tenim opinió
ELS NOSTRES EXPERTS
La política energètica de la Unió Europea Xavier Jardí / Màster en Enginyeria Nuclear, directiu d’Empresarios Agrupados i president del Consell de Govern del projecte CDT de la UE i col·legiat núm 3.037
L
a política energètica de la Unió Europea (UE) s’enfronta als reptes de la seguretat de l’abastament, la limitació dels gasos d’efecte hivernacle (GEI) i la competitivitat de les economies depenents de l’energia. Amb l’objectiu de combatre el canvi climàtic, la UE s’ha compromès des d’ara fins a l’any 2020 reduir en un 20% les emissions de GEI (en comparació del 1990), estalviar un 20% d’energia i incloure un 20% d’energies renovables al “mixt” total d’energia. Es pretén assolir a llarg termini una economia de baix carboni a Europa. Per arribar a aquests objectius, el Pla Estratègic de Tecnologia d’Energia (en anglès, SET) de la UE identifica un conjunt de tecnologies de baix carboni competitives per ser desenvolupades i implantades a Europa, on la fissió nuclear és una contribució clau. La Plataforma de Tecnologia d’Energia Nuclear Sostenible (en anglès, SNETP), que estableix la UE el setembre del 2007, promou la investigació, el desenvolupament i la demostració de les tecnologies de fissió nuclear necessàries per aconseguir els objectius del SET en aquest camp. Aquesta Plataforma apunta a la coordinació d’investigació, desenvolupament, demostració i desplegament en el camp d’energia de fissió nuclear,.amb els objectius següents: - Any 2020: a) Mantenir la competitivitat de la tecnologia de fissió; b) Proporcionar solucions a llarg termini per a la gestió i reducció de residus radioactius. - Any 2050: iniciar actuacions per: a) Completar el desenvolupament de la nova generació (Gen IV) de reactors de fissió que incrementi la seva sostenibilitat; b) Ampliar les aplicacions de la fissió nuclear més enllà de la
10
SETEMBRE /OCTUBRE 2009
producció d’electricitat (per exemple, generació d’H2). El passat mes de juny, la UE va celebrar a Praga el Congrés FISA 2009, on es va presentar i discutir l’Agenda Estratègica de Desenvolupament de la UE que descriu els objectius bàsics en curs i programats per complir amb els objectius definits per la SNETP. Dins d’aquests objectius es troben el desenvolupament de les centrals nuclears de la generació següent, d’espectre neutrònic ràpid i refrigerats per sodi, plom o gas, i la gestió i reducció dels residus radioactius per mitjà de l’emmagatzematge segur, el reprocessament i la transmutació. LA TRANSMUTACIÓ NUCLEAR La gestió dels residus esgotats dels reactors nuclears amb radioactivitat de llarga vida (HLW) és una de les àrees prio-ritàries dins de la SNETP. La minimització dels residus mitjançant cicles de combustible avançats es considera un dels objectius globals de la sostenibilitat. La solució actual dels HLW és condicionar-los adequadament dins de paquets (contenidors) aïllats i protegits que es disposen en un Dipòsit Geològic Subterrani Profund (DGR) subjecte a exigents controls. D’altra banda, ja que dins dels residus radioactius els elements transurànids (plutoni i actínids menors) d’alt nivell són els que contenen més calor i radioactivitat a llarg termini, la reducció d’aquests elements és un dels principals objectius de futur. La partició i transmutació (P&T) és una prometedora opció per assolir aquest objectiu. La partició es du a terme mitjançant el reprocessament del combustible esgotat; és a dir, fent la separació selectiva dels núclids radioactius continguts. Després del reprocessament del com-
bustible esgotat, aquest pot ser utilitzat mesclat amb combustible fresc i, mitjançant la inducció de noves reaccions nuclears dins de reactors nuclears d’espectre neutrònic ràpid., produir-ne la posterior transmutació en isòtops estables o de curt període de desintegració a més de produir energia La conversió d’una teoria científica (física) en una pràctica industrial (enginyeria) requereix un esforç d’investigació a vegades massa llarg. El cas de la transmutació n’és (junt amb els reactors de fusió) un exemple: la teoria ja és coneguda des dels inicis del coneixement de l’estructura nuclear, però la informació sobre el comportament dels materials, dades neutròniques i equips (bombes, canviadors, etc.) operables en aquests medis han requerit llargs anys d’investigació. ELS REACTORS NUCLEARS ACCIONATS PER ACCELERADOR Dins dels cicles avançats de combustible es troben els sistemes accionats per accelerador (ADS). L’ADS consisteix en un accelerador de protons que els fa col·lidir amb un blanc d’espal·lació i genera neutrons d’alta energia que, dins d’un reactor nuclear (crític o subcrític), faciliten la transmutació dels residus radioactius d’alt nivell. L’any 1998, els ministres d’Investigació de França, Itàlia i Espanya, van establir un Grup d’Assessors Ministerials sobre l’ús de sistemes nuclears accionats per accelerador per a la transmutació de residus nuclears. Aquest grup va emetre l’any 2001 un informe per a la seva implementació en un termini de dotze anys que va ser acceptat per la comunitat científica europea. L’informe defineix els requisits principals d’un reactor experimental de transmutació acceptat per tots els països europeus.
Feix de protons des de l’accelerador Canal del feix Col·limador
Intercanviador de calor
Intercanviador de calor
Plom liquid Finestra del feix
Combustible
Medi de metall fos (Pb)
Fissió
Blanc d’espal·lació
Diagrama esquemàtic d'un ADS Ref: A European Roadmap for Developing ADS for Nuclear Waste Incineration (EU, 2001)
Dins dels programes d’investigació cofinançats per la UE s’està duent a terme des de l’any 2002, a més d’altres programes sobre gestió de residus, el projecte de desenvolupament d’un reactor ADS d’investigació/transmutació. L’estudi de viabilitat i investigació bàsica es va dur a terme dins del projecte PDS/XADS (2002-2005), que continua dins del projecte Eurotrans (2005-2010), i que desenvolupa investigació en les àrees següents: neutrònica, termohidràulica, comportament de materials i disseny bàsic. Darrerament, s’ha iniciat, dins del projecte Central Design Team (2009-2012), la fase d’enginyeria bàsica del reactor amb vista a la seva construcció definitiva, així com un ampli suport de la R+D necessària; entre d’altres, dins de l’àrea de qualificació de materials i combustibles, i el disseny d’acceleradors de protons d’alta intensitat i fiabilitat. Com a primer pas important per a la demostració de la seva viabilitat, s’ha previst per a l’any 2020 la construcció de l’ADS a Bèlgica (instal·lacions de SCK-CEN a Mol) amb una potència de 50-100 MWth. Aquest reactor servirà no només per comprovar el comportament de l’acoblament d’accelerador amb un reactor nuclear, sinó per avaluar el comportament dels reactors sub-
Reactor ADS MYRRHA Per cortesia de SCK-CEN
crítics, dels metalls pesants (Pb) com a refrigerants i la interacció entre materials en condicions especials. Aquesta experiència serà utilitzable per als reactors de Generació IV (refrigerats per metalls pesants) i per definir el rendiment real del procés de transmutació. De la mateixa manera, a llarg termini, es podria dur a terme la construcció i operació d’una instal·lació europea de Transmutació Industrial (EFIT) com a últim pas en el seu desenvolupament i la plena comercialització. CONCLUSIONS I DESIRATUM Un dels majors reptes de l’energia nuclear és aconseguir la confiança de la societat, fent valer que el seu problema més gran, l’eliminació dels residus radioactius d’alta, tingui una solució viable a curt/mitjà termini. La transmutació (mitjançant reactors ràpids i ADS) es perfila com una realitat més propera. Actualment, hi ha 436 reactors nuclears de potència en operació al món, 53 en fase de construcció i més de 100 en licitació o planificats per als pròxims quinze anys en més de 30 països. L’energia nuclear està considerada per totes les organitzacions internacionals (UE, OCDE, OIEA, etc.) com una de les fonts energètiques imprescindibles per a l’obtenció d’una energia sostenible en el futur pròxim. Per aquest motiu
s’estan duent a terme nous projectes internacionals. Sense un desenvolupament simultani del tractament dels residus radioactius, l’opinió pública no acceptarà fàcilment la realitat tècnica i científica de l’energia nuclear. Els reactors ràpids i l’ADS són un bon camí per acostar-se a la solució. Espanya està participant molt activament en els projectes internacionals de gestió de residus radioactius; en particular l’ADS. Dins dels 50 centres d’investigació, universitats i empreses industrials europees participants en el projecte de l’ADS, el CIEMAT, diverses universitats espanyoles i Empresarios Agrupados (EA) han estat, i són, actors fonamentals (serveixi d’exemple el lideratge assignat a EA en l’enginyeria bàsica de l’ADS en l’actual projecte CDT). Com a desiratum, la investigació i l’enginyeria són uns dels motors del desenvolupament social i humà d’un país. Aquell país que perd el carro d’una tecnologia està abocat a captar la dels altres. Una economia sostenible no pot prescindir de tecnologies avançades i menys d’una tecnologia com la nuclear, considerada per la comunitat internacional com una part indissoluble del manteniment energètic sostenible mundial. Espanya gaudeix d’un ampli reconeixement dins de la investigació i l’enginyeria nuclear en l’àmbit internacional. Hi ha propostes de projectes nacionals en l’àrea de gestió de residus, que desitjo que es puguin dur a terme per tal de no quedar, com en el passat ja llunyà, aïllat de la comunitat científica internacional. La controvèrsia (només a Espanya) de si calen noves nuclears no és objecte d’aquest article, però hem de recordar que qualsevol tecnologia que s’abandona implica un retrocés en el coneixement i la saviesa d’un país.
FULLS dels ENGINYERS
11