Diagnosi ambiental de l’energia nuclear mitjançant ...€¦ · Diagnosi ambiental de l’energia nuclear mitjançant tècniques d’avaluació del cicle de vida, ACV Francesc Castells

Diagnosi ambiental de l’energia nuclear mitjançant tècniques d’avaluació del cicle de vida, ACV

Francesc Castells

Departament d’Enginyeria Química

Universitat Rovira i Virgili

1

Universitat Rovira i Virgili

V Jornades Risc i Anàlisi del territori

Risc Nuclear

Reus, 2 d’abril de 2009

Index

1.1.-- Origen de l’energiaOrigen de l’energia2.2.-- L’energia al mónL’energia al món

3.3.-- L’energia a EspanyaL’energia a Espanya

4.4.-- L’energia nuclear com a font d’electricitat a L’energia nuclear com a font d’electricitat a

2

4.4.-- L’energia nuclear com a font d’electricitat a L’energia nuclear com a font d’electricitat a EspanyaEspanya

5.5.-- Avaluació de Cicle de vida com a eina de Avaluació de Cicle de vida com a eina de diagnòsi ambientaldiagnòsi ambiental

6.6.-- Diagnosi ambiental de l’electricitat d’origen Diagnosi ambiental de l’electricitat d’origen nuclearnuclear

Origen de l’energia (1)

I CalorI Calor

II ElectricitatII Electricitat

3

II ElectricitatII Electricitat


CalorCalor

Combustió de combustibles fóssils Combustió de combustibles fóssils i d’ hidrocarburs: Carbó, lignit, gas i d’ hidrocarburs: Carbó, lignit, gas natural, fraccions de petroli.natural, fraccions de petroli.

4

natural, fraccions de petroli.natural, fraccions de petroli.

Combustió de biomassaCombustió de biomassa

Centrals solars, Geotèrmiques, ...Centrals solars, Geotèrmiques, ...


ElectricitatElectricitat (1)(1)

Centrals tèrmiques:Centrals tèrmiques:LignitLignitCarbóCarbó

5

CarbóCarbóFuelFuelGas natural (Cicle combinat)Gas natural (Cicle combinat)

NuclearNuclearSolar tèrmicaSolar tèrmica


ElectricitatElectricitat (2)(2)

Centrals hidràuliques:Centrals hidràuliques:D’aigua fluint i embassamentD’aigua fluint i embassamentDe bombeigDe bombeig

6

De bombeigDe bombeig

Centrals eòliquesCentrals eòliques

Centrals solars fotovoltaiquesCentrals solars fotovoltaiques


Central tèrmicaCentral tèrmica

7


Central tèrmica de carbó o fuelCentral tèrmica de carbó o fuel

8


Central tèrmica de gas (cicle combinat)Central tèrmica de gas (cicle combinat)

9


Central nuclearCentral nuclear

Circuit

secundari

Circuit

primari

10

Reactor

Turbina Generador

Torrede

refrigeració

Transformador

Condensador

Aire

Aigua


Central tèrmica solarCentral tèrmica solar

11


Central hidroelèctricaCentral hidroelèctrica

12


Central hidroelèctrica de bombeigCentral hidroelèctrica de bombeig

13


Central eòlica (Parc eòlic)Central eòlica (Parc eòlic)

14


Central solar fotovoltaicaCentral solar fotovoltaica

15


Central nuclearCentral nuclear

Circuit

secundari

Circuit

primari

16

Reactor

Turbina Generador

Torrede

refrigeració

Transformador

Condensador

Aire

Aigua

Index

1.1.-- Origen de l’energiaOrigen de l’energia

2.2.-- L’energia al mónL’energia al món3.3.-- L’energia a EspanyaL’energia a Espanya


17



6.6.-- Diagnòsi ambiental de l’electricitat d’origen Diagnòsi ambiental de l’electricitat d’origen nuclearnuclear

L’energia al món

18

L’energia al món

19

Quanta energia? Quanta energia? 10,579,000,000 tep (tonelades equivalents de petroli)10,579,000,000 tep (tonelades equivalents de petroli)12,169,000,000 tep (dades de 2008)12,169,000,000 tep (dades de 2008)

L’energia al món

Energia consumida al món (2008)Energia consumida al món (2008)

12,169,000,000 tep12,169,000,000 tep (tonelades equivalents de petroli)(tonelades equivalents de petroli)

1 tep Calor de combustió de 1000 kg de petroli de1 tep Calor de combustió de 1000 kg de petroli de

10000 kcal/kg10000 kcal/kg

20

10000 kcal/kg10000 kcal/kg

1 tep = 11622 kWh (kilowats.hora)1 tep = 11622 kWh (kilowats.hora)

És a dirÉs a dir

12,169,000,000 x 1162212,169,000,000 x 11622 = 141,428,118,000,000 141,428,118,000,000 kWhkWh

I això és molt??I això és molt??

L’energia al món

Quan és Quan és 141,428,118,000,000141,428,118,000,000 kWh??kWh??

A quan toquem per cap?A quan toquem per cap?

Suposem 6,738,020,000 habitantsSuposem 6,738,020,000 habitants

http://www.census.gov/ipc/www/popclockworld.htmlhttp://www.census.gov/ipc/www/popclockworld.html

21

http://www.census.gov/ipc/www/popclockworld.htmlhttp://www.census.gov/ipc/www/popclockworld.html

141,428,118,000,000141,428,118,000,000 kWh/ kWh/ 6,738,020,0006,738,020,000 = 20990 = 20990 kWh/habitantkWh/habitant

Quant és això per hora?Quant és això per hora?1 any = 8760 hores1 any = 8760 hores

20990/ 8760 = 2,4 kWh/h = 20990/ 8760 = 2,4 kWh/h = 2,4 Kw2,4 KwI això és molt?? I això és molt?? Doncs síDoncs sí

Index


2.2.-- L’energia al mónL’energia al món

3.3.-- L’energia a EspanyaL’energia a Espanya4.4.-- L’energia nuclear com a font d’electricitat a L’energia nuclear com a font d’electricitat a

22




L’energia a Espanya (1)

ORIGEN DE L’ENERGIA CONSUMIDA A ESPANYA (2006)ORIGEN DE L’ENERGIA CONSUMIDA A ESPANYA (2006)

Font d’energiaFont d’energia % respecte al total% respecte al totalPetroliPetroli 4949Gas naturalGas natural 2121CarbóCarbó 1313

UraniUrani 1111

23

UraniUrani 1111RenovablesRenovables 77

BiomassaBiomassa 2,92,9HidràulicaHidràulica 1,61,6EòlicaEòlica 1,31,3BiocarburantsBiocarburants 0,40,4Residus s. urbansResidus s. urbans 0,30,3BiogàsBiogàs 0,20,2Solar tèrmicaSolar tèrmica 0,050,05Solar fotovoltaicaSolar fotovoltaica 0,030,03GeotèrmicaGeotèrmica 0,010,01 Font: IDAE (2007)Font: IDAE (2007)


ORIGEN DE L’ENERGIA CONSUMIDA A ESPANYA (2006)ORIGEN DE L’ENERGIA CONSUMIDA A ESPANYA (2006)

11%

7%

Petróleo

Gas natural

24

21%

13% 49%

Gas natural

Carbón

Uranio

Renovables


CONSUM D’ENERGIA FINAL A ESPANYA PER SECTORS (2004)CONSUM D’ENERGIA FINAL A ESPANYA PER SECTORS (2004)

SectorSector % respecte al total% respecte al totalTransportTransport 3939IndústriaIndústria 3131

25

IndústriaIndústria 3131LlarLlar 1717ServeisServeis 1010Agricultura i altresAgricultura i altres 33

Font: IDAE (2007)Font: IDAE (2007)


CONSUM D’ENERGIA FINAL A ESPANYA PER SECTORS (2004)CONSUM D’ENERGIA FINAL A ESPANYA PER SECTORS (2004)

26

Index




4.4.-- L’energia nuclear com a font L’energia nuclear com a font

27

4.4.-- L’energia nuclear com a font L’energia nuclear com a font d’electricitat a Espanyad’electricitat a Espanya



Distribució de demanda elèctrica (1)

Evolució diaria de la demanda electrica peninsular, 25/3/09 4hEvolució diaria de la demanda electrica peninsular, 25/3/09 4h

28

https://demanda.ree.es/demanda.html

25/3/094h

Nuclear: 20,2%Hidràulica: 0,7%


25/3/09

Evolució diaria de la demanda electrica peninsular, 25/3/09 21hEvolució diaria de la demanda electrica peninsular, 25/3/09 21h

29

https://demanda.ree.es/demanda.html

25/3/0921h

Nuclear: 14,1 %Hidràulica: 16,1 %


Demanda anual d’energia electrica peninsular (REE 2006)Demanda anual d’energia electrica peninsular (REE 2006)

30



31



32


Demanda total electrica peninsular (REE)Demanda total electrica peninsular (REE)

AnyAny GWhGWh % respecte% respecte

any anteriorany anterior

20042004 235.999235.999 4,54,520052005 246.183246.183 4,34,320062006 253.445253.445 3,03,020072007 261.395261.395 3,13,1

33

20072007 261.395261.395 3,13,120082008 263.961263.961 1,01,0

Actualment el consum d’energia en forma d’electricitat Actualment el consum d’energia en forma d’electricitat representa aproximadament el 22% del total d’energia representa aproximadament el 22% del total d’energia final consumidafinal consumida..Si l’electricitat d’origen nuclear és aproximadament un Si l’electricitat d’origen nuclear és aproximadament un 20% de la total hom pot afirmar que aquesta 20% de la total hom pot afirmar que aquesta representa un 4,4 % de l’energia final total.representa un 4,4 % de l’energia final total.

Index





34


5.5.-- Avaluació de Cicle de vida com a Avaluació de Cicle de vida com a eina de diagnòsi ambientaleina de diagnòsi ambiental


Index Cicle de Vida

1.1.-- Concepte de Cicle de VidaConcepte de Cicle de Vida

2.2.-- Cicle de Vida i sostenibilitatCicle de Vida i sostenibilitat

35


3.3.-- Anàlisi de Cicle de Vida de productes i Anàlisi de Cicle de Vida de productes i activitatsactivitats

Què és el Cicle de Vida d’un producte? (1)

36


37

Cicle d’una rentadora

Producció UsReproce-ssamentExtracció Disposició

Transportfi de vidaDistribució


38

(Referència : Document de Projecte europeu SEES)

DesmuntatgeNetejaInspecció

Muntatge


Recursosnaturals

A incineració o abocador

Extracciómatèries primeresRecuperació

Reciclatgematerials Disseny iFinal de vida

39

materials Disseny iProducció

Reutilització

Envasament iDistribució

Us iManteniment

Final de vida

(Referència : “Life Cycle Management: A business guide to sustainability”, UNEP, ISBN: 978-92-807-2772-2,http://www.unep.fr/scp/publications/details.asp?id=DTI/0889/PA)


Fabricació de bossa de plàsticFabricació de bossa de plàsticFabricació de bossa de paperFabricació de bossa de paper

40

ElEl CicleCicle dede VidaVida d’und’un producteproducte ésés lalasevaseva història,història, desdes deldel seuseu origenorigen comcomaa matèriamatèria primeraprimera finsfins lala sevaseva fífí comcomaa residuresidu..


41

aa residuresidu..

Des del bressol ....

.... a la tomba

Index Cicle de Vida



42



Cicle de vida i sostenibilitat (1): Definició

…sense comprometre els

recursos i les necessitats de

les futures generacions.”

(Cimera de la Terra, Rio de Janeiro, 1992)

Desenvolupament sostenible:

“satisfer les necessitats del

present …

43

$

EFICÀCIAAMBIE"TALTRIA"GLE DE

SOSTE"IBILITAT

Cicle de vida i sostenibilitat (2)

44

ACCEPTACIÓSOCIAL

VIABILITATECO"OMICA

LaLa sostenibilitatsostenibilitat consideraconsidera trestres aspectesaspectes::

Econòmic: Econòmic: Necessitem creixement econòmic Necessitem creixement econòmic per aconseguir i assegurar el per aconseguir i assegurar el benestar.benestar.

AmbientalAmbiental:: ProteccióProtecció alsals humanshumansii alsals ecosistemesecosistemes

Cicle de vida i sostenibilitat (3)

45

ii alsals ecosistemesecosistemesSocialSocial:: MillorMillor distribuciódistribució delsdels recursosrecursos

mundialsmundials..

En un marc de En un marc de Cicle de Vida !!Cicle de Vida !!

Index Cicle de Vida



46



ElEl AnàlisiAnàlisi oo AvaluacióAvaluació dede CicleCicle dede VidaVida(ACV)(ACV) ésés unun procésprocés comptablecomptable enen elel queques’assignens’assignen efectesefectes ambientalsambientals aa unun

Anàlisi de Cicle de Vida ( ACV ) (1)

47

s’assignens’assignen efectesefectes ambientalsambientals aa ununproducte,producte, procésprocés oo activitatactivitat enen tottot elelseuseu ciclecicle dede vidavida..


48

ElsEls efectesefectes ambientalsambientals nono eses refereixenrefereixen nomésnomés aacontaminaciócontaminació d’aired’aire oo aigües,aigües, sinosino queque incloueninclouen accionsaccionsmésmés generalsgenerals queque tenentenen influènciainfluència aa l’entornl’entorn ii quequeanomenemanomenem CàrregaCàrrega AmbientalAmbiental..

EsEs podenpoden distingirdistingir lesles càrreguescàrregues ambientalsambientalssegüentssegüents ::

•Consum de matèries primeres•Consum d’energia i d’aigua


49

•Consum d’energia i d’aigua•Emissions a l’aire•Emissions a l’aigua•Emissions al sòl•Generació de residus•Radiacions i vibracions•Olors, etc…

Com s’assignen les càrregues ambientals?Com s’assignen les càrregues ambientals?

Energia fab. Energia ús

Matèries


50

Sòlids filtre Aigua residual

Rentat d’1kg de roba

Matèries primeres fab.

RentadoraÚs: aigua i detergent

Estructura de l’ACV segons UNEEstructura de l’ACV segons UNE--EN ISO 14040 :EN ISO 14040 :

l’objetiu i l’abast

Definició de


51

l’inventariAnàlisi de

l’impacte

Avaluació de

AplicacióInterpretació

Es realitza un balanç per a calcular les càrregues ambientals assignades al rentat d’1kg de roba.

kg petrolikg gas natural Quantitat de


52

kg gas naturalkg ferrokg aigua, ...kg CO2

kg NOx, ...kg BODkg NO3

-, ...

Quantitat de matèries primeres

consumides i emissions generades per a rentar 1 kg de

roba.

Ara sabem la quantitat de matèries primeres i emissions assignades al procés de rentat d’1kg de roba:

kg petrolikg gas natural Però , quin tipus


53

kg gas naturalkg ferrokg aigua, ...

kg CO2

kg NOx, ...kg BODkg NO3

-, ...

Però , quin tipus d’impacte ambiental

causen aquestes càrregues?

ETAPAS EN LA EVALUACIÓN DE IMPACTO

Classificació i Classificació i

CaracteritzacióCaracterització

COCO22

CHCH44

CFCCFC

Canvi ClimàticCanvi Climàtic


54

SOSO22

NONOxx

NHNH44

......

......

......

AcidificacióAcidificació

......

Perfil ambientalPerfil ambiental

DIMENSIONES ESPACIALES

Tipus d’impactes ambientals considerats

globalCanvi Climàtic

Exhauriment de recursos abiòtics Consum d’aigua dolça

Destrucció de capa d’ozó


55

local

recursos abiòtics

Acidificació Eutrofització

Radiació ionitzant

Formació d’oxidants fotoquímics

Toxicitat humana

Consum d’aigua dolça

Index





56



6.6.-- Diagnòsi ambiental de l’electricitat Diagnòsi ambiental de l’electricitat d’origen d’origen nuclearnuclear

Impacte de la producció de 1 kWh d’electricitat procedent de diferents tipus de centrals (a la sortida de la central)

Tipus de Central

Canviclimàtic

Plujaàcida

Radiacióionitzant

[g CO2-Eq] [g SO2-Eq] [DALYs]

Antracita 1088,9 11,513 4,01E-10

Lignit 1082,1 34,274 2,22E-10

Fuel-oil 966,5 6,696 4,50E-10

Fuel-gas 1420,6 1,571 2,43E-10

57

Fuel-gas 1420,6 1,571 2,43E-10

Gas Natural 513,6 0,317 6,82E-11

Gas Natural cc 422,9 0,331 3,53E-11

Nuclear 7,8 0,072 2,54E-08Hidroelèctrica 3,3 0,013 1,60E-11

Biomassa 81,5 1,527 4,64E-10

Eòlica 11,2 0,064 6,67E-11

Fotovoltaica 72,5 0,369 6,00E-10

Composició del mix energètic espanyol

Tipus de Central Mix 2005 Mix 2008Antracita 20,74 11,53

Lignit 8,68 4,77

Fuel oil 4,91 1,72

Fuel gas 0,18 0,20

Gas natural 7,19 7,75

58

Gas natural 7,19 7,75

Cicle combinat 18,39 31,69

Nuclear 21,67 20,28Hidràulica 8,65 8,86

Biomassa 1,56 1,68

Eòlica 8,01 11,16

Solar 0,01 0,36

Total 100 100

Impacte d’electricitat de 2005 i 2008

Mix 2005 Mix 2008

Impacte de 1kWh d’electricitat(a la sortida de central)

59

Canvi climàtic [g CO2-Eq] 488,8 375,4

Pluja àcida [g SO2-Eq] 5,8 3,3

Radiació ionitzant [DALYs] 5,66E-09 5,25E-09

Diagnosi ambiental de l’energia nuclear mitjançant tècniques d’avaluació del cicle de vida, ACV

60

Francesc CastellsUniversitat Rovira i Virgili

V Jornades Risc i Anàlisi del territori

Risc Nuclear

Reus, 2 d’abril 2009

Documents

Diagnosi ambiental de l’energia nuclear mitjançant ...€¦ · Diagnosi ambiental de l’energia nuclear mitjançant tècniques d’avaluació del cicle de vida, ACV Francesc Castells