
20
0
1948
0
1952
1956
1960
1964
1968
1972
1976
1980
1984
1988
1992
1996
2000
2004
2008
Año
Pc $2009 (Spot)
Producción U Total (tU)
9
Demanda U Total (tU)
2
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OFERTA/DEMANDA URANIO 2009-2030
160.000
140.000
120.000
80.000
60.000
40.000
20.000
0
20
09
20
10
20
11
20
12
20
13
20
14
20
15
20
16
20
17
20
18
20
19
20
20
20
21
20
22
20
23
20
24
20
25
20
26
20
27
20
28
20
29
20
30
tU
100.000
Año
Minas (Ref)
HEU (Ref)
DOE (Ref)
Colas re-enriquecidas (Ref)
Reciclado/MOX (Ref)
LEU Ruso (Ref.)
Necesidades reactores (Alto)
Necesidades reactores (Ref.)
Necesidades reactores (Bajo)
10
2
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PRINCIPALES PAISES PRODUCTORES DE U (2009)
Uzbekistan
5%
Niger
6%
Otros
10%
Kazakhstán
27%
Rusia
7%
Namibia
9%
Canadá
20%
Australia
16%
11
2
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COSTE TOTAL MINAS (Operando y Planeadas)
CAPACIDAD DE PRODUCCIÓN vs COSTE
CAPACIDAD DE PRODUCCIÓN vs COSTE
80
OPERANDO
PLANEADAS
70
McClean Lake
Coste ($/lb)
60
Honeymoon
50
Ranger
Navoi
Kaleyekera
Imouaren
Yeelirrie
McArthur River
40
Olympic Damm
Trekkopje
30
Rossing
Akouta/Arlit
20
Cigar Lake
Langer Heinrich
Jabiluka
Kazajistán
10
0
0
20.000
40.000
60.000
80.000
100.000
120.000
Capacidad Acumulada (tU)
Ux Uranium Suppliers Annual - 2009
12
2
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OFERTA/DEMANDA CONVERSIÓN 2009-2030
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
Año
13
2030
2029
2028
2027
2026
2025
2024
2023
2022
2021
2020
2019
2018
2017
2016
2015
2014
2013
2012
2011
2010
0
2009
tU
100.000
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PRODUCCIÓN DE CONVERSIÓN (PRINCIPALES PAÍSES)
Otros
1%
CANADA
11%
EE.UU.
27%
U.K.
10%
FRANCIA
27%
RUSIA
24%
14
www.enusa.es
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%)
15
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MÉTODOS UTI LI ZADOS I NDUSTRI ALMENTE
CENTRIFUGACIÓN
5% DEL CONSUMO ELÉCTRICO
LA DI FUSI ÓN UNA TECNOLOGÍ A DEL PASADO
16
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CENTRÍ FUGACI ÓN LA TECNOLOGÍ A DEL PRESENTE
URENCO - AREVA (ETC)
RUSIA
USEC (ACP)
LA FIABILIDAD SI
QUE I MPORTA
17
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ENRI QUECI MI ENTO CON LASER ¿EL FUTURO?
MLI S: Molecular Laser I sot ope Separ at ion
Abandonado en otros países (US DOE 1982, Reino Unido 1994,
Fr ancia/ Sudáf r ica 1997). Pr oceso LAP en China y el US CRI SLA abandonado
por el DOE al final de los 90.
Tecnología Aust r aliana SI LEX est udiada 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
18
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OFERTA/DEMANDA ENRIQUECIMIENTO 2009-2030
120.000
100.000
Extensiones Potenciales
AREVA-Eagle Rock
RepU / MOX
HEU Ruso
Otros
ACP (Cent USEC)
60.000
USEC
NEF (LES 2)
40.000
URENCO
GB-II
GB-I
20.000
TENEX
Necesidades reactores (Bajo)
Necesidades reactores (Ref.)
0
20
09
20
10
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
miles de UTS
80.000
Necesidades reactores (Alto)
Año
19
2
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CAPACIDADES MUNDIALES ENRIQUECIMIENTO
RepU-MOX
4%
HEU Ruso
11%
OTROS
3%
RUSIA
28%
EE.UU
11%
UK / D / NL
22%
FRANCIA
21%
20
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ENRIQUECEDORES DE URANIO
URENCO
URENCO
TECHSNABEXPORT
URENCO
EURODIF
USEC
21
2
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NUEVOS ENRIQUECEDORES DE URANIO
URENCO
URENCO
TECHSNABEXPORT
URENCO
URENCO
USEC
AREVA
GLE
AREVA
22
2
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FABRICACIÓN
BARRA
PASTILLA
POLVO DE UO2
COMPONENTES
ESQUELETO
23
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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: 257 M
875 EMPLEADOS
24
2
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ENUSA Industrias Avanzadas, S.A.
APROVISIONAMIENTO DE URANIO ENRIQUECIDO
ACTIVIDADES
INGENIERÍA Y FABRICACIÓN DE COMBUSTIBLE
PROYECTOS MEDIOAMBIENTALES
DIVERSIFICACION
25
2
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GESTIÓN DEL APROVISIONAMIENTO DE URANIO
ENUSA SE ENCARGA DE CONTRATAR:
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
26
2
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SUMINISTRADORES PARA EL ABASTECIMIENTO DE ENUSA
CONCENTRADOS DE URANIO
COMINAK (NÍGER).
TENEX (RUSIA).
BHP Billiton (AUSTRALIA).
CAMECO (CANADÁ).
NUKEM (ALEMANIA)
NUFCOR (SUDAFRICA).
RIO TINTO (NAMIBIA).
SERVICIOS DE CONVERSION
COMURHEX FRANCIA).
TENEX (RUSIA).
SFL (GB).
NUKEM (ALEMANIA).
CAMECO (CANADA).
SERVICIOS DE ENRIQUECIMIENTO
EURODIF (FRANCIA).
TENEX (RUSIA).
USEC (EE.UU.)
URENCO (ALEMANIA-HOLANDA-GB).
27
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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
28
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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 Loviisa 2
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
29
GENUSA
2
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¿ QUÉ SE DICE ?
¡ NO HAY URANIO !
30
www.enusa.es
¿ QUÉ NO SE TIENE EN CUENTA ?
¡ LA INMENSIDAD DE LA CORTEZA
TERRESTRE !
WNA Position
Statement on
Uranium
Sustainability
31
www.enusa.es
¿ QUÉ NO SE TIENE EN CUENTA ?
¡ LA FABULOSA CORTEZA CEREBRAL !
32
www.enusa.es
¿ QUÉ NO SE TIENE EN CUENTA ?
¡ EL COMPORTAMIENTO DEL MERCADO !
PRECIO
MINIMO NIVEL
DE RESERVAS
EXPLORACIÓN
EXPLORACIÓN
TIEMPO
1980-1990
Cromo, cobre, níquel, estaño y tungsteno
33
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RESERVAS CONOCIDAS MUNDIALES DE URANIO
(Evolución Frente al Precio)
6000
250
5000
Reservas (1000 tU)
4000
150
3000
100
2000
Precio del Uranio (USD/kgU)
200
50
1000
0
1971
0
1976
1981
1986
1991
Reservas Conocidas
1996
2001
2006
Precio U ($/kgU)
Fuente: FORTY YEARS OF URANIUM RESOURCES, PRODUCTION AND DEMAND IN PERSPECTIVE THE RED BOOK
RETROSPECTIVE
34
2
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6.000.000
RESERVAS CONOCIDAS MUNDIALES DE URANIO
(EVOLUCIÓN EN EL TIEMPO)
250
5.000.000
4.000.000
150
3.000.000
100
Años de Operación
Reservas y Consumo Anual (tU)
200
2.000.000
50
1.000.000
0
1970
0
1975
1980
1985
1990
Conocidas (tU) < 130USD/KgU
Consumo Anual (tU)
1995
2000
2005
Años de Operación
Fuente: FORTY YEARS OF URANIUM RESOURCES, PRODUCTION AND DEMAND IN PERSPECTIVE THE RED BOOK RETROSPECTIVE
35
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ESTIMACIÓN RESERVAS MUNDIALES DE URANIO (t U3O8)
RECUPERABLES A < 130 $/KgU (< 50 $/lb U3O8 )
AÑOS PRODUCCIÓN
RESERVAS RAZONABLEMENTE ASEGURADAS (RAR)
3.338.300
50
RESERVAS ESTIMADAS ADICIONALES ( INFERRED, antes EAR-I)
2.130.600
32
TOTAL RESERVAS CONOCIDAS
5.468.900
82
Demanda actual ( t U/año) =
36
66.500
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RESERVAS MUNDIALES DE URANIO
U zb e q uis tán
2%
I nd ia
1%
O tro s
5%
C hina
1%
A us tralia
23%
J o rd ania
2%
U c rania
4%
K azas tán
15%
Níg e r
5%
N am ib ia
5%
B ras il
5%
E E .U U .
6%
R us ia
10%
S ud áf ric a
8%
C anad á
8%
Fuente: NEA/IAEA Libro Rojo 2007; Reservas Conocidas Extraíbles a un precio inferior a 130 $/KgU
37
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Refrán Popular
38
www.enusa.es
Y AÚN MÁS ...
39
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SEGURIDAD DE SUMINISTRO EN ESPAÑA
DIVERSIFICACIÓN
DURACIÓN DE LOS CICLOS
SUMINISTRADORES
GEOGRÁFICA
COMPONENTES
DIVISAS
PRECIOS
......
SIN NECESIDAD DE
RECARGAR COMBUSTIBLE
12
24 meses
SEGURIDAD
DEL
SUMINISTRO
STOCK ESPECIAL
REAL DECRETO 1464/1999
EE.
DEBEN CONSTITUIR STOCK DE
SUMINISTRADORES
RESERVA
(2 RECARGAS 18 MESES).
GEOFRÁFICA
COMPONENTES
CONTRATOS
SUMINISTRO POR 5
DIVISAS
AÑOS.
PRECIOS
COMBUSTIBLE EN CENTRAL 2 MESES
......
POR ADELANTADO.
DECISION ESTRATÉGICA EE.
UN AÑO NECESIDADES DEL
PARQUE NUCLEAR ESPAÑOL
40
2
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SEGURIDAD DEL SUMINISTRO A LARGO PLAZO
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
41
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ESTRUCTURA DE LA PRODUCCIÓN ELÉCTRICA DEL AÑO 2009 (%)
35%
30%
27,9%
24,0%
25%
20%
16,9%
12,6%
15%
10%
18,5%
17,6%
7,7%
11,9%
12,0%
7,8%
19,0%
13,7%
7,0%
3,4%
5%
0%
Hidráulica
Nuclear
Carbón
Fuel/Gas
Ciclo
combinado
R. E. Eólica
Resto Rég.
Esp. (*)
Producción Potencia instalada
(*) Cogeneración, minihidráulica, biomasa, residuos
Fuente: Foro de la Industria Nuclear con datos de UNESA Avance Estadístico de la
Industria Eléctrica 2009 y REE
El Sistema Eléctrico Español
42
Avance del Informe 2009
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COSTES DE GENERACIÓN NUCLEAR
El coste de generación nuclear es :
Muy estable.
Predecible.
No depende de condiciones geopolíticas.
43
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SOSTENIBILIDAD
Para que una fuente energética sea
sostenible debe ser:
Limpia
Fiable
Barata
Duradera
44
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45