Estudio del impacto medioambiental por la sustitución de centrales nucleares
| Trabajo sobre SIG | |
|---|---|
| Título | Estudio del impacto medioambiental por la sustitución de las centrales nucleares en España |
| Autores | Ángela Masiel Zaragoza Paredes
Francisco Javier Yebra Romanillos Isaac Rebollo Palos |
| Asignatura | Sistemas de Información Geográfica Aplicados a la Ingeniería Civil |
| Curso | Curso 22/23 |
| Este artículo ha sido escrito por estudiantes como parte de su evaluación en la asignatura | |
En este articulo se realizará un estudio sobre el impacto que produciría el hecho de sustituir las centrales nucleares en España. En términos generales, se analizará la producción de CO2 equivalente relacionado con la energía producida anual para valorar su repercusión en las cercanías una vez hecho el cambio de una central nuclear por una térmica. De esta manera, teniendo en cuenta parámetros como la velocidad del viento, su dirección y la zona de la central, se empleará el software de QGIS para realizar áreas de propagación de la contaminación para visualizar la magnitud de las emisiones emitidas. Asimismo, se evaluará la afección a los municipios que se encuentren en las áreas de contaminación para observar el impacto sobre estos y las posibles consecuencias a su salud.
1 Introducción
Las centrales nucleares son un elemento fundamental en el sistema de red eléctrica pues suponen aproximadamente un 21% de la energía producida en España. Pero en estos últimos años debido a la agenda 2030 se ha planteado eliminarlas del plan eléctrico ya que existe un cierto temor a que se pueda producir un accidente como el de Chernóbil y que a pesar de no emitir contaminación a la atmosfera produce unos productos radiactivos que tardan millones de años en degradarse.
El sistema de red eléctrica en España funciona de la siguiente manera: existen varios tipos de centrales que producen electricidad todas ellas están divididas en dos tipos centrales base y las que no son base. Las centrales base son las que suministran la mayor parte de la energía de forma continua, mientras que las que no son base suministran la energía en momentos en los que es necesario aumentar la producción por la subida de demanda. Un ejemplo de central base sería una nuclear y una que no es base podría ser una central hidroeléctrica, teniendo estos dos ejemplos en mente se puede conocer por qué son de diferentes tipos.
Actualmente, debido al cierre de las centrales de carbón por temas de contaminación se ha aumentado la producción de electricidad por parte de las centrales de ciclo combinado, este hecho ha sido el principal argumento para seleccionar las centrales de ciclo combinado para sustituir las centrales nucleares. Descartando las energías renovables ya que para tener una producción de energía constante no nos sirven pues dependemos de factores como el viento o el sol. El hecho de elegir las centrales de ciclo combinado respecto de todas las demás tiene sus desventajas. Las centrales de ciclo combinado funcionan mediante gas que es un recurso bastante caro en comparación con el carbón. De hecho, las centrales de ciclo combinado nunca deberían ser una central base por sus características y limitaciones. Además, no es posible que una sola central de ciclo combinado pueda suplir a una central nuclear generando la misma electricidad que esta, en la realidad deberían ser varias, pero en el proyecto se ha decidido usar centrales de ciclo combinado equivalentes.
En este estudio se pretender ver cómo cambiaría la situación con respecto a la contaminación atmosférica si las centrales nucleares en España fueran sustituidas por centrales de ciclo combinado equivalentes. De esta forma saber a qué municipios afectaría la nube de contaminación y con qué intensidad sería dando a conocer las ventajas y desventajas de los dos tipos de centrales.
2 Metodología
En primer lugar, se descarga el Mapa de España 1:1.250.000 ráster en el centro de descargas del CNIG y se introduce como capa ráster en QGIS.
A continuación, se recopilan los datos en formato .txt de las coordenadas geográficas de las centrales nucleares y de ciclo combinado. Después a través de la calculadora geodésica del CNIG se transforman a coordenadas UTM.
Una vez se tienen en el formato adecuado EPSG:25830 - ETRS89 / UTM zone 30N, se añaden en QGIS como capa de texto delimitado. Para poder trabajar después con esta capa debemos guardarla como una capa vectorial en formato Archivo shape de ESRI.
De manera que los datos puedan ser lo más realistas posibles, se realizan unos polígonos (capas vectoriales) con la forma de la rosa de los vientos en esa zona. Para ello, se obtiene la información de Global Wind Atlas, que a su vez proporciona la velocidad del viento. Así, posteriormente, se pueden realizar las diferentes áreas de influencia para observar la propagación de las emisiones contaminantes. Estas áreas de los polígonos se realizan siguiendo unos radios que se han estimado para cada central en función de las velocidades máximas que pueden darse para estar en la situación pésima.
Para obtener los municipios de España, se accede al centro de descargas del CNIG, se selecciona dentro de Información geográfica de referencia, la pestaña “Nomenclátor Geográfico de Municipios y Entidades de Población” y se descarga la carpeta comprimida en la que se encuentra el fichero MUNICIPIOS.csv que contiene las coordenadas de todos los municipios de España. Después de agregarlo como capa a QGIS se procede a seleccionar únicamente aquellos municipios que tengan más de 10.000 habitantes. Esta operación se puede realizar seleccionando en la capa de atributos mediante una condicional o si se ordena el campo de Población de menor a mayor y se seleccionan los de habitantes menores.
La sustitución de las centrales nucleares por las de ciclo combinado se realiza de dos formas diferentes en función del caso en el que se esté:
• Si hay centrales de ciclo combinado cerca de la central nuclear, se reparte la energía producida equivalente de dicha central entre las centrales de ciclo combinado adyacentes y se estudia el impacto que tendrá por el aumento de la contaminación de CO2 de dichas centrales. Es el caso de Ascó y Vandellós
• Si no hay ninguna central de ciclo combinado cerca, se sustituye la nuclear por una central de ciclo combinado nueva que tendrá que ser construida en la misma ubicación y con una energía producida equivalente a la que generaba la central nuclear. Caso de Almaraz, Cofrentes y Trillo.
La energía producida por cada central, tanto de las nucleares como las de ciclo combinado, se obtiene de la página de Red Eléctrica, donde se indica en GWh al año. Por otro lado, para determinar las emisiones también se obtienen desde Red Eléctrica donde proporciona un factor de TCO2 equivalente/MWh, que en el caso de las centrales de ciclo combinado es de 0.14 TCO2 equiv/MWh.
Con toda esta información, se hace el modelo de dispersión en QGIS de la contaminación de CO2. Intersecando las capas vectoriales de las áreas de influencia con la capa vectorial de puntos de los municipios con habitantes > 10.000 habitantes, se llega al resultado de los que se ven afectados por la contaminación.
Finalmente, una vez se haya las toneladas de CO2 equivalente de cada central se realiza un cálculo aproximado para hallar el porcentaje de emisiones en cada área de influencia, en este caso, se ha empleado una escala logarítmica.
3 Resultados
Para la sustitución de las centrales nucleares se han buscado centrales de ciclo combinado en las cercanías y a efectos del proyecto se han supuesto equivalentes a la central nuclear que estaban sustituyendo (algo que en la realidad sería imposible ya que haría falta un gran número de centrales de ciclo combinado para sustituir a una nuclear). En los casos que no existía una central de ciclo combinado cercana a la central nuclear se ha supuesto que habría una en el lugar donde está la central nuclear. Y en los casos que existiera más de una cercana se ha dividido en las dos más cercanas, el caso de Asco.
- Localizaciones centrales nucleares y centrales de ciclo combinado:
- Se realiza una aproximación del esparcimiento de la contaminación según la rosa de los vientos:
- Buffer de 10km, de 30km y de 50km donde se muestra la concentración de la contaminación:
- Intersección de la capa de las áreas de contaminación de las centrales con los municipios de más de 10.000 habitantes:
- Poblaciones afectadas en las que se resalta las que se sitúa en más de un área de influencia:
- Los resultados de contaminación en cada nueva central de ciclo combinado:
4 Conclusiones
Con los resultados obtenidos, se llega a la conclusión de que:
• El hecho de sustituir todas las centrales supondría un aumento drástico de emisiones contaminantes. Se pasa de 0 emisiones con las nucleares a más de 8 millones de toneladas de CO2 equivalente y, teniendo en cuenta que en el 2022 las emisiones totales de ciclo combinado fueron aproximadamente 22.5 millones de toneladas, este cambio significa un tercio más de la generación total de CO2 equiv.
• La sustitución de las centrales de Vandellós, Ascó 1 y Ascó 2 por centrales de ciclo combinado conlleva una mayor contaminación concentrada en esa zona.
• Cofrentes es la central que perjudica a una mayor cantidad de ciudades con concentraciones de contaminación bajas.
• La central de Almaraz sería la que menor impacto medioambiental generaría tras la sustitución de esta por centrales de Ciclo combinado. Afectarían a poblaciones con un número significativo de habitantes como Plasencia y Mérida.
• Trillo afecta a escasas cuidades, pero con un alto número de habitantes como Alcalá de henares y Mérida
Mejoras a futuro: Ahora mismo es algo difícil pues para conseguir sustituir las centrales nucleares con energías renovables se necesitaría que estas tuvieran una producción constante algo que es imposible, por lo que se necesitaría un sistema de almacenamiento de energía lo suficientemente grande para poder abastecer a la población durante los periodos en los que las centrales renovables no estuvieran produciendo energía. Otra posible mejora sería combinar el sistema anterior con centrales hidroeléctricas reversibles, estas pueden ‘’almacenar” energía.
5 Anejos
