Page 1

BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA

03/09 ENERGIA NUCLEAR A EUROPA: PARLEM-NE? RAMON GARRIGA SAPERAS

VERSIÓN EN CASTELLANO EN EL INTERIOR ENGLISH VERSION INSIDE


BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA

03/10

12/09

L’ENERGIA NUCLEAR A EUROPA: PARLEM-NE? autor del libro


SUMARI Introducció: per què cal parlar d’energia nuclear Energia nuclear de fissió Energia nuclear de fusió Principals elements de reflexió i suggeriments de les dues jornades

7 15 35 45

SUMARIO Introducció: per què cal parlar d’energia nuclear Energia nuclear de fissió Energia nuclear de fusió Principals elements de reflexió i suggeriments de les dues jornades

80 88 108 136

SUMMARY Introducció: per què cal parlar d’energia nuclear Energia nuclear de fissió Energia nuclear de fusió Principals elements de reflexió i suggeriments de les dues jornades

154 161 180 207


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

| 8 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


INTRODUCCIÓ: PER QUÈ CAL PARLAR D’ENERGIA NUCLEAR

L’

energia, en les seves múltiples manifestacions, és del tot necessària per al desenvolupament d’una societat. És per això que el seu ús és creixent en tot el món i, d’una manera especial, en l’anomenat occidental. Catalunya és deficitària en energia i per això cal que es plantegi molt seriosament quines són les fonts en les quals ha d’invertir per al seu desenvolupament, tenint en compte, a la vegada, que sovint la pròpia producció d’energia és la font més important de generació de gasos d’efecte hivernacle. No és una qüestió senzilla, donat que no hi ha una resposta única i definitiva. D’entrada cal dir que abans, ara i en el futur, la millor font d’energia és l’estalvi de la pròpia energia i, quan cal utilitzar-la, fer-ho d’una manera eficient. La seva producció comporta molt sovint o bé el consum de matèries que poden ser útils per a altres aplicacions, o bé riscos per al medi ambient, o les dues coses a la vegada. Cal doncs invertir en campanyes de sensibilització per a uns usos domèstics eficients i en la millora de processos productius d’una manera continuada. Malgrat que els consums |9|


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

més importants es donen en els processos productius, l’estalvi en els usos domèstics demana una sensibilització individual i social imprescindibles. Una de les formes en que emprem més sovint l’energia és l’electricitat. Per això ens centrarem en la seva producció. En primer lloc cal considerar les energies anomenades renovables que comporten menys consum de materials útils i, en general, menys impacte ambiental. Dins d’aquest capítol s’hi incorporen alguns sistemes com pot ser: a) la biomassa o els biocombustibles, que tot i emetre CO2, aquestes emissions no es comptabilitzen o es fa en un petit percentatge, donat que abans han col·laborat en la seva eliminació; b) i d’altres com la hidràulica, l’eòlica o la solar que no produeixen aquest tipus d’emissions. El percentatge d’energia elèctrica produïda per aquestes vies és encara petit i, tot i que augmenta i que cal invertir tot l’esforç necessari en elles, és difícil pensar que representin la principal solució del problema de demanda energètica a mig termini. Si bé és necessari invertir en el seu desenvolupament, no es pot oblidar que també tenen inconvenients i, en conseqüència, algun tipus d’oposició social a més que encara cal resoldre algun problema tècnic com, per exemple, la dificultat de garantir la continuïtat del subministrament, ja que estan subjectes a què les condicions ambientals siguin favorables. Sembla que la solució per a l’acumulació de l’electricitat produïda per aquests mitjans no és immediata. Una altra font és el petroli; tot i que cada vegada és menys emprat, encara hi ha alguna central tèrmica que usa aquest combustible, o altrament el gas, per a la producció d’energia. Malgrat que a Catalunya el percentatge és inferior que al conjunt d’Europa, encara hi ha una part de les centrals tèrmiques que usa el carbó com a combustible de les calderes convencionals. La necessitat de seguir aprofitant i explotant els jaciments de carbó i el seu baix preu han portat a investigar la manera de reduir sensiblement les emissions de CO2 produïdes per aquest combustible reinjectant-lo al subsòl. En qualsevol cas, a Catalu| 10 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


nya no es disposa de jaciments de qualitat suficient com per pensar que aquesta pugui ser una solució a mig termini, una vegada solucionats els problemes derivats de les emissions. Els últims anys s’han fet inversions importants en centrals de cicle combinat, anomenades així perquè combinen una turbina de gas (on aquest crema a alta pressió i temperatura i s’expandeix provocant el moviment rotatiu de la turbina que mou un alternador) i una caldera convencional que aprofita els gasos de la combustió que es produeixen a la turbina de gas. El vapor d’aquesta caldera alimenta una altra turbina-alternador. D’aquesta manera augmenta molt el rendiment i es disminueixen les emissions de gasos d’efecte hivernacle per unitat d’energia elèctrica produïda. Cal tenir present que el gas que es crema, producte limitat com el petroli, ve de països amb règims polítics no del tot estables, tot i que els múltiples orígens en garanteixen, de moment, el subministrament. L’altra alternativa seria el gas de Rússia, que dóna més d’un mal de cap als països europeus que en depenen. Tot plegat ha portat a no considerar cap dels sistemes productors d’electricitat com LA SOLUCIÓ òptima a la demanda d’energia i es prefereix no deixar-ne cap de banda i estudiar els avantatges i inconvenients de tots i cadascun d’ells a l’hora de prendre les decisions estratègiques en relació a l’energia. És en aquest context que cal tornar a parlar de l’energia nuclear (fissió i fusió) que, si bé presenta problemes, té també aspectes força engrescadors com, per exemple, l’absència d’emissions. Com a aspectes negatius de la fissió nuclear no es pot obviar ni el rebuig que encara produeix en la població pels efectes nefastos de l’accident de Xernòbil, ni la necessitat d’un control molt rigorós per la possibilitat d’ús bèl·lic dels seus subproductes, ni el fet de que els residus d’alta activitat que se’n deriven tenen una durada en el temps que, amb els coneixements actuals, supera la vida de moltes generacions. Tampoc es pot oblidar que pel que fa al combustible primari, ni Catalunya ni tampoc Europa són autosuficients. Malgrat tot, observem que països que fins ara no feien ús | 11 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

d’aquesta energia ara estan construint centrals nuclears. Parlem de Finlàndia, per exemple. Un altre problema són les fortes inversions i el risc de que els projectes s’allarguin excessivament. El problema més gran de la fusió nuclear és el retard amb què sembla que se’n podrà fer ús industrial de forma rendible. Per això cal parlar encara de fissió i, a més, cal fer-ho amb una certa urgència ja que molt aviat a Espanya s’han de prendre decisions pel que fa a l’allargament de la vida de les centrals en funcionament, tres d’elles a Catalunya. A més, si la fissió ha de ser un dels sistemes al que es recorre com a solució pont, cal tenir present que des del moment en què es pren la decisió de fer una nova central fins a la seva explotació eficient, passen uns quants anys. Per parlar d’aquest tema, la Fundació Catalunya Europa organitzà dos seminaris amb experts internacionals, tant a nivell tècnic com representants d’experiències líder que poden ajudar a veure quan i com cal prendre les decisions; la primera dedicada a la fissió i la segona a la fusió. A la de fissió foren convidats els senyors Javier Reig, Director a la OECD/NEA Nuclear Safety Division, qui parlà de la situació de demanda i producció energètica a nivell d’Europa; José Luis González, President d’ENUSA (Empresa Nacional de l’Urani) qui parlà del cicle de combustible; el senyor Harri Tuomisto, de FORTUM, empresa copropietària de la nova central nuclear de Finlàndia; i el senyor Torsten Carlsson, President de la KÁRNAVFALLSRADET, Consell Nacional Suec pels Residus Nuclears i antic President de la corporació municipal de Oskarshamn, que opta a un cementiri per a residus d’alta activitat. La jornada sobre fusió comptà amb la participació del Sr. Octavi Quintana Trias, Director responsable de l’Euratom a la Comissió Europea, el Sr. Carlos Alejaldre Losilla, Director general per la UE del projecte ITER i el Sr. Didier Gambier, Director de F4E (Fusion for Energy), que és l’oficina europea per a aquest projecte i que té la seu a Barcelona. El document que teniu a continuació, recull els principals elements discutits en aquestes jornades. Posteriorment es llisten algunes idees de conclusió i reflexió. | 12 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


ENERGIA NUCLEAR DE FISSIÓ

A

la introducció ja s’ha justificat per què cal parlar de la fissió com un dels sistemes productors d’energia, tenint en compte tant els seus avantatges com els seus inconvenients. Per a fer-ho, semblà convenient disposar d’entrada d’un punt de vista més general de l’estat de la qüestió a Europa, així com d’una visió del cicle de combustible, per tal d’entendre les dificultats i elements clau de la producció d’energia de fissió. El vessant més pràctic l’aportaren les presentacions d’alguns casos exemplars de bones pràctiques. D’una banda, tenim el representant d’un país, Finlàndia, que recentment ha optat per construir una central nuclear de fissió; i de l’altra, el d’un altre país escandinau, Suècia, que en breu decidirà en quin municipi s’instal·larà un cementiri de residus d’alta activitat. La primera intervenció va ser la del Sr. Javier Reig, Director de l’OECD/NEA Nuclear Safety Division. D’una presentació molt documentada sobre la situació i perspectives de l’energia nuclear a Europa i al món, així com d’una publicació que va repartir entre els assistents, destaquen alguns elements que detallem a | 13 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

continuació. El primer és que un dels grans reptes del segle XXI serà conciliar les necessitats energètiques indispensables per mantenir el progrés social i econòmic amb els possibles efectes ambientals i sociopolítics. S’estima que la demanda mundial d’electricitat creixerà 2,5 vegades més de mitjana d’ara fins el 2050. Aquesta previsió és anterior a la crisi econòmica en la què estem immersos i que pot introduir alguna modificació del tipus de creixement que hem tingut fins ara, però pel que fa a l’energia nuclear no sembla que aquesta hi pugui tenir massa influència ja que, d’un costat, els països on s’estan construint més centrals estan menys exposat a la crisi i, d’un altre, països que fins ara no s’havien plantejat aquesta alternativa comencen a plantejar-la, cada vegada amb més força, a mida que creix la pressió internacional per reduir les emissions de gasos d’efecte hivernacle. Hi ha països que han desistit de la moratòria nuclear com són, entre altres, Itàlia i molt probablement Suècia. La figu-

1000

800

600

400

200

2004 2030 2050

| 14 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA

ó

a

si ci

ss i

tr an

fic pa cí

a di

ec on

om

ie

s

en

oe cd

in

EU ro pa Oe cd

lm de st a Re

OECD

-N

or

d

Am

èr

xi

ic a

ón

0 na

Milions de tones equivalents de petroli

fig. 1. Demanda d’electricitat prevista per regions

Font: dades de l’Agència internacional de l’Energia (AIE)


ra 1 mostra les previsions d’augment de demanda d’electricitat a diferents regions del món. En parlar dels efectes ambientals no es pot perdre de vista que el Grup Intergovernamental d’Experts sobre el canvi climàtic de les Nacions Unides (IPCC) ha considerat que és necessari reduir en un factor 4 les emissions de CO2 per unitat d’energia consumida i que tan sols la generació d’electricitat produeix un 27% de les emissions antropogèniques d’aquest gas. És la font de gasos amb efecte hivernacle més important. La Unió Europea s’ha marcat com a objectiu reduir les emissions de gasos amb efecte hivernacle en un 20% l’any 2020 en relació a les emissions de l’any pres com a base, el 1990. Al 2020 les energies renovables haurien de representar un 20% del total d’energia consumida i s’hauria d’augmentar l’eficiència en l’ús de l’energia també en un 20%. La figura 2 fa referència als estalvis d’aquestes emissions que per metria la substitució de la producció d’energia convencional amb fig. 2. Estalvis de CO2 previstos pel 2050 (Gt) 14 12 10 8 6 4 2

Escenari alt de l’Agència d’Energia Nuclear Escenari baix de l’Agència d’Energia Nuclear

20 50

20 47

2 20 4

20 37

20 32

20 27

20 22

20 17

20 12

20 07

0

Font: Agència de l’Energia Nuclear de l’OCDE

| 15 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

energia de fissió nuclear sota dos escenaris diferents: el primer sota la hipòtesi que des d’ara al 2050 la contribució de la fissió en el mix energètic augmenti en un factor 1,5 o sota el segon escenari, que ho faci en un factor 3,8. Són els escenaris mínim i màxim considerats per l’Agència d’Energia Nuclear de l’OCDE i que, comportarien passar dels 439 reactors en actiu a juny del 2008 als 600 el 2050 (previsió baixa) o als 1.400 a la mateixa data (previsió alta). Tanmateix, pel què fa a la producció d’energia, cal tenir en compte que la seguretat en l’abastiment és imprescindible. És un altre factor a considerar principalment en aquells països que no disposen de recursos propis importants. L’energia nuclear només produeix una part petita del subministrament elèctric: un 16% a nivell mundial (dades del 2006) i un 23% en països de la OCDE (2.600 milions de MWh). La generació prové de 439 centrals nuclears en operació en 30 països amb una capacitat total de 372 GWe. França, Japó i Estats Units representen el 57% de la capacitat de generació mundial i hi ha Fig. 3. Situació actual a Europa Finlàndia 4 Suécia 10

Països Baixos 1 Bèlgica 7 Rússia 31 regne unit 19 Lituània 1 Alemanya 17

Ucraïna 15

França 59

Romania 2

Espanya 8

R. Txeca 6 Hongria 4 Suïssa 5

Eslovènia 1

R. Eslovàquia 5

Bulgària 2 Font: Agència de l’Energia Nuclear de l’OCDE (2008)

| 16 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


16 països que l’any 2007 han produït més de la quarta part de la seva electricitat amb energia nuclear. A juny del 2008 hi havia en construcció 41 reactors nuclears en 14 països. La durada de la construcció (factor important a l’hora de fixar terminis per a prendre decisions) ha estat de 62 mesos de promig i només tres de les divuit centrals connectades entre desembre del 2001 i maig del 2007 es construïren en menys de 48 mesos. Aquesta és una dada important ja que la durada de la construcció és determinant en el càlcul del cost del kWh d’origen nuclear. La figura 3 mostra els països amb més centrals nuclears en actiu a Europa. Com s’ha esmentat, l’AEN, l’Agència per a l’Energia Nuclear de l’OCDE, ha fet previsions de capacitat nuclear (fissió) mundial amb l’horitzó del 2050 sota diferents escenaris. En la hipòtesi de major creixement es multiplicaria la capacitat actual per un factor 3,8 i en la de menor creixement, per un factor de 1,5. Aquestes projeccions coincideixen amb les que han fet altres institucions i no sembla que la situació de crisi actual les faci variar sensiblement, ja que una eventual disminució de les necessitats energètiques podria anar acompanyada d’una major participació de l’energia nuclear en el total d’energia produïda i no pas d’una disminució. Abans de seguir amb l’exposició del Sr. Reig és bo de presentar l’experiència de Finlàndia, que és molt significativa per il·lustrar aquest punt. El Sr. Harri Tuomisto, de Fortum Generation (Finlàndia), l’empresa que participa en la construcció d’una central nuclear de fissió en aquest país, va posar de manifest de manera clara les raons que han portat al Parlament i al Govern de Finlàndia a optar per l’energia nuclear, així com també exposà els passos seguits o que cal seguir fins al llicenciament de l’activitat. Com a prerequisits que la pròpia empresa ja havia superat va esmentar fer l’estudi d’impacte ambiental i tenir la capacitat de donar resposta a la seguretat nuclear i a la gestió dels residus. A més, tant el llicenciatari com els subministradors havien de tenir la qualitat i coneixements adients per desenvolupar aquestes tasques. | 17 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

Els arguments del Govern van ser la necessitat de complir amb els compromisos de Kioto, pel què fa a la reducció de gasos de CO2, tot i disposar del subministrament necessari garantit. Comptaven, a més, de l’informe positiu de l’organisme regulador finlandès, d’emplaçaments adequats, de la disposició de subministrament de combustible, de la capacitat per gestionar el residus, la participació de capital privat i la capacitat del sol· licitant per tirar endavant el projecte. Els arguments del Parlament foren la necessitat de disposar de fonts diverses de subministrament energètic per garantir l’autosuficiència fins i tot en moments de crisi, els costos de producció, la baixa probabilitat de tenir un accident, el reduït impacte ambiental al no tenir emissions de gasos (quelcom que a més representa una via per disminuir les emissions de CO2), la garantia de subministrament de combustible i de gestió dels residus (està en marxa un projecte per rebre residus d’alta activitat) i el fet de ser l’única alternativa realista al gas de Rússia amb el què això significa de dependència i de possibilitat de costos creixents. Tot i els arguments anteriors, el procés d’aprovació i construcció d’una instal·lació nuclear no és fàcil: va començar el mes de maig del 1998 i no s’acabarà abans del 2011. Malgrat les dificultats, a Finlàndia s’estan projectant noves centrals per desenvolupar en els pròxims anys, alhora que s’estudien sistemes que puguin reduir el temps de durada dels processos i evitar els colls d’ampolla, que es concentren en la disponibilitat de personal professional i d’enginyers, en els components pesants i en les cadenes de subministrament dels components de la central. Pel que fa al finançament, en la construcció hi participen tant empreses privades com empreses mixtes que tenen participació de l’Estat. És la manera que han trobat de poder fer front a unes inversions molt importants. Entenem que l’experiència de Finlàndia ha de ser tinguda en compte a l’hora de programar la disponibilitat d’energia a mig termini. D’un costat, l’argumentari de les seves autoritats pot ser| 18 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


vir de referència i, de l’altre, la durada del procés de construcció i llicenciament amb l’encariment que això ha suposat, ha de posar en guàrdia a l’hora d’iniciar nous projectes que han de trobar la manera de mantenir els terminis i, per tant, els pressupostos. Si això no s’aconsegueix, les incerteses en els costos poden representar un fre important a la fissió. L’energia nuclear pot permetre satisfer una part de l’augment previst de demanda d’electricitat mitigant al mateix temps els problemes ambientals dels combustibles sòlids. Ara bé, no es pot perdre de vista ni l’aspecte econòmic, que serà tractat més endavant, ni el dels riscos, que per a molts superen els avantatges que pugui tenir aquesta font d’energia. Per això, durant la conferència el Sr. Reig (com també ho van fer els Srs. Tuomisto i Carlsson amb plena coincidència amb les seves conclusions) també va abordar els aspectes relatius a la seguretat. En relació a aquesta, el primer aspecte a considerar és la seguretat física de les centrals. Les centrals nuclears als països de l’OCDE tenen excel·lents registres de seguretat mesurat amb diferents índex, que permeten conèixer l’estat de “salut” de les instal·lacions. A més, el nivell de seguretat ha anat millorant com ho demostren les dades de la figura 4 que fa referència al percentatge de disponibilitat de les centrals a nivell mundial. Aquest índex és el quocient entre les hores que la central ha estat en funcionament al llarg d’un any i les hores totals d’aquest any. Indica la presència o absència d’avaries. Cal dir que el temps de recàrrega es considera indisponibilitat. Un 80% de les centrals nuclears actuals funcionen amb reactors d’aigua lleugera de segona generació, la majoria fabricats en els anys 70 i 80 i que en condicions normals haurien de seguir en funcionament i ser la principal font d’energia nuclear fins a mitjans de segle. Al món, actualment ja hi ha quatre reactors d’aigua lleugera de generació III+ i altres estan en construcció. Representen una millora de la seguretat i del rendiment en relació a la generació II. A més llarg termini, més enllà del 2030, es pot pensar en una generació IV que aportaria encara una major | 19 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

fig.4. Factor de disponibilitat promig de les centrals nuclears en percentatges 88 86

percentatge

84 82 80 78 76 74

6 20 0

20 05

4 20 0

20 03

20 02

20 01

0 20 0

19 95

19 90

72

Font: WANO (2007)

seguretat en la protecció física contra amenaces terroristes i més resistència a la proliferació d’armes nuclears. En relació al problema de les armes nuclears, la OCDE promou protocols mundials per evitar que individualment els Estats puguin promocionar la seva proliferació i que grups delictius o terroristes puguin emprar els materials nuclears amb finalitats no pacífiques. En aquest sentit, el Tractat sobre la No Proliferació d’Armes Nuclears és la base jurídica i política que ha permès mantenir durant quasi quaranta anys un règim internacional de control de la proliferació d’armes nuclears. A més, actualment s’estan negociant solucions multilaterals pel què fa a la seguretat del cicle de combustible nuclear que poden oferir més garanties a la comunitat internacional relatives al control de la proliferació de tecnologies nuclears, garanties necessàries ja que cada vegada són més els països que en disposen. Al paràgraf anterior ja s’han esmentat les tecnologies nuclears avançades que constituiran una major garantia contra | 20 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


les amenaces de proliferació, sabotatge i terrorisme. Malgrat tot, com ja s’ha esmentat, és evident que cada vegada més països tenen accés a aquestes tecnologies i, per tant, l’esforç pel control haurà de ser més gran. Ara bé, què passa si els països que anomenem occidentals renuncien a la indústria nuclear i no ho fan altres països? No és fàcil arribar a conclusions admeses per tothom quan es tracta d’aquestes qüestions ja que, tot i que els graus d’enriquiment del combustible pel seu ús bèl·lic són molt més importants que els que es requereixen per l’ús pacífic de la fissió nuclear, hi ha qui pensa que per raons polítiques o econòmiques sempre hi haurà algun país que desobeeixi els tractats internacionals i proporcioni tecnologia a països tercers. Ara bé, no es pot pensar que si els països occidentals renuncien a l’energia nuclear aquests fets deixaran de produir-se. En aquesta conferència, no es va entrar en el camp dels reactors ràpids ni en els cicles de combustible avançats que obren perspectives possiblement encara millors que les descrites amb els reactors d’aigua lleugera. De tota manera, és possible que si es veuen veritables perspectives d’ús industrial a la fusió, aquestes noves possibilitats de la fissió se’n veuran afectades. En aquestes jornades es va optar per presentar la fusió al seu estat actual de recerca i, en funció de com aquesta evolucioni, i de com ho facin les inversions en centrals de fissió, es podria pensar en un futur dedicar una jornada als reactors d’aigua lleugera i als cicles de combustible avançats. Pel que fa a la seguretat lligada al subministrament de combustible i el seu preu, l’exposició del Sr. José Luis González, President d’ENUSA, l’empresa nacional de l’urani, permet treure’n conclusions interessants. Abans d’entrar en els aspectes de seguretat del subministrament, val la pena donar un cop d’ull als dos esquemes referents a la primera part del cicle (abans de la incorporació al reactor nuclear) i a la segona part del cicle (de l’extracció al reprocessament) del combustible nuclear. | 21 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

FIG. 5. Primera part del cicle de combustible nuclear

39%

UO2

EXPLORACIÓ DE MINERIA I PRODUCCIÓ DE CONCENTRATS D’URANI

1%

2%

UF6

CONVERSIÓ U3O8 A UF6 HEXAFLUORUR D’URANI ENRIQUIT UF6

U3O8

RECONVERSIO UF6 A UO2

12% INGENYERIA I FABRICACIÓ

46% ENRIQUIMENT

ELEMENTS COMBUSTIBLES

CENTRAL NUCLEAR

S’indica el % de cost de cada etapa del cicle sobre el valor final de l’element combustible Font: ??

El primer pas consisteix en un tractament químic per convertir el mineral en òxid d’urani (U3 O8) que en un segon procés es converteix en hexafluorur d’urani (UF6). L’urani d’aquest hexafluorur té un 0,7% de l’isòtop 235 i pel seu ús com a combustible en centrals que es refrigeren amb aigua cal augmentar aquest percentatge (actualment fins a valors superiors al 4%). És el que s’anomena enriquiment de l’urani. Posteriorment l’hexafluorur es converteix en òxid (UO2) a partir del què es fabriquen els elements combustibles.

| 22 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


Fig. 6. Segona part del cicle de combustible nuclear AGP CCNN/ATI/ATC

E.C.

E.C.

CENTRAL NUCLEAR E.C.

REPROCESSAT

CCNN/ATI/ATC El combustible irradiat conserva al voltant d’un 95% de la seva capacitat energètica

E.C.

E.C.

Combustible Combustible MOX ERU (amb urani (amb plutoni i reprocessat i urani empobrit) natural enriquit)

95% Urani 1% Plutoni 3,5% Productes estables 0,5% Actinids i altres

Font: ???

Els elements combustibles usats conserven al voltant del 95% de la seva capacitat energètica. Actualment hi ha dues tendències: la que emmagatzema els elements després d’ús sense tractament a l’espera de l’ús que se’n pugui fer més endavant i la que reprocessa el combustible usat per tornar-lo a emprar. L’esquema recull les dues tendències. La primera, a la part superior consisteix en guardar l’element usat (E.C.) en un magatzem temporal que pot ser la pròpia central (CCNN), un magatzem a part, però gestionat per la central (ATI) o en un magatzem temporal centralitzat (ATC). D’ací el combustible va a un magatzem definitiu de residus d’alta activitat. En el segon cas, del magatzem temporal el combustible es porta a la planta de reprocessat on es produeix combustible ERU o MOX que és utilitzable de nou. | 23 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

Els països productors d’urani es reparteixen per tot el planeta. Austràlia és el primer país productor amb un 25% del total i seguidament trobem diferents països africans (Namíbia, Níger, Sud-àfrica...) amb un 18%, Kazakhstan amb el 17%, Amèrica del Nord (Canadà i USA) amb el 16%, Rússia amb el 8%, Amèrica del Sud amb el 6% i el 10% restant s’obté en diferents països en quantitats més petites. D’empreses que converteixen el mineral en urani n’hi ha cinc i en llocs diversos com França, Rússia, Estats Units, Canadà i el complex Alemanya-Holanda-Gran Bretanya. Finalment, els mateixos països, amb l’excepció del Canadà, tenen plantes d’enriquiment d’urani (augment del percentatge d’urani 235). L’urani sense enriquir té una proporció de l’isotop 235 inferior al què es necessita per al seu ús en els reactors refrigerats amb aigua, que són els que s’exploten actualment, i cal augmentar aquesta proporció, en detriment de la de d’isòtop 238, mitjançant un procés de difusió en plantes molt especialitzades i que necessiten un subministrament important d’electricitat. En primer lloc, pel que fa a la seguretat de subministrament, cal esmentar que les centrals nuclears espanyoles s’abasteixen de plantes d’enriquiment ubicades a França, Rússia, Estats Units i Alemanya/Holanda/Gran Bretanya mitjançant ENUSA (que és l’empresa espanyola que fabrica elements combustibles). Aquelles plantes obtenen urani reconvertit de França, Rússia, Gran Bretanya, Alemanya i Canadà, i aquestes l’han obtingut com a mineral de Níger, Rússia, Austràlia, Canadà, Alemanya, Sud-àfrica i Namíbia. Vol dir que el ventall de subministradors és ampli. A més, de fabricants d’elements combustibles n’hi ha a tot el món excepte a Àfrica i Oceania.

| 24 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


FIG. 7. Costos de fabricació, enginyeria i gestió (en percentatges)

POLS D’UO2

pastilla

barra

10%

esquelet

components

37%

Fabricació 37% Ingenyeria 12%

Gestió projectes 4% Font: ???

D’un costat l’òxid d’urani es converteix en pastilles que, s’ensamblen en una barra. De l’altre, components metàl·lics constitueixen l’estructura de l’element combustible. A la fase final, les barres d’òxid d’urani s’incorporen dins dels tubs de l’esquelet metàl·lic per donar lloc a l’element combustible. Pel què fa a la seguretat de subministrament cal tenir present que les capacitats de fabricació superen les necessitats, tal i com es pot veure en la taula de la taula 8. Espanya disposa de reserves d’urani a la zona de Ciudad Rodrigo. Com passa sempre en aquests casos, la quantitat 8: Necessitats de combustible PWR/ d’aquestes reserves va lliga- fig. BWR en el món da al preu de l’òxid d’urani necessitats capacitats 2065 3050 europa U3 O8. A més preu, més re1425 2155 àsia serves, ja que es convertei2300 3900 Amèrica 5790 9105 total xen en explotables les que | 25 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

no ho són a preus més baixos. Com a referència, a preus de 70 dòlars per lliura d’U3 O8 les reserves són de 12.500 tones d’U3 O8. Si el preu puja a 120 dòlars per lliura, les reserves augmenten fins prop de les 15.000 tones. Pel que fa al preu de venda del combustible, aquest és la suma de quatre passos que en determinen els costos: obtenció del mineral, conversió, enriquiment i fabricació de l’element combustible. En euros constants els costos tenen una tendència descendent, com mostra la figura 9. Cal observar que el cost es dóna en cèntims d’euro per kWh produït. Vol dir que en aquesta disminució del cost del combustible hi col·laboren també factors com el grau de cremat a què el combustible s’extreu del reactor. Com ja s’ha vist en una figura anterior, el combustible s’extreu del reactor quan encara té molta capacitat de produir energia. Això és degut a que el fluxe de neutrons dins del reactor varia a mesura que el combustible es va gastant i provoca que no se’n pugui extreure la màxima fig 9. Costos combustibles nuclears a Espanya

0,70 0,60

Cént €/KWh

0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Anys

Font: ENUSA

| 26 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


potència. El grau de cremat indica l’energia que se n’ha extret quan el combustible es retira del reactor. Com més kWh es produeixen amb el mateix combustible, més baixa el preu per kWh. Amb els anys s’ha pogut passar de 20 GWd/Mt a 45 GWd/Mt i fins i tot 60. Aquest augment d’eficiència és degut a l’increment del grau d’enriquiment i de la qualitat de la fabricació i per això habitualment no es distingeix entre l’abaratiment obtingut per aquesta causa i els que procedeixen d’altres factors. No és pas res de negatiu, ans al contrari, ja que la qualitat de la fabricació dels elements combustibles depèn d’ENUSA (Empresa Nacional de l’Urani), en el cas d’Espanya, que subministra a les centrals espanyoles i dedica part de la seva producció a l’exportació. Ara bé, el combustible no és el principal cost d’una central nuclear. En efecte, l’any 2006 el cost d’un megawat/hora nuclear va ser de mitjana de 35,4€ i d’aquest total, 20,1€ corresponen a costos del capital (les inversions a fer són molt importants), 9,5€a operació i manteniment, 3,4€ al combustible de la primera part del cicle i 2,4€ a la segona part del cicle1. Tot això vol dir que considerant les dues parts del cicle, el combustible representa el 16,4% del cost total. Tot fa pensar que encara que el cost de la segona part del cicle augmentés considerablement, el preu hauria de ser competitiu, principalment si es compara amb altres preus. Segons l’Agència d’Energia Nuclear, quelcom que posà de manifest el Sr. Reig, el gas dóna preus entre 40 i 60€ i el carbó també pot arribar a aquests valors, sense tenir en compte l’augment de cost que pot representar la captura i emmagatzematge del CO2. Així doncs, la dificultat econòmica de l’energia nuclear rau més en el finançament de les inversions que en els costos d’explotació. Per això s’han fet esforços que han donat resultat, i se seguiran fent, per augmentar la vida útil de les instal· 1. Els crítics, que van poder prendre la paraula durant el col·loqui que va seguir les exposicions, pensen que en aquesta segona part no es comptabilitzen totes les despeses d’emmagatzematge de residus. | 27 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

lacions sense perdre seguretat, per millorar la fiabilitat, per augmentar la potència, per disminuir els temps de recàrrega i per introduir totes les novetats tecnològiques que ajudin a obtenir aquests objectius. En paraules del Sr. González, el combustible nuclear és un producte tecnològicament avançat, intrínsecament segur i en contínua evolució que garanteix un subministrament sostingut i optimitza el cost permanentment mitjançant les millores tecnològiques que s’han esmentat abans. Permet millorar el rendiment de les inversions en energia nuclear al fer possible en molts casos, com s’ha dit, un augment de potència i un allargament en el temps de les llicències d’activitat. Un últim apunt relatiu al combustible: hi ha països que reprocessen el combustible nuclear (França i Japó) i d’altres que no ho fan (Estats Units), tot i que tenen en marxa programes de recerca de sistemes avançats de reprocessament. El reprocessament permet disminuir notablement el volum de residus d’alta activitat i, a més, permet alimentar altres reactors d’aigua lleugera com s’ha vist en comentar la figura 6. Tot i sense reprocessament, el volum de residus és petit, i, per tant, controlable, si es compara amb el que produeixen altres activitats com, per exemple, les cendres d’una central de carbó. La quarta intervenció fou la del Sr. Torsten Carlsson, President del Swedish National Council for Nuclear Waste i exalcalde d’Oskarshamn, municipi que ha sol·licitat la construcció en el seu territori d’un emmagatzematge de residus d’alta activitat. Va parlar del procés seguit a Suècia per a la construcció d’un magatzem de residus d’alta activitat. Els endarreriments i el fracàs, fins ara, d’alguns programes importants d’emmagatzematge de residus radioactius d’alta activitat ha estat un llast important per a l’energia nuclear. En aquest sentit, Carlsson apostà per una col·laboració eficaç de governs i indústria nuclear per garantir una gestió segura dels residus. Per això, a Suècia s’ha creat un comitè independent, el Consell nacional Suec pels Residus Nuclears, que assessora el Go| 28 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


vern mitjançant el Ministeri de Medi Ambient. Està format per experts independents en els àmbits de la tecnologia i les ciències naturals i també en disciplines com l’ètica i les ciències socials. Aquest comitè reporta l’estat del coneixement en l’àmbit dels residus nuclears cada tres anys i, amb la mateixa freqüència, elabora el programa de recerca de l’Agència Nuclear Sueca. També porta a terme un programa d’informació i transparència mitjançant conferències i seminaris. L’aspecte de la formació i informació sobre l’energia nuclear a l’opinió pública sueca té una gran importància, ja que difícilment s’accepta allò que no es coneix. Aquest neguit per la transparència en la informació, necessària si es vol que la percepció popular respecte de l’energia nuclear millori, es va manifestar també durant les intervencions dels assistents a la jornada. En relació a això, ve a col·lació tornar a fer referència a la presentació del Sr. Reig que va aportar dades obtingudes per la UE i que es mostren en les dues figures següents. fig. 10. Percepció popular de les diferents fonts d’energia a la unió europea Està a favor o s’oposa a l’ús d’aquestes diferents fonts d’energia al seu país? Nuclear

37

36

20

Carbó

49

26

Petroli

52

27

Gas

55

Marees

27

Hidràulica Eòlica

70

Solar

80

A favor

40

Opinions equilibrades

4

7

4

60

En contra

8

10 14

23 2

65

20

17

24 2

60

0

5

47

42

Biomassa

6

20

80

9

21 3

5

14 2

4 100%

No sap Font: Comissió Europea (2007)

| 29 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

Fig.11. L’impacte de l’argument del canvi climàtic en el suport popular a l’energia nuclear el 2005 Corea

66

52

Indonèsia

52

33

Australia

34

Mèxic

32

EEUU GB

34

França

25

Alemanya

10

+ 8%

42

+17% +16% +17% +11% + 9%

24

14 0

+10%

42

25

16

Argentina

+11%

32

21

Aràbia saudi

+ 5%

36

19

Camerún

+14%

38

22

Hongria

46

43

33

Canadà

+13%

44

33

Índia

+19%

47

45

40

20

+14%

+10% 30

40

50

60

70%

Després de tenir en compte el canvi climàtic: cal augmentar l’energia nuclear. Sense tenir en compte el canvi climàtic: l’energia nuclear és segura, cal construir noves centrals. Font: Agència Internacional per l’Energia Atòmica, AIEA (2005)

La primera exposa els percentatges d’acceptació dels diferents sistemes de producció d’energia elèctrica segons dades obtingudes l’any 2007 on es veu que la percepció popular de l’energia nuclear és la més negativa de totes. La segona, recull l’opinió a diferents països tenint present la necessitat d’evitar l’emissió de gasos amb efecte d’hivernacle o sense considerar aquest fet. Es veuen dues coses; que hi ha països que, malgrat no considerar el canvi climàtic, són majoritàriament favorables a la construcció de centrals nuclears segures i que el grau d’acceptació augmenta quan es considera l’efecte dels gasos d’efecte d’hivernacle. | 30 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


En la seva exposició el Sr. Carlsson detallà les activitats desenvolupades pel comitè que presideix durant l’any 2008 i els seus projectes de futur. Entre aquests activitats trobem des de qüestions tècniques, com l’anàlisi de la possible corrosió del coure en aigua, a qüestions polítiques, com la decisió d’on s’ubicarà el magatzem de residus. Respecte a aquest darrer element, Carlsson especifica que a la segona meitat de l’any 2009 es publicaria l’emplaçament seleccionat entre els dos que hi opten en aquest moment i, a continuació, es posaria en marxa el projecte definitiu. El Sr. Carlsson posà de manifest que el volum de residus radioactius produïts és reduït i que hi ha tecnologies apropiades i un consens internacional en relació amb la viabilitat i seguretat tècnica de l’emmagatzematge geològic de residus d’alta activitat. Per això el seu país ha decidit disposar, a més d’un emmagatzematge per residus de baixa i mitja activitat (SFR), d’un altre d’alta activitat. Les figures 12 i 13 mostren de manera clara com es preveuen fer aquests emmagatzematges. Fig. 12. Sistema de gestió de residus a Suècia Planta energia nuclear

Laboratori Intermedi d’emmagatzematge

Combustible nuclear usat Nau Sigyn residus operatius

Hospitals, indústria i investigació

SFR, magatzem de residus de baixa intensitat Font: SKB (Consell Suec per a Residus Nuclears)

| 31 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

A la figura 12 es mostren els camins que segueixen d’un costat els residus de baixa activitat, que es produeixen tant a les centrals nuclears com als hospitals, indústries i laboratoris de recerca, des del lloc d’origen fins al magatzem de residus de baixa activitat (SFR) i de l’altre els d’alta activitat que, procedents de les centrals nuclears, s’emmagatzemen en magatzems intermedis (ja s’ha comentat a la figura 6) i després de l’acondicionament pertinent (que mostra la figura 13) s’introdueixen al magatzem definitiu de residus d’alta activitat. Mentre que a la figura 13 es mostra el sistema adoptat a Suècia consistent en col·locar un nombre determinat d’elements combustible usats dins d’unes baines i aquestes dins de camises ceràmiques per garantir-ne l’estabilitat dins del magatzem. El Comitè presidit pel Sr. Carlsson també actua en relació al desmantellament de les centrals que han arribat al final de la seva vida útil. Constata que ja s’han fet diversos desmantellaments sense que s’hagi presentat cap problema rellevant. FIG. 13. Costos de fabricació, enginyeria i gestió (en percentatges)

Font: ???

| 32 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


ENERGIA NUCLEAR DE FUSIÓ

S

i la fissió pot representar un present sense CO2, tot i la permanència d’alguns interrogants (residus, preus del cicle complert, inversions, etc.) la fusió, per la seva banda, pot representar el futur energètic sense cap dels inconvenients de la fissió. Per això la segona jornada es va dedicar a aquesta tecnologia amb la participació de tres persones que ocupen llocs clau en el seu desenvolupament d’aquesta tecnologia. Van ser el Sr. Octavi Quintana Trias, Director responsable de l’Euratom a la Comissió Europea, ens que coordina el programa de fusió a la Unió Europea i el seu finançament; el Sr. Carlos Alejaldre Losilla, Director general per la UE del Projecte ITER de Cadarache; i el Sr. Didier Gambier, Director de Fusion for Energy (F4E), que és l’oficina de la UE per aquest projecte i que té la seu a Barcelona. L’extensió de les seves intervencions, i les interrelacions que presenten, aconsellen també fer-ne un ampli resum. | 33 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

El contingut d’aquesta sessió monogràfica es pot dividir en els blocs següents: • Necessitat de trobar alternatives energètiques a les actualment existents, tant des del punt de vista mediambiental com del de garantir un subministrament estable a unes necessitats creixents. La recerca en el camp de la fusió té com a objectiu donar resposta a aquestes necessitats. • Descripció detallada del projecte ITER. • Participació en la construcció de l’ITER. No cal insistir en el primer punt, ja tractat en parlar de la fissió. En tot cas constatar que altres persones qualificades plantegen les mateixes qüestions i que, en el marc de l’Estratègia Europea de Tecnologia per l’Energia (The European Technology Strategy for Energy o SET plan), hi ha una línia de recerca centrada en la nova generació de reactors de fissió (GEN IV). Vol dir que a nivell europeu es creu que no es pot abandonar d’entrada aquest sistema de producció d’energia. A més, per molt que encara no s’hagin produït els resultats esperats, cal tenir present que Europa, en els últims cinquanta anys, ha estat pionera en la recerca de la fusió com a mitjà per arribar a produir energia neta, quelcom que també es posa de manifest en el projecte ITER. De la recerca iniciada fa més de cinquanta anys cal esmentar, com a fita important i precedent de l’ITER, el JET (Join European Thorus) al Regne Unit, que en demostrà la viabilitat del projecte. De moment, aquesta màquina JET només ha estat capaç de produir reaccions de fusió puntualment i no de manera continuada. Els avantatges del procés de fusió nuclear sobre la fissió són múltiples, i per això, al no produir-se reacció en cadena, al no tenir pràcticament calor residual que, a més, se centra en els materials estructurals, al tenir un petit inventari de combustible, al no tenir radioactivitat de llarga vida o alta activitat, al no haver-hi problemes de “no proliferació”, al no produir | 34 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


emissions de gasos d’efecte hivernacle i al no poder produir accidents amb conseqüències sobre tercers, tant pels avantatges com per la seguretat intrínseca d’aquesta font d’energia, s’ha promogut un pas una mica més enllà del JET. Aquest pas és el projecte ITER. El seu origen cal buscar-lo en la Conferència de Superpotències de Ginebra l’any 1985 on els Presidents Reagan i Gorbachev van proposar un esforç internacional per desenvolupar l’energia de fusió. Tanmateix, fins el 21 de novembre del 2006 els participants en el projecte ITER no van signar l’acord al Palau de L’Elisi de París. Aquests socis són: Xina, Europa, l’Índia, Japó, Corea del Sud, la Federació Russa i els Estats Units d’Amèrica. Cal constatar que la participació d’Europa és unitària és a dir, no hi participen els Estats membres un a un sinó que és la UE la que ho fa en nom de tots i, a més, de manera majoritària. Els altres socis són Estats.

fig. 14. Confinament magnètic Plasma

Camp Magnètic toroïdal

Camp Magnètic poloidal

| 35 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

L’objectiu de l’ITER (“camí” en llatí) és fer el pas necessari per desenvolupar la fusió com a font d’energia demostrant la seva viabilitat científica i tecnològica. Així, es converteix en el projecte de fusió més important fet fins ara i un dels desafiaments tecnològics més importants del món. I, en què consisteix l’ITER? En essència es tracta de crear les condicions, mitjançant un camp magnètic poloïdal i un altre toroïdal, per mantenir una reacció de fusió d’àtoms de deuteri i de triti que al unir-se creen heli i neutrons. Aquest procés es fa a una temperatura de cent milions de graus sense que això afecti les estructures de confinament. En certa manera es tracta de reproduir una reacció que té lloc al sol. La figura 14 mostra de manera esquemàtica com s’obté el confinament del plasma a tan elevada temperatura. Com va recordar el Sr. Alejaldre: • Es preveuen 10 anys de construcció, 20 anys d’operació i 5 anys de desactivació i desmantellament. • El cost inicial es xifra en 5 bilions d’euros per a la construcció i 5 més per a l’operació i el desmantellament. • Integrarà la major part de les tecnologies necessàries per a les futures plantes de fusió. L’ITER està dissenyat per produir 500MW tèrmics emprant processos de fusió (10 vegades l’energia inicial) de manera sostinguda. Lògicament l’energia que s’extreu ha de ser superior a la que cal pel funcionament. En aquest cas és deu vegades superior. La màquina té unes dimensions extraordinàries amb un pes total de 23.350 tones, quelcom que equival al pes de l’Empire State Building. S’espera que l’any 2018 l’ITER podrà començar a funcionar, la vida útil del qual, com s’ha dit, es xifra en vint anys. Després es procedirà al seu desmantellament. La figura 15 és una secció del nucli d’aquesta màquina. Per a l’obtenció d’electricitat a nivell industrial, caldrà esperar alguna dècada més. De trenta a quaranta anys a partir d’ara podria ser una fita optimista. | 36 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


FIG. 15. Costos de fabricació, enginyeria i gestió (en percentatges)

No es pretén fer una descripció exhaustiva del cor de l’ITER sinó donar una idea del què s’està parlant així com de la seva magnitud. Una persona en aquesta figura tindria una alçada d’uns quatre mil·límetres. Cal insistir, tal com van fer el Sr. Quintana i el Sr. Alejaldre, en el que pot representar la participació de les nostres empreses i els nostres centres de recerca en el projecte ITER, tant en investigació puntera com en termes de generació de negoci empresarial. I això tant pel que fa a les empreses catalanes i espanyoles com pel que fa a la mateixa Europa. Europa, que com s’ha dit, ha estat capdavantera en la recerca de la fusió des de fa més de cinquanta anys i ara participa en més d’un 45% en el projecte ITER. Ho fa d’una manera unitària mitjançant l’EURATOM (Comissió Europea). EURATOM té el compromís de vetllar per l’èxit de la fusió. Per a l’EURATOM, tal i com va recordar el Sr. Quintana, el repte | 37 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

energètic és el prerequisit per a la resolució de qualsevol altra problemàtica a nivell mundial. A mig termini la fusió nuclear haurà de ser una part necessària de qualsevol combinació possible de producció energètica. La Comissió és responsable de gestionar el programa europeu de fusió i d’una manera particular l’ITER, coordinant els aspectes internacionals a diferents nivells, tal com va explicar el Sr. Quintana en la seva exposició. Per a Europa és imperatiu que la comunitat científica i els que han de prendre decisions polítiques treballin conjuntament per garantir l’èxit de l’ITER i per això és indispensable disposar d’un programa paral·lel a la construcció de l’ITER. Aquest és el programa FP7 (Euratom Framework Programme for Research 2007-2011); forma part d’un programa més general i té un pressupost de 2,7 milers de milions d’euros. D’aquests, 1.947 van dedicats a la fusió, 287 a la fissió i 517 al Joint Research Centre. Aquest programa, a més de tot el que fa referència a l’ITER, preveu la construcció de reactors prototipus de futures centrals productores d’electricitat (DEMO) i la disponibilitat de recursos humans. En aquest sentit, la formació de personal és tan important com la innovació tecnològica necessària pel projecte. Com exemple d’actuacions complementàries a la pròpia instal·lació de l’ITER cal dir que el JET a la Gran Bretanya serà millorat sensiblement per tal de que pugui donar suport al disseny final de l’ITER i a la preparació per a la seva explotació, alhora que la majoria del seu personal anirà destinat al projecte ITER un cop aquest es posi en marxa. No es pot oblidar que el programa de recerca nuclear de l’EURATOM dóna una importància cabdal als potencials efectes de la generació d’energia per fusió nuclear sobre la salut humana. Tot i que les conclusions dels estudis són coincidents i apunten a què els efectes sobre la població són negligibles (tant els de la fusió com també els de la fissió d’acord amb el què va exposar el Sr. Quintana), cal fer un esforç de convenciment sobretot en aquells països on, per qüestions ètiques o, també, econòmiques, | 38 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


hi ha oposició a què es faci recerca en el camp nuclear. És important sentir per part d’un alt representant de l’EURATOM que els efectes de la fissió sobre la població són també negligibles. A més de la Comissió, les altres organitzacions que participen en el programa, sota el control de l’EURATOM són: • Fusion for Energy (F4E), amb seu a Barcelona, que és l’instrument executiu i l’agència domèstica de la UE tant per l’ITER pròpiament dit com per les actuacions relacionades que es porten a terme al Japó. Específicament s’encarrega de la unitat de test de materials avançats, de les millores en el JT-60, del Tokamak japonès que s’especialitzarà en superconducció com a satèl·lit de l’ITER i del Centre de recerca en Energia de Fusió (IFERC) per coordinar tant els dissenys DEMO, abans esmentats, com altres activitats de recerca. • Laboratoris de Fusió Nacionals Associats al llarg de tots els Estats membres de la UE, a més de Suïssa, mitjançant l’EFDA, òrgan de coordinació d’aquesta xarxa. Un projecte com el que s’acaba de resumir representa un repte i moltes oportunitats per a les empreses que puguin i vulguin incorporar-s’hi. La presentació del Sr. Gambier va consistir precisament en explicar aquestes possibilitats de col·laboració. Cal tenir present, com exemple, que un 38% dels contractes de tecnologia que es van fer al CERN, van comportar la generació de nous productes punters que avui es troben al mercat. • La construcció de l’ITER depèn dels progressos que segur que es faran en tecnologies líder i que projectaran internacionalment les empreses que participin de les innovacions que sorgeixin. • A més, el fet de que l’explotació industrial encara és més o menys llunyana no hauria de ser un obstacle a la participació. • La presència a Barcelona de l’oficina principal de F4E hau| 39 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

ria de permetre a empreses del nostre entorn incorporar-se a la recerca i desenvolupament d’una nova tecnologia i amb possibilitats de futur que té la UE com a líder mundial. • Europa ha de participar per valor del 45% del total de la construcció i el 34% de l’operació, desactivació i desmantellament. Està involucrada en la investigació i en totes les tecnologies estratègiques aplicables a l’ITER com són: • • • • • • •

Els magnets superconductors El contenidor al buit El diversor i el primer mur de contenció Els mòduls de test La manipulació remota Els sistemes de feix neutral i els girotrons Els edificis i la preparació del terreny

La figura 16 representa els percentatges de participació dels diferents països que col·laboren en el projecte i els elements en els què participen. Cada país, i també la UE com un actor unitari, ha de fer-se’n càrrec i aportar les parts que li corresponen. Com es pot veure, la UE és l’únic soci que participa en tots i cadascun dels components i elements a desenvolupar. El Sr. Gambier va posar de manifest que, com és lògic en un procés d’aquest tipus centrat fonamentalment en la innovació, la major part de contractacions no són com les convencionals, ja que en molts casos les solucions als requeriments i reptes tècnics no són evidents i cal fer la recerca pertinent per trobar les millors aplicacions. De fet, hi ha sistemes, com el de diagnòstic, manipulació remota, mòduls de test i altres, que encara requereixen activitats importants de recerca i desenvolupament abans de ser donats per bons. En altres casos, el que cal desenvolupar són nous sistemes de construcció, degut a la novetat de les peces necessàries per muntar la màquina de l’ITER. | 40 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


fig. 16. Aportacions en espècie

500 400 300 200 100 0 JF tic gnè or ma enid ió, ma i cont e t rac ent Sis ige efr ntenim r , ta at a lan ost , m iop Cri latge a , Cr i b t nci i r am otè it, T s, ep ens Bu d stic rol t n gnò cont me dia tra s , s i ó fici cci min Edi lefa Sub Ca

IN us rF Ko CN JA EU

Altres components són posats en qüestió per tal de facilitar la seva integració en el conjunt, i també per poder-los fabricar amb el menor risc possible. Finalment, per a un percentatge no massa gran dels components necessaris es pot fer una petició d’ofertes convencional. No cal dir que per poder optar a participar en un concurs d’aquest tipus, cal que prèviament les empreses interessades hagin demanat i obtingut l’aprovació de la seva capacitat en funció dels coneixements demostrats, experiència en altres projectes, etc. El Sr. Gambier va detallar cada un dels components principals explicant com es farà la contractació i l’estat d’avançament, detall que excedeix l’interès d’aquest treball, però val la pena donar-ne un exemple. La figura 17 explica les característiques del sistema magnètic i el què cal subministrar per al seu muntatge, del qual se n’encarrega la UE. | 41 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

Fig. 17. Sistema magnètic de l’ITER sistema

energia

pic del

total

long. del

gj

camp T

mat

conductor km

t

41 6,4 4 -

11.8 13.0 6.0 4.2

164 147 58.2 3.6

82.2 35.6 61.4 8.2

6540 974 2163 85

Solenoide central Camp poloïdal TF ASAJA Anells de correcció CC

pes total

ITER és un projecte que pot experimentar molts canvis durant la seva implementació i això exigeix que F4E sigui flexible tant en les estratègies de contractació, com en els mecanismes de resposta a les dificultats i reptes, i en la capacitat d’incorporar amb rapidesa qualsevol canvi tecnològic o detectar les no conformitats als requeriments del conjunt. És un projecte que tindrà un fort impacte econòmic a Europa tant en el curt com en el mitjà i llarg termini amb la possibilitat de projectar més d’una firma empresarial poc coneguda a nivells d’excel·lència mundial. És una oportunitat d’or i per això F4E, tot i prendre les precaucions necessàries per treballar amb els millors subministradors, ha posat en marxa un sistema de concurs obert, encara que complex, per tal de fer les contractacions. Aquest sistema, que Gambier va apuntar al final de la seva intervenció, es pot resumir dient que els contractes fins a 5000€ es faran sense cap més protocol que no sigui l’habitual; fins a 50.000€ els contractes requeriran negociació entre diferents parts, tot i que es podran atorgar a un subministrador únic; els contractes d’entre 50.000€ i 250.000€ seran negociats amb un mínim de tres ofertants; i finalment, per sobre de 250.000€ els concursos i els contractes seran restringits, oberts i, en casos excepcionals, negociats.

| 42 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


PRINCIPALS ELEMENTS DE REFLEXIÓ I SUGGERIMENTS DE LES DUES JORNADES

D

ues sessions intenses com les recollides en aquest volum deixen molts suggeriments dels elements esperançadors i de cautela en el camp de l’energia nuclear. Enumerem els que considerem més significatius. És evident que si per a l’any 2020, tal com vol la UE, cal reduir les emissions en un 20%, es vol millorar l’eficiència energètica en un 20% i les energies renovables han de representar un 20% de l’aportació energètica total, cal emprendre des d’ara els canvis necessaris per tal d’aconseguir aquells objectius. La reducció de les emissions del CO2 es compta en relació a l’any 1990, que es pren com a referència. La producció d’energia elèctrica és una de les causants més importants d’aquestes emissions. Es tracta doncs d’un sector on cal prendre mesures urgents que tendeixin a disminuir-les. Fins ara no ha estat aquest el camí, ja que a Catalunya, per exemple, el sector energètic és l’únic dels que tenen les emissions registrades que emet per sobre dels valors assignats. | 43 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

Cal recordar que, com a conseqüència del Protocol de Kioto, els diferents estats de la Unió Europea s’han marcat uns límits màxims d’emissions; en el cas d’Espanya i, per tant, de Catalunya, són el 37% superiors a les emissions registrades l’any 1990 en el període 2008 - 2012. Si no complim ni tan sols aquest límit ara es comprèn que calen mesures cada vegada més dràstiques si es volen reduir les emissions per a l’any 2020. Les empreses espanyoles productores d’electricitat ja s’estan assegurant uns complements d’emissió col·laborant en projectes nets en països tercers, però tot i això, i deixant de banda les opinions que són contràries a aquest sistema d’obtenció de drets d’emissió, cal fer molt més. Un dels canvis haurà de ser el del mix energètic actual, massa depenent dels combustibles fòssils. A Catalunya es fa servir poc carbó per a la producció d’electricitat i per això li afecten menys les recerques que es fan per tal de capturar i emmagatzemar el CO2 produït en la seva combustió. Tot i que aquest procés és difícil i que, en qualsevol cas, és també car, se segueix fent recerca per poder-ho posar en marxa, com a solució provisional mentre no es troben altres sistemes productors d’electricitat fiables i a un preu assequible. Alhora, si bé ha disminuït l’ús del petroli, en canvi, ha augmentat molt l’ús del gas com a combustible. És cert que l’ús del gas representa molts avantatges en relació al petroli; pràcticament no es produeixen gasos sulfurosos ni nitrosos (aquests últims també cal comptabilitzar-los com a gasos d’efecte d’hivernacle). A més, les turbines que s’usen a les centrals de cicle combinat, produeixen un rendiment molt més alt i, per tant, la quantitat de gasos produïts per donar una certa quantitat d’electricitat és molt inferior. Nogensmenys se segueixen produint quantitats importants de CO2. Tal vegada, per aquest CO2, i també pel produït en altres processos, com el de la fabricació de ciment, per exemple, caldrà seguir amb interès els resultats de les recerques de captura i emmagatzematge del CO2. | 44 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


Ara bé, el què realment cal canviar és la participació dels diferents sistemes de producció d’energia en el mix energètic, d’una manera urgent. Cal dedicar un gran esforç a la recerca en energies renovables, i, d’una manera especial, a la possibilitat d’acumulació d’energia. Si bé a Espanya la col·laboració de les energies renovables en la producció d’electricitat pel que fa a potència instal·lada assoleix valors que podríem considerar bons, no es pot dir el mateix quan ens referim a Catalunya. Però si ens referim a la col·laboració en el total d’energia emprada, tampoc Espanya està encara al nivell desitjable i, encara molt menys, Catalunya. Caldria preguntar-se perquè a Catalunya hi ha menys producció d’energia renovable que a altres parts d’Espanya. D’entrada doncs, cal reflexionar sobre el per què d’aquesta situació i veure si interessa canviar-la o això comporta altres problemes que es volen evitar. En qualsevol cas, sembla evident que, especialment a Catalunya, cal fer un esforç important en aquest àmbit. Ara bé, una vegada fet aquest esforç hi haurà encara altres problemes a resoldre. Un d’ells, molt important, és la possibilitat d’emmagatzematge de l’energia produïda per aquests mitjans. És evident que a les empreses productores d’electricitat se’ls exigeix que la subministrin quan cal i on cal i això requereix una seguretat de subministrament que actualment les energies renovables no poden proporcionar. Per això cal insistir en la recerca de solucions que superin els inconvenients actuals i que, a la vegada, subministrin electricitat a preus comparables als d’altres sistemes. I quan parlem de preus no es pot oblidar que a la comparació hi han d’entrar tots els components per tal de comparar preus homogenis. També cal dedicar tota l’atenció a l’estalvi d’energia i a la millora de l’eficiència energètica, tant a la indústria, com al transport i a la vivenda. En parlar d’energia en general, i d’electricitat en particular, no es pot perdre de vista que l’energia que no es gasta no cal produ| 45 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

ir-la i que, per això, la font d’energia més interessant és l’estalvi. Aquest estalvi s’assoleix mitjançant la sensibilització dels usuaris i amb la millora de l’eficiència energètica en tots els processos. Tot i que, en general, el transport no és un gran usuari d’electricitat (ho hauria de ser més substituint el transport terrestre pel tren), cal deixar constància que a Catalunya és el sector que més emissions de CO2 provoca. Cal doncs introduir-hi més innovacions i canviar molts paradigmes. Com que no ha estat l’objecte d’aquestes jornades, no hi insistirem més. Probablement a la indústria, i, sobretot, a les indústries que tenen una dimensió més gran, és on es fan més esforços per millorar l’eficiència energètica, entre altres raons perquè aquestes millores repercuteixen directament en estalvi econòmic. Queda molt per fer a la petita i mitjana empresa on encara hi ha moltes possibilitats de millora. També es pot millorar molt en el sector serveis i en el domèstic on, per començar, cal valorar els edificis per la seva bondat energètica i no per la seva singularitat artística. Això demana també un altre canvi de paradigma que surt de l’abast de les dues jornades que es comenten. Malgrat tot, sembla que per garantir el subministrament a un preu acceptable i amb seguretat, cal plantejar la possibilitat que hi ajudi l’energia nuclear de fissió, solució que han adoptat alguns països, de la mateixa manera que s’estudia la manera de poder separar i emmagatzemar el CO2 de les centrals tèrmiques de carbó, com a solució provisional mentre no es disposi d’altres mètodes de producció d’energia neta. Diem “malgrat tot” perquè de tots és coneguda l’opinió popular contrària, en general, a l’ús d’aquesta tecnologia per a la producció d’electricitat. Com a valors positius no es pot perdre de vista que les centrals nuclears de fissió no emeten CO2 i que encara que tinguin en compte la fase de construcció i el cicle de vida dels materials, els valors queden molt per sota dels d’altres sistemes de producció d’energia. La seguretat de subministrament de combustible i el seu preu són | 46 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


també molt millors comparativament als d’altres sistemes de producció, com es va posar de manifest durant les jornades. Són aquests aspectes positius i la possibilitat de donar resposta als negatius, com es veurà al següent punt, el què ha portat a països com Finlàndia a tornar a construir centrals nuclears de fissió. També Suècia, on una moratòria impedia qualsevol plantejament d’aquest tipus, comença a considerar la possibilitat de tornar a l’energia de fusió, tot i que ja té deu reactors en funcionament. Els ponents han posat de manifest que, tot i els problemes que pot presentar la fissió, es disposa de tecnologia suficient per fer-hi front. En primer lloc, pel què fa a la seguretat de funcionament cal posar de manifest l’alt grau de disponibilitat de les centrals nuclears en funcionament és a dir, l’alt nombre d’hores de funcionament en relació a les possibles. És cert que episodis recents que s’han produït a Catalunya no ajuden a tenir aquesta percepció per part de la població, però no es pot perdre de vista que aquestes mateixes centrals durant anys han estat en les primeres posicions pel què fa a aquesta disponibilitat. Podem suposar doncs que es tracta d’episodis passatgers i que hauran estat estudiats per les pròpies centrals i pels organismes reguladors per tal de treure’n les conseqüències i accions pertinents. Estem segurs que tothom té molt present que en cap instal·lació, i molt menys en les centrals nuclears, es poden fer estalvis en el seu manteniment i millora, sinó que s’ha d’invertir tot el necessari per garantir-ne la màxima seguretat. Pel què fa a la seguretat en l’emmagatzematge dels residus d’alta activitat, l’experiència de Suècia, confirmada per Finlàndia que té un projecte equivalent, després d’haver analitzat tots els problemes que es poden presentar i haver-hi trobat solució, permet ser optimistes. Holanda té ja una planta d’emmagatzematge d’aquest tipus que està funcionant sense problemes. Ens referim a possibles problemes de corrosió, de desestabilització de les camises ceràmiques contenidores... | 47 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

Queden les qüestions relatives a la possibilitat que la recerca tecnològica s’usi per a armes nuclears i, en conseqüència, pugui derivar en episodis terroristes. No és un tema de fàcil plantejament ni solució, tot i que la comunitat internacional s’esforça en establir mecanismes que minimitzin els riscos. També tècnicament quedaran minimitzats amb els reactors de quarta generació amb els que s’investiga actualment. En qualsevol cas, l’energia nuclear de fissió és prou coneguda perquè si algun país hi vol accedir ho pugui fer (vegi’s el cas d’Iran). S’ha vist també com no hi ha d’haver problemes ni en el subministrament de combustible ni amb el seu preu. Finalment, pel que fa al preu final del kWh, molt lligat a la inversió inicial, res fa pensar que no es puguin establir les condicions necessàries, tan per la construcció com pel llicenciament, que permetin completar un projecte en els terminis de temps i de pressupost previstos. En tot cas, un dels aspectes a resoldre és l’acceptació popular d’aquesta solució. Per canviar el signe negatiu actual de l’opinió pública, cal donar informació clara, complerta i oberta. Sembla clar que cap Govern optarà per l’energia nuclear de fissió si l’opinió popular hi està totalment o majoritàriament en contra. Per diferents raons, les informacions que s’han donat sobre qüestions relatives a aquest tipus d’energia, i a l’energia en general, poques vegades han estat neutrals. Tant per part dels defensors com per la dels detractors, se n’han exagerat virtuts i defectes de tal manera que el ciutadà no sap a qui ha de fer cas i, en cas de dubte, és lògic que es decideixi per allò que li sembla que li donarà més seguretat o que canviarà menys la seva situació actual. Per exemple, en el cas de l’accident de Xernòbil, de conseqüències nefastes, poques vegades es va dir que la central era d’una tecnologia que mai ha fet servir cap país occidental i que pocs anys abans un accident equivalent a Harrisburg no havia produït pràcticament cap dany a persones i a territoris propers a la instal·lació. | 48 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


Cal ser molt transparent i explicar amb claredat tots els pros i contres dels diferents sistemes, els seus costos reals i les conseqüències que tenen en altres qüestions, com les relatives al canvi climàtic, per exemple. Una informació fefaent comporta que els ciutadans decideixin per ells mateixos i sense la pressió d’actituds preestablertes. Quan es fa així s’obtenen resultats moltes vegades sorprenents com, per exemple, el fet que a Suècia siguin diversos els municipis que hagin participat en el concurs per a tenir el magatzem de residus d’alta activitat, quelcom que s’ha fet amb l’acceptació de la majoria de ciutadans d’aquests municipis. Actualment se n’han seleccionat dos, dels quals només un serà el finalment escollit. Un altre exemple és el canvi de percentatges d’acceptació en diferents països abans i després de tenir en compte el canvi climàtic, és a dir, quan hi ha més elements a valorar o tenir en compte. Fins i tot en aquells casos en què no es vegi clar, no es pot deixar de considerar aquesta possibilitat i comparar-la amb altres, amb tots els seus avantatges i inconvenients. Entenem que no es poden tenir actituds preestablertes. Cal que totes estiguin ben fonamentades i, a la vegada, tinguin en compte la necessitat de poder disposar d’electricitat d’una manera constant i segura en diferents escenaris de creixement. Cal tenir present que a partir del moment en què es decideix disposar d’un tipus determinat de subministrament fins que aquest es fa efectiu, passa molt de temps. Si, finalment, s’opta per l’energia nuclear, aquest temps és llarg i, a més, cal un esforç important de finançament. Volem dir que no es pot pensar en què ja decidirem quan tinguem el problema, sobretot si desitgem seguretat de subministrament en qualsevol circumstància, sinó que cal una previsió acurada a mig i llarg termini. Si es consideren les prospeccions fetes per l’Agència Internacional de l’Energia es constata que amb l’escenari de l’any 2050 la participació en percentatge de l’energia nuclear de fissió no solament no disminueix sinó que hauria d’augmentar. | 49 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

Hi ha encara un altre front la decisió sobre el qual no s’hauria de demorar. Es tracta de l’allargament de vida (o no) de les centrals nuclears que estan en funcionament. Com va posar de manifest el Sr. González, les centrals en funcionament incorporen noves tecnologies que no solament els permet mantenir la qualitat inicial, sinó que la milloren igualant-se a les que han estat construïdes més tard. Això requereix temps i inversions d’una certa importància i, per tant, les decisions sobre la renovació i manteniment de les instal·lacions tampoc es poden prendre amb immediatesa. Caldria doncs conèixer amb temps quina és la solució que es vol adoptar, que lògicament té molt a veure amb la possibilitat de substituir l’energia que produeix una central nuclear al moment de clausurar-la per altres fonts, i quines són les millores a introduir no solament per mantenir la seva seguretat sinó també per augmentar-la. L’organisme regulador competent hauria de ser determinant a l’hora de prendre una decisió d’aquest tipus. La fusió nuclear pot ser una solució a un termini una mica més llarg. En l’estadi actual de desenvolupament tot fa pensar que és possible arribar-hi, si bé queda encara molta recerca per fer. Representa la possibilitat d’obtenir energia neta i pràcticament sense limitacions. És evident que les perspectives que obre la fusió són molt atractives. De fet el que pretén fer el projecte ITER és reproduir una reacció que ja té lloc al sol de forma natural. L’ITER en aquest respecte és un projecte de recerca aplicada en el què Europa hi té posades totes les seves esperances i on s’hi juga molt, com ho demostra la seva participació majoritària. Probablement els dèficits energètics europeus han portat a prendre aquest lideratge en un projecte que és posat en qüestió per alguns tecnòlegs d’altres països, principalment nord-americans. De tota manera, cal ser prudent no solament a l’hora de preveure una data per a la seva explotació industrial sinó fins i tot a l’hora de donar per segur que s’aconseguiran superar totes les dificultats tecnològiques que presenta la fusió. Tant els experi| 50 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


ments portats a terme a la Gran Bretanya com el coneixement aconseguit a d’altres laboratoris, permeten ser optimistes. En totes aquestes qüestions cal ser molt prudent, ja que no és fàcil saber on acaba l’opinió realment tècnica i comença la interessada, normalment per raons que poc tenen a veure amb les conveniències i necessitats energètiques i socials. En qualsevol cas, com a europeus, com a regió que vol cuidar el medi ambient i també com a regió deficitària d’energia cal que seguim el projecte ITER amb tot l’interès i ens hi involucrem en la recerca tant com sigui possible. Aquesta recerca la fa el projecte ITER que haurà de donar lloc a unitats DEMO i, a mig termini, a la producció d’energia de fusió a escala industrial. Actualment representa un repte i una oportunitat per a laboratoris de recerca i empreses de tot tipus. El projecte ITER és un pas intermedi imprescindible per poder donar el pròxim: la construcció d’unitats DEMO que seran l’últim pas abans de l’explotació a escala industrial. Japó tindrà un paper important en el desenvolupament d’aquestes unitats DEMO i per això té una gran importància per a Catalunya que el lligam amb aquest país el faci l’oficina a Barcelona de F4E. Sembla lògic que aquells laboratoris i empreses que hagin jugat un paper important en la fase actual de desenvolupament d’aquesta tecnologia estiguin en millors condicions per jugar un paper important en les fases següents. La UE té la participació majoritària en aquest projecte (superior globalment al 40%). Ja s’ha comentat en un punt anterior, però val la pena donarhi tota la importància que té aquest fet. No s’està massa acostumat a què la vella Europa sigui líder en projectes de tecnologia avançada. I el projecte ITER ha de servir per trencar prejudicis com aquest. Ens atreviríem a dir que el seu èxit és un repte que ens ha de retornar l’orgull de pertànyer a una part del món que serà capaç de proveir-nos d’energia neta. No ens el podem mirar com quelcom allunyat de nosaltres, sinó com una cosa pròpia l’èxit de la qual farà que ens enorgullim. | 51 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

Ja s’ha fet una referència a la importància que un projecte d’aquest tipus pot tenir per als nostres laboratoris i les nostres empreses. Hi haurà també la necessitat de disposar de personal capacitat i això obre perspectives importants per al nostre sistema educatiu. És un repte. No ens hauríem de trobar amb el coll d’ampolla amb el què, com va posar de manifest el Sr. Tuomisto, es troba Finlàndia en la construcció de centrals nuclears de fissió, que és la manca de personal tècnic expert format. Aquest fet, afegit a què la UE actua d’una manera unitària i que l’oficina de contractació, F4E, té la seu a Barcelona, hauria de representar un interès, un repte i una oportunitat especial per a les nostres empreses. Cal insistir en el què s’ha dit al punt anterior afegint-hi una característica molt important: en aquest projecte Europa hi participa com a actor únic i no com una suma d’estats. La Unió Europea té una veu única i, a més d’altres circumstàncies que apropen molt el projecte a Espanya i a Catalunya, com ho demostren les altes responsabilitats de dos dels ponents, n’hi ha una que hauria de ser definitiva per a Catalunya: l’oficina europea per al projecte ITER, mitjançant l’organització Fusion for Energy (F4E), té la seu a Barcelona. La participació de Catalunya, mitjançant la seva capital, no s’hauria de limitar a donar una bona estada als tècnics i personal d’aquesta seu, molts d’ells estrangers, sinó que cal establir les vies de col·laboració necessàries per tal de que aquest projecte tan important signifiqui un pas endavant per a empreses, laboratoris i centres d’ensenyament catalans. Cal tenir present que la participació en un projecte d’aquest tipus implica un esforç important de recerca que, en qualsevol cas, només pot representar avanços per a les empreses que s’hi impliquin. Tal com va comentar el Sr. Alejaldre, un percentatge molt alt de les empreses que van participar en el sincrotró del CERN a Ginebra (un 38%), van desenvolupar tecnologies que els han ajudat després a ocupar llocs punters en el concert internacional. | 52 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


Del projecte ITER en participen una gran quantitat de tecnologies diferents que van des de les de la construcció d’edificis especials, fins a les de la criogènia, passant per l’electricitat, l’electrònica, les tecnologies de la informació i comunicació la superconductivitat, etc. En moltes d’elles hi haurà necessitat de recerca i en aquelles que siguin més convencionals caldrà justificar uns nivells de qualitat que, sense cap mena de dubte, ajudaran a les empreses que hi participin atorgant-los prestigi. És una oportunitat de creixement en qualitat que no s’hauria de desaprofitar. Una bona col·laboració entre les administracions i les empreses pot afavorir aquesta participació. És clar que són les empreses les que han de prendre la decisió d’intentar participar en aquest projecte o no fer-ho. Ara bé, les administracions han de tenir cura que aquestes empreses disposin de tota la informació necessària i de fomentar la participació, sigui d’empreses individuals, sigui mitjançant la creació d’associacions en aquells casos que aquestes siguin necessàries o convenients. També pot ser necessari establir facilitats econòmiques ja que, en molts casos, no es tracta d’una licitació normal, sinó amb característiques de risc i/o de garanties que poden demanar la col·laboració d’instàncies oficials. Les possibles col·laboracions s’hauran d’establir també amb laboratoris de recerca punters en cada una de les especialitats. Seria bo que aquesta es convertís en una qüestió que impliqués i estimulés a tothom, empreses, laboratoris i sector públic.

| 53 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

| 54 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA

03/10

LA ENERgÍA NUCLEAR en EUROPA: lo hablamos?

12/09 autor del libro

| 55 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

INTRODUCCIÓN: POR QUÉ ES NECESARIO HABLAR DE ENERGÍA NUCLEAR

L

a energía, en sus múltiples manifestaciones, es del todo necesaria para el desarrollo de una sociedad. Es por eso que su uso es creciente en todo el mundo y, de una manera especial, en el nombramiento occidental. Cataluña es deficitaria en energía y por eso hace falta que se plantee muy seriamente cuáles son las fuentes en las cuales tiene que invertir para su desarrollo, teniendo en cuenta, a la vez, que a menudo la propia producción de energía es la fuente más importante de generación de gases de efecto invernadero. No es una cuestión sencilla, dado que no hay una respuesta única ni definitiva. De entrada se debe decir que antes, ahora y en el futuro, la mejor fuente de energía es el ahorro de la propia energía y, cuando se debe utilizarla, hacerlo de una manera eficiente. Su producción conlleva a menudo o bien el consumo de materias que pueden ser útiles para otras aplicaciones, o bien riesgos para el medio ambiente, o ambas cosas a la vez. Así pues, hace falta invertir en campañas de sensibilización para unos usos domésticos eficientes y en la mejora de procesos productivos de una manera continua-

| 56 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


da. A pesar de que los consumos más importantes se dan en los procesos productivos, el ahorro en los usos domésticos pide una sensibilización individual y social imprescindible. Una de les formas en que usamos más a menudo la energía es la electricidad. Por eso nos centraremos en su producción. En primer lugar se debe considerar las energías llamadas renovables que conllevan menos consumo de materiales útiles y, en general, menos impacto ambiental. Dentro de este capítulo se incorporan algunos sistemas como puede ser: a) la biomasa o los biocombustibles, que aunque emiten CO2, estas emisiones no se contabilizan o se hace en un pequeño porcentaje, dado que antes han colaborado en su eliminación; b) y otras como la hidráulica, la eólica o la solar que no producen este tipo de emisiones. El porcentaje de energía eléctrica producida por estas vías es aún pequeño y, aunque aumenta y que hace falta invertir todo el esfuerzo necesario en ellas, es difícil pensar que representen la principal solución del problema de demanda energética a medio plazo. Si bien es necesario invertir en su desarrollo, no se puede olvidar que también tienen inconvenientes y, en consecuencia, algún tipo de oposición social además que aún se debe resolver algún problema técnico como, por ejemplo, la dificultad de garantizar la continuidad del suministro, ya que están sujetas a que las condiciones ambientales sean favorables. Parece que la solución para la acumulación de la electricidad producida por estos medios no es inmediata. Otra fuente es el petróleo; aunque cada vez es menos usado, aún hay alguna central térmica que usa este combustible, o contrariamente el gas, para la producción de energía. A pesar de que en Cataluña el porcentaje es inferior que en el conjunto de Europa, aún hay una parte de las centrales térmicas que usa el carbón como combustible de las calderas convencionales. La necesidad de seguir aprovechando y explotando los yacimientos de carbón y su bajo precio han llevado a investigar la manera de reducir sensiblemente las emisiones de CO2 producidas por este combustible reinyectándolo al subsuelo. En cual| 57 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

quier caso, en Cataluña no se dispone de yacimientos de calidad suficiente como para pensar que esta pueda ser una solución a medio plazo, una vez solucionados los problemas derivados de las emisiones. Los últimos años se han hecho inversiones importantes en centrales de ciclo combinado, llamadas así porque combinan una turbina de gas (donde esta quema a alta presión y temperatura y se expande provocando el movimiento rotativo de la turbina que mueve un alternador) y una caldera convencional que aprovecha los gases de la combustión que se producen en la turbina de gas. El vapor de esta caldera alimenta otra turbinaalternador. De esta manera aumenta mucho el rendimiento y se disminuyen las emisiones de gases de efecto invernadero por unidad de energía eléctrica producida. Se debe tener presente que el gas que se quema, producto limitado como el petróleo, viene de países con regímenes políticos no del todo estables, aunque los múltiples orígenes garantizan, de momento, el suministro. La otra alternativa sería el gas de Rusia, que da más de un dolor de cabeza a los países europeos que de ella dependen. Todo ello ha llevado a no considerar ninguno de los sistemas productores de electricidad como LA SOLUCIÓN óptima a la demanda de energía y se prefiere no dejar ninguno de lado y estudiar las ventajas e inconvenientes de todos y cada uno de ellos a la hora de tomar las decisiones estratégicas en relación a la energía. Es en este contexto que hay que volver a hablar de la energía nuclear (fisión y fusión) que, si bien presenta problemas, tiene también aspectos bastante estimulantes como, por ejemplo, la ausencia de emisiones. Como aspectos negativos de la fisión nuclear no se puede obviar ni el rechazo que aún produce en la población por los efectos nefastos del accidente de Chernobil, ni la necesidad de un control muy rigoroso por la posibilidad de uso bélico de sus subproductos, ni el hecho de que los residuos de alta actividad que se derivan tienen una duración en el tiempo que, con los conocimientos actuales, supera la vida de muchas | 58 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


generaciones. Tampoco se puede olvidar que por lo que respecta al combustible primario, ni Cataluña ni tampoco Europa son autosuficientes. A pesar de todo, observamos que países que hasta ahora no hacían uso de esta energía ahora están construyendo centrales nucleares. Hablamos de Finlandia, por ejemplo. Otro problema son las fuertes inversiones y el riesgo de que los proyectos se alarguen excesivamente. El problema más grande de la fusión nuclear es el retraso con que parece que se podrá hacer uso industrial de manera rentable. Por eso hace falta hablar aún de fisión y, además, hay que hacerlo con una cierta urgencia ya que muy pronto en España se tienen que tomar decisiones en cuanto al alargamiento de vida de las centrales en funcionamiento, tres de ellas en Cataluña. Además, si la fisión tiene que ser uno de los sistemas al que se recorre como solución puente, hay que tener presente que desde el momento en que se toma la decisión de hacer una nueva central hasta su explotación eficiente, pasan unos cuantos años. Para hablar de este tema, la Fundació Catalunya Europa organizó dos seminarios con expertos internacionales, tanto a nivel técnico como representantes de experiencias líderes que pueden ayudar a ver cuando y como hay que tomar las decisiones; la primera dedicada a la fisión y la segunda a la fusión. En la de fisión fueron invitados los señores Javier Reig, Director en la OECD/NEA Nuclear Safety Division, quién habló de la situación de demanda y producción energética a nivel de Europa; José Luís González, Presidente de ENUSA (Empresa Nacional del Uranio) quién habló del ciclo de combustible; el señor Harri Tuomisto, de FORTUM, empresa copropietaria de la nueva central nuclear de Finlandia; y el señor Torsten Carlsson, Presidente de la KÁRNAVFALLSRADET, Consejo Nacional Sueco para los Residuos Nucleares y antiguo Presidente de la corporación municipal de Oskarshamn, que opta a un cementerio para residuos de alta actividad. La jornada sobre fusión contó con la participación de los señores Octavi Quintana Trias, Director responsable de Euratom en la Comisión Europea, el Sr. Carlos Alejaldre Losilla, Director | 59 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

general por la UE del proyecto ITER y el Sr. Didier Gambier, Director de F4E (Fusion for Energy), que es la oficina europea para este proyecto y que tiene la sede en Barcelona. El documento que tenéis a continuación, recoge los principales elementos discutidos en estas jornadas. Posteriormente se listan algunas ideas de conclusión y reflexión.

| 60 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


ENERGÍA NUCLEAR DE FISIÓN

E

n la introducción ya se ha justificado por qué hay que hablar de la fisión como uno de los sistemas productores de energía, teniendo en cuenta tanto sus ventajas como sus inconvenientes. Para hacerlo, pareció conveniente disponer de entrada de un punto de vista más general del estado de la cuestión en Europa, así como de una visión del ciclo de combustible, para entender las dificultades y elementos clave de la producción de energía de fisión. La vertiente más práctica la aportaron las presentaciones de algunos casos ejemplares de buenas prácticas. De un lado, tenemos el representante de un país, Finlandia, que recientemente ha optado por construir una central nuclear de fisión; y del otro, el de otro país escandinavo, Suecia, que en breve decidirá en qué municipio se instalará un cementerio de residuos de alta actividad. La primera intervención fue la del Sr. Javier Reig, Director de la OECD/NEA Nuclear Safety Division. De una presentación muy documentada sobre la situación y perspectivas de la energía nuclear en Europa y en el mundo, así como de una publicación que repartió entre los asistentes, destacan algunos ele| 61 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

mentos que detallamos a continuación. El primero es que uno de los grandes retos del siglo XXI será conciliar las necesidades energéticas indispensables para mantener el progreso social y económico con los posibles efectos ambientales y sociopolíticos. Se estima que la demanda mundial de electricidad crecerá 2,5 veces más de media desde ahora hasta el 2050. Esta previsión es anterior a la crisis económica en la que estamos inmersos y que puede introducir alguna modificación del tipo de crecimiento que hemos tenido hasta ahora, pero en cuanto a la energía nuclear no parece que esta pueda tener demasiada influencia ya que, de un lado, los países donde se están construyendo más centrales están menos expuestos a la crisis y, de otro lado, países que hasta ahora no se habían planteado esta alternativa empiezan a plantearla, cada vez con más fuerza, a medida que crece la presión internacional para reducir las emisiones de gases de efecto

1000

800

600

400

200

2004 2030 2050

| 62 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA

ón

ia

ci si tr an

pa cí

ru s

fic o

a di

ía s

en

oe cd

in

ro pa EU

do Oe cd

un de

st o

ec on

om

re

OECD

lm

Am

ch

in

ér ic a

a

0

-N or te

Millones de toneladas equivalentes de petróleo

fig. 1. Demanda de electricidad prevista por regiones

Fuente: Datos de la Agencia Internacional de la Energía (AIE)


invernadero. Hay países que han desistido de la moratoria nuclear como son, entre otros, Italia y muy probablemente Suecia. La figura 1 muestra las previsiones de aumento de demanda de electricidad en diferentes regiones del mundo. Cuando se habla de los efectos ambientales no se puede perder de vista que el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el cambio climático de las Naciones Unidas (IPCC) ha considerado que es necesario reducir en un factor 4 las emisiones de CO2 por unidad de energía consumida y que tan solo la generación de electricidad produce un 27% de las emisiones antropogénicas de este gas. Es la fuente de gases con efecto invernadero más importante. La Unión Europea se ha marcado como objetivo reducir las emisiones de gases con efecto invernadero en un 20% el año 2020 en relación a las emisiones del año tomado como base, el 1990. En el 2020 las energías renovables deberían representar un 20% del total de energía consumida y se tendría que aumentar la eficiencia en el uso de la energía también en un 20%. La figura 2 hace referencia a los ahorros de estas emisiones que permitiría la sustitución de la producción de energía convencional con energía de fisión nuclear bajo dos escenarios diferentes: el primero bajo la hipótesis que desde ahora al 2050 la contribución de la fisión en el mix energético aumente en un factor 1,5 o bajo el segundo escenario, que lo haga en un factor 3,8. Son los escenarios mínimo y máximo considerados por la Agencia de Energía Nuclear de la OCDE y que, conllevarían pasar de los 439 reactores en activo a junio del 2008 a los 600 en el 2050 (previsión baja) o a los 1.400 a la misma fecha (previsión alta). Así mismo, en cuanto a la producción de energía, se debe tener en cuenta que la seguridad en el abastecimiento es imprescindible. Es otro factor a considerar principalmente en aquellos países que no disponen de recursos propios importantes. La energía nuclear sólo produce una parte pequeña del suministro eléctrico: un 16% a nivel mundial (datos del 2006) y un 23% en países de la OCDE (2.600 millones de MWh). La gene| 63 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

fig. 2. Ahorros de CO2 previstos por el 2050 (Gt) 14 12

Gt CO2 per year

10 8 6 4 2

Escenario Alto de la Agencia de Energía Nuclear Escenario bajo de la Agencia de Energía Nuclear

20 50

20 47

2 20 4

20 37

20 32

20 27

20 22

20 17

20 12

20 07

0

Fuente: Agencia de la Energía Nuclear de la OCDE

ración proviene de 439 centrales nucleares en operación en 30 países con una capacidad total de 372 Gwe. Francia, Japón y Estados Unidos representan el 57% de la capacidad de generación mundial y hay 16 países que el año 2007 han producido más de la cuarta parte de su electricidad con energía nuclear. En junio del 2008 había en construcción 41 reactores nucleares en 14 países. La duración de la construcción (factor importante a la hora de fijar plazos para tomar decisiones) ha estado de 62 meses de promedio y sólo tres de las dieciocho centrales conectadas entre diciembre del 2001 y mayo del 2007 se construyeron en menos de 48 meses. Esta es un dato importante ya que la duración de la construcción es determinante en el cálculo del coste del Kwh. de origen nuclear. La figura 3 muestra los países con más centrales nucleares en activo en Europa. Como ya se ha recordado, la AEN, la Agencia para la Energía Nuclear de la OCDE, ha hecho previsiones de capacidad nuclear (fisión) mundial con el horizonte del 2050 bajo diferentes esce| 64 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


Fig. 3. Situación actual en Europa Finlandia 4 Suecia 10

Países Bajos 1 Bélgica 7 Rusia 31 reino unido 19 Lituania 1 Alemania 17

Ucrania 15

Francia 59

Rumanía 2

España 8

R. checa 6 Hungría 4 Suiza 5

Eslovenia 1

R. Eslovaquia 5

Bulgaria 2

Fuente: Agencia de la Energía Nuclear de la OCDE (2008)

narios. En la hipótesis de mayor crecimiento se multiplicaría la capacidad actual por un factor 3,8 y en la de menor crecimiento, por un factor de 1,5. Estas proyecciones coinciden con las que han hecho otras instituciones y no parece que la situación de crisis actual les haga cambiar sensiblemente, ya que una eventual disminución de les necesidades energéticas podría ir acompañada de una mayor participación de la energía nuclear en el total de energía producida y no de una disminución. Antes de seguir con la exposición del Sr. Reig es bueno presentar la experiencia de Finlandia, que es muy significativa para ilustrar este punto. El Sr. Harri Tuomisto, de Fortum Generation (Finlandia), la empresa que participa en la construcción de una central nuclear de fisión en este país, puso de manifiesto de manera clara las razones que han llevado al Parlamento y al Gobierno de Finlandia a optar por la energía nuclear, así como también expuso los pasos seguidos o que se debe seguir hasta el licenciamiento de la actividad. | 65 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

Como prerrequisitos que la propia empresa ya había superado comentó hacer el estudio de impacto ambiental y tener la capacidad de dar respuesta a la seguridad nuclear y a la gestión de los residuos. Además, tanto el licenciatario como los suministradores habían de tener la calidad y conocimientos adecuados para desarrollar estas tareas. Los argumentos del Gobierno fueron la necesidad de cumplir con los compromisos de Kyoto, en cuanto a la reducción de gases de CO2, a pesar de disponer del suministro necesario garantizado. Contaban, además, del informe positivo del organismo regulador finlandés, de emplazamientos adecuados, de la disposición de suministro de combustible, de la capacidad para gestionar los residuos, la participación de capital privado y la capacidad del solicitante para tirar hacia adelante el proyecto. Los argumentos del Parlamento fueron la necesidad de disponer de fuentes diversas de suministro energético para garantizar la autosuficiencia hasta en los momentos de crisis, los costes de producción, la baja probabilidad de tener un accidente, el reducido impacto ambiental al no tener emisiones de gases (algo que además representa una vía para disminuir las emisiones de CO2), la garantía de suministro de combustible y de gestión de los residuos (está en marcha un proyecto para recibir residuos de alta actividad) y el hecho de ser la única alternativa realista al gas de Rusia con lo que esto significa de dependencia y de posibilidad de costos crecientes. A pesar de los argumentos anteriores, el proceso de aprobación y construcción de una instalación nuclear no es fácil: empezó el mes de mayo del 1998 y no se acabará antes del 2011. A pesar de las dificultades, en Finlandia se están proyectando nuevas centrales para desarrollar en los próximos años, a la vez que se estudian sistemas que puedan reducir el tiempo de duración de los procesos y evitar los cuellos de botella, que se concentran en la disponibilidad de personal profesional y de ingenieros, en los componentes pesantes y en las cadenas de suministro de los componentes de la central. | 66 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


En cuanto al financiamiento, en la construcción participan tanto empresas privadas como empresas mixtas que tienen participación del Estado. Es la manera que han encontrado de poder hacer frente a unas inversiones muy importantes. Entendemos que la experiencia de Finlandia tiene que ser tenida en cuenta a la hora de programar la disponibilidad de energía a medio plazo. De un lado, el argumento de sus autoridades puede servir de referencia y, por el otro, la duración del proceso de construcción y licenciamiento con el encarecimiento que eso ha supuesto, tiene que poner en guardia a la hora de iniciar nuevos proyectos que tienen que encontrar la manera de mantener los plazos i, por tanto, los presupuestos. Si esto no se consigue, las incertidumbres en los costes pueden representar un freno importante en la fisión. La energía nuclear puede permitir satisfacer una parte del aumento previsto de demanda de electricidad mitigando al mismo tiempo los problemas ambientales de los combustibles sólidos. Ahora bien; no se puede perder de vista ni el aspecto económico, que será tratado más adelante, ni el de los riesgos, que para muchos superan las ventajas que pueda tener esta fuente de energía. Por eso, durante la conferencia el Sr. Reig (como también lo hicieron los Sres. Tuomisto y Carlsson con plena coincidencia con sus conclusiones) también abordó los aspectos relativos a la seguridad. En relación a esta, el primer aspecto a considerar es la seguridad física de las centrales. Las centrales nucleares en los países de la OCDE tienen excelentes registros de seguridad medido con diferentes índices, que permiten conocer el estado de “salud” de las instalaciones. Además, el nivel de seguridad ha ido mejorando como lo demuestran los datos de la figura 4 que hace referencia al porcentaje de disponibilidad de las centrales a nivel mundial. Este índice es el cuociente entre las horas que la central ha estado en funcionamiento a lo largo de un año y las horas totales de este año. Indica la presencia o ausencia de averías. Cabe decir que el tiempo de recarga se considera indisponibilidad. | 67 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

fig. 4. Factor de disponibilidad promedio de las centrales nucleares en porcentajes 88 86

porcentaje

84 82 80 78 76 74

6 20 0

20 05

4 20 0

20 03

20 02

20 01

0 20 0

19 95

19 90

72

Fuente: WANO (2007)

Un 80% de las centrales nucleares actuales funcionan con reactores de agua ligera de segunda generación, la mayoría fabricados en los años 70 y 80 y que en condiciones normales tendrían que seguir en funcionamiento y ser la principal fuente de energía nuclear hasta mediados de siglo. En el mundo, actualmente ya hay cuatro reactores de agua ligera de generación III+ y otras están en construcción. Representan una mejora de la seguridad y del rendimiento en relación a la generación II. A más largo plazo, más allá del 2030, se puede pensar en una generación IV que aportaría aún una mayor seguridad en la protección física contra amenazas terroristas y más resistencia en la proliferación de armamento nuclear. En relación al problema del armamento nuclear, la OCDE promueve protocolos mundiales para evitar que individualmente los Estados puedan promocionar su proliferación y que grupos delictivos o terroristas puedan usar los materiales nucleares con finalidades no pacíficas. En este sentido, el Tratado sobre la | 68 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


No Proliferación de Armamento Nuclear es la base jurídica y política que ha permitido mantener durante casi cuarenta años un régimen internacional de control de la proliferación de armas nucleares. Además, actualmente se están negociando soluciones multilaterales en cuanto a la seguridad del ciclo de combustible nuclear que pueden ofrecer más garantías a la comunidad internacional relativas al control de la proliferación de tecnologías nucleares, garantías necesarias ya que cada vez son más los países que disponen de ellas. En el párrafo anterior ya se han nombrado las tecnologías nucleares avanzadas que constituirán una mayor garantía contra las amenazas de proliferación, sabotaje i terrorismo. A pesar de todo, como ya se ha comentado, es evidente que cada vez más países tienen acceso a estas tecnologías y, por tanto, el esfuerzo por el control tendrá que ser más grande. Ahora bien; que pasa si los países que llamamos occidentales renuncian a la industria nuclear y no lo hacen otros países. No es fácil llegar a conclusiones admitidas por todos cuando se trata de estas cuestiones ya que, a pesar de que los grados de enriquecimiento del combustible por su uso bélico son mucho más importantes que los que se requirieran para el uso pacífico de la fisión nuclear, hay quien piensa que por razones políticas o económicas siempre habrá algún país que desobedezca los tratados internacionales y proporcione tecnología a países terceros. Ahora bien; no se puede pensar que si los países occidentales renuncian a la energía nuclear estos hechos dejarán de producirse. En esta conferencia, no se entró en el campo de los reactores rápidos ni en los ciclos de combustible avanzados que abren perspectivas posiblemente aún mejores que las descritas con los reactores de agua ligera. De toda manera, es posible que si se ven verdaderas perspectivas de uso industrial en la fusión, estas nuevas posibilidades de la fisión se verán afectadas. En estas jornadas se optó por presentar la fusión a su estado actual de investigación y, en función de como esta evolucione, y de como lo hagan las inversiones en centrales de fisión, se podría pensar | 69 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

FIG. 5. Primera parte del ciclo de combustible nuclear

39%

UO2

EXPLORACIÓN DE MINERÍA Y PRODUCCIÓN DE CONCENTRADOS DE URANIO

1%

2%

UF6

CONVERSIÓN U3O8 A UF6 HEXAFLUORURO DE URANIO ENRIQUECIDO UF6

U3O8

RECONVERSIÓn UF6 A UO2

12% INGENIERÍA Y FABRICACIÓN

46% ENRIQUECIMIENTO

ELEMENTOS COMBUSTIBLES

CENTRAL NUCLEAR

Se indica el % de coste de cada etapa del Ciclo sobre el valor final del Elemento Combustible.

en un futuro dedicar una jornada a los reactores de agua ligera y a los ciclos de combustible avanzados. En cuanto a la seguridad relacionada al suministro de combustible y su precio, la exposición del Sr. José Luís González, Presidente de ENUSA, la empresa nacional del uranio, permite sacar conclusiones interesantes. Antes de entrar en los aspectos de seguridad del suministro, vale la pena hacer una ojeada a los dos esquemas referentes a la primera parte del ciclo (antes de la incorporación al reactor nuclear) y a la segunda parte del ciclo (de la extracción al reproceso) del combustible nuclear. El primer paso consiste en un tratamiento químico para convertir el mineral en óxido de uranio (U3 O8) que en un segundo proceso se convierte en hexafluoruro de uranio (UF6). El uranio de este hexafluoruro tiene un 0,7% del isótopo 235 y por su uso como combustible en centrales que se refrigeren con agua se debe aumentar este porcentaje (actualmente hasta | 70 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


valores superiores al 4%). Es lo que se llama enriquecimiento del uranio. Posteriormente el hexafluoruro se convierte en óxido (UO2) a partir de lo que se fabrican los elementos combustibles. Los elementos combustibles usados conservan alrededor del 95% de su capacidad energética. Actualmente hay dos tendencias: la que almacena los elementos después de uso sin tratamiento a la espera del uso que se pueda hacer más adelante y la que reprocesa el combustible usado para volverlo a usar. El esquema recoge las dos tendencias. La primera, en la parte superior consiste en guardar el elemento usado (E.C.) en un almacén temporal que puede ser la propia central (CCNN), un almacén a parte, pero gestionado por la central (ATI) o en un almacén temporal centralizado (ATC). De aquí el combustible va a un almacén definitivo de residuos de alta actividad. Fig. 6. Segunda parte del ciclo de combustible nuclear AGP CCNN/ATI/ATC

E.C.

E.C.

CENTRAL NUCLEAR E.C.

REPROCESADO

CCNN/ATI/ATC El combustible irradiado conserva alrededor de un 95% de su capacidad energética

E.C.

E.C.

Combustible Combustible MOX ERU (con uranio (con plutonio reprocesado y y uranio natural enriquecido) empobrecido)

95% Uranio 1% Plutonio 3,5% Productos estables 0,5% Actinidos y otros

| 71 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

En el segundo caso, del almacén temporal el combustible se traslada a la planta de reprocesado donde se produce combustible ERU o MOX que es utilizable de nuevo. Los países productores de uranio se reparten por todo el planeta. Australia es el primer país productor con un 25% del total y seguidamente encontramos diferentes países africanos (Namibia, Níger, Sur-África...) con un 18%, Kazajstán con el 17%, América del Norte (Canadá y USA) con el 16%, Rusia con el 8%, América del Sur con el 6% y el 10% restante se obtiene en diferentes países en cantidades más pequeñas. Hay cinco empresas que convierten el mineral en uranio y en lugares diversos como Francia, Rusia, Estados Unidos, Canadá y el complejo Alemania-Holanda-Gran Bretaña. Finalmente, los mismos países, con la excepción del Canadá, tienen plantas de enriquecimiento de uranio (aumento del porcentaje de uranio 235). El uranio sin enriquecer tiene una proporción del isótopo 235 inferior al que se necesita para su uso en los reactores refrigerados con agua, que son los que se explotan actualmente, y hace falta aumentar esta proporción, en detrimento de la del isótopo 238, mediante un proceso de difusión en plantas muy especializadas y que necesitan un suministro importante de electricidad. En primer lugar, en cuanto a la seguridad de suministro, se debe nombrar que las centrales nucleares españolas se abastecen de plantas de enriquecimiento ubicadas en Francia, Rusia, Estados Unido y Alemania/Holanda/Gran Bretaña mediante ENUSA (que es la empresa española que fabrica elementos combustibles). Aquellas plantas obtienen uranio reconvertido de Francia, Rusia, Gran Bretaña, Alemania y Canadá, y estas lo han obtenido como mineral de Níger, Rusia, Australia, Canadá, Alemania, Sur-África y Namibia. Quiere decir que el abanico de suministradores es amplio. Además, excepto en África y Oceanía, en el resto del mundo existen fabricantes de elementos combustibles. El proceso y los costos de producción, en porcentaje, se encuentran en la figura 7. | 72 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


Fig. 7. Costos de fabricación, ingeniería i gestión (en porcentajes)

POLvo de UO2

pastilla

barra

10%

esqueleto

componentes

37%

Fabricación 37% Ingeniería 12%

Gestión projectos 4%

De un lado el óxido de uranio se convierte en pastillas que, se ensamblan en una barra. Del otro, componentes metálicos constituyen la estructura del elemento combustible. En la fase final, las barras de óxido de uranio se incorporan dentro de los tubos del esqueleto metálico para dar lugar al elemento combustible. En cuanto a la seguridad del suministro debemos tener presente que las capacidades de fabricación superan las necesidades, tal y como se puede ver en la tabla de la figura 8. Fig. 8. Necesidades de combustible PWR/BWR en el mundo. España dispone de reservas de uranio en la zona de Ciudad Rodrigo. Como pasa siempre en estos casos, la cantidad 8: Necesidades de combustible de estas reservas va atada al fig. PWR/BWR en el mundo precio del óxido de uranio necesidades capacidades 2065 3050 europa U3 O8. A más precio, más 1425 2155 asia reservas, ya que se convier2300 3900 América 5790 9105 total ten en explotables las que | 73 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

fig. 9. Costes combustibles nucleares en España

0,70 0,60

Cent €/KWh

0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Años

Fuente: ENUSA

no lo son a precios más bajos. Como referencia, a precios de 70 dólares por libra de U3 O8 las reservas son de 12.500 toneladas de U3 O8. Si el precio sube a 120 dólares por libra, las reservas aumentan hasta cerca de las 15.000 toneladas. En cuanto al precio de venta del combustible, esta es la suma de cuatro pasos que determinan los costes: obtención del mineral, conversión, enriquecimiento y fabricación del elemento combustible. En euros constantes los costes tienen una tendencia descendente, como muestra la figura 9. Debemos observar que el coste se da en céntimos de euro por kWh. producido. Quiere decir que en esta disminución del coste del combustible colaboran también factores como el grado de quemado a qué el combustible se extrae del reactor. Como ya se ha visto en una figura anterior, el combustible se extrae del reactor cuando aún tiene mucha capacidad de producir energía. Eso es debido a que el flujo de neutrones dentro del reactor cambia a medida que el combustible se va gastando y provoca que no se pueda extraer la máxima potencia. El grado de quemado indica | 74 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


la energía que se ha extraído cuando el combustible se retira del reactor. Como más Kwh. se producen con el mismo combustible, más baja el precio por Kwh. Con los años se ha podido pasar de 20 GWd/Mt a 45 GWd/Mt e incluso 60. Este aumento de eficiencia es debido al incremento del grado de enriquecimiento y de la calidad de la fabricación y por eso habitualmente no se distingue entre el abaratamiento obtenido por esta causa y los que proceden de otros factores. No es nada negativo, sino todo lo contrario, ya que la calidad de la fabricación de los elementos combustibles depende de ENUSA (Empresa Nacional del Uranio), en el caso de España, que suministra a las centrales españolas y dedica parte de su producción a la exportación. Ahora bien, el combustible no es el principal coste de una central nuclear. En efecto, el año 2006 el coste de un megavatio/ hora nuclear fue de media de 35,4€ y de este total, 20,1€ corresponden a costes del capital (las inversiones a hacer son muy importantes), 9,5€ en operación y mantenimiento, 3,4€ al combustible de la primera parte del ciclo y 2,4€ en la segunda parte del ciclo1. Todo esto quiere decir que considerando las dos partes del ciclo, el combustible representa el 16,4% del coste total. Todo eso hace pensar que aunque el coste de la segunda parte del ciclo aumentara considerablemente, el precio tendría que ser competitivo, principalmente si se compara con otros precios. Según la Agencia de Energía Nuclear, tal y como manifestó el Sr. Reig, el gas da precios entre 40 y 60€ y el carbón también puede llegar a estos valores, sin tener en cuenta el aumento de coste que puede representar la captura y almacenaje del CO2. Así pues, la dificultad económica de la energía nuclear radica más en el financiamiento de las inversiones que en los costes de explotación. Por eso se han hecho esfuerzos que han dado resultado, y se seguirán haciendo, para aumentar la vida útil de 1. Los críticos, que pudieron tomar la palabra durante el coloquio que siguió las exposiciones, piensan que en esta segunda parte no se contabilizan todos los gastos de almacenaje de residuos. | 75 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

las instalaciones sin perder seguridad, para mejorar la fiabilidad, para aumentar la potencia, para disminuir los tiempos de recarga y para introducir todas las novedades tecnológicas que ayuden a obtener estos objetivos. En palabras del Sr. González, el combustible nuclear es un producto tecnológicamente avanzado, intrínsecamente segur y en continua evolución que garantiza un suministro sostenido y optimiza el coste permanentemente mediante las mejoras tecnológicas que se han nombrado anteriormente. Permite mejorar el rendimiento de las inversiones en energía nuclear al hacer posible en muchos casos, como se ha dicho, un aumento de potencia y una prolongación en el tiempo de las licencias de actividad. Un último apunte relativo al combustible. Hay países que reprocesan el combustible nuclear (Francia y Japón) y otros que no lo hacen (Estados Unidos), aunque tienen en marcha programas de investigación de sistemas avanzados de reproceso. El reproceso permite disminuir notablemente el volumen de residuos de alta actividad y, además, permite alimentar otros reactores de agua ligera como se ha visto al comentar la figura 6. Aunque sin reproceso, el volumen de residuos es pequeño, y, por tanto, controlable, si se compara con las que producen otras actividades como, por ejemplo, las cenizas de una central de carbón. La cuarta intervención fue la del Sr. Torsten Carlsson, Presidente del Swedish National Council for Nuclear Waste y ex alcalde de Oskarshamn, municipio que ha solicitado la construcción en su territorio de un almacenaje de residuos de alta actividad. Habló del proceso seguido en Suecia para la construcción de un almacén de residuos de alta actividad. Los atrasos y el fracaso, hasta ahora, de algunos programas importantes de almacenaje de residuos radioactivos de alta actividad ha sido un lastre importante para la energía nuclear. En este sentido, Carlsson apostó por una colaboración eficaz de gobiernos e industria nuclear para garantir una gestión segura de los residuos. Por eso, en Suecia se ha creado un comité independiente, el Consejo nacional sueco por los Residuos Nucleares, que asesora el | 76 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


Gobierno mediante el Ministerio de Medio Ambiente. Está formado por expertos independientes en los ámbitos de la tecnología y las ciencias naturales y también en disciplinas como la ética y las ciencias sociales. Este comité reporta el estado del conocimiento en el ámbito de los residuos nucleares cada tres años y, con la misma frecuencia, elabora el programa de investigación de la Agencia Nuclear Sueca. También lleva a cabo un programa de información y transparencia mediante conferencias y seminarios. El aspecto de la formación e información sobre la energía nuclear en la opinión pública sueca tiene una gran importancia, ya que difícilmente se acepta aquello que no se conoce. Esta desazón por la transparencia en la información, necesaria si se quiere que la percepción popular al respecto de la energía nuclear mejore, se manifestó también durante las intervenciones de los asistentes en la jornada. En relación a eso, viene a colación volver a hacer referencia a la presentación del Sr. Reig que aportó datos obtenidos por la UE y que se muestran en las dos figuras siguientes. fig. 10. Percepción popular de las diferentes fuentes de energía en la ue Está en favor o se opone al uso de estas diferentes fuentes de energía en su país? Nuclear

37

36

20

Carbón

49

26

Petróleo

52

27

Gas

55

Mareas

27

Hidráulica Eólica

70

Solar

80

A favor

Opiniones equilibradas

4

7

4

40

60

En contra

8

10 14

23 2

65

20

17

24 2

60

0

5

47

42

Biomasa

6

20

80

9

21 3

5

14 2

4 100%

No sabe Fuente: Comisión Europea (2007)


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

fig. 11. El impacto del argumento del cambio climático en el apoyo popular en la energía nuclear el 2005 Corea

66

52

Indonesia

52

33

Australia

34

México

32

EEUU GB

34

Francia

25

Alemania

10

+ 8%

42

+17% +16% +17% +11% + 9%

24

14 0

+10%

42

25

16

Argentina

+11%

32

21

Arabia saudí

+ 5%

36

19

Camerún

+14%

38

22

Hungría

46

43

33

Canadá

+13%

44

33

india

+19%

47

45

40

20

+14%

+10% 30

40

50

60

70%

Después de tener en cuenta el cambio climático: hay que aumentar la energía nuclear. Sin tener en cuenta el cambio climático: la energía nuclear es segura, hay que construir nuevas centrales. Fuente: Agencia Internacional para la Energía Atómica, AIEA (2005)

La primera expone los porcentajes de aceptación de los diferentes sistemas de producción de energía eléctrica según datos obtenidos el año 2007 donde se ve que la percepción popular de la energía nuclear es la más negativa de todas. La segunda, recoge la opinión en diferentes países teniendo presente la necesidad de evitar la emisión de gases con efecto invernadero o sin considerar este hecho. Se ven dos cosas; que hay países que, a pesar de no considerar el cambio climático, son mayoritariamente favorables a la construcción de centrales nucleares seguras y que el grado de aceptación aumenta cuando se considera el efecto de los gases de efecto invernadero. | 78 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


Fig. 12. Sistema de gestión de residuos en Suecia Planta energía nuclear

Laboratorio Intermedio de Almacenaje

Combustible nuclear usado Nave Sigyn residuos operativos

Hospitales, industria e investigación

SFR, Almacén de residuos de baja actividad Fuente: SKB (Consejo Sueco para Residuos Nucleares)

En su exposición el Sr. Carlsson detalló las actividades desarrolladas por el comité que preside durante el año 2008 y sus proyectos de futuro. Entre estas actividades encontramos desde cuestiones técnicas, como el análisis de la posible corrosión del cobre en agua, a cuestiones políticas, como la decisión de donde se ubicará el almacén de residuos. Respecto a este último elemento, Carlsson especifica que en la segunda mitad del año 2009 se publicaría el emplazamiento seleccionado entre los dos que optan en este momento y, a continuación, se pondría en marcha el proyecto definitivo. El Sr. Carlsson puso de manifiesto que el volumen de residuos radioactivos producidos es reducido y que hay tecnologías apropiadas y un consenso internacional en relación con la viabilidad y seguridad técnica del almacenaje geológico de residuos de alta actividad. Por eso su país ha decidido disponer, además de un almacenaje para residuos de baja y media actividad (SFR), de un otro de alta actividad. Las figuras 12 y 13 muestran de manera clara como se prevén hacer estos almacenajes. | 79 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

Fig.13. El sistema KBS-3

Gestión projectos 4%

En la figura 12 se muestran los caminos que siguen de un lado los residuos de baja actividad, que se producen tanto en las centrales nucleares como en los hospitales, industrias y laboratorios de investigación, desde el lugar de origen hasta el almacén de residuos de baja actividad (SFR) y del otro los de alta actividad que, procedentes de las centrales nucleares, se almacenan en almacenes intermedios (ya se ha comentado en la figura 6) y después del acondicionamiento pertinente (que muestra la figura 13) se introducen en el almacén definitivo de residuos de alta actividad. Mientras que en a figura 13 se muestra el sistema adoptado en Suecia consistente en colocar un número determinado de elementos combustible usados dentro de unas vainas y estas dentro de camisas cerámicas par garantizar la estabilidad dentro del almacén. El Comité presidido por el Sr. Carlsson también actúa en relación al desmantelamiento de las centrales que han llegado al final de su vida útil. Constata que ya se han hecho diversos desmantelamientos sin que se haya presentado ningún problema relevante. | 80 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


ENERGÍA NUCLEAR DE FUSIÓN

S

i la fisión puede representar un presente sin CO2, aún y la permanencia de algunos interrogantes (residuos, precios del ciclo completo, inversiones, etc.) la fusión, por su lado, puede representar el futuro energético sin ninguno de los inconvenientes de la fisión. Por eso la segunda jornada se dedicó a esta tecnología con la participación de tres personas que ocupan sitios clave en el desarrollo de esta tecnología. Fueron el Sr. Octavi Quintana Trias, Director responsable de Euratom en la Comisión Europea, entidad que coordina el programa de fusión en la Unión Europea y su financiamiento; el Sr. Carlos Alejaldre Losilla, Director general por la UE del Proyecto ITER de Cadarache; y el Sr. Didier Gambier, Director de Fusion for Energy (F4E), que es la oficina de la UE para este proyecto y que tiene la sede en Barcelona. Debido a la extensión de sus intervenciones, y las interrelaciones que presentan, hemos creído también conveniente de hacer un amplio resumen. El contenido de esta sesión monográfica se puede dividir en los bloques siguientes: | 81 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

• Necesidad de encontrar alternativas energéticas a las actualmente existentes, tanto desde el punto de vista medioambiental como del de garantir un suministro estable a unas necesidades crecientes. La investigación en el campo de la fusión tiene como objetivo dar respuesta a estas necesidades. • Descripción detallada del proyecto ITER. • Participación en la construcción de ITER. No hace falta insistir en el primer punto, ya tratado al hablar de fisión. En todo caso constatar que otras personas cualificadas plantean las mismas cuestiones y que, en el marco de la Estrategia Europea de Tecnología para la Energía (The European Technology Strategy for Energy o SET plan), hay una línea de investigación centrada en la nueva generación de reactores de fisión (GEN IV). Quiere decir que a nivel europeo se cree que no se puede abandonar de entrada este sistema de producción de energía. Además, por mucho que aún no se hayan producido los resultados esperados, debemos tener presente que Europa, en los últimos cincuenta años, ha sido pionera en la investigación de la fusión como medio para llegar a producir energía limpia, algo que también se pone de manifiesto en el proyecto ITER. De la investigación iniciada hace más de cincuenta años debemos nombrar, como hito importante y precedente de ITER, el JET (Join European Thorus) en el Reino Unido, que demostró la viabilidad del proyecto. De momento, esta máquina JET sólo ha sido capaz de producir reacciones de fusión puntualmente y no de manera continuada. Las ventajas del proceso de fusión nuclear sobre la fisión son múltiples, y por eso, al no producirse reacción en cadena, al no tener prácticamente calor residual que, además, se centra en los materiales estructurales, al tener un pequeño inventario de combustible, al no tener radioactividad de larga vida o alta actividad, al no haber problemas de “no proliferación”, al no producir emisiones de gases de efecto invernadero y al no poder producir accidentes con consecuencias sobre terceros, tanto por las ventajas como por | 82 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


la seguridad intrínseca de esta fuente de energía, se ha promovido un paso un poco más allá del JET. Este paso es el proyecto ITER. Debemos buscar su origen en la Conferencia de Superpotencias de Ginebra el año 1985 donde los Presidentes Reagan y Gorbachev propusieron un esfuerzo internacional para desarrollar la energía de fusión. Asimismo, hasta el 21 de noviembre del 2006 los participantes en el proyecto ITER no firmaron el acuerdo en el Palacio del Elíseo de París. Estos socios son: China, Europa, India, Japón, Corea del Sur, la Federación Rusa y los Estados Unidos de América. Debemos constatar que la participación de Europa es unitaria es decir, no participan los Estados miembros uno a uno sino que es la UE la que lo hace en nombre de todos y, además, de manera mayoritaria. Los otros socios son Estados. El objetivo de ITER (“camino” en latín) es hacer el paso necesario para desarrollar la fusión como fuente de energía demostrando su viabilidad científica y tecnológica. Así, se convierte en el proyecto de fusión más importante hecho hasta ahora y uno de los desafíos tecnológicos más importantes del mundo. Y, ¿en qué consiste ITER? En esencia se trata de crear las condiciones, mediante un campo magnético poloidal y otro toroidal, para mantener una reacción de fusión de átomos de deuterio y de tritio que al unirse crean helio y neutrones. Este proceso se hace a una temperatura de cien millones de grados sin que eso afecte las estructuras de confinamiento. En cierta manera se trata de reproducir una reacción que tiene lugar en el sol. La figura 14 muestra de manera esquemática como se obtiene el confinamiento del plasma a tan elevada temperatura. Como recordó el Sr. Alejaldre: • Se prevén 10 años de construcción, 20 años de operación y 5 años de desactivación y desmantelamiento. • El coste inicial se cifra en 5 billones de euros para la construcción y 5 más para la operación y el desmantelamiento. • Integrará la mayor parte de las tecnologías necesarias para las futuras plantas de fusión. | 83 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

fig. 14. Confinamiento magnético Plasma

Campo magnético toroidal

Campo magnético poloidal

El ITER está diseñado para producir 500MW térmicos utilizando procesos de fusión (10 veces la energía inicial) de manera sostenida. Lógicamente la energía que se extrae tiene que ser superior a la que hace falta para el funcionamiento. En este caso es diez veces superior. La máquina tiene unas dimensiones extraordinarias con un peso total de 23.350 toneladas, equivalente al peso del Empire State Building. Se espera que el año 2018 ITER podrá empezar a funcionar, la vida útil del cual, como se ha dicho, se cifra en veinte años. Después se procederá a su desmantelamiento. La figura 15 es una sección del núcleo de esta máquina. Para la obtención de electricidad a nivel industrial, se deberá esperar alguna década más. De treinta a cuarenta años a partir de ahora podría ser una meta optimista. No se pretende hacer una descripción exhaustiva del corazón de ITER sino dar una idea de lo que se está hablando así como | 84 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


Fig. 15. Corazón del ITER

de su magnitud. Una persona en esta figura tendría una altura de unos cuatro milímetros. Debemos insistir, tal y como lo hicieron el Sr. Quintana y el Sr. Alejaldre, en lo que puede representar la participación de nuestras empresas y nuestros centros de investigación en el proyecto ITER, tanto en investigación puntera como en términos de generación de negocio empresarial. Y esto se refiere tanto a las empresas catalanas y españolas como a la misma Europa. Europa, que como se ha dicho, ha sido líder en la investigación de la fusión desde hace más de cincuenta años y ahora participa en más de un 45% en el proyecto ITER. Lo hace de una manera unitaria mediante el EURATOM (Comisión Europea). EURATOM tiene el compromiso de velar por el éxito de la fusión. Para EURATOM, tal y como recordó el Sr. Quintana, el reto energético es el prerrequisito para la resolución de cualquier | 85 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

otro problema a nivel mundial. A medio plazo la fusión nuclear tendrá que ser una parte necesaria de cualquier combinación posible de producción energética. La Comisión es responsable de gestionar el programa europeo de fusión y de una manera particular ITER, coordinando los aspectos internacionales a diferentes niveles, tal y como explicó el Sr. Quintana en su exposición. Para Europa es imperativo que la comunidad científica y los que tienen que tomar decisiones políticas trabajen conjuntamente par garantizar el éxito de ITER i por eso es indispensable disponer de un programa paralelo a la construcción de ITER. Este es el programa FP7 (Euratom Framework Programme for Research 2007-2011); forma parte de un programa más general y tiene un presupuesto de 2,7 miles de millones de euros. De estos, 1.947 van dedicados a la fusión, 287 a la fisión y 517 al Joint Research Centre. Este programa, además de todo lo que hace referencia a ITER, prevé la construcción de reactores prototipos de futuras centrales productoras de electricidad (DEMO) y la disponibilidad de recursos humanos. En este sentido, la formación de personal es tan importante como la innovación tecnológica necesaria para el proyecto. Como ejemplo de actuaciones complementarias a la propia instalación de ITER debemos decir que el JET en Gran Bretaña será mejorado sensiblemente para que pueda dar soporte al diseño final de ITER y a la preparación para su explotación, a la vez que la mayoría de su personal irá destinado al proyecto ITER una vez este se ponga en marcha. No se puede olvidar que el programa de investigación nuclear del EURATOM da una gran importancia a los potenciales efectos de la generación de energía para fusión nuclear sobre la salud humana. A pesar de que las conclusiones de los estudios son coincidentes y apuntan qué los efectos sobre la población son negligibles (tanto los de fusión como también los de la fisión de acuerdo con lo que expuso el Sr. Quintana), debemos hacer un esfuerzo de convencimiento sobretodo en aquellos países don| 86 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


de, por cuestiones éticas o, también, económicas, hay oposición a qué se haga investigación en el campo nuclear. Es importante sentir por parte de un alto representante del EURATOM que los efectos de la fisión sobre la población son también negligibles. Además de la Comisión, las otras organizaciones que participan en el programa, bajo el control del EURATOM son: Fusion for Energy (F4E), con sede en Barcelona, que es el instrumento ejecutivo y la agencia doméstica de la UE tanto por ITER propiamente dicho como por las actuaciones relacionadas que se llevan a cabo en el Japón. Específicamente se encarga de la unidad de test de materiales avanzados, de las mejores en el JT-60, del Tokamak japonés que se especializará en superconducción como satélite de ITER y del Centro de investigación en Energía de Fusión (IFERC) para coordinar tanto los diseños DEMO, antes nombrados, como otras actividades de investigación. Laboratorios de Fusión Nacionales Asociados a lo largo de todos los Estados miembros de la UE, además de Suiza, mediante la EFDA, órgano de coordinación de esta red. Un proyecto como el que se acaba de resumir representa un reto y muchas oportunidades para las empresas que puedan y quieran incorporarse. La presentación del Sr. Gambier consistió precisamente en explicar estas posibilidades de colaboración. Hay que tener presente, como ejemplo, que un 38% de los contratos de tecnología que se hicieron en el CERN, conllevó la generación de nuevos productos punteros que hoy se encuentran en el mercado. La construcción de ITER depende de los progresos que seguro que se harán en tecnologías líderes y que proyectarán internacionalmente las empresas que participen de las innovaciones que surjan. Además, el hecho de que la explotación industrial aún es más o menos lejana no tendría que ser un obstáculo en la participación. La presencia en Barcelona de la oficina principal de F4E debería permitir a empresas de nuestro entorno incorporarse en la investigación y desarrollo de una nueva tecnología y con posibilidades de futuro que tiene la UE como líder mundial. | 87 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

Europa tiene que participar por valor del 45% del total de la construcción y el 34% de la operación, desactivación y desmantelamiento. Está involucrada en la investigación y en todas las tecnologías estratégicas aplicables a ITER como son: • Los magnetos superconductores • El contenedor al vacío • El diversor y el primer muro de contención • Los módulos de test • La manipulación remota • Los sistemas de haz neutral y los girotrones • Los edificios y la preparación del terreno La figura 16 representa los porcentajes de participación de los diferentes países que colaboran en el proyecto y los elementos en los cuales participan. Cada país, y también la UE como un actor unitario, tienen que hacerse cargo y aportar las partes que le corresponden. Como se puede observar, la UE es el único socio que participa en todos y cada uno de los componentes y elementos a desarrollar. El Sr. Gambier puso de manifiesto que, como es lógico en un proceso de este tipo basado fundamentalmente en la innovación, la mayor parte de contrataciones no son como las convencionales, ya que en muchos casos las soluciones a los requerimientos y retos técnicos no son evidentes y hace falta hacer la investigación pertinente para encontrar las mejores aplicaciones. De hecho, hay sistemas, como el de diagnóstico, manipulación remota, módulos de test y otros, que aún requieren actividades importantes de investigación y desarrollo antes de ser dados por buenos. En otros casos, lo que se debe desarrollar son nuevos sistemas de construcción, debido a la novedad de las piezas necesarias para montar la máquina de ITER. Otros componentes son puestos en cuestión para facilitar su integración en el conjunto, y también para poderlos fabricar con el menor riesgo posible. Finalmente, para un porcentaje no demasiado grande de los componentes necesarios se puede hacer una petición de ofertas convencionales. | 88 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


fig. 16. Aportaciones en especie

500 400 300 200 100 0 JF o étic or agn ned n, a mconte m ció o te y era ient Sis frig enim e r ta at, ant lan ost , m iop a Cry blaje , Cr nci m u ote am riti s, ep ens d ó, T i tico rol o c tr Va nos cont inis iag m d os u , S ón fici cci Edi lefa Ca

IN us rF Ko CN JA EU

No hace falta decir que para poder optar a participar en un concurso de este tipo, hace falta que previamente las empresas interesadas hayan pedido y obtenido la aprobación de su capacidad en función de los conocimientos demostrados, experiencia en otros proyectos, etc. El Sr. Gambier detalló cada uno de los componentes principales explicando como se hará la contratación y el estado de avance, detalle que excede el interés de este trabajo, pero vale la pena dar un ejemplo. La figura 17 explica las características del sistema magnético y lo que hace falta subministrar para su montaje, del cual se encarga la UE. ITER es un proyecto que puede experimentar muchos cambios durante su implementación y eso exige que F4E sea flexible tanto en las estrategias de contratación, como en los mecanismos de respuesta a las dificultades y retos, y en la capacidad de | 89 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

Fig. 17. Sistema magnético del ITER sistema

energía

pico del

total

long. del

peso

gj

campo T

mat

conductor km

total t

41 6,4 4 -

11.8 13.0 6.0 4.2

164 147 58.2 3.6

82.2 35.6 61.4 8.2

6540 974 2163 85

Campo toroidal tf Solenoide central campo poloidal tf Anillos de corrección CC

incorporar con rapidez cualquier cambio tecnológico o detectar las no conformidades a los requerimientos del conjunto. Es un proyecto que tendrá un fuerte impacto económico en Europa tanto en el corto como en el medio y largo plazo con la posibilidad de proyectar más de una firma empresarial poco conocida a niveles de excelencia mundial. Es una oportunidad de oro y por eso F4E, aún y tomar las precauciones necesarias para trabajar con los mejores suministradores, ha puesto en marcha un sistema de concurso abierto, aunque complexo, para hacer las contrataciones. Este sistema, que Gambier apuntó al final de su intervención, se puede resumir diciendo que los contratos hasta 5000€ se harán sin ningún otro protocolo que no sea el habitual; hasta 50.000€ los contratos requerirán negociación entre diferentes partes, aunque se podrán atorgar a un subministrador único; los contratos de entre 50.000€ y 250.000€ serán negociados con un mínimo de tres ofertantes; y finalmente, por encima de 250.000€ los concursos y los contratos serán restringidos, abiertos y, en casos excepcionales, negociados.

| 90 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


PRINCIPALES ELEMENTOS DE REFLEXIÓN Y SUGERENCIAS DE LAS DOS JORNADAS

D

os sesiones intensas como las recogidas en este volumen dejan muchas sugerencias de los elementos esperanzadores y de cautela en el campo de la energía nuclear. Enumeramos los que consideramos más significativos. Es evidente que si para el año 2020, tal y como quiere la UE, hace falta reducir las emisiones en un 20%, se quiere mejorar la eficiencia energética en un 20% y las energías renovables tienen que representar un 20% de la aportación energética total, hay que emprender des de ahora los cambios necesarios para conseguir aquellos objetivos. La reducción de las emisiones del CO2 se cuenta en relación al año 1990, que se toma como referencia. La producción de energía eléctrica es una de las causantes más importantes de estas emisiones. Se trata pues de un sector donde hace falta tomar mesuras urgentes que tiendan a disminuirlas. Hasta ahora no ha sido este el camino, ya que en Cataluña, por ejemplo, el sector energético es el único de los que tienen las emisiones registradas que emite por sobre de los valores asignados. | 91 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

Debemos recordar que, como consecuencia del Protocolo de Kioto, los diferentes estados de la Unión Europea se han marcado unos límites máximos de emisiones; en el caso de España y, por tanto, de Cataluña, son el 37% superiores a las emisiones registradas el año 1990 en el periodo 2008 - 2012. Si no cumplimos ni tan solo este límite ahora se comprende que hacen falta medidas cada vez más drásticas si se quieren reducir las emisiones para el año 2020. Las empresas españolas productoras de electricidad ya se están asegurando unos complementos de emisión colaborando en proyectos limpios en países terceros, pero a pesar de esto, y dejando de lado las opiniones que son contrarias a este sistema de obtención de derechos de emisión, se debe hacer mucho más. Uno de los cambios tendrá de ser el del mix energético actual, demasiado dependiente de los combustibles fósiles. En Cataluña se usa poco carbón para la producción de electricidad y por eso le afectan menos las investigaciones que se hacen para capturar y almacenar el CO2 producido en su combustión. A pesar de que este proceso es difícil y que, en cualquier caso, es también caro, se siguen haciendo investigaciones para poderlo poner en marcha, como solución provisional mientras no se encuentran otros sistemas productores de electricidad fiables y a un precio asequible. A la vez, si bien ha disminuido el uso del petróleo, en cambio, ha aumentado mucho el uso del gas como combustible. Es cierto que el uso del gas representa muchas ventajas en relación al petróleo; prácticamente no se producen gases sulfurosos ni nitrosos (estos últimos también hay que contabilizarlos como gases de efecto invernadero). Además, las turbinas que se usan en las centrales de ciclo combinado, producen un rendimiento mucho más alto y, por tanto, la cantidad de gases producidos para dar una cierta cantidad de electricidad es muy inferior. Sin embargo se siguen produciendo cantidades importantes de CO2. Tal vez, para este CO2, y también para el producido en otros procesos, como el de la fabricación de cimiento, por ejemplo, ha| 92 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


brá que seguir con interés los resultados de las investigaciones de captura y almacenaje del CO2. Ahora bien, lo que realmente hay que cambiar es la participación de los diferentes sistemas de producción de energía en el mix energético, de una manera urgente. Hay que dedicar un gran esfuerzo a la investigación en energías renovables, y, de una manera especial, a la posibilidad de acumulación de energía. Si bien en España la colaboración de las energías renovables en la producción de electricidad en cuanto a potencia instalada logra valores que podríamos considerar buenos, no se puede decir lo mismo si nos referimos a Cataluña. Pero si hablamos de la colaboración en el total de energía utilizada, tampoco España está aún al nivel deseable y, mucho menos, Cataluña. Haría falta preguntarse porque en Cataluña hay menos producción de energía renovable que en otras partes de España. Para empezar, hay que reflexionar sobre el por qué de esta situación y ver si interesa cambiarla o eso conlleva otros problemas que se quieren evitar. En cualquier caso, parece evidente que, especialmente en Cataluña, debemos hacer un esfuerzo importante en este ámbito. Ahora bien, una vez hecho este esfuerzo habrá aún otros problemas a resolver. Uno de ellos, muy importante, es la posibilidad de almacenaje de la energía producida por estos medios. Es evidente que a las empresas productoras de electricidad se les exige que la suministren cuando hace falta y donde haga falta y eso requiere una seguridad de suministro que actualmente las energías renovables no pueden proporcionar. Por ese motivo debemos insistir en la búsqueda de soluciones que superen los inconvenientes actuales y que, a la vez, suministren electricidad a precios comparables a los de otros sistemas. Y cuando hablamos de precios no se puede olvidar que en la comparación tienen que entrar todos los componentes para comparar precios homogéneos. También hay que dedicar toda la atención al ahorro de ener| 93 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

gía y a la mejora de la eficiencia energética, tanto en la industria, como al transporte y a la vivienda. Al hablar de energía en general, y de electricidad en particular, no se puede perder de vista que la energía que no se gasta no hay que producirla y que, por eso, la fuente de energía más interesante es el ahorro. Este ahorro se consigue mediante la sensibilización de los usuarios y con la mejora de la eficiencia energética en todos los procesos. Aunque, en general, el transporte no es un gran usuario de electricidad (lo tendría que ser más substituyendo el transporte terrestre para el tren), hay que dejar constancia que en Cataluña es el sector que más emisiones de CO2 provoca. Así pues, hay que introducir más innovaciones y cambiar muchos paradigmas. Como que no ha sido el objeto de estas jornadas, no insistiremos más. Probablemente en la industria, y, sobretodo, en las industrias que tienen una dimensión más grande, es donde se hacen más esfuerzos para mejorar la eficiencia energética, entre otras razones porque estas mejoras repercuten directamente en ahorro económico. Queda mucho por hacer en la pequeña y mediana empresa donde aún hay muchas posibilidades de mejora. También se puede mejorar mucho en el sector servicios y en el doméstico donde, para empezar, hay que valorar los edificios por su bondad energética y no por su singularidad artística. Eso exige también otro cambio de paradigma que sale del alcance de las dos jornadas que se comentan. A pesar de todo, parece que para garantizar el suministro a un precio aceptable y con seguridad, hay que plantear la posibilidad que ayude la energía nuclear de fisión, solución que han adoptado algunos países, de la misma manera que se estudia la manera de poder separar y almacenar el CO2 de las centrales térmicas de carbón, como solución provisional mientras no se disponga de otros métodos de producción de energía limpia. Decimos “a pesar de todo” porque de todos es conocida la opinión popular contraria, en general, al uso de esta tecnología para la producción de electricidad. | 94 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


Como valores positivos no se puede perder de vista que las centrales nucleares de fisión no emiten CO2 y que aunque tengan en cuenta la fase de construcción y el ciclo de vida de los materiales, los valores quedan muy por debajo de los de otros sistemas de producción de energía. La seguridad de suministro de combustible y su precio son también mucho mejores comparativamente a los de otros sistemas de producción, como se puso de manifiesto durante las jornadas. Son estos aspectos positivos y la posibilidad de dar respuesta a los negativos, como se verá en el siguiente punto, lo que ha llevado a países como Finlandia a volver a construir centrales nucleares de fisión. También Suecia, dónde una moratoria impedía cualquier planteamiento de este tipo, empieza a considerar la posibilidad de volver a la energía de fusión, aunque ya tiene diez reactores en funcionamiento. Los ponentes han puesto de manifiesto que, a pesar de los problemas que puede presentar la fisión, se dispone de tecnología suficiente para hacer frente. En primer lugar, en cuanto a la seguridad de funcionamiento hay que poner de manifiesto el alto grado de disponibilidad de las centrales nucleares en funcionamiento es decir, el alto número de horas de funcionamiento en relación a las posibles. Es cierto que episodios recientes que se han producido en Cataluña no ayudan a tener esta percepción por parte de la población, pero no se puede perder de vista que estas mismas centrales durante años han estado en las primeras posiciones en cuanto a esta disponibilidad. Podemos suponer pues que se trata de episodios pasajeros y que habrán sido estudiados por las propias centrales y por los organismos reguladores para extraer las consecuencias y acciones pertinentes. Estamos seguros que todos tenemos muy presente que en ninguna instalación, y mucho menos en las centrales nucleares, se pueden hacer ahorros en su mantenimiento y mejora, sin invertir todo lo necesario para garantizar la máxima seguridad. En cuanto a la seguridad en el almacenaje de los residuos de alta actividad, la experiencia de Suecia, confirmada por Finlandia | 95 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

que tiene un proyecto equivalente, después de haber analizado todos los problemas que se puedan presentar y haber encontrado solución, permite ser optimistas. Holanda tiene ya una planta de almacenaje de este tipo que está funcionando sin problemas. Nos referimos a posibles problemas de corrosión, de desestabilización de las camisas cerámicas contenedoras... Quedan las cuestiones relativas a la posibilidad que la investigación tecnológica se use para armas nucleares y, en consecuencia, pueda derivar en episodios terroristas. No es un tema de fácil planteamiento ni solución, aunque la comunidad internacional se esfuerza en establecer mecanismos que minimicen los riesgos. También técnicamente quedarán minimizados con los reactores de cuarta generación con los que se investiga actualmente. En cualquier caso, la energía nuclear de fisión es suficientemente conocida para que si algún país quiere acceder lo pueda hacer (véase el caso de Irán). Se ha visto también como no tiene que haber problemas ni en el suministro de combustible ni con su precio. Finalmente, en cuanto al precio final del Kwh., muy atado a la inversión inicial, nada nos hace pensar que no se puedan establecer las condiciones necesarias, tanto por la construcción como por el licenciamiento, que permitan completar un proyecto en los plazos de tiempo y de presupuesto previstos. En todo caso, uno de los aspectos a resolver es la aceptación popular de esta solución. Para cambiar el signo negativo actual de la opinión pública, hay que dar información clara, completa y abierta. Parece claro que ningún Gobierno optará por la energía nuclear de fisión si la opinión popular está totalmente o mayoritariamente en contra. Por diferentes razones, las informaciones que se han dado sobre cuestiones relativas a este tipo de energía, y a la energía en general, pocas veces han sido neutrales. Tanto por parte de los defensores como por la de los detractores, se han exagerado virtudes y defectos de tal manera que el ciudadano no sabe a quién tiene que hacer caso y, en caso de duda, es lógico que se decida por aquello que le parezca que le dará más seguridad o que cambiará menos su situación actual. | 96 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


Por ejemplo, en el caso del accidente de Chernobil, de consecuencias nefastas, pocas veces se dijo que la central era de una tecnología que nunca ha usado ningún país occidental y que pocos años antes un accidente equivalente en Harrisburg no había producido prácticamente ningún daño a personas y territorios próximos a la instalación. Hay que ser muy transparente y explicar con claridad todos los pros y contras de los diferentes sistemas, sus costes reales y las consecuencias que tienen en otras cuestiones, como las relativas al cambio climático, por ejemplo. Una información fehaciente conlleva que los ciudadanos decidan por ellos mismos y sin la presión de actitudes preestablecidas. Cuando se hace así se obtienen resultados muchas veces sorprendentes como, por ejemplo, el hecho que en Suecia sean varios los municipios que hayan participado en el concurso para tener el almacén de residuos de alta actividad, algo que se ha hecho con la aceptación de la mayoría de ciudadanos de estos municipios. Actualmente se han seleccionado dos, de los cuales sólo uno será el finalmente escogido. Otro ejemplo es el cambio de porcentajes de aceptación en diferentes países antes y después de tener en cuenta el cambio climático, es decir, cuando hay más elementos a valorar o tener en cuenta. Incluso en aquellos casos en que no se vea claro, no se puede dejar de considerar esta posibilidad y compararla con otras, con todas sus ventajas e inconvenientes. Entendemos que no se pueden tener actitudes preestablecidas. Hace falta que todas estén bien fundamentadas y, a la vez, tengan en cuenta la necesidad de poder disponer de electricidad de una manera constante y segura en diferentes escenarios de crecimiento. Hay que tener presente que a partir del momento en que se decide disponer de un tipo determinado de suministro hasta que este se hace efectivo, pasa mucho tiempo. Si, finalmente, se opta por la energía nuclear, este tiempo es largo y, además, hace falta un esfuerzo importante de financiamiento. Queremos decir que no se puede pensar en que ya decidiremos cuando tengamos el | 97 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

problema, sobretodo si deseamos seguridad de suministro en cualquier circunstancia, sino que hace falta una previsión esmerada a medio y largo plazo. Si se consideran las prospecciones hechas por la Agencia Internacional de la Energía se constata que con el escenario del año 2050 la participación en porcentaje de la energía nuclear de fisión no solamente no disminuye sino que tendría que aumentar. Hay aún otro frente la decisión sobre el cual no se tendría que demorar. Se trata del alargo de vida (o no) de las centrales nucleares que están en funcionamiento. Como puso de manifiesto el Sr. González, las centrales en funcionamiento incorporan nuevas tecnologías que no solamente les permite mantener la calidad inicial, sino que la mejoran igualándose a las que han sido construidas más tarde. Eso requiere tiempo e inversiones de una cierta importancia y, por tanto, las decisiones sobre la renovación y mantenimiento de las instalaciones tampoco se pueden tomar con inmediatez. Haría falta pues conocer con tiempo cuál es la solución que se quiere adoptar, que lógicamente tiene mucho que ver con la posibilidad de sustituir la energía que produce una central nuclear en el momento de clausurarla por otras fuentes, y cuáles son las mejoras a introducir no sólo para mantener su seguridad sino también para aumentarla. El organismo regulador competente tendría que ser determinante a la hora de tomar una decisión de este tipo. La fusión nuclear puede ser una solución a un plazo un poco más larga. En el estadio actual de desarrollo todo hace pensar que es posible llegar, si bien queda aún mucha investigación por hacer. Representa la posibilidad de obtener energía limpia y prácticamente sin limitaciones. Es evidente que las perspectivas que abre la fusión son muy atractivas. De hecho lo que pretende hacer el proyecto ITER es reproducir una reacción que ya tiene lugar en el sol de forma natural. ITER en este sentido es un proyecto de investigación aplicada en el que Europa tiene puestas todas sus esperanzas y donde de juega mucho, como lo demuestra su participación mayoritaria. Proba| 98 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


blemente los déficits energéticos europeos han llevado a tomar este liderazgo en un proyecto que es puesto en cuestión por algunos tecnólogos de otros países, principalmente norte-americanos. De todas maneras, hay que ser prudente no sólo a la hora de prever una fecha para su explotación industrial sino incluso a la hora de dar por seguro que se conseguirán superar todas las dificultades tecnológicas que presenta la fusión. Tanto los experimentos llevados a cabo en la Gran Bretaña como el conocimiento conseguido en otros laboratorios, permiten ser optimistas. En todas estas cuestiones se debe ser muy prudente, ya que no es fácil saber donde acaba la opinión realmente técnica y comienza la interesada, normalmente por razones que poco tienen a ver con las conveniencias y necesidades energéticas y sociales. En cualquier caso, como europeos, como región que quiere cuidar el medio ambiente y también como región deficitaria de energía hace falta que sigamos el proyecto ITER con todo el interés y nos involucremos en la investigación tanto como sea posible. Esta investigación la hace el proyecto ITER que tendrá que dar lugar a unidades DEMO y, a medio plazo, a la producción de energía de fusión a escala industrial. Actualmente representa un reto y una oportunidad para laboratorios de investigación y empresas de todo tipo. El proyecto ITER es un paso intermedio imprescindible para poder dar el próximo: la construcción de unidades DEMO que serán el último paso antes de la explotación a escala industrial. Japón tendrá un papel importante en el desarrollo de estas unidades DEMO y por eso tiene una gran importancia para Cataluña que el vínculo con ese país lo haga la oficina en Barcelona de F4E. Parece lógico que aquellos laboratorios y empresas que hayan jugado un papel importante en la fase actual de desarrollo de esta tecnología estén en mejores condiciones para jugar un papel importante en las fases siguientes. La UE tiene la participación mayoritaria en este proyecto (superior globalmente al 40%). Ya se ha comentado en un punto anterior, pero vale la pena | 99 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

darle toda la importancia que tiene este hecho. No estamos muy acostumbrados a que la vieja Europa sea líder en proyectos de tecnología avanzada. Y el proyecto ITER tiene que servir para romper prejuicios como este. Nos atreveríamos a decir que su éxito es un reto que nos tiene que llenar de orgullo de pertenecer a una parte del mundo que será capaz de proveernos de energía limpia. No nos lo podemos mirar como algo alejado de nosotros, sino como una cosa propia el éxito de la cual hará que nos enorgullezcamos. Ya se ha hecho una referencia a la importancia que un proyecte de este tipo puede tener para nuestros laboratorios y nuestras empresas. Habrá también la necesidad de disponer de personal capacitado y eso abre perspectivas importantes para nuestro sistema educativo. Es un reto. No nos tendríamos que encontrar con el cuello de botella con el que, como puso de manifiesto el Sr. Tuomisto, se encuentra Finlandia en la construcción de centrales nucleares de fisión, que es la falta de personal técnico experto formado. Este hecho, añadido a que la UE actúa de una manera unitaria y que la oficina de contratación, F4E, tiene la sede en Barcelona, tendría que representar un interés, un reto y una oportunidad especial para nuestras empresas. Hay que insistir en lo que se ha dicho en el punto anterior añadiéndole una característica muy importante: en este proyecto Europa participa como actor único y no como una suma de estados. La Unión Europea tiene una voz única y, además de otras circunstancias que acercan mucho el proyecto en España y en Cataluña, como lo demuestran las altas responsabilidades de dos de los ponentes, hay una que tendría que ser definitiva para Cataluña: la oficina europea para el proyecto ITER, mediante la organización Fusion for Energy (F4E), tiene la sede en Barcelona. La participación de Cataluña, mediante su capital, no se tendría que limitar a dar una buena estadía a los técnicos y personal de esta sede, muchos de ellos extranjeros, sino que se deben establecer las vías de colaboración necesarias para que este proyecto tan importante signifique un paso adelante para empresas, laboratorios y centros de enseñanza catalanes. | 100 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


Hay que tener presente que la participación en un proyecto de este tipo implica un esfuerzo importante de investigación que, en cualquier caso, sólo puede representar avances para las empresas que se impliquen. Tal y como comentó el Sr. Alejaldre, un porcentaje muy alto de las empresas que participaron en el sincrotrón del CERN en Ginebra (un 38%), desarrollaron tecnologías que les han ayudado después a ocupar sitios punteros en el concierto internacional. Del proyecte ITER participan una gran cantidad de tecnologías diferentes que van desde las de la construcción de edificios especiales, hasta las de la criogenia, pasando por la electricidad, la electrónica, las tecnologías de la información y comunicación la superconductividad, etc. En muchas de ellas habrá necesidad de investigación y en aquellas que sean más convencionales hará falta justificar unos niveles de calidad que, sin ningún tipo de duda, ayudarán a les empresas que participen otorgándoles prestigio. Es una oportunidad de crecimiento en calidad que no se tendría que desaprovechar. Una buena colaboración entre las administraciones y las empresas puede favorecer esta participación. Está claro que son las empresas las que tienen que tomar la decisión de intentar participar en este proyecto o no hacerlo. Ahora bien, las administraciones tienen que tener cura que estas empresas dispongan de toda la información necesaria y de fomentar la participación, sea de empresas individuales, sea mediante la creación de asociaciones en aquellos casos que estas sean necesarias o convenientes. También puede ser necesario establecer facilidades económicas ya que, en muchos casos, no se trata de una licitación normal, sino con características de riesgo y/o de garantías que pueden requerir la colaboración de instancias oficiales. Las posibles colaboraciones se tendrán que establecer también con laboratorios de investigación punteros en cada una de las especialidades. Sería bueno que esta se convirtiera en una cuestión que implicara y estimulara a todos, empresas, laboratorios y sector público. | 101 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

| 102 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA

03/10

Nuclear Energy in Europe: shall we talk?

12/09 autor del libro

| 103 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

INTRODUCTION: WHY IS IT NECESSARY TO SPEAK ABOUT NUCLEAR ENERGY

E

nergy, in all its multiple demonstrations, is absolutely necessary for the development of a society. It is for this reason that its use is growing all over the world, and in a special way, in the so-called West. Catalonia is deficient in energy and this is why it seriously needs to consider in which sources to invest for its own development, considering, at the same time, that often the own production of energy is the most important source generating greenhouse effect gases. It is not an easy question to face, given that there is not one single and ultimate answer. First, it is necessary to say that in the past, present and future, the best source of energy is saving our own energy, and when it is necessary to use it, to do so in an efficient way. Very often, the production of energy entails either the consumption of materials that can be useful for other applications, or risks for the environment, or even both at the same time. Thus, it is necessary to invest in awareness campaigns for efficient domestic uses, and invest in the continuous improvement of the productive proc-

| 104 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


esses. Even though the most important consumption is given in the productive processes, saving energy in domestic uses requires an essential social and individual awareness. Electricity is the most commonly used form of energy. For this reason we will focus in its production. First, it is necessary to consider the so-called renewable energy sources that entail less consumption of useful materials and, in general, less environmental impact. In this area some systems are incorporated such as: a) biomass or biofuels, which in spite of producing CO2, their emissions are not accounted for, or if they do, they count in a small percentage, given that they have previously collaborated in their elimination; b) others such as hydraulic, wind or solar that do not produce this type of emissions. The percentage of electrical energy produced by these means is still small and, in spite of their increase and of the need to invest all the necessary effort in them, it is difficult to think that they represent the main solution to the problem of energetic demand in the medium term. Although it is necessary to invest in their development, we should not forget that they also have inconveniences and, consequently, some type of social opposition. Moreover, there are also some technical aspects to be solved, for example, the difficulty of guaranteeing a continuous supply, since this is subject to favorable environmental conditions. It seems that the solution to store electricity produced by these means is not an immediate one. Another energy source is oil; even though its use is constantly decreasing, there are still some thermal power plants that use this kind of fuel, or otherwise gas, in order to produce energy. Even though in Catalonia the percentage is lower than in the whole of Europe, there are still a number of thermal power plants that use coal as fuel for conventional boilers. The need to continue to exploit and make the most of coal beds and their low prices has led to look into the way to sensitively reduce CO2 emissions produced by this fuel by re-injecting it into the subsoil. In any case, Catalonia does not have coal beds of suf| 105 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

ficient quality so as to think that this can be a solution in the medium term, once the problems deriving from CO2 emissions have been solved. Over the last years, there have been important investments in combined cycle plants, called so because they combine a gas turbine (where it burns at high pressure and temperature and it expands provoking the rotary movement of the turbine which moves an alternator) and a conventional boiler which makes use of combustion gases produced in the gas turbine. The steam of this boiler feeds another turbine-alternator. In doing so it highly increases the performance and reduces the emissions of greenhouse gases per unit of produced electrical energy. We must bear in mind that burned gas, which is a limited product just like oil, comes from countries with political regimes that are not completely stable, even though the gas’ multiple origins guarantee, for the time being, its supply. Another alternative would be the gas from Russia, which often causes problems to the European countries that depend on it. All of this has led to disregard any of the electrical productive systems as the optimum SOLUTION to the demand of energy and it is preferable not to leave any aside, studying all their advantages and disadvantages when taking strategic decisions regarding energy. It is in this context that it is necessary to speak of nuclear energy again (fission and fusion) which, although it does pose some problems, it also has quite encouraging aspects, such as, the absence of emissions. As negative aspects of nuclear fission we can not ignore neither the rejection that still produces in the population because of the disastrous effects of the Chernobyl accident neither the necessity of a very rigorous control on the possibility of bellicose use of its by-products, nor the fact that high level waste deriving from it has a duration in time that, with the current knowledge, exceeds the live of many generations. We should not forget regarding primary fuel that neither Catalonia nor Europe are self-sufficient. In spite of this, we ob| 106 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


serve countries that had never made use of this sort of energy are now constructing nuclear power plants. We are speaking, for example, about Finland. Other matters to consider are the strong investments and the risk that the projects lengthen excessively. The greatest problem in nuclear fusion is the delay with which it seems that industrial use will be available in a profitable way. For this reason it is still necessary to speak about fission and, furthermore, it is necessary to do so with certain urgency since very soon in Spain decisions must be made regarding the lengthening of the operating plants’ life time, three of which are located in Catalonia. In addition, in the case that fission has to be one of the systems resorted to as a bridge solution, it is necessary to bear in mind that from the moment in which the decision to build a new plant is made until its efficient exploitation is available, some years go by. To speak about this subject Fundació Catalunya Europa organized two conferences with international experts, at a technical level as well as representative of leading experiences, that can be of help to see when and how to make decisions; the first one focused on fission and the second on fusion. The guests of the fission seminar were Mr. Javier Reig, Director of the OECD/ NEA Nuclear Safety Division, who spoke about energetic demand and the production situation at a European level; Mr. Jose Luis González, President of ENUSA (National Uranium Enterprise) spoke about the cycle of fuel; Mr. Harri Tuomisto, from FORTUM, which is the co-proprietor company of the new nuclear power plant in Finland; and Mr. Torsten Carlsson, President of KÁRNAVFALLSRADET, the Swedish National Council for Nuclear Waste and former President of Oskarshamn’s municipal corporation, which is opting for a nuclear cemetery for high level waste. The fusion session included the participation of Mr. Octavi Quintana Trias, Director responsible of the Euratom at the European Commission, Mr. Carlos Alejandre Losilla, General Director of the ITER project in the EU and Mr. Didier Gambier, Director | 107 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

of F4E (Fusion for Energy), the European office for project ITER which holds its headquarters in Barcelona. The document that follows gathers the main discussed elements in these conferences. Some reflections and concluding ideas will be listed below.

| 108 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


Nuclear fission energy

I

n the introduction it has already been justified why it is necessary to speak of fission as one of the energy producing systems, taking into account advantages and disadvantages. To do so, it seemed convenient to start off with a more general view of the state of the question in Europe, as well as an overview of the fuel cycle, in order to understand the difficulties and key elements of fission energy production. The most practical aspects were drawn through the presentation of some exemplary cases of good practices. Firstly, there is the representative of a country, Finland, that has recently opted to construct a nuclear fission power plant; and secondly there is another Scandinavian country, Sweden, that will shortly decide where to install a nuclear cemetery of high level waste. The first intervention was made by Mr. Javier Reig, Director of OECD/NEA Nuclear Safety Division. Below we detail some highlighted elements taken from a much documented presentation about the situation and perspectives of nuclear energy in Europe and in the world, as well as from a publication that | 109 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

fig. 1. Electricity demand by region 1000

Mtoe per year

800

600

400

200

es

a tr an

si

ti

on

ec on om i

ru ss i

fic pa ci

a oe cd

in di

EU

ro pe

d th e

re

st

of

or th

2004 2030 2050

Oe cd

ri am e

ch -N OECD

wo rl

ca

in a

0

Source: based on IEA data.

he handed out among the attendees. First, one of the greatest challenges of the 21st century will be to reconcile the essential energetic needs to maintain social and economic progress with the possible environmental and sociopolitical effects. It is estimated that the world electricity demand will grow, on average, 2.5 more times from now until 2050. This prediction is prior to the economic crisis in which we are immersed and some modifications could be introduced in the kind of growth that we have had until now. Yet, regarding nuclear energy it does not seem that the crisis can influence it too much since, on the one hand, countries that are constructing more plants are less exposed to the crisis, and on the other, countries that up to now had not considered this alternative are starting to do so, with more and more strength, as international pressure to reduce emissions of | 110 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


greenhouse gases grows. There are countries that have repealed the nuclear moratorium, such as Italy and possibly Sweden among others. Figure 1 indicates the foreseen increase of electrical demand in different parts of the world. When speaking about environmental effects we should not loose sight that the IPCC, Intergovernmental Panel on Climate Change, has considered that it is necessary to reduce CO2 emissions per unit of consumed energy by a factor of 4, and that just by generating electricity 27% of the anthropogenic emissions are produced. It is the most important source producing greenhouse effect gases. The European Union aims to reduce greenhouse gas emissions a 20% by 2020, in relation to 1990, year that was taken as a base. In 2020 renewable energy sources should represent 20% of all European energy consumption and its efficiency in use should also be incremented by a 20%. Figure 2 refers to the savings in CO2 emissions that would allow nuclear fission energy to replace traditional energy production methods under two different scenarios: in the first one, under the hypothesis that from now until 2050 the contribution of fission in the energetic mix grows by a factor of 1.5; in the second scenario, it grows by a factor of 3.8. These are the low and high scenarios considered by the OECD Nuclear Energy Agency which would entail going from 439 operating reactors in June 2008, to 600 by 2050 (low scenario) or up to 1.400 in that same year (high scenario). However, regarding the production of energy, it is necessary to take into account that supply security is essential. This is another factor to be considered primarily by those countries that do not have significant own resources. Nuclear energy provides only a small part of the electricity supply: 16% of the world’s electricity (data from 2006) and 23% of electricity in OECD countries (2.600 million MWh). This electricity generation comes from the 439 nuclear power plants operating in 30 countries with a total capacity of 372 GWe. France, | 111 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

fig. 2. Projected CO2 savings to 2050 (Gt) 14 12

Gt CO2 per year

10 8 6 4 2

NEA high scenario nea low scenario

20 50

20 47

2 20 4

20 37

20 32

20 27

20 22

20 17

20 12

20 07

0

Source: OECD Nuclear Energy Agency (NEA)

Japan and the United States have 57% of the world’s nuclear generating capacity and in 2007, 16 countries relied on nuclear energy to generate over a quarter of their electricity. In June 2008, 41 nuclear reactors were under construction in 14 countries. Average construction times have been of about 62 (this is an important factor when setting deadlines in order to make decisions) and of the eighteen units connected between December 2001 and May 2007, only three were constructed in less than 48 months. This is an important piece of information because construction times are decisive when calculating the cost of the nuclear kWh. Figure 3 shows the European countries with more operating nuclear power plants. The NEA, Nuclear Energy Agency of the OECD, as mentioned above, has projected the world’s nuclear capacity in the time horizon of 2050 under different scenarios. In the hypothesis of major growth the current capacity would increase by a factor of 3.8, and in the hypothesis of minor growth, by a factor of 1.5. | 112 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


Fig. 3. Current operating plants in Europe Finland 4 Sweden 10

Netherlands 1 Belgium 7 Russia 31 united Kingdom 19 Lithuania 1 Germany 17

Ukraine 15

France 59

romania 2

spain 8

czech r. 6 Hungary 4

switzerland 5

slovenia 1

Slovak r. 5

Bulgaria 2 Source: OECD Nuclear Energy Agency (2008)

These projections are in broad agreement with those made by other institutions and it does not appear that the current crisis situation will vary them significantly, since an eventual decrease of the energetic needs may come together with a broader participation of nuclear energy in the whole of energy production, and not with a reduction. Before going any further with Mr. Reig’s presentation, it would be good to mention Finland’s experience, which is very significant to illustrate this point. Mr. Harri Tuomisto is from Fortum Generation (Finland), a company that is taking part in the construction of a nuclear fission power plant in that country. He brought to light the reasons that have brought the Parliament and the Finnish Government to opt for nuclear energy. He also exposed what steps they followed and which are the necessary ones until the licensing of the activity. As the prerequisites that the company had already overcome, he mentioned the study of the environmental impact and also | 113 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

having the capacity to respond for nuclear safety and waste management. Moreover, both, licenser and suppliers had to have the quality and the suitable knowledge in order to develop these tasks. The Government arguments, in spite of having the necessary supply guaranteed, were the need to comply with the Kyoto compromises, regarding the reduction of CO2 emissions. Moreover, they had the positive report of the Finnish regulatory body, suitable placements, disposition of fuel supply, waste management capacity, participation of private capital and the capacity to bring the project forward. The Parliament arguments were: the need to have different available sources of electrical supply to guarantee self-sufficiency even in moments of crisis, the production costs, the low probability of accidents, the reduced environmental impact because of the non-emission of gases (this also represents one more way to reduce CO2 emissions), the guarantees in fuel supply and waste management (a project to receive high level waste is in progress) and the fact of being the only realistic alternative to Russia’s gas, with the dependency and the possibility of increasing costs that this dependency entails. In spite of the former arguments, the process of approval and construction of a nuclear facility is not an easy task: it started in May 1998 and it will not finish before 2011. In spite of the difficulties, Finland is projecting the construction of new plants in the coming years. At the same time, new systems are under study to reduce the processes’ lengths and to avoid bottlenecks (which focus in the availability of professional staff and engineers, in heavy elements and in the supply chains of the plant’s components). Regarding the funding of the construction, it is a share between private and mixed companies with a state participation. This is the solution they have found to face such important investments. We understand that Finland’s experience has to be taken into account when planning the availability of power supply in the medium term. On the one side, the authorities’ arguments can be used as reference, and on the other, the duration of the licensing | 114 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


and construction process and the price increase that this has supposed, must put others on guard when initiating new projects. It is necessary to find the way to meet the deadlines and, therefore, the budgets. If this is not achieved, the uncertainties in the costs can represent an important restraint on fusion energy. Nuclear energy can allow satisfying one part of the foreseen increase of electricity demand, mitigating at the same time, the environmental problems generated by solid fuels. However, we should not loose sight of neither the economic aspect, which will be treated further on, nor of the risks, which for many exceed any advantages that this energy source can have. For this reason, during his lecture, Mr. Reig also addressed the aspects regarding security (as did Mr. Tuomisto and Mr. Carlsson did, who were in full agreement with his conclusions). Concerning this matter, the first aspect to consider is the physical security of nuclear stations. In OECD countries, nuclear power plants have excellent security registries measured by different indexes, allowing us to know the “state of health� of the facilities. Moreover, the security level has been improving, as demonstrated by the data on figure 4, in regard to the percentage of the stations’ availability at a world-wide level. This index is the quotient between the hours that the station has been functioning through the year and the total hours of that year. It must be said, however, that during the refueling outage the station is considered to be unavailable. About 80% of current nuclear power plants work with second generation light water reactors, most of them manufactured in the 70s and 80s. In normal conditions, these should continue to operate and be the principal source of nuclear power until halfway through the century. At present there are already four light water reactors of generation III+ in the world, and new ones are under construction. These reactors represent improvements in security and performance in relation to those of generation II. In the longer run, beyond 2030, it is possible to think of a generation IV, which would bring an even greater security | 115 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

fig. 4. Average availability factor for nuclear power plants in percentages 88 86

percentage

84 82 80 78 76 74

6 20 0

20 05

4 20 0

20 03

20 02

20 01

0 20 0

19 95

19 90

72

Source: WANO (2007)

regarding the physical protection against terrorist threats and more resistance to the proliferation of nuclear weapons. Regarding the nuclear weapons problem, the OECD promotes world-wide protocols to prevent states from individually promoting their proliferation as well as from criminal or terrorist groups’ use of the nuclear materials with non -peaceful purposes. In this sense, The Treaty on the Non-Proliferation of Nuclear Weapons is the legal and political basis that has allowed sustaining for almost forty years an international regime of nuclear weapons proliferation control. Moreover, at present, multilateral solutions are being negotiated regarding the security of the nuclear fuel cycle; these can offer more guarantees to the international community regarding the proliferation of the control of nuclear technologies. These are necessary guarantees, since every time there are more countries that have these technologies. In the last paragraph we’ve already mentioned the advanced nuclear technologies that will constitute a greater guarantee against | 116 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


the threats of proliferation, sabotage and terrorism. Nevertheless, it is evident that every time more countries will have access to these technologies, and therefore, the effort to control will have to be greater. However, what happens if the so called western countries renounce to nuclear industry and other countries do not? It is not easy to come to conclusions which are acceptable for everybody when bringing up these issues. Even though the necessary degrees of fuel enrichment for military uses are greater than the required degrees for peaceful use of nuclear fission, there are those who think that for either political or economical reasons there will always be some country that disobeys international treaties and provides technologies to other countries. However, we should not think that if western countries give up nuclear energy these facts will stop from happening. In this conference, we have not deepened into the fields of fast reactors nor of advanced fuel cycles. These possibly open greater perspectives than those described with the light water Fig. 5. First part of the nuclear fuel cycle

39%

UO2

MINING EXPLORATION AND PRODUCTION OF URANIUM CONCENTRATES

1% RESTRUCTURING OF UF6 into UO2

2%

UF6

CONVERSIon U3O8 into UF6 URANIUM HEXAFLUORIDE ENRICHED UF6

U3O8

12%

46% ENRICHMENT

FUEL ELEMENTS

ENGINEERING AND PRODUCTION

NUCLEAR POWER PLANT

The costs of each stage of the the cycle over the final value of the fuel element are indicated in %

| 117 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

Fig. 6. Second part of the nuclear fuel cycle DGS CCNN/ATI/ATC

F.E.

F.E

NUCLEAR POWER PLANT E.C.

REPROCESSED

npp/PTS/CTS The irradiated fuel preserves about 95% of its energetic capacity

F.E.

F.E.

ERU fuel (with reprocessed uranium and enriched ore uranium)

MOX fuel (with plutonium and depleted uranium)

95% Uranium 1% Plutonium 3,5% Stable products 0,5% Actinides and others

reactors. In any case, if truthful prospects of industrial use of fusion are seen, it is possible that the new possibilities for fission will be affected. In this conference it was preferred to present fusion in its up-to-date state of research, and according to its evolution and to the growth of investments in fission plants, it would be possible, in the future, to think of dedicating a conference to light water reactors and advanced fuel cycles. Mr. José Luis González, President of ENUSA, the national uranium company, made a presentation from which we can draw interesting conclusions regarding the security tied to fuel supply and its price. Before going into the security aspects regarding supply it would be worthwhile to take a look at the two outlines concerning the first part of the cycle (before the incorporation into the | 118 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


nuclear reactor) and the second part of the cycle (from extraction to reprocessing) of nuclear fuel. The first step consists of a chemical treatment to convert uranium ore into uranium oxide (U3 O8). In the second process it is converted into uranium hexafluoride (UF6). This hexafluoride uranium has a 0.7% of the isotope 235 and for its use as fuel for plants refrigerated with water it is necessary to increase this percentage (currently to values superior to 4%). This is what is called uranium enrichment. Subsequently it is converted into oxide (UO2) from which the fuel elements are produced. The spent fuel elements retain about 95% of their energetic capacity. There are currently two tendencies: one that stores the elements after use without treatment and waits for a use that can be made further on and the other reprocesses the fuel in order to use it again. The outline gathers both tendencies. The first, on the upper part, consists on keeping the used fuel element (F.E.) in a temporary storage which can be the same plant (NPP), an isolated storage but managed by the plant (PTS) or a centralized temporary storage (CTS). From there, the fuel goes to a final high level waste storage. In the second case, the fuel is taken from the temporary storage to the reprocessing plant where ERU or MOX fuel is produced, which is reusable. Uranium producing countries are spread throughout the planet. Australia is the first producing country with a share of 25% of the total, and is followed by different African countries (Namibia, Niger, South Africa...) with an 18%, Kazakhstan with 17%, North America (Canada and United States) with a 16%, Russia with the 8%, South America with a 6% and the remaining 10% is obtained in between other countries with smaller percentages. There are five companies that convert the mineral into uranium. These are located in various places such as France, Russia, the United States, Canada, and the Germany-Holland-Great Britain complex. | 119 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

Finally, the same countries, with the exception of Canada, have uranium enrichment plants (increase the percentage of uranium 235). Low-grade enriched uranium has a lower proportion of the 235 isotope than that needed for its use in water-refrigerated reactors. These reactors are the ones currently being exploited, and it is necessary to increase this proportion in detriment of the 238 isotope, through a process of diffusion in highly specialized plants that need an important electrical supply. First of all, regarding supply security, it is necessary to mention that the Spanish nuclear power plants are supplied by enrichment plants located in France, Russia, the United States and Germany/Holland/Great Britain through ENUSA (the Spanish company that manufactures fuel elements). These plants obtain reconverted uranium from France, Russia, Great Britain, Germany and Canada, and these have obtained it as a uranium ore in Niger, Russia, Australia, Canada, Germany, South Africa, and Namibia. What this actually means is that there is a wide range Fig. 7. Producing, engineering and management costs (in percentages)

UO2 dust

pellets

rod

10%

skeleton

components

37%

Production 37% Engineering 12%

| 120 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA

Project formalities 4%


of suppliers. Moreover, there are fuel element manufacturers all over the world, except in Africa and Oceania. Figure 7 refers to the process and production costs, in percentages. On the one hand, uranium oxide is converted into pellets that assemble in a rod. On the other, metallic components constitute the structure of the fuel element. In the final phase, uranium oxide rods are incorporated inside the tubes of the metallic skeleton to produce the fuel element. Concerning supply security, it is necessary to keep in mind that manufacturing capacities exceed the needs, as can be seen in the following chart. Spain has uranium refig. 8: PWR/BWR fuel needs worldwide serves in the Ciudad Rodrigo necesidades capacidades area. As it always happens 2065 3050 europa in these cases, the volume 1425 2155 asia 2300 3900 AmĂŠrica of these reserves is tied to 5790 9105 total the price of uranium oxide U3O8. At higher prices, the more reserves, since the ones that are not exploitable are converted into exploitable ones at lower prices. As a reference, at a price of 70 dollars per pound of U3O8, the reserves of U3O8 are of 12.500 tones. If the price increases up to 120 dollars per pound, the reserves increase up to near 15.000 tones. Regarding the fuel selling price, the sum of four steps determine the costs: obtaining ore uranium, conversion, enrichment and producing the fuel element. In constant Euros, costs have a decreasing tendency, as shown in figure 9. It is necessary to observe that the cost is given in cents of Euro per produced kWh. What this means is that in the decrease of fuel costs there are also other factors to consider, such as the burnup degree at which fuel is extracted from the reactor. As seen in an earlier figure, fuel is extracted from the reactor when it still has a great capacity to produce energy. This is due to variations of the flow of neutrons inside the reactor as fuel wears out, which implies that maximum power cannot be ex| 121 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

fig. 9. Nuclear fuel costs in Spain

0,70

Cent of €/KWh

0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

years

Source: ENUSA

tracted. The degree of burnup indicates the energy that has been extracted once the fuel is withdrawn from the reactor. The more kWh produced with the same fuel, the lower the price per kWh. Through the years it has been possible to go from 20 GWd/Mt to 45 GWd/Mt and even up to 60. This rise in efficiency is due to the increase of the enrichment degree and manufacturing quality. For this reason, it is usually difficult to distinguish, among the different factors, if this was the actual cause of the cheapening. It is not at all something negative, on the contrary, since the manufacturing quality of fuel elements depend on ENUSA (National Uranium Company), in the case of Spain, which supplies the Spanish plants and exports part of its production. However, fuel is not the main cost of a nuclear power plant. Indeed, in the year 2006, a nuclear megawatt/hour cost was on average 35.4€. Out of the total, 20.1€ stand for capital costs (the necessary investments are very large), 9.5€ for operating and maintenance, 3.4€ for the necessary fuel during the first part | 122 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


of the cycle and 2.4€ for the second part of the cycle1. What this means is that considering the two parts of the cycle, fuel represents a 16.4% of the total cost. Therefore, it all leads to think that even if the cost of the second part of the cycle would increase considerably, the price should be competitive, mainly when compared to other prices. According to the Nuclear Energy Agency, as stated by Mr. Reig, gas gives prices between 40 and 60€; so does coal, without taking into consideration the increasing cost that can represent the CO2 capture and storage. Therefore, the economic difficulty of nuclear power lies in investment finances rather than in exploitation costs. For this reason, efforts have been made and given results, and efforts will continue to be made, in order to increase the useful life of the facilities without loosing security, to improve reliability, to increase power, to reduce the reloading time, and to introduce technological innovations that will help obtaining these objectives. In Mr. González’s words, nuclear fuel is a technologically advanced product, intrinsically secure and in continuous evolution that guarantees a sustained supply and permanently optimizes the cost by means of the technological improvements mentioned above. It allows improving the investment performance in nuclear energy, by making it possible in many cases, to increase potency and to lengthen the activity licenses, as mentioned above. A final note regarding fuel: there are countries that reprocess nuclear fuel (such as France and Japan) and others that don’t (the United States), even though they do have ongoing research programs for advanced reprocessing systems. Reprocessing allows for considerably reduce high level waste volumes and, what is more, it allows feeding other light water reactors, as previously commented in figure 6. Although with no reprocessing, the volume of waste is still small, and therefore, controllable, specially 1. Critics, who could speak during the discussion following the lectures, think that in the second part of the cycle the whole of the waste storage expenses are not accounted for. | 123 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

when compared to that produced by other activities such as the ashes of a coal power station. The fourth intervention was made by Mr. Torsten Carlsson, President of the Swedish National Council for Nuclear Waste and former mayor of Oskarshamn, town that has requested the construction of a high level waste storage facility in its territory. He spoke of the processes carried out in Sweden in order to build a high level waste storage facility. The delays and failures, up to now, of some important programs of high level waste storage have been important ballasts for nuclear energy. In this sense, Mr. Carlsson committed for an efficient collaboration between governments and nuclear industry to guarantee a security in waste management. Thus Sweden has created an independent committee, the Swedish National Council for Nuclear Waste, which advises the Government through the Ministry for the Environment. Members of the Council are independent experts within different areas in technology and natural sciences and also in disciplines such as ethics and social sciences. This committee presents a report on the state of knowledge in the nuclear waste area every three years, and with the same frequency, develops a research program of the Swedish Nuclear Agency. The Council also carries out a transparency and information program by organizing conferences and seminars. Training and information aspects are of great importance to the Swedish public opinion, since what is unknown is hardly acceptable. The concern for information transparency, which is necessary if an improvement of the popular perception on nuclear energy is desired, was also stated during the interventions of the conference participants’. In this regard, it fits to mention Mr. Reig’s presentation again, who contributed with data obtained by the EU shown in the following two figures. The first refers to the acceptance percentages of the different electrical energy production systems, according to data obtained in 2007, in which it is seen that public perception on nuclear energy is the most negative one. | 124 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


The second figure, gathers the opinion in different countries, either considering or not considering the necessity to avoid the emission of greenhouse effect gases. There are two things to point out: firstly, there are countries that, even without considering climate change, are mostly in favor of constructing secure nuclear power plants, and secondly, the degree of acceptance increases when considering the greenhouse effect gases. During his presentation, Mr. Carlsson detailed the activities developed by the committee, which he presides, during the year 2008 as well as its future projects. Among these activities we come across anywhere from technical questions, such as the analysis of possible corrosion of the copper in water, to political matters, such as the decision of where to place the waste storage facility. Regarding this last factor, Mr. Carlsson specified that the selected location among the two being considered will be announced in the second half of 2009, and the initiation of the definitive project would follow. fig. 10. Public perceptions of different energy sources in the European Union Are you in favour or opposed to the use of these different sources of energy in your country? Nuclear coal

37

36

20

49

26

52

27

oil gas

55

tides

27

wind solar

80

In favour

Balanced views

Opposed

7

4

8

10

60

14

21 3

70

40

4

23 2

65

hydro

20

17

24 2

60

0

5

47

42

biomass

6

20

80

14 2

9 5 4 100%

Don’t know Source: European Commission (2007)

| 125 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

fig. 11. Impact of Climate Change Argument on Support for Nuclear Power in 2005 korea

66

52

Indonesia

52

33

Australia

34

Mexico

32

United States Great Britain

34

France

25

Germany

10

+ 8%

42

+17% +16% +17% +11% + 9%

24

14 0

+10%

42

25

16

Argentina

+11%

32

21

Saudi arabia

+ 5%

36

19

Cameroon

+14%

38

22

Hungary

46

43

33

Canada

+13%

44

33

india

+19%

47

45

40

20

+14%

+10% 30

40

50

60

70%

Post-climate change argument: Expand nuclear power. Pre-climate change argument: Nuclear safe, build more plants. Source: IAEA (2005)

Mr. Carlsson expressed that the volume of produced radioactive waste is relatively small and that there are the appropriate technologies and an international consensus regarding the viability and technical security of geological storage of high level waste. This is why his country has decided to have, besides a low level waste storage (Final Repository for Radioactive Operational Wastes), one of high level waste. Figures 12 and 13 clearly illustrate how they project the making of these storages. Figure 12 refers to the paths that follow, first, the low level waste produced in nuclear power plants as well as in hospitals, industries and research laboratories, from their point of origin to the low level waste storage facility (Final Repository for Radi| 126 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


Fig. 12. Waste management system in Sweden Nuclear power plant

Clab

Spent nuclear fuel m/s Sigyn Operational waste

SFR, Medical care, industry and research Source: SKB (Swedish Nuclear Fuel and Waste Management Commettee)

oactive Operational Wastes). Second, the high level waste coming from nuclear power plants is stored in an interim storage facility (as commented in figure 6) and after the pertinent conditioning (shown in figure 13) is placed in the final high level waste storage facility. Figure 13 shows the system adopted by Sweden, which consists of placing a determined number of used fuel elements in clads, and these are placed into ceramic pellets to guarantee their stability when stored. The Committee presided by Mr. Carlsson also takes part in dismantling nuclear power plants that have come to an end of their life time. He stated that various dismantlements have already been done without presenting any relevant problems.

| 127 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

Fig.13. The KBS-3 System

Projects management 4%

| 128 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


Nuclear Fusion Energy

E

ven though there are still some remaining questions (waste, prices of the whole cycle, investments, etc.), if fission can represent a present without CO2, fusion can represent a future without any of the fission inconveniences. For this reason, the second day of the conference was dedicated to fusion technology, with the participation of three men who hold key positions in the development of this technology. Mr. Octavi Quintana Trias, Director responsible for Euratom in the European Commission, an entity that coordinates the fusion program in the European Union and its funding; Mr. Carlos Alejaldre Losilla, general Director for the EU of the Project ITER at Cadarache; and Mr. Didier Gambier, Director of Fusion for Energy (F4E), which is the EU’s office for this project and has its headquarters in Barcelona. The extension of their interventions, and the interrelations they present, also suggest for a wide summary. The contents of this monographic session can be divided into the following blocks: • The need to find energetic alternatives to the already existing ones, not only from the environmental point of view | 129 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

but also from the guarantee of a stable supply to the increasing needs. Research in the field of fusion has as an objective to give answer to these needs. • Detailed description of the ITER project. • Participation in ITER’s construction. It is not necessary to insist on the first point, which has already been treated above, in the fission section. In any case, just ascertain that other qualified persons bring up the same questions and that, within the framework of The European Technology Strategy for Energy or SET plan, there is a line of research centered on the new generation fission reactors (GEN IV). This means that at a European level it is believed that this energy system cannot be given up just yet. Furthermore, even though the expected results have not been achieved yet, it is necessary to bear in mind that Europe, in the last fifty years, has been pioneer in fusion research as a means to achieve the production of clean energy, something that is also expressed in the project ITER. Out of the research initiated more than fifty years ago, it is necessary to mention the JET (Join European Thorus) in the United Kingdom, as an important and preceding milestone of ITER, which demonstrated the feasibility of the project. As of now, this JET machine has only been able to produce occasional fusion reactions, not continuous ones. The advantages of the nuclear fusion process over fission are many: no chain reaction taking place, almost no residual heat which, furthermore, is centered in structural materials, a small fuel inventory, no long life nor high level radioactivity, no problems of “non-proliferation”, no greenhouse effect gases, and unavailability to produce accidents with consequences to third parties. Due to these advantages and to the intrinsic safety of this source of energy, it has been promoted a step beyond the JET. This step is project ITER. Its origin is found in the superpowers’ Geneva Summit of | 130 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


1985, where Presidents Reagan and Gorbachev proposed an international effort to develop fusion energy. However, it was not until the 21st of November 2006 that participants in the ITER project signed the agreement at the Élysée Palace in Paris. The signing partners are: China, Europe, India, Japan, South Korea, the Russian Federation and the United States of America. It must be ascertained that the participation of Europe was joint, in other words, the member States do not participate individually but the EU participates as a whole, representing all of them, and furthermore, it does so holding a majority. The remaining members are individual States. The objective of ITER (which means “the way” in Latin) is to make the necessary step to develop fusion as a source of energy demonstrating its scientific and technological feasibility. Thus it becomes the most important project on fusion up to now and one of the world’s most important technological challenges. What does ITER consist of? In essence, it is about creating the conditions, through a poloidal and a toroidal field, to maintain a fusion reaction of deuterium and tritium atoms, that when fused create helium and neutrons. This process is done at a temperature of 100MºC without affecting the containment structures. In a certain way, it is about reproducing a reaction that takes place in the sun. Figure 14 illustrates through a diagram how the plasma confinement is obtained at such a high temperature. As Mr. Alejaldre recalled: • 10 years are estimated for construction, 20 years of operation and 5 years for deactivation and dismantling. • The initial cost is estimated to be 5 billion Euros for construction and 5 more billion Euros for operating and dismantling. • It shall integrate the majority of the necessary technologies for future fusion plants. ITER has been designed to produce 500 MW of output power using the fusion processes in a sustained manner (this is 10 | 131 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

fig. 14. Magnetic Confinement Plasma

Teroidal magnetic Field

Poloidal magnetic Field

times the amount of input energy). Logically, extracted energy must be superior to the energy for its operating. In this case it is ten times superior. The machinery has extraordinary dimensions; the total weight is 23.350 tons, which amounts to the weight of the Empire State Building. It is estimated that by the year 2018 ITER will be able to start operating, and its life extension, as mentioned above, is estimated to be 20 years long. Later on, the dismantlement takes place. Figure 15 illustrates a section of the machine’s core. To obtain electricity at an industrial level, it will be necessary to wait a few more decades. Anywhere from thirty to forty years from now would be an optimistic aim. We do not intend to make an exhaustive description of the ITER core but to give an idea of what we are talking about and of its magnitude. A person in this same figure would measure about four millimeters. | 132 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


Fig. 15. ITER Core

It is necessary to point out, as did Mr. Quintana and Mr. Alejaldre, what can participation of our companies and research centers in project ITER represent, in terms of generating entrepreneurial business as well as in terms of top research. This is regarding Catalan and Spanish companies as well as European companies. As it has been previously mentioned, Europe has been pioneer in fusion research for more than fifty years and now has a participation of more than 45% in the ITER project. It does so as a whole through EURATOM (European Commission). EURATOM is committed to watch for the success of fusion. As mentioned by Mr. Quintana, the energetic challenge is a prerequisite for the resolution of any other world problematic. In the middle term nuclear fusion will have to be a necessary part of any possible combination of energetic production. As Mr. Quintana exposed during his lecture, the Commission is responsible for conducting the European fusion program, and | 133 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

in a particular way ITER, coordinating international aspects at different levels. It is imperative for Europe that the scientific community and those making the political decisions work together to guarantee the success of ITER. This is why it is essential to have a parallel program to ITER’s construction. This program is the FP7 (Euratom Framework Program for Research 2007-2011); it is part of a more general program and it has a budget of 2.7 thousand millions Euros. Out of these, 1.947 go to fusion, 287 to fission and 517 to the Joint Research Centre. This program, besides everything that is related to ITER, projects the construction of prototype reactors for future energy producing power plants (DEMO) and the availability of human resources. In this sense, staff training is as important as the project’s necessary technological innovations. As an example of the ITER’s installation complementary actions we must mention that Great Britain’s JET will be sensitively improved in order to give support to the final design of ITER and to the preparation for its exploitation. At the same time, most of JET’s staff will be posted to project ITER once this one gets started. We should bear in mind that EURATOM’s nuclear research program gives top importance to potential effects on human health of the fusion power generation. Even though the studies conclusions come together and point at the effects over the population as negligible (so much fusion as well as fission according to Mr. Quintana’s exposition) an effort to convince is necessary, especially in those countries where, for ethical or economical reasons there is opposition to research in the nuclear field. It is important to hear from a EURATOM representative that the fission effects on the population are also negligible. Besides the Commission, the other organizations that take part in the program under EURATOM’s control are: • Fusion for Energy (F4E), with its headquarters in Barcelona, is the executive instrument and Domestic Agency of the | 134 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


EU for ITER as well as for related activities currently taking place in Japan. Specifically, it is in charge of testing advanced materials, of the improvements on the JT-60, the Japanese Tokamak, which will specialize in superconduction as the satellite of ITER and of the International Fusion Energy Research Center (IFERC) to coordinate the DEMO designs previously mentioned as well as other research activities. • Fusion Laboratories National Associates all along the member States of the EU, as well as Switzerland, through the EFDA, the coordinating body of this network. A project such as the one described above represents a challenge and many opportunities for the companies that want to and are able to participate in it. Mr. Gambier’s presentation consisted precisely on explaining these possibilities of collaboration. We must bear in mind, as an example, that 38% of technology contracts done at CERN entailed the new generation top products that are in today’s market. ITER’s construction depends on the progresses that are sure to come in the leading technologies fields and it will project internationally the companies that participate in the emerging innovations. Furthermore, the fact that industrial exploitation is still relatively far should not be an obstacle for participation. Barcelona’s presence in the main office of F4E should enable companies of our surroundings to be incorporated to research and development of a new technology, and with future possibilities that exist of the EU as a world leader. Europe has to participate with a value of 45% out of the total construction and with a 34% of operation, deactivation and dismantling. It is involved in research and in all the strategic technologies applicable to ITER, such as: • Superconducting magnets • Vacuum container • The first wall and the divertor • Test Modules | 135 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

fig. 16. in kind contributions

500 400 300 200 100 0 JF IN

M

sel Ves

g, olin e Co anc at, inten t t s o a lan Cry ly, M yop b , Cr em lies m s u s A iti upp , Tr er s rol m w u o u P ont Vac s, C stic ngs o n ildi iag Bu ,D g n i at He nd

sa

et agn

us rF Ko CN JA EU

• Remote Manipulation • Neutral beam systems and gyrotrons • Buildings and ground preparation Figure 16 refers to the participation in percentages of the different countries that collaborate with the project and what the elements they contribute with. Each country, and the EU as a whole, has to oversee and contribute with its pertinent aspects. As illustrated below, the EU is the only partner that contributes in all the components and developing elements. Logically, regarding a process of this nature fundamentally centered in innovation, Mr. Gambier expressed that the major part of performed contracts differ from conventional ones, since in many cases the solutions to the technical requirements and challenges are not evident and it is necessary to undertake the pertinent research to find the best applications. In fact, there are | 136 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


systems, such as diagnosis, remote manipulation, test modules and others, that still require important research activities and development before they can be accepted as good. In other cases it is necessary to develop new construction systems, due to the innovation of the necessary pieces to assemble the ITER machine. Other components are being questioned in order to facilitate their integration into the whole, as well as to enable their production with the minimum possible risk. Finally, for a not too great percentage of the necessary components, a conventional offer request can be made. Needless to say, that to be eligible to apply for participation in such a selection process, interested companies must have previously petitioned for and obtained the approval of their capacity according to their demonstrated knowledge, experience in other projects, etc. Mr. Gambier detailed each one of the main components explaining how the selection process will be made and the state of progress, a detail that exceeds the interest of this document, but it is worthwhile giving an example. Figure 17 refers to the magnetic system characteristics and the necessary supplies for its assembling, which the EU is assuming. ITER is a project that can experience many changes during its implementation. This requires F4E to be flexible in the hiring strategies, in difficulty and challenge response mechanisms and in the capacity to incorporate, with certain urgency, any technological changes as well as detecting the non-conformities to the requirements of the whole. Fig. 17. ITER’s magnetic system system

Toroidal Field TF Central Solenoid Poloidal field pf Correction Coils CC

energy

peak

total

cond

total

gj

field T

mat

length km

weight t

41 6,4 4 -

11.8 13.0 6.0 4.2

164 147 58.2 3.6

82.2 35.6 61.4 8.2

6540 974 2163 85

| 137 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

This is a project that will make a strong economic impact in Europe in the short, middle and long terms. It gives the possibility to project more than one barely known company to a level of world excellence. This is a golden opportunity and for this reason F4E, even though it’s taking the necessary actions to work with the best suppliers, has initiated an open request for tenders, although its complexity, in order to make the selection process. The system which Mr. Gambier pointed at can be summarized by saying that contracts up to 5000€ will be signed with the habitual protocol; up to 50.000€, the contracts will require negotiation among the different parts, even though they may be given to a single supplier; contracts in between 50.000€ and 250.000€ will be negotiated with a minimum of three potential suppliers; finally, over 250.000€ requests and contracts will be restricted, open and, in exceptional cases, negotiated.

| 138 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


Main elements of reflection and suggestions from both sessions of the conference

T

wo intense sessions such as the ones collected in this volume leave us with many suggestions and elements for hope as well as with caution in the field of nuclear energy. We enumerate those that we consider most significant. It is evident that if by the year 2020, as desired by the EU, it is necessary to reduce emissions by a 20%, improve energetic efficiency by a 20% and renewable energies have to represent a 20% of the whole energetic contribution, it is essential to start undertaking the necessary changes now in order to achieve those objectives. The reduction of CO2 emissions is counted in relation to the year 1990, which is taken as reference. The production of electrical energy is one of the most important causes of these emissions. It is then a sector where it is necessary to take urgent measures tending to reduce these emissions. This has not been the followed course up to now, since, in Catalonia, for example, the energetic sector is the only one that in spite of having registered emissions is emitting above its assigned values. | 139 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

We must remember that as a consequence of the Kyoto Protocol, the different states of the European Union have limited themselves the amount of maximum emissions; in the case of Spain, and therefore Catalonia, the emissions registered in the period of 2008-2012 are 37% superior to the emissions registered in 1990. If we do not even reach this limit by now we understand that there is a need for more drastic measures if emissions have to be reduced by the year 2020. Spanish companies producing electricity are already securing themselves complementary emissions by collaborating in environmentally clean projects in third countries. However, and leaving aside the opinions that are contrary to this system of obtaining emission rights, it is necessary to do a lot more. One of these changes will have to be the current energetic mix, too dependent on fossil fuels. In Catalonia coal is used in a small scale in the electrical production, this is why it is less affected by the undertaken research in order to capture and store CO2 emissions produced in coal combustion. In spite of the difficulties of this process and that, in any case it is also expensive, research continues in order to get it started as a provisional solution while other reliable and affordable systems of electrical production are not yet found. At the same time, although the use of oil has diminished, the use of gas as fuel has noticeably increased. It is true that the use of gas has many advantages in relation to oil; practically no sulphurous nor nitrous gases are produced (the later must also be counted as greenhouse effect gases). Moreover, turbines used in combined cycle plants, produce a higher performance and therefore, the quantity of produced gases to obtain a certain amount of electricity is very inferior. Nevertheless, important amounts of CO2 are still being produced. Due to this CO2, and the CO2 produced in other processes, such as cement manufacturing, perhaps it will be necessary to follow with interest the results in the research of CO2 capture and storage. | 140 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


However, what is essential is to urgently change the participation of the different systems of energy production in the energetic mix. It is necessary to dedicate a great effort in the research of renewable energies, and in a special way, in the possibility of energy accumulation. Although in Spain the participation of renewable energies in the electrical production regarding installed power attains values that we could consider to be good, the same cannot be said when referring to Catalonia. But if we refer to the collaboration in the whole of used energy, neither Spain is yet at the desirable level and, even less, Catalonia. It is worth considering why is there less production of renewable energies in Catalonia than in other parts of Spain. As a start off, it is necessary to think about the reasons of this situation and analyze if it would be interesting to change it or if this would entail other undesired problems. In any case, it seems evident that an important effort in this area is necessary, especially in Catalonia. However, once this effort has been made, there will still be other problems to be solved. One of these problems, a very important one, is the possibility to store energy produced by this means. Evidently, electricity producing companies are required to supply when and where it is needed. This requires a supply security that at present, renewable energies can not provide. For this reason it is necessary to insist in the search of solutions that overcome the current inconveniences and that, at the same time, supply electricity at prices comparable to those of other systems. When speaking about prices, we can not forget that in the comparison we have to consider all the components in order to compare homogeneous prices. It is just as necessary to dedicate all attentions to energy saving and the improvement of energetic efficiency, in industry as well as in transportation and housing. When speaking about energy in general, and about electricity in particular, we should not forget that unspent energy is | 141 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

energy that doesn’t need to be produced, thus, the most interesting source of energy is saved energy. These savings are attained through the users’ awareness and through improvements in energetic efficiency in all processes. Even though, in general, transportation is not a great electricity user (it should become so by substituting ground for railway transportation) it is necessary to state that in Catalonia it is the sector producing most CO2 emissions. Thus it is necessary to introduce more innovations and to change many paradigms. Since this was not the objective of this conference, we shall not insist. Probably in industry, and especially, in industries that have greater dimensions, is where more efforts are being made to improve energetic efficiency. Among other reasons, this is because the improvements have a direct effect on economic savings. There is still a lot to be done in small and medium-sized enterprises, where there are still many possibilities for improvement. Improvements can also be made in the domestic and service sectors. Firstly, buildings should be valued for their energetic “goodness” and not by their artistic singularity. This also asks for another change of paradigm that comes out the commented conference’s scope. In spite of everything, it seems that to guarantee the supply at an acceptable price and securely, it is necessary to bring up the possibility that nuclear fusion energy might be of help. This has been a solution adopted by some countries, just as different ways of separation and storage of CO2 are being studied in coal thermal plants, as a provisional solution, as long as other methods of cleaner energy are not available. We say “in spite of everything” because the opposing popular opinion, in general, of the use of this kind of technology to produce electricity, is known by all. As positive values we can not miss that nuclear fission power plants do not emit CO2, and even when taking into consideration the construction phase and the life cycle of the materials, the values remain much lower than in other energy production | 142 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


systems. Fuel supply security and its price are also much better compared to other production systems, as expressed during the sessions of the conference. These positive aspects, as well as the possibility to give answer to the negative ones, as it shall be seen in the following point, is what has brought back countries such as Finland to build nuclear fission power plants. Also Sweden, where a moratorium prevented any approach of this kind, is starting to consider the possibility of going back to fusion energy, even though it already has ten operating reactors. Speakers expressed that, in spite of the problems that fission can present, there is sufficient technology to confront these problems. In the first place, regarding operational safety, it is necessary to mention the great degree of availability of operating nuclear power plants, in other words, the great number of operational hours in relation to the possible ones. It is true that recent events that have taken place in Catalonia do not help the public perception, but we must not forget that for years these plants have been in the first positions concerning availability. Therefore, we can assume that these are only temporary events, studied by the same plants and by the regulating organisms in order to draw the consequences and pertinent actions. We are convinced that everybody has in mind that in no installation, and even less in a nuclear power plant, economic savings can be done in detriment of their maintenance and improvement; on the contrary, it is necessary to invest by all means to guarantee the maximum safety. Regarding safety when storing high level waste, Sweden’s experience, confirmed by Finland that has an equivalent project, after analyzing all the possible problems and giving them a solution, allows being optimistic. Holland already has a storage plant of this sort operating with no problems. We refer to possible corrosion problems, destabilization of storing ceramic shirts‌ The questions regarding the possibility of technological research being used for nuclear weapons and, consequently, deriving in terrorist episodes, still remain. This subject is not easy to | 143 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

approach or to solve, even though the international community is making an effort to establish mechanisms that minimize the risks. Technically, they will be minimized with the Generation IV reactors that are currently being researched. In any case, nuclear fission energy is well enough known so that any country that wants to access it is able to (see the case of Iran). We have also seen how problems regarding fuel supply or with its price should not arise. Finally, regarding the kWh final price, very tied to the initial investment, nothing leads to think that the necessary conditions can not be established, for construction as well as for licensing, that allow completing a project within the foreseen deadline and budget. In any case, one of the aspects to be solved is the popular acceptance of this solution. To change the current negative perception of the public opinion, it is essential to give clear, complete and open information. It seems clear that no Government will opt for fission nuclear energy if the public opinion is totally or mostly against it. For different reasons, the accessible information regarding questions on this type of energy, and of energy in general, has rarely been neutral. On both sides, defenders and detractors, virtues and faults have been exaggerated up to a point where the citizen does not know who to pay attention to, and in case of doubt, it is logical that he/she inclines for what he/she thinks will be safer or for that which will least change the current situation. For example, in the case of the Chernobyl accident, of awful consequences, it has rarely been said that the plant was of a technology that had never been used in any occidental country before, and that a few years back an equivalent accident in Harrisburg, did not produce practically any damage to the people nor to the territories next to the installation. It is necessary to be very transparent and clearly explain all the pros and cons of the different systems, their real costs, and the consequences that they have in other issues, such as those related to climate change. Irrefutable information entails citi| 144 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


zens will decide for themselves and with no pressure from preestablished attitudes. When it is done this way, many times surprising results are obtained, such as in Sweden there are now different towns applying to hold a high level waste storage facility, something that has been done with the acceptance of the majority of citizens of these towns. Two towns have been currently selected, of which, one will finally be chosen. Another example is the acceptance percentages change in different countries before and after taking into account the climatic change, in other words, when there are more elements to appraise or to take into account. Even in those cases in which it is not clear, this possibility should not be left unconsidered and it should be compared with others, with all its advantages and inconveniences. We understand that one can not have pre-established attitudes. All attitudes must be well founded and at the same time take into account the need to have available electricity in a constant and safe way in the different growth scenarios. We must bear in mind that a long time goes by from the moment in which it is decided to have a determinate type of supply until it is made into effect. If finally, the option is for nuclear energy, the time is very long and moreover, an important funding effort is necessary. What we are saying is that we should not think that we will decide once the problem is present, especially if we wish to have supply security under any circumstances, but a middle and long term accurate foresight is necessary If we consider the projections made by the International Energy Agency, it is ascertained that with the year 2050 as scenario, participation in percentages of fission nuclear energy not only it does not diminish but it is projected to increase. There is still another front the decision on which should not be delayed. It involves the life lengthening (or not) of currently operating power plants. As Mr. Gonzรกlez expressed, operating nuclear plants incorporate new technologies that not only allow | 145 |


| BONES PRĂ€CTIQUES LA CATALUNYA ECONĂ’MICA |

them to keep their initial quality, but improve it, equaling those that have been constructed later. This requires time and investments of certain importance and, therefore, decisions about renovation and maintenance can not be taken with immediateness It would then be necessary to know in advance which is the desired adopted solution, that logically has much to do with the possibility of substituting the energy produced by a nuclear power plant at the moment of its closure for other sources, and also which are the improvements to be introduced not only to maintain its safety but also to improve it. The relevant regulatory organism should be decisive when making decisions of this nature. Nuclear fusion can be a solution in a little longer term. In the current stage of development everything leads to think that this goal is possible to achieve, although there is still a lot of research to be done. It represents the possibility to obtain clean energy with practically no limitations. Evidently, the perspectives being opened by fusion are very attractive. As a matter of fact what the ITER project intends to do is a reaction that naturally takes place in the sun. ITER then is a project of applied research in which Europe has put its hopes in, and where it is risking a lot, as demonstrated by its majority participation. Probably its energetic deficits have led Europe into taking the leadership in a project that is questioned by some technologists of other countries, mainly North-American. In any case, it is necessary to be cautious not only when foreseeing a date for industrial exploitation, but also when taking for granted that all technological difficulties that fusion presents will be overcome. The experiments carried out in Great Britain as well as the knowledge achieved in other laboratories, allow for optimism. In all these questions it is necessary to be very prudent, since it is not easy to know when the real technical opinion ends and where the self-interest begins, usually for reasons that have little to do with conveniences and energetic and social needs. In any case, as Europeans, a region that wants to look after the environment and also as an energy deficient region we need to continue | 146 | FUNDACIĂ“ CATALUNYA EUROPA


with the ITER project with all interest and we need to get involved in research as much as it is possible. This research is undertaken by project ITER and it will have to give place to DEMO units, and in the medium term, give place to the production of fusion energy in an industrial scale. Actually it represents a challenge and an opportunity for research laboratories and companies of all kinds. The ITER project is an essential intermediate step in order to take the next: DEMO units’ construction that will be the final step before exploitation at an industrial level. Japan will have an important role in the development of these DEMO units and this is why it is of great importance for Catalonia that ties with this country are done in the F4E office in Barcelona. It seems logical that those laboratories and companies that have played an important role in the current phase of this technology’s development are in better conditions to play an important role in the following phases. The EU has the majority participation in this project (globally superior to 40%). It has previously been pointed at, but it is worthwhile to give to this fact the importance it deserves. People are not accustomed to old Europe leading projects of advanced technology. And project ITER has to serve for breaking prejudices such as this. We would dare to say that its success is a challenge that should return to us the pride of belonging to a part in the world that will be capable of supplying us with clean energy. We should not look at it as something distant from us, but as something that is ours and its success will make us feel proud. We already referred to the importance that a project like this can have for our laboratories and for our enterprises. There will also be the need to dispose of qualified staff and this opens important perspectives for our educational system. It is a challenge. As stated by Mr. Tuomisto, We should not find ourselves in the bottleneck that Finland is currently in for the construction of fission nuclear plants, which is the lack of formed expert technical staff. | 147 |


| BONES PRÀCTIQUES LA CATALUNYA ECONÒMICA |

This fact, added to the fact that the EU acts as a whole, and that the contracting office of F4E has its headquarters in Barcelona, should represent an interest, a challenge and a special opportunity for our companies. It is necessary to insist on what has previously been said in the former point adding a very important characteristic: in this project Europe is acting as a whole and not as a sum of states. The European Union has one voice and, besides other circumstances that bring this project close to Spain and Catalonia, as demonstrated by the high responsibilities held by two of the speakers, there is one fact that should be definitive for Catalonia which is: the European office for project ITER, through the organization Fusion for Energy (F4E), has its headquarters in Barcelona. Catalonia’s participation, through Barcelona, its capital, should not be limited to just giving a good stay to technicians and staff of this headquarters, many of them from foreign countries, but to establish the necessary paths for collaboration so that this important project means a step forward for Catalan companies/enterprises, laboratories and educational centers. It is necessary to bear in mind that participation in a project of this kind/type implies an important research effort that, in any case, can only represent advances for implicated companies/enterprises. As Mr. Alejaldre commented, a very high percentage of companies participating in CERN’s synchrotron in Geneva (38%) developed technologies that have later helped them hold top places in international agreements. There is great number of different technologies participating in project ITER that go from the construction of special buildings, to cryogenics, passing through electricity, electronics, information and communication technologies, superconduction, etc. In many of these technologies there will be a need of research and in the more conventional ones it will be necessary to justify quality levels that, with no doubt, will help participating companies by giving them prestige. This is an opportunity of quality growth that should not be wasted. | 148 | FUNDACIÓ CATALUNYA EUROPA


A close collaboration between administrations and companies can favor this participation. Clearly, companies are the ones that must make the decision to either attempt to take part in this project or not. However, administrations should take care that these companies dispose of all the necessary information and to encourage participation, either of individual companies or through the creation of associations in those cases where these are necessary or convenient. It can also be necessary to establish economic advantages since, in many cases, this is not a normal bet, but with risky characteristics and/or guarantees that may require the collaboration of official instances. The possible collaborations should also be established with top research laboratories in each of the specialties. It would be positive that this transformed into a question that stimulates and implicates all: companies, laboratories/labs as well as the public sector.

| 149 |


Energia nuclear a Europa: parlem-ne?  

Bones pràctiques vol. 3