Energía nuclear en México, como alternativa para la reducción de emisiones de CO₂

Nuclear energy in México as an alternative to reduce CO₂ emissions

Gustavo ALONSO, José Ramón RAMÍREZ y Javier C. PALACIOS

Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares, Carretera México–Toluca s/n, La Marquesa, Ocoyoacac, Estado de México, C.P. 54054. Correos electrónicos: gustavo.alonso@inin.gob.mx; ramón.ramirez@inin.gob.mx; javier.palacios@inin.gob.mx

RESUMEN

Una de las grandes preocupaciones relacionadas con el calentamiento global es reducir las emisiones de gases del tipo invernadero al ambiente, México no es ajeno a esta preocupación y su reciente Estrategia Nacional de Energía plantea "el uso de fuentes de generación eléctrica limpias, con una contribución del 35 % del total de la capacidad eléctrica instalada para 2024". En 2008 la participación de fuentes de generación limpia fue de 23.9 % y aún así se emitieron, en la generación eléctrica en el país, 0.466 toneladas de CO₂/MWh., este índice es mayor que el promedio de los países de la OECD, 0.45 CO₂/MWh. En el presente trabajo se plantea el uso de reactores nucleares como parte de las fuentes de generación limpias que deberán emplearse para reducir dichas emisiones, se cuantifica la capacidad instalada de los mismos y se analiza el escenario de emisiones que se tendría con este planteamiento.

Palabras claves: generación eléctrica, emisiones de CO₂, generación limpia.

ABSTRACT

One of the main concerns related with global warming is the reduction of the green house emissions. Mexico is taking steps to solve this problem, in its recent National Energy Strategy has considered to increase the use of clean electricity sources up to a 35 % the share to be met at 2024, currently this participation in electricity generation is 23.9%. In 2008 the Mexican Electrical Network produced 0.466 tons of CO₂/MWh, this index is above the OECD 0.45 CO₂/MWh average value. The current study considers the use of nuclear energy as part of the addition of clean energy to the Electrical grid; it proposes the capacity and the numbers of nuclear reactors to be used and it provides the emissions scenario generated with this proposal.

Key words: power supply, CO₂ emission, clean energy.

INTRODUCCIÓN

En el ámbito internacional, debido al cambio climático, muchos países han elegido incrementar el uso de la energía nuclear, ya que durante la generación de electricidad no hay producción de CO₂. Así países como Finlandia que en la crisis de los setentas adoptó las energías renovables, ya ha construido 4 reactores nucleares y actualmente tiene uno en construcción, en los datos reportados al 14 de junio de 2011 por la Asociación Mundial Nuclear, se construyen actualmente 60 reactores nucleares de fisión (WNA 2011) de los cuales 26 son para China

La Estrategia Nacional de Energía (SE 2010) emitida por la Secretaría de Energía plantea el uso de fuentes de generación eléctrica limpias entre las cuales se encuentra la energía nuclear, sin embargo no específica cual deba ser la participación de la misma. La estrategia plantea un crecimiento en las fuentes de generación limpia, para pasar del 23.9 % en el 2009 al 35 % en 2024.

Como primer punto se muestra la cantidad de emisiones producidas por las diferentes fuentes de generación eléctrica de carga base en México, posteriormente se cuantificó la cantidad de energía requerida adicionalmente para 2024 para cumplir con los objetivos de la Estrategia Nacional de Energía y se propone la cantidad de reactores necesarios para lograr dicho objetivo.

EMISIONES DE CO₂ POR TIPO DE COMBUSTIBLE

El sistema eléctrico nacional está apoyado por diferentes fuentes de generación que emplean principalmente gas, combustóleo, carbón y uranio. Estas fuentes operan de forma continua las 24 horas del día durante los 365 días del año con paradas exclusivamente para recarga de combustible o mantenimientos programados y se les conoce como fuentes de carga base.

La energía eléctrica generada en 2008, así como la participación de las diferentes fuentes generadores de electricidad en México (CFE 2010), tanto de generación contaminante como de generación limpia, se muestran en el cuadro I.

La cantidad de emisiones producidas por cada una de las fuentes generadores se determinó con los valores promedio de las eficiencias térmicas reales reportadas por el Centro Nacional de Control de Energía (CENACE) de la Comisión Federal de Electricidad, mostradas en el cuadro II, y las curvas de emisiones dadas por el sistema de datos primarios RETScreen (NRC 2010) de la figura 1.

Los valores de el cuadro I y la figura 1 permitieron determinan las emisiones promedio dadas en el cuadro III. En dicho cuadro la generación de energía limpia corresponde al 23.9 % y el 76.1 % a la emisión contaminante. Para determinar la cantidad de toneladas de CO₂ emitidas por MWh generado se divide a la cantidad de emisiones de CO₂ entre la generación de electricidad producida en MWh.

En 2009 en México se generaron 238 868 GWh (emitiéndose 0.469 Ton. de CO₂/MWh) y la expectativa para 2024 es de 433 898 GWh de acuerdo al Programa de Obras e Inversiones del Sector Eléctrico (POISE) (CFE 2010). En 2008 la generación limpia fue de 55 895.7 GWh, de acuerdo al POISE y conforme a lo propuesto en la Estrategia Nacional de Energía se requiere producir adicionalmente en 2024, la cantidad de 95 968.6 GWh de generación limpia, considerando los mismos índices de producción actuales.

Actualmente la central Laguna Verde con sus dos reactores nucleares tiene una capacidad de 1365 MW y con factores de planta del 90%, produjo en 2009 10 501 GWh. los reactores comerciales de última generación tienen potencias eléctricas que van de 1100 MWe a 1,600 MWe, así que un valor promedio es 1350 MWe, con el propósito de este estudio consideraremos que esta es la capacidad de los reactores nucleares a instalar, de tal manera que cada uno de ellos produciría 10 643.4 GWh y se propone la construcción de 6 de ellos que contribuirían con 63 860.4 GWh dejando 32 108.2 GWh para ser cubiertos con e nergía eólica, geotérmica y pequeñas hidroeléctricas (menores a 30 MWe). La energía eólica y las mini–hidroeléctricas tienen factores de planta inferiores al 30 % por lo que resultaría muy difícil cumplir la meta propuesta únicamente con una combinación de estos tipos de energía.

La menor cantidad de emisiones se obtiene con el uso de ciclos combinados que emiten 0.420 toneladas de CO₂/MWh, así que este valor se consideró para cubrir la capacidad adicional requerida de acuerdo al POISE. De acuerdo al escenario propuesto con la instalación de los reactores nucleares, en el cuadro IV se muestra la distribución de fuentes generadoras para 2024 y allí se observa que se cumpliría con el 35 % de generación limpia establecido en la estrategia contra un 65 % de emisiones contaminantes. El cuadro V presenta las emisiones de dióxido de carbono que se obtendrían de acuerdo al escenario propuesto, las cuales serían de 0.354 Ton/MWh inferiores a las actuales que son de 0.466 Ton/MWh.

CONCLUSIONES

El índice de emisiones en México bajaría en 0.114 toneladas de CO₂ por MWh generado, con lo cual se cumpliría el propósito de disminuir la cantidad de emisiones de CO₂. Si no se considera a la energía nuclear para lograr este propósito el uso de fuentes renovables requeriría de una cantidad muy alta de capacidad instalada debido a los bajos factores de planta de las mismas.

REFERENCIAS

CFE (2010). Programa de Obras e Inversiones del Sector Eléctrico 2010–2024, Comisión Federal de Electricidad, México.         [ Links ]

NRC (2010). RETScreen. Natural Resources Canada, http://www.retscreen.net/ang/home.php, 14 de Junio de 2011.         [ Links ]

SE (2010). Estrategia Nacional de Energía, Secretaría de Energía, México, Febrero 2010.         [ Links ]

WNA (2011). World Nuclear Association. "World Nuclear Power Reactors & Uranium Requirements", http://www.world–nuclear.org/info/reactors.html, 14 de junio de 2011.         [ Links ]