Standard di sicurezza e nuove frontiere tecnologiche per l'energia nucleare Camera dei Deputati - VAST
Presenza nucleare Enel Francia accordo con Edf Reattori in costruzione n. unità 1 (Flamanville 3) Capacità installata 1.600 MW (200 MW Enel) Tecnologia PWR -EPR-Areva Siglato accordo con Rosatom per lo sviluppo congiunto di nuove centrali Slovacchia Slovenske Elektrarne Reattori operativi n. unità 4 Capacità installata 1.760 MW 2 Produzione annua ~ 12 TWh Tecnologia PWR - Russia Reattori in costruzione n. unità 2 (Mohovce 3&4) Capacità installata 880 MW Tecnologia PWR 440/213 Spagna Endesa Reattori operativi n. unità 7 Capacità installata ca. 2.5 GW 1 Produzione annua ~ 21 TWh Tecnologia PWR USA Westinghouse Romania consorzio guidato da Nuclearelectrica 3 Reattori in costruzione n. unità 2 (Cernavoda 3&4) Capacità installata 1.500 MW Tecnologia Candu - AECL Mix di produzione del gruppo 131,4 TWh 153,5 TWh Olio & Gas Gas CCGT Carbone Nucleare Altre RES Idro 20,3% 14,7% 28,6% 11,9% 18,0% 29,5% 8,1% 11,8% 5,1% 4,7% Contributo crescente del nucleare grazie al consolidamento delle attività di Endesa Totale capacità reattori operativi 4.436 MW Totale capacità reattori in costruzione 1.080 MW 4 23,2% 24,1% 2006 2007 1. Endesa (67,05%) 2. SE consolidata al 100% 3. Enel è stata invitata con il 15%, ma il processo è stato al momento bloccato 4. SE consolidata al 100%, Flamanville al 12,5%, Romania non inclusa 5. Mix di produzione: Enel presentazione agli analisti, Londra, 13 marzo 2008 1
Il nucleare in Slovenské Elektrárne La Slovacchia è uno dei quattro Paesi europei che ha più del 50% della generazione elettrica da fonte nucleare Circa 5,500 persone sono impiegate direttamente o indirettamente nell industria nucleare in Slovacchia (pop. complessiva: 5,4 milioni) Il nucleare ha un elevato livello di accettabilità Enel nell aprile 2006 è divenuto l azionista di maggioranza (66%) di Slovenské Elektrarne (SE); il 34% è di proprietà del National Property Fund Slovenské Elektrarne è il maggior produttore di energia elettrica del Paese, con una quota di circa l 87% Enel ha pianificato investimenti di SE per circa 3.35 miliardi di sino al 2012. Poco meno del 60% di questi investimenti sono in attività nucleari. Potenza installata 11% 29% Generazione 17% 33% 15% 27% 55% 13% Nucleare (SE-J) Fossile (SE) Idro (SE) Altri Nucleare (SE-J) Fossile (SE) Idro (SE) Altri 2
Mochovce 3&4 La tecnologia dell impianto Reattore ad acqua in pressione 440 MWe (progettista: Gidropress/modello 213) Reattore ad acqua in pressione 1400-1600 MWe (progettista: Areva/modello N4, EPR) Il reattore è refrigerato e moderato ad acqua in pressione ed è della stessa tipologia dei reattori PWR occidentali (reattori francesi, reattori Siemens-KWU in Germania, reattori Westinghouse in USA); la tecnologia PWR costituisce oltre il 60% dei 439 reattori nel mondo. Il progetto dei reattori PWR 440 è standardardizzato (circa 40 unità del tipo 440, in 10 Paesi) ed ha elevate caratteristiche intrinseche di sicurezza dovute alla bassa densità di potenza, all elevato volume di acqua presente nel circuito primario ed ai notevoli margini di progetto. Il modello 213 rappresenta l ultima generazione dei reattori VVER 440 L impianto più recente di questo tipo è Mochovce 1&2 (in Slovacchia), entrato in servizio negli anni 1998 (Unità 1) e 2000 (Unità 2), caratterizzato da notevoli miglioramenti di sicurezza conseguenti ad attività ingegneristiche e di ricerca effettuate negli anni 90 e finanziate in larga parte dalla UE. 3
Mochovce 3&4 Un progetto evolutivo Impianti nucleari oggi in servizio Progetto evolutivo (*) Progetto std PWR 440-213 Mochovce 1-21 Mochovce 3-43 92 98 2005 07 1st step di cambiamenti sostanziali di progetto 2nd step di cambiamenti sostanziali di progetto Il nuovo progetto dell impianto di Mochovce 3&4 è un Progetto evolutivo ( Evolutionary Design ), come gran parte dei reattori di Generation-III attualmente in costruzione in Europa, poichè: si basa sulla tecnologia provata e largamente consolidata dei reattori nucleari attualmente in servizio; utilizza tale tecnologia come punto di partenza per i miglioramenti di sicurezza, ponendo una forte enfasi sull impiego di soluzioni provate, al fine di minimizzare i rischi tecnologici. La revisione del progetto originale da parte di Enel ha portato all introduzione di notevoli miglioramenti progettuali, finalizzati a: ridurre ulteriormente la probabilità di incidente; minimizzare in ogni caso le conseguenze ambientali di un incidente, per quanto improbabile; potenziare ulteriormente le capacità di monitoraggio e controllo dell impianto da parte dell operatore, al fine di garantire una gestione ottimale dell impianto sia in condizioni di normale esercizio, sia in condizioni anormali. Il progetto ha ottenuto parere positivo da parte della Commissione Europea (art. 41 Trattato Euratom), con raccomandazione riguardante l adozione di misure per la protezione dell impianto dalle conseguenze dell impatto di aereo leggero (small aircraft). * An evolutionary design is an advanced design that achieves improvements over existing designs through small to moderate modifications, with a strong emphasis on maintaining design proveness to minimize technological risks (ref.: IAEA-Tecdoc 936) 4
Accordo con Edf Progetto European Pressurised Reactor L EPR (European Pressurised Reactor) è l impianto di progettazione europea più avanzato attualmente disponibile. E un impianto nucleare di Generation III Potenza unitaria: 1.600 MWe In Europa vi sono attualmente due realizzazioni in corso: Olkiluoto 3 Finlandia COD: 2010-2011 Flamanville 3 Francia COD: June 2012 Enel ed Edf hanno firmato una serie di accordi che prevedono, tra l altro: Quota di partecipazione Enel (12,5%) alla costruzione ed esercizio di Flamanville 3 con opzione per le eventuali 5 unità EPR successive Know-How transfer: Project Management, progettazione, costruzione, avviamento, esercizio e manutenzione di FLA3 (e di altri Impianti Nucleari esistenti) Fornitura anticipata di capacità produttiva nucleare in Francia: 6 quote di capacità produttiva da 200 MW ciascuna, scalate temporalmente a partire da 200 MW nel 2006 sino ad una massimo di 1200 MW nel 2011 con riduzione a 200 MW nel 2016 5
European Pressurised Reactor (EPR) L EPR è il risultato progettuale dell esperienza operativa della tecnologia francese e tedesca per reattori PWR È l impianto con potenza unitaria più elevata (1600 MWe). Una singola Unità produce in un anno circa 12 TWh, pari a circa il 4% del consumo energetico annuo italiano È caratterizzato da un alto rendimento (36%), con migliore utilizzo del combustibile e conseguente: riduzione del consumo specifico di uranio (-13%); riduzione della produzione specifica di rifiuti radioattivi a vita lunga. Soddisfa i più moderni e stringenti requisiti internazionali di sicurezza: ulteriore riduzione della probabilità di incidente (CDF<10-6 eventi/anno) eliminazione delle conseguenze all esterno del recinto d impianto per scenari incidentali ipotizzabili. 6
Accordo con Edf Know How transfer Il personale Enel è integrato nella struttura Edf in modo da partecipare alla progettazione, costruzione, avviamento ed esercizio di Flamanville 3 (e degli impianti N4 per la parte esercizio) Sino a 65 ingegneri Enel con limite temporale 2017 (5 anni successivi al COD di FLA3) L inserimento di risorse Enel è avvenuto a partire da febbraio 08; a fine giugno 08 saranno inserite nel progetto circa 50 risorse. PiT (Project Integrated Team) 7
Endesa Presenza nel Nucleare Map of nuclear power plants Almaraz Garona Asco Vandellos Trillo Cofrentes Partecipazione Endesa nel raggruppamento Ascó-Vandellós CN ASCO 1 1032,50 MWe 100% Endesa CN ASCO 2 1026,25 MWe PWR WH 85% Endesa CN VANDELLOS 1087,00 MWe 3 loops 72% Endesa Partecipazione Endesa nel raggruppamento Almaraz-Trillo CN ALMARAZ 1 980 MWe 36% Endesa PWR WH CN ALMARAZ 2 984 MWe 36% Endesa 3 loops CN TRILLO 1066 MWe 1% Endesa U. Fenosa 7,6% H.C. 2,1% Nuclenor, S.A. BWR3 GE CN STA. Mª DE GAROÑA 466 MWe MK-I 50% Endesa Quota potenza Nucleare installata Iberdrola 43,2% Endesa 47,1% 8
Enel La partecipazione alle Organizzazioni Internazionali World Association of Nuclear Operators E costituita da tutti gli operatori di impianti Nucleari nel mondo. Suddivisa in quattro centri regionali (Atlanta, Parigi, Mosca, Tokio) ed un Centro di coordinamento a Londra. L Enel è rappresentante per l Italia a partire dal 2006 International Atomic Energy Agency Enel partecipa alle attività operative dell Agenzia con proprio personale distaccato presso la divisione Nuclear Installation Safety European Utility Requirements (EUR) Consorzio di Utilities Europee per la stesura di specifiche standard funzionali e di sicurezza per reattori ad acqua leggera. L Enel è stata una delle Società fondatrici ed è rientrata in EUR nel 2007 European Nuclear Installations Safety Standards Raggruppamento di società elettriche europee in ambito FORATOM avente lo scopo di standardizzare i requisiti fondamentali per la sicurezza nucleare. L Enel ne è membro, con Sogin, a partire dal 2007. World Nuclear Association Associazione internazionale dell industria nucleare: ciclo del combustibile, società di generazione, fornitori. Fondata nel 2001 come sviluppo dell Uranium Institute. Ha una struttura dedicata: World Nuclear University per il rafforzamento delle competenze nel settore nucleare. Enel è membro dal 2007 OECD-NEA, ENEF, SNE-TP 9
I presidi ENEL lungo la filiera nucleare Impianto Ricerca -GenIV -NULIFE Realizzazione impianti - Sviluppo progetto - Localizzazione - Progettazione -Costruzione - Commissioning Esercizio impianti - Gestione Esercizio -Gestione Manutenzione - Approvvig. combustibile Decommissioning Deposito finale prodotti decommiss. 2500 MWe EPR, Mochovce 3-4, 3 Cernavoda Fabbricazione del combustibile nucleare -Estrazione -Trading e trasporto -Conversione - Arricchimento - Fabbricazione 3700 MWe Slovacchia Spagna Gestione combustibile post-irragg irragg. - Stoccaggio temporaneo -Trasporto Slovacchia Spagna Deposito finale combustibile irraggiato / prodotti riprocess. Combustibile Riprocessamento Prodotti fissione, attinidi minori, etc 10
La presenza ENEL Realizzazione impianti Realizzazione impianti - Sviluppo progetto - Localizzazione - Progettazione -Costruzione - Commissioning 2500 MWe EPR, Mochovce 3-4, 3 Cernavoda presenza ENEL Ty* Tp* PWR Tecnologia Toshiba-Westinghouse (AP-1000) PWR Tecnologia Franco-Tedesca (Areva( Areva,, EPR) PWR Tecnologia Russa (VVER) BWR Tecnologia Statunitense (GE, ABWR) PHWR - Tecnologia Canadese (CANDU) * Ty = Quota di mercato della filiera tecnologica Tp = Quota di mercato della tecnologia specifica all interno della filiera 11
La presenza ENEL Esercizio impianti Esercizio impianti - Gestione Esercizio -Gestione Manutenzione - Approvvig. combustibile presenza ENEL personale ENEL in formazione 3700 MWe Slovacchia Spagna Ty* Tp* PWR Tecnologia Toshiba-Westinghouse (AP-1000) PWR Tecnologia Franco-Tedesca (Areva( Areva,, EPR) PWR Tecnologia Russa (VVER) BWR Tecnologia Statunitense (GE, ABWR) PHWR - Tecnologia Canadese (CANDU) * Ty = Quota di mercato della filiera tecnologica Roma, 25 Tp settembre = Quota 2008 di mercato della tecnologia specifica all interno della filiera 12
Le tecnologie nucleari di ultima generazione Le Certificazioni Internazionali Alcune Utilities elettriche europee, dai primi anni 90, si sono consorziate per definire delle specifiche standard: European Utility Requirements (EUR) per i nuovi reattori nucleari ad acqua leggera (LWR).. Il comitato EUR, oltre alla definizione dei requisiti, rilascia la certificazione di compliance per le tecnologie che, dopo esame da parte del comitato, risultano soddisfare i requisti EUR. Parallelamente, negli USA, le Utilities elettriche, attraverso EPRI, hanno definito un set di criteri per i nuovi reattori nucleari americani Utilities Requirement Document (URD). La NRC ha esaminato gli URD, concludendo che gli impianti che soddisfano i criteri URD soddisfano anche i requisiti di licensing. Grazie a questi sforzi è stato possibile raggiungere i seguenti obiettivi: Armonizzazione e Standardizzazione : la standardizzazione dei progetti consente di certificare una tecnologia standard che è adattabile ai diversi siti con poche modifiche non connesse all isola nucleare. Trasferimento, a livello di specifiche unificate, dell esperienza esperienza operativa delle principali società elettriche operanti nel settore nucleare Applicazione di criteri di sicurezza più elevati, sia a livello preventivo sia a livello mitigativo Possibile semplificazione dei processi autorizzativi a livello nazionalen 13
Requisiti EUR Alcune caratteristiche comuni delle tecnologie certificate Sistemi di Sicurezza passivi, ibridi e avanzati Resistenza ad Eventi Esterni Migliore sfruttamento del combustibile minor volume di rifiuti MMI allo stato dell arte Riduzione errore umano Performance dell impianto Migliorate Fino a 8100 ore l anno di disponibilità ALARA principle e nuove layout rules - Dosi agli operatori ridotte Probabilità di incidente ulteriormente ridotta. Impatti trascurabili sul territorio in caso di eventi incidentali Miglioramento Separazione e Ridondanza dei Sistemi 14
Le tecnologie nucleari GEN III (+) certificate EPR Areva - Francia Tipo PWR Potenza Netta, MWe Caratteristiche Principali 1650 Sistemi di Sicurezza 4x100% 60 anni di vita Doppio Contenimento Core Catcher Capacità di 50% MOX Massimo Load Follow Certificazioni Ottenute Certificazione NRC prevista nel 2011 Certificato EUR Dove nel mondo fra parentesi le utilities coinvolte la data, ove presente, si riferisce all inizio delle operation Fonte : WNA Giugno 2008 In costruzione Olkiluoto (TVO) 2011 [1 unit] In costruzione Flamanville (Edf) 2012 [1 unit] [7 units] In fase di approvazione di COL Calvert Cliff (Costellation) Callaway (AmerenUE) Grand View (AEHI) Nine Mile Point (Costellation) Bell Bend (PPL) Amarillo (Amarillo), 2 units [2 units] 15 Prossime costruzioni Taishan 1 (CGNPC) 2013 Taishan 2 (CGNPC) 2013
Le tecnologia nucleari GEN III (+) certificate AP1000 Westinghouse - USA Tipo PWR Potenza Netta, MWe Caratteristiche Principali 1117 Pompe senza tenute 60 anni di vita Sistemi di sicurezza passivi In-vessel Core Retention System Capacità di 50% MOX in fase di studio Reattore modulare Certificazioni Ottenute Certificato NRC Certificato EUR Dove nel mondo fra parentesi le utilities coinvolte la data, ove presente, si riferisce all inizio delle operation Fonte : WNA Giugno 2008 Prossime costruzioni Sanmen 1&2 (CNNC) 2014 Haiyang 1&2 (CPI) 2015 [12 units] Futuri impianti Hayyang 2-4 unità Sanmen 2 4 unità [12 units] In fase di approvazione di COL Bellefonte (TVA), 2 units Lee (Duke Energy), 2 units Harris (Progress), 2 units Vogtle (Southern NC), 2 units Levy county (Progress), 2 units Turkey Point (FPL), 2 units 16
Le tecnologia nucleari GEN III (+) certificate AES92 AtomStroyExport - Russia Tipo Potenza Netta, MWe PWR (VVER) 1049 (1200 per l AES2006) Caratteristiche Principali Core Catcher Capacità di 50% MOX Doppio Contenimento GV a tubi orizzontali Certificazioni Ottenute Certificato EUR Dove nel mondo fra parentesi le utilities coinvolte la data, ove presente, si riferisce all inizio delle operation Fonte : WNA Giugno 2008 Previsti Tianwan II (CNNC), 2 x AES92 Tianwan III (CNNC), 4 x AES92 [6 units] In costruzione Kudankulam 1&2 (NPCIL), 2 x AES92, 2009 [4 units] Previsti Kudankulam 3&4 (NPCIL), 2 x AES-91 [34 units] [2 units] In costruzione Novovoronezh 2012, AES2006 Pianificati 10 units AES2006 e 1 unit AES92 (oper. dal 2013 al 2018) Previsti 21 units AES2006 e 1 unit AES92 (oper. dal 2016 al 2020) Pianificato Belene 1&2 (NEK), 2 x AES92 17
Le tecnologia nucleari GEN III (+) certificate ABWR General Electric - Toshiba Tipo BWR Potenza Netta, MWe Caratteristiche Principali 1350 Pompe interne al vessel 60 anni di vita Performance della Turbina aumentate Eccellenza nella robotica e nella Man Machine Interface Certificazioni Ottenute Certificato NRC Certificato EUR Dove nel mondo fra parentesi le utilities coinvolte la data, ove presente, si riferisce all inizio delle operation [12 units] In funzione Homaokaa 5 (Chubu) 01/2005 Kariwa 6&7 (TEPCO) 11/1996-01/1997 In costruzione [2 units] In fase di approvazione di COL South Texas (STP Nuclear), 2 units Fonte : WNA Giugno 2008 Shimane 3 (Chugoku) 2011 Ohma (EPDC/J-Power) 2012 Previsti Fukushima I 7&8 (TEPCO) 2014/2015 Higashidori 1&2 (TEPCO) 2014/2018 Kaminoseki 1&2 (Chugoku) 2015/2018 Higashidori II (Tohoku) 2019 18
Le tecnologia nucleari GEN III (+) certificate ESBWR GE - USA Tipo Potenza Netta, MWe Caratteristiche Principali BWR 1575 Sistemi di sicurezza passivi Gli ausiliari non necessitano classificazione come Safety Systems Circolazione naturale Bassi costi (O&M e costruzione) Dove nel mondo Certificazioni Ottenute Certificazione NRC prevista nel 2010 fra parentesi le utilities coinvolte la data, ove presente, si riferisce all inizio delle operation Fonte : WNA Giugno 2008 In fase di approvazione di COL North Anna (Dominion) Grand Gulf (Entergy) [8 units] River Bend (Entergy) Victoria County (Exelon), 2 units Fermi (DTE Energy) Turkey Point (FPL), 2 units 19
Il ruolo futuro di Gen IV Non è un impianto ma un sistema : include infatti anche il ciclo del combustibile, dalla fabbricazione al riprocessamento Disponibile realisticamente a partire da 2030-2040 : nel 2025 previsioni ottimistiche prevedono la realizzazione di un prototipo di SFR (Sodium Fast Reactor), ma solo dopo 7-10 anni si potrà avere il primo commerciale. Per le altre tecnologie tempi ancora più lunghi: Difficoltà tecnologiche per i materiali dei i VHTR (Very High Temperature Reactor) e SWR (Supercritical Water Reactor) Problemi tecnologici ed economici da superare per l auto-fertilizzazione: Disponibilità limitata di Pu-239 per i primi noccioli reattori dei futuri FBR (bisognerebbe riprocessare tutto il combustibile esaurito uscente dagli attuali LWR in esercizio). Lunghi tempi di raddoppio del combustibile Difficoltà tecnologiche/radioprotezionistiche nel riprocessamento del combustibile uscente dagli FBR (alti BU e alte contaminazioni) Alti costi per il riprocessamento 20
Nuovi impianti nucleari Caratteristiche di mercato Isola Nucleare Isola Convenzionale 1. Caldaia Nucleare 3. Sistemi produzione energia elettrica 4. Sistemi di Sito 2. Sistemi Ausiliari Isola Nucleare 21
Caratteristiche tipiche di mercato per le diverse aree di impianto 1. Caldaia Nucleare (NSSS) Ingegneria (progettazione concettuale, di base e di dettaglio) tecnologo Acquisto forniture tecnologo Fabbricazione forniture aperta al mercato (con qualifiche per attività nucleari) Costruzione, montaggi e avviamento Supervisione e responsabilità complessiva Esecuzione montaggi tecnologo aperta al mercato * * Qualificato per la tipologia di opere e servizi 22
Caratteristiche tipiche di mercato per le diverse aree di impianto 2. Sistemi Ausiliari Isola Nucleare: Ingegneria: Progettazione concettuale e verifica configurazione complessiva Progettazione di base e di dettaglio tecnologo aperta al mercato (Nuclear Specialist) Acquisto forniture Fabbricazione forniture Costruzione, montaggi e avviamento aperta al mercato (Nuclear Specialist) aperta al mercato (con qualifiche per attività nucleari) aperta al mercato * * Qualificato per la tipologia di opere e servizi 23
Caratteristiche tipiche di mercato per le diverse aree di impianto 3. Sistemi produzione energia elettrica (turbina, ciclo, aux) Ingegneria Acquisto forniture Fabbricazione forniture Costruzione, montaggi e avviamento aperta al mercato (requisiti funzionali definiti dal tecnologo) aperta al mercato (ristretto per alcuni componenti critici) aperta al mercato * aperta al mercato * 4. Sistemi di Sito Ingegneria Acquisto forniture Fabbricazione forniture Costruzione, montaggi e avviamento aperta al mercato * aperta al mercato * aperta al mercato * aperta al mercato * * Qualificato per la tipologia di opere e servizi 24