El futuro de la Energia
Nuclear en EE.UU.
19 de Septiembre de 2008
Jose A. Delgado
EPRI (Electric Power Research Institute)
•
Fundado en 1973 en California
•
Organización sin ánimo de lucro para la
investigación colaborativa
•
Desarrollo de tecnología, integración
demostración y aplicación.
•
Abanico de soluciones desde
necesidades a corto plazo hasta
investigación estratégica a largo plazo.
Juntos … moldeando el futuro de la
electricidad
Distribución y
Transmisión
Transmisión
Subestaciones
Fiabilidad de la red
Distribución
Calidad del suministro
Utilización de la
energía y ecoeficiencia
Generación
Generación distribuida
Centrales térmicas
Turbinas de Gas
Análisis de mercados
Renovables
Hidroeléctrica
Captura y secuestro de
CO2
Extenso Programa de Investigación en Energía
Energía nuclear
Fiabilidad de equipos
Materiales
Combustible nuclear
Ensayos no
destructivos
Formación y
entrenamiento
Gestión de riesgos y
seguridad
Medioambiente
Calidad del aire
Cambio climático
Suelos y aguas
subterráneas
Agua y ecosistemas
Campos
electromagnéticos
Seguridad y salud de
trabajadores
Agenda
•
Situación actual de la energía
nuclear en EEUU
•
El análisis de EPRI: El Prisma
•
Operación a largo plazo de las
nucleares
•
La nueva flota de centrales
nucleares
EE.UU.. Preocupación por el clima y
por el suministro
•
Hay 104 reactores en EE.UU.
(el mayor número en un solo país)
–
Generan el 20% de la electricidad
–
el 70% de la generacion eléctrica que no emite CO
2
–
Factor de capacidad (utilización) del 90%
•
Los datos científicos confirman el cambio climático. IPCC
•
Los gases de efecto invernadero siguen aumentando
•
La opinión pública está convencida de que hay que actuar
•
Las emisiones ahorradas por las nucleares son equivalentes a las de
toda la flota de coches.
•
La energía nuclear es limpia, segura, fiable y competitiva y reduce la
dependencia de los precios del petróleo.
Algunas ideas
Objetivo del análisis
PRISMA de EPRI:
Analizar que tecnologías son
necesarias para ralentizar,
detener y reducir las emisiones de
CO
2
previstas por la EIA (Energy
Information Administration)
El Prisma muestra lo que se puede hacer, no lo
que se va a hacer.
Establece objetivos
agresivos pero
alcanzables para el
impacto que 7 tecnologías
específicas pueden tener
en la reducción de
Tecnologias contempladas en el Prisma
•
Eficiencia (reducción demanda)
•
Renovables
•
Nuclear
•
Carbón avanzado
•
Captura y almacenamiento de CO
2
•
Vehículos híbridos enchufables (PHEVs)
•
Generación distribuida
Ninguna de ellas es suficiente por sí
sola; las necesitamos todas.
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
1990
1995
2000
2005
2010
2015
2020
2025
2030
U.S. Elec
tr
ic
Se
ct
o
r
CO
2Emiss
ions
(m
il
lion metric
tons
)
Tecnología
Referencia EIA 2008
Objetivo
Eficiencia
Crecimiento ~
+1.05
%/año
Crecimiento ~
+0.75
%/año
Renovables
55
GWe en 2030
100
GWe en 2030
Nuclear
15
GWe para 2030
64 GWe para 2030
Carbón avanzado
No mejoras de eficiencia en las
centrales actuales
40% eficiencia
en 2020–2030
1-3% de mejora en
130
GWe de
centrales existentes
46% eficiencia para 2020;
49% para 2030
Captura CO2
No en 2030
Disponible en 2020
Hibridos enchufables
No en 2030
10% de las ventas en 2017; 33% en
2030
Generacion distribuída
< 0.1% de energía base en 2030
5% de energía base en 2030
Lograr todos los objetivos es difícil pero alcanzable.
AEO2007*(Ref)
AEO2008*
(Early release)
AEO2008*(Ref)
*Energy Information Administration (EIA) Annual Energy Outlook (AEO)
Mix de generation actual y en 2030 en EEUU
Coal
w/o CCS
39%
Advanced Coal
w/CCS, 13%
Natural Gas
5%
Nuclear
29%
Conventional
Hydropower
5%
Non-Hydro
Renewables, 9%
EPRI “Prism” Projected 2030 Generation Mix
EIA 2008 with Energy Bill – Projection for 2030
Petroleum, 1%
Coal, 58%
Natural Gas, 11%
Conventional Hydropower, 6%
Non-Hydro Renewables, 5%
Nuclear, 19%
2007 U.S. Electricity Generation Mix
Petroleum, 1%
Coal, 51%
Natural Gas, 18%
Conventional Hydropower, 7%
Non-Hydro Renewables, 2%
Nuclear, 21%
Escenarios de la tecnología eléctrica
Cartera completa
Cartera limitada
Suministro
Captura y Almacena-
miento de CO2 (CCS)
Disponible
No disponible
Nuevas Nucleares
Producción puede
aumentar
Niveles de producción
actuales ~100 GW
Renovables
Coste se reduce
Se reduce menos
Nuevo carbón y gas
Mejoras
Mejoras
Demanda
Vehículos eléctricos
enchufables (PHEV)
Disponible
No disponible
Eficiencia en el uso
Generación Electrica – Cartera completa
Solo el gas and el carbón
generan pagando por las
emisiones de CO
2
Solo el gas and el carbón
generan pagando por las
emisiones de CO
2
La gran mayoría del
suministro es libre de CO2
La gran mayoría del
suministro es libre de CO2
Las políticas reguladoras
(RPS) pueden alterar la
tendencia económica
Las políticas reguladoras
(RPS) pueden alterar la
tendencia económica
Carbón
Carbon con captura
Gas
Nuclear
Hidro
Eolica
Generación Electrica – Cartera limitada
Gas (con la mitad de CO
2
que
el carbón) genera pero paga
un coste de CO
2
sustancial
Gas (con la mitad de CO
2
que
el carbón) genera pero paga
un coste de CO
2
sustancial
Con un suministro que
genera CO2, la carga debe
disminuir para cumplir los
objetivos de emisiones de
CO
2
Con un suministro que
genera CO2, la carga debe
disminuir para cumplir los
objetivos de emisiones de
CO
2
Biomass
Coal
Gas
Nuclear
Hydro
Wind
Precio del KWh en el mercado mayorista
Cartera
completa
Cartera limitada
$/MWh*
Indice
relativo
al año
2000
Año
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
2000
2010
2020
2030
2040
2050
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
Con la “cartera completa” el precio de la
electricidad tiene un bajo componente de
coste del CO2 y aumenta menos
Con la “cartera completa” el precio de la
electricidad tiene un bajo componente de
coste del CO2 y aumenta menos
+45%
Ambos escenarios cumplen con las mismas emisiones
Ambos escenarios cumplen con las mismas emisiones
*Economy-wide CO
2emissions capped at 2010
levels until 2020 and then reduced at 3%/yr
Incremento en los precios reales de electricidad…
2000 a 2050. Cartera completa frente a limitada.
La “cartera completa” de tecnologías reduce el coste
de una política de emisiones de CO
2
en un 60%
0.0
-0.5
-1.0
-1.5
Cambio en elPIB
h
asta 2050
(Billones de $)
Coste de la
regulación
Reducción
del coste
con la
tecnología
avanzada
Valor de la inversión en I+D
Cartera limitada
+ vehículos electricos
+ Renovables
+ Eficiencia
+ Nuclear
+ CCS
complet
a
1
Billón $
Transición a las tecnologías de bajas emisiones
•
Expansión del despliegue de
nucleares de agua ligera
•
Facilitar la eficiencia, Vehículos
eléctricos y Gen Distribuida via la
Red de distribución inteligente
•
Facilitar Renovables intermitentes
via Redes de transmisión
avanzadas
•
Carbón avanzado con captura y
almacenamiento de CO
2
Nuclear: Nuevas unidades,
y
Mantener las actuales en
operación
Centrales nucleares actuales en EEUU
104 unidades en 31 Estados
20 años de mejoras de eficiencia en EE.UU.
Equivalente a añadir 27 Nuevas unidades
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
1
9
7
3
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9
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4
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2
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3
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9
9
8
1
9
9
9
2
0
0
0
2
0
0
1
2
0
0
2
2
0
0
3
2
0
0
4
2
0
0
5
2
0
0
6
N
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P
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ts
0
100,000
200,000
300,000
400,000
500,000
600,000
700,000
800,000
900,000
O
u
tp
u
t (g
ig
aw
atth
o
u
rs
)
Plants
Output
Granted
46%
Under review
Anticipated
29%
Rest
9%
Las centrales nucleares norteamericanas.
Renovación de licencia
•
Las licencias de operación de las nucleares se están
extendiendo desde los 40 años a los 60.
•
de las 104 unidades:
–
48 ya tienen la licencia de 60 años
0
15
30
45
60
75
90
105
19
60
19
65
19
70
19
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95
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00
20
05
20
10
20
15
20
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25
20
30
20
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20
40
20
45
20
50
20
55
Year
G
ig
a
w
a
tts
El
e
c
tr
ic
(
G
W
e
)
Current Licensed Capacity
La oportunidad de la renovación de licencia.
0
15
30
45
60
75
90
105
196
0
196
5
197
0
197
5
198
0
198
5
199
0
199
5
200
0
200
5
201
0
201
5
202
0
202
5
203
0
203
5
204
0
204
5
205
0
205
5
Year
G
igaw
at
ts
E
lect
ri
c
(
G
W
e
Potential Capacity with 20 Year License Renewal
Current Licensed Capacity
Claros motivos impulsan la decisión de
nuevas unidades nucleares
–
Alta potencia
sostenida y
bajos costes
–
Probable
“impuesto al
CO2”
–
Incentivos del
Gobierno
0.77
0.9
0.45
0.4
0.25 0.26
0.21
0.17
0.08
0.1
0.04 0.03 0.02 0.05 0.04 0.02 0.02
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
2000 2001 2002 2003 2004
Año
Los incidentes significativos (NRC) siguen
reduciéndose
Prototipo de
reactor de
Alta
temperatura
construído
Technology Milestones
Deployment Targets
Consenso sobre la
gestión del
combustible
Despliegue
inicial de
LWRs en
EE.UU.
HTGRs
Disponibles
comercialmente
Licencias de 60 años en
vigor. Primeras
decisiones de extender
a 80 años.
Las licencias de 60 años
comienzan a expirar. Muchas
extensiones a 80 años
completas o en proceso.
Los 40 años
iniciales
comienzan a
expirar
~24 GWe
de
nuevas
unidades
~64 GWe
nuevas
unidades
2005
2010
2015
2020
2025
2030
Flota actual …
… Nuevas Unidades
*Westinghouse
AP1000 (1115 MWe)
GE ESBWR (1535 MWe)
AREVA US EPR (1600 MWe)
*GE ABWR (1371 MWe)
Tecnologías para el despliegue a corto plazo
(Reactores de agua ligera de próxima generación)
MHI APWR (1700 MWe)
Estado de los anuncios de
imtenciones
Tecnologia
Unidades
AP1000
12
EPR
7
TBD
6
ESBWR
4
ABWR
2
APWR
2
Anuncios de nuevas unidades
Se concentran en los emplazamientos existentes
Nuevas nucleares anunciadas
Total: mas de 40GWe*
* Tamaño medio 1,250 MWe por Unidad Source: NEI and various press releases – Aug 2007
