30 abril 2011

El declive de nuestras viejas centrales nucleares en el mundo post Fukushima (4ª PARTE)


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LOS COSTES ASOCIADOS A UNA CENTRAL NUCLEAR

A la hora de comparar entre sí las distintas tecnologías de generación de energía debemos valorar todos los costes asociados a cada uno de los procesos incluyendo los que repercutirán a los usuarios que no disfruten de la electricidad generada por una planta de generación. Hay grandes diferencias entre las distintas tecnologías. De manera particular es importante destacar que la energía nuclear tiene unos costes que perdurarán durante muchos años y que serán soportados por las generaciones futuras, todo ello hay que conocerlo en detalle antes de optar por una u otra decisión.
La seguridad de las centrales nucleares es una cuestión principal para valorar correctamente esta tecnología, pero también lo son los costes asociados a la construcción de este tipo de instalaciones.  AREVA NP, el principal constructor de centrales nucleares del mundo, estima que la construcción de una planta nuclear supone alrededor de los dos tercios del coste de un kWh de electricidad nuclear. Los costes operacionales son relativamente pequeños en comparación con la construcción pero no son insignificantes ni mucho menos. Otros costes, como los del desmantelamiento de la central y la gestión de los residuos son enormes pero tienen poco peso cuando se plantea la evaluación de una planta nuclear. Los costes de la gestión de los residuos es una herencia para las generaciones futuras.
A la hora de valorar los costes de implementación de una central nuclear, los principales elementos de coste asociados a esta tecnología son los siguientes:
·      Costes fijos: Son los costes asociados con la construcción de una planta y son determinados por el coste de construcción, el tiempo de construcción y los costes de capital.
·         Costes variables: Incluyen los costes de combustible, los costes de mantenimiento, y los costes operacionales.
·         Seguros de accidentes: El daño que una central nuclear puede producir se valora normalmente en torno a 1.000 millones de dólares.
Costes de construcción
El coste estimado de construir plantas nucleares con diseños de última generación, la llamada Gen III+, ha escalado dramáticamente. Hace una década, cuando se planteó la construcción de estas centrales, la industria nuclear estimava que podía construir una central nuclear (incluyendo el coste de la primera carga de combustible pero excluyendo cargos financieros) de US $ 1000 por kw. Una unidad de 1.000 MW costaría 1.000 millones de dólares. Pero estas estimaciones iniciales pueden estar equivocadas aunque sólo es posible probarlo con una muestra representativa de plantas completas, algo que no ha ocurrido hasta ahora
La planta finlandesa de Olkiluoto se contrató en 2003 llave en mano, pero cuando los costes se incrementaron sustancialmente, el vendedor, AREVA NP, rehusó cubrir los costes extra. El proyecto está actualmente en los tribunales.
Fiabilidad
En las primeras décadas de la energía nuclear, la fiabilidad de las plantas nucleares frecuentemente caía por debajo del nivel previsto. Durante los pasados 20 años, sin embargo, la fiabilidad ha mejorado sustancialmente, y el factor de carga promedio mundial es ahora aproximadamente del 85 % (en los años 80 era del 60 %).
Si bien la fiabilidad es hoy más alta que en el pasado, una buena fiabilidad no puedes ser siempre asumida, particularmente para los nuevos diseños no probados.
Costes de operación y mantenimiento
Como ocurría con la fiabilidad, los costes de operación y mantenimiento de plantas nucleares fueron una preocupación seria hace 20 años, y algunas plantas fueron cerradas porque los altos costes las hicieron inviables sobre la base de costes marginales (es decir, no incluyendo costes fijos). Con fiabilidad mejorada, sin embargo, el mantenimiento y reparación puede espaciarse en el tiempo, resultando unos costes de operación y mantenimiento por kWh más bajos.

Costes de combustible
El coste del combustible – incluyendo el coste del uranio, el coste del procesado (incluido enriquecimiento), y el coste de eliminación o reprocesado de combustible – representa solamente el 5 % del coste por kWh de la electricidad nuclear. Aunque los costes del uranio están subiendo, la calidad del mineral que es está descubriendo es inferior, y muchas instalaciones de enriquecimiento de uranio tendrán que ser reemplazadas en los próximos años, el impacto de estas tendencias en la economía global de una central nuclear serán bajos.

Los costes asociados con la eliminación del combustible gastado aún sólo pueden suponerse, ya que los países tardarán todavía décadas en extraerlos de las centrales actuales. Tras cerrar una planta nuclear es posible que la eliminación del combustible tenga lugar unos 50 – 100 años después de haber sido eliminado del reactor. Si la eliminación ocurre 100 años después de que el combustible haya sido descargado y la tasa de descuento es del 3 %, el impacto del coste se reduce por un factor próximo a 20.
Desmantelamiento de una planta nuclear
Hasta el momento hay poca experiencia de desmantelamiento completo de una planta nuclear. Ninguna de las plantas que haya estado operando durante varias décadas ha parado y se ha desmantelado completamente, incluyendo la eliminación de los residuos radiactivos. Los costes de desmantelar una central nuclear son todavía inciertos, pero las proyecciones realizadas apuntan a que pueden ser próximos a los asociados con la construcción de la central. En consecuencia, si cuesta lo mismo construir que desmantelar una central nuclear y muchas están próximas a ser cerradas hay que pensar en soportar costes de varios miles de millones de dólares para una gran planta. Si que es cierto que es probable que el desmantelamiento tenga lugar en un largo periodo, incluso en 150 años o más desde que la planta fue cerrada. Si es así el coste se repartirá a lo largo de muchos años.

Un problema que surge con el desmantelamiento de las centrales nucleares es que sus costes deben repercutirse en la factura eléctrica de los usuarios del futuro. Nuestros hijos y nietos serán reacios a soportar los costes de desmantelamiento de una tecnología de la que ellos no disfrutaron. Los mecanismos probados hasta ahora para desmantelar centrales nucleares repercutiendo los costes en el usuario del momento han fallado, posponiendo el incremento de la factura a los usuarios del futuro.
Las minas de uranio
Otro problema asociado a las centrales nucleares es el de las minas de uranio. Las minas de uranio están normalmente en lugares donde no hay centrales nucleares y para la extracción del mineral debe desarrollarse un proceso altamente dañino para el medio ambiente que deja residuos peligrosos que si no se tratan alterarán el medio ambiente local de una forma permanente. Asimismo, hay que tener en cuenta que la calidad del mineral de uranio se viene deteriorando en los últimos años debido a las necesidades de extraer producto y ello hace que la energía necesaria para extraer uranio se haya incrementado.

Continua en 5ª PARTE

3 comentarios:

Jose dijo...

"Ninguna de las plantas que haya estado operando durante varias décadas ha parado y se ha desmantelado completamente"

Un par de ejemplos de reactores completamente desmantelados, Connecticut Yankee operó durante 29 años:

http://www.connyankee.com/

Yankee Rowe operó durante 31 años:

http://www.yankeerowe.com/

En Estados Unidos se han desmantelado completamente un total de 10 reactores:

http://www.nrc.gov/reading-rm/doc-collections/fact-sheets/decommissioning.html

"Los costes de desmantelar una central nuclear son todavía inciertos, pero las proyecciones realizadas apuntan a que pueden ser próximos a los asociados con la construcción de la central."

Como indicaba anteriormente hay ya experiencia en el desmantelamiento de centrales con lo que esos costes no son tan inciertos. La OCDE estimó que el coste del desmantelamiento que este coste es de $200-500/kWe para los PWRs, $330/kWe para los VVERs, $300-550/kWe para los BWRs, $270-435/kWe para los CANDU y solo se dispara para los reactores refrigerados por gas y moderados con grafito como los MAGNOX britanicos ($2600/kWe) debido a la mayor cantidad de material radiactivo que hay implicado en su desmantelamiento. También cabe señalar que el coste por kWe instalado se reduce cuanto mayor es su potencia (el Coste de desmantelar un PWR de 400 MWe es aproximadamente el mismo que el de uno de 1000 MW), y que en esto se aplica tambien la curva de aprendizaje a la hora de verse reducidos los costes.

"Un problema que surge con el desmantelamiento de las centrales nucleares es que sus costes deben repercutirse en la factura eléctrica de los usuarios del futuro."

Desconozco las políticas de todos los países pero en su mayoría esto es falso. Por lo general hay una prefinanciación en la que se crea un fondo a lo largo de la vida de los reactores que sirven posteriormente para financiar dichos desmantelamientos.

En España por ejemplo tenemos el “Fondo para la financiación de las actividades del Plan General de Residuos Radiactivos” que gestiona Enresa y que engloba tanto el desmantelamiento como la gestión de los residuos. Los costes atribuibles a la explotación de las CCNN llevadas a cabo con
anterioridad al 1 de abril de 2005 se financian con cargo a la tarifa electrica y los posteriores a dicha fecha se hacen con cargo directo a las CCNN (con una tasa sobre el kWh generado).

En Estados Unidos son las compañías eléctricas las que crean y gestionan este fondo cargando entre 0,1 y 0,2 céntimos de dolar por kWh generado e informan regularmente al NRC de su estado. Hasta el momento tienen acumulados 2/3 del coste de desmantelar toda la flota nuclear ahora existente.

Y aquí llegamos a un punto interesante ¿cual es el impacto del coste de desmantelamiento sobre el kWh nuclear? En España el coste total de desmantelamiento de los 10 reactores está reflejado en el 6º Plan General de Residuos Radiactivos (PGRR) y asciende a 2.415 millones de € (296 €/kWe instalado) teniendo en cuenta un escenario en el que las actuales plantas operen hasta sus 40 años y haciendo un cálculo conservador, la flota nuclear española en su totalidad habrá generado 2.245 TWh (e insisto que he hecho un cálculo conservador) es decir 1,07 €/MWh.

Para ver las cosas en perspectiva un par de datos: el precio medio en el mercado eléctrico mayorista en marzo fue de 46,7 €/MWh. Según la última liquidación disponible en la web de la CNE la prima fotovoltaica media en 2010 fue de 411,53 €/MWh.

Los mecanismos probados hasta ahora para desmantelar centrales nucleares repercutiendo los costes en el usuario del momento han fallado, posponiendo el incremento de la factura a los usuarios del futuro.

¿en España están fallando?, ¿EEUU?, ¿Finlandia?, ¿Suecia?... ¿datos?

Jose dijo...

Los costes de la gestión de los residuos es una herencia para las generaciones futuras.

Si hacemos caso como esta diseñado el proceso de gestión final de los residuos, esto es falso.

Sin entrar a valorar el impacto que nuevas técnicas y procesos de gestión puedan tener sobre los residuos (transmutación, y limitándonos simplemente con la opción actual que pasa por enterrar los residuos en los denominados Almacenamientos Geológicos Profundos (AGP), tenemos la misma situación que con el desmantelamiento en la que los recursos económicos se captan con un sistema de prefinanciación en el que se produce un importante desfase temporal entre la captación de los recursos y su desembolso.

Se suele escuchar mucho la frase de "el incalculable coste de gestionar los residuos durante miles de años" sin embargo el principio que hay en el diseño de estos emplazamientos es el de que una vez son sellados no se requiera de supervisión alguna. Posiva, la encargada de la construcción del AGP fines, es una gran fuente de información a este respecto con más de 500 documentos técnicos de todo tipo:

http://www.posiva.fi/en

SKB (AGP sueco) también es otra buena fuente:

http://www.skb.se/default____24417.aspx

Finalmente, la minería de uranio no difiere apenas del resto de procesos de extracción de minerales como el hierro, la bauxita, neodimio, carbón, etc. es más, además en ocasiones el uranio se obtiene como subproducto de otro proceso, por ejemplo Olympic Dam, que es la mina con mayores reservas de uranio que está en explotación, es principalmente una mina de cobre de la que como subproducto se extrae oro, plata y uranio.

E igualmente una vez que cesa la actividad de la mina ésta se restaura:

http://www.enresa.es/actividades_y_proyectos/clausura_desmantelamiento_y_restauracion?#bloque57

Cambien conviene tener en cuenta cuales son las necesidades de uranio para ver las cosas con una cierta perspectiva. Actualmente se extraen al año en torno a 50.000 toneladas de uranio en el mundo; sólo en la mina de Olympic Dam que mencionaba antes la producción anual de cobre supera las 200.000 toneladas; una central térmica de carbón de 1.000 MW consume entre 6.000 y 8.000 toneladas de carbón al día y la producción mundial se situa por encima de los 6.000 millones de toneladas anuales.

Con esto lo que trato de indicar es que hay que tener perspectiva a la hora de valorar cual es el impacto mediambiental por kWh generado de cada tecnología.

todoproductividad dijo...

Hola Jose.

Agradecemos tus precisiones. Cuando acabemos la serie citaremos la bibliografía (lo hacemos así siempre).

Lo que sorprende es que no comentes con más detalles lo relativo al incremento de los costes de construcción de nuevas centrales. Creo que ese es el punto crítico actualmente de las centrales nucleares.