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Agosto 5, 2009
¿PORQUÉ LA NUCLEOELÉCTRICIDAD?
ENERGÍA LIMPIA Y SUSTENTABLE
PROSPECTIVA DE LA AGENCIA INTERNACIONAL DE ENERGIA DE LA OCDE
Industria y transformación con CCS (9%)
Generación de electricidad con CCS (10%)
Nuclear (6%)
Renovables (21%)
Mejor eficiencia en gen. de electricidad - cambio de combustible (7%)
Cambio de combustible por el consumidor final (11%)
Eficiencia en el uso de la electricidad por el consumidor final (12%)
Eficiencia en el uso del combustible por el consumidor final (24%)
AnálisisCaso
Emisiones escenario “blue”
Emisiones línea base
Emis
ione
s
Fuente: Energy Technology Perspectives 2008, IEA.
Emisiones línea base 62 Gt
Emisiones escenario “blue” 14 Gt
Em
isio
nes
(G
tCO
2)
¿POR QUÉ LA NUCLEOELÉCTRICIDAD?
PROSPECTIVA DE LA INDUSTRIA PETROLERA MUNDIAL
¿POR QUÉ LA NUCLEOELÉCTRICIDAD?
Eficiencia
Tecnología
Renovables
Generación Nuclear
Generación Avanzada Carbón
CCS
Vehículos Eléctricos Híbridos
Recursos Energéticos Distribuidos
Referencia EIA 2007 Objetivo
Aumento de carga ~ +1.5% / año
30 GWe para 2030
12.5 GWe para 2030
Sin remodelación a centrales existentes, 40% de eficiencia en nuevas centrales para 2020-30
Ninguna
Ninguna
<0.1% de la Carga Base en 2030
Aumento de carga ~ +1.1% / año
70 GWe para 2030
64 GWe para 2030
150 GWe por remodelación a centrales existentes, 46% de eficiencia en nuevas
centrales para 2020; 49% en 2030
Ampliamente usado, después del 2020
10% de venta de nuevos vehículos para 2017; en adelante +2%/año
5% de la Carga Base en 2030
Caso Base EIA 2007Caso Base EIA 2007
Em
isio
nes
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O2de
l Sec
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rico
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s Es
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nela
das
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ricas
)
PROSPECTIVA DE ESTADOS UNIDOS
Fuente: EPRI 2007
¿POR QUÉ LA NUCLEOELÉCTRICIDAD?
PROSPECTIVA DE MÉXICO
Fuente: Centro Mario Molina
0
50
100
150
200
250
300
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030
Millon
es de tone
lada
s de
CO2e
Eficiencia en transmis ión
Eficiencia en generación
Iluminación eficiente
Excreta de ganado
Rel lenos sanitarios
Supercríticas con CCS
IGCC con CCS
Micro / Mini hidrául ica
Hidroeléctrica
Solar Fotovoltaico
Solar Térmico
Eól ica
Geotérmica
Nuclear
Resultante
¿POR QUÉ LA NUCLEOELÉCTRICIDAD?
PROSPECTIVA DE GENERACIÓN
• Las fuentes renovables de energía no son capaces de sustituir rápida y económicamente a los combustibles fósiles en sus usos más cotidianos, electricidad y gasolina.
• La Nucleoelectricidad está presente en las prospectivas de crecimiento sustentable de muchos países, y para medirla en su justa dimensión es necesario compararla con tecnologías nuevas que proporcionen carga base, tales como el IGCC con Captura y Secuestro de Carbono (CCS), o bien con Carboeléctricas Supercríticas o Ciclos Combinados que también incorporen CCS.
• En la actualidad no es válido, o es al menos injusto, comparar la generación nucleoeléctrica con generación basada en combustibles fósiles que descarguen al medio ambiente grandes cantidades de gases de efecto invernadero.
EL COSTO DE GENERAR ENERGÍA LIMPIA
EL COSTO DE LAS EMISIONES DE CO2 A VALORES DIFERENTES DE MERCADO ES:
Tecnología Costo de Emisiones por ton de CO2 (USD/MWh) a:10USD/ton 15USD/ton 20USD/ton 25USD/ton 30USD/ton
Ciclo Combinado 3.863 5.794 7.726 9.658 11.590Ciclo Combinado con CCS 0.500 0.750 1.000 1.250 1.500Carbón Supercrítica 7.904 11.856 15.808 19.760 23.710Carbón Supercrítica con CCS 1.160 1.740 2.320 2.900 3.480IGCC 7.570 11.355 15.140 18.925 22.710IGCC con CCS 1.130 1.695 2.260 2.285 3.390Nuclear 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
¿Qué es un IGCC?
EL COSTO DE GENERAR ENERGÍA LIMPIA
COSTOS NIVELADOS DE GENERACIÓNEl cálculo del costo nivelado de generación es un método aceptado en el sector eléctrico para comparar diversas opciones tecnológicas. Sin embargo es necesario partir de datos consistentes para que las comparaciones tengan significado.
En el caso que se presenta se partió de datos en dólares americanos 2008 y una tasa de descuento del 12% que tradicionalmente se ha utilizado en CFE.
Adicionalmente para esta comparación se utilizaron los datos para cada tecnología, incluyendo tecnologías fósiles sin Captura ni Secuestro de Carbón como una referencia al pasado.
PROGRAMA DE UN PROYECTO NUCLEOELÉCTRICO
Es importante hacer notar que en el caso específico de una unidad nuclear nueva se consideraron 9 años para el desarrollo del proyecto, a partir de los estudios del sitio hasta la operación comercial, independientemente que un período de 5 años es razonablemente conservador para el proceso de construcción.
No se debe minimizar la importancia de partir de un Programa de Construcción realista.
EL COSTO DE GENERAR ENERGÍA LIMPIA
Resumen de Resultados y Sensibilidades: 1 de 2
Tabla 1. Costo de Generación sin Costo de Emisiones y sin Fondos de Reserva Nucleares
Conceptos CC CC + CCS IGCC IGCC
+ CCS SCPC SCPC+ CCS Nuclear
Costo Nivelado de Generación (USD/MWh) 74.68 103.13 93.78 144.70 76.26 150.23 89.86
Tabla 2. Costo Nivelado de Generación sin Costo de Emisiones y con Fondos de Reserva Nucleares
Conceptos CC CC + CCS IGCC IGCC
+ CCS SCPC SCPC+ CCS Nuclear
Costo Nivelado de Generación (USD/MWh) 74.68 103.13 93.78 144.70 76.26 150.23 95.54
EL COSTO DE GENERAR ENERGÍA LIMPIA
Datos de Entrada
Tabla 3. Costo Nivelado de Generación con Costo de Emisiones y sin Fondos de Reserva Nucleares
Conceptos CC CC + CCS IGCC IGCC
+ CCS SCPC SCPC+ CCS Nuclear
Costo Nivelado de Generación (USD/MWh) 84.34 104.38 112.71 147.53 96.02 153.13 89.86
Tabla 4. Costo Nivelado de Generación con Costo de Emisiones y con Fondos de Reserva Nucleares
Conceptos CC CC + CCS IGCC IGCC
+ CCS SCPC SCPC + CCS Nuclear
Costo Nivelado de Generación (USD/MWh) 84.34 104.38 112.71 147.53 96.02 153.13 95.54
Resumen de Resultados y Sensibilidades: 2 de 2
EL COSTO DE GENERAR ENERGÍA LIMPIA
Datos de Entrada
FINANCIAMIENTO, UN NUEVO RETO MUNDIAL
Hechos:
• Desde principios de los noventa se han construido pocas unidades nucleares.
• Los modelos financieros anteriores no son viables en las nuevas condiciones de los mercados internacionales.
Diferencias fundamentales entre países
Estados Unidos• Empresas más pequeñas y con balances menos robustos.• The Energy Policy Act of 2005 define apoyos importantes. • Trece estados han aprobado medidas legislativas para incentivar la
construcción nuclear.Europa• Empresas grandes.• En Europa existen diversos modelos de apoyo para reiniciar la construcción
nuclear.• Francia, Rusia. Apoyos centralizados.• Otros tienen esquemas de mercado. Mayor competencia y claros apoyos
gubernamentales.
MÉXICO PUEDE APROVECHAR ESTAS EXPERIENCIAS.
1ª Etapa 2ª Etapa 3ª Etapa
MAPA DEL PROYECTO ADMINISTRANDO RIESGOS MEDIANTE TOMA DE DECISIONES A TRAVÉS DE COMPUERTAS
Cancelación del Proyecto
[Compuerta no. 1] [Compuerta no. 2] [Compuerta no. 3]
• Contratación de una firma de Ingeniería Experimentada en Centrales Nucleoeléctricas Avanzadas;
• Contratación de una firma experimentada en manejo de Opinión Pública;
• Parámetros Específicos del Sitio;
• Ejecución de Ingeniería para Preparación del Sitio;
• Elaboración de la Especificación de Concurso;
• Preparación de Oferta;
• Revisión y Evaluación de Propuestas;
• Negociación del Contrato;
• Manejo de Opinión Pública.
Costo Total: USD $13 Millones*
• Ejecución de Ingeniería faltante para Adquisición de otros Equipos y Documentos de Manufactura y Construcción para completar el proyecto;
• Adquisición de otros Equipos;
• Ingeniería de Soporte a Construcción;
• Adquisición de Materiales;
• Construcción (Instalación y Mano de Obra);
• Supervisión de CFE de actividades del Contratista;
• Manejo de Opinión Pública;
• Costos de Propietario (subestación, agua de enfriamiento, edificios administrativos);
• Auditorías CNSNS.
•Manifiesto de Impacto Ambiental, Permiso de Sitio y otros Permisos;
•Preparación de COLA;
•Ejecución de Ingeniería faltante para Adquisición de Equipos con tiempos de entrega largos y Documentos de Manufactura y Construcción para iniciar construcción;
•Adquisición de Equipo con tiempo de entrega largo;
•Supervisión de CFE de Actividades del Contratista;
•Manejo de Opinión Pública;
•Preparación del Sitio (caminos de acceso, campamento y oficinas CFE, preparación para suministro de servicios de construcción);
•Revisión de COLA, Manifiesto de Impacto Ambiental y Otros Permisos.
Duración: 17 Meses
Cancelación del Proyecto*
Costo total: USD $1,066 Millones
Duración: 27 MesesCosto Total: USD $3,311 Millones
Duración: 66 Meses
*Se tiene la posibilidad de vender en el mercado internacional la ingeniería realizada y los equipos adquiridos.
*El costo total es cubierto por el propietario.
FLUJO DE EFECTIVO
La administración de este proyecto en 3 etapas requiere de un flujo de efectivo distribuido en 9 años, iniciando con un nivel de inversión bajo, incrementándolo para adquirir equipos con tiempo de entrega largo y otros equipos que permitan avanzar en la ingeniería y estabilizando el flujo durante el proceso de construcción, tal y como se muestra en la lámina siguiente:
FLUJO DE EFECTIVO
Años
EVAL. DE DECISIONES OPCIONES FINANCIERAS
PRINCIPIOS BÁSICOS:• Financiar componente nacional en pesos mexicanos.• Utilizar las líneas de crédito para contratistas y
proveedores a través de BANOBRAS.• Máximo aprovechamiento de las líneas de crédito de
apoyo a las exportaciones en los países de origen de los componentes, equipo e ingeniería de importación.
• Minimizar riesgos financieros en todo momento.• Asignación presupuestal inicial para incentivar acciones
privadas nacionales.• Aprovechar experiencias internacionales de esquemas
de financiamiento.
PRINCIPIOS BASICOS - OPCIONESDos opciones• Asignación presupuestal. • Conceder a CFE la posibilidad de conservar recursos
que debería pagar al gobierno federal. Además:• Inversión estratégica de largo plazo. • Beneficios por muchos años. • Distribuir los pagos durante el mayor periodo posible e
iniciar pago de intereses al principio de la construcción.• Pagos de los intereses durante la construcción.• Evaluar inversión al momento presente, no al inicio de la
generación.• Evitar sesgos. Utilizar la tasa interna de rendimiento de
proyectos alternativos a valor presente. Comparar directamente flujos de ingresos y egresos asociados a cada opción tecnológica.
UNA OPCIÓN VIABLE
Unidad Nucleoeléctrica
• Costo Instantáneo: 4,390 Millones USD• Estructura Deuda/Capital: 80/20• Plazo de pago de la aportación de capital: 9 Años• Aportaciones anuales de capital, años 1-9: 97.6 Millones USD• Plazo de amortización de la deuda: 20 años de operación• Tasa de interés promedio: 7.5% (CETES +2.15%)• Esquemas:
1) Con Pago de Intereses Durante Construcción y Amortización de Capital Constante.
2) Con Pago de Intereses Durante Construcción y Pagos Constantes (amortización de deuda + intereses)
3) Sin pago de intereses Durante Construcción y Pagos Constantes (amortización de deuda + intereses)
COMPARACIÓN DE OPCIONES FINANCIERAS VIABLES
Para completar el análisis se compara un proyecto de ciclo combinado con las características siguientes, para las mismas 3 opciones:
Ciclo Combinado• Costo Instantáneo: 1,177 Millones USD• Estructura Deuda/Capital: 80/20• Plazo de pago de la aportación de capital: 3 Años• Aportaciones anuales de capital, años 1-3: 78.5 Millones USD• Intereses: Pagaderos durante la construcción• Plazo de amortización de la deuda: 20 años de operación• Tasa de interés promedio: 7.5% (CETES +2.15%)
Los resultados se muestran en las siguientes gráficas y en una tabla de resultados se resume la Tasa de Rendimiento Interna para los casos analizados.
OPCIÓN 1‐PAGO DE INTERESES DURANTE CONSTRUCCIÓN Y AMORTIZACIÓN DE DEUDA CONSTANTE FLUJOS NETOS REMANENTES NUCLEAR VS. CICLO COMBINADO
‐500000000
‐300000000
‐100000000
100000000
300000000
500000000
700000000
900000000
1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61 64 67
Años
USD
Nuclear con fondos
(TIR=10.71%)
Nuclear con fondos e incremento
del Costo de Combustible del
12.94%
(TIR=10.586%)
CC con Costo de Emisiones
(TIR=13.466%)
CC con incremento del Costo
de Combustible del 12.94%
(TIR=0.0%)
(Precio del gas: 8USD/MMBTU)
(Aprox. 9USD/MMBTU)
COMPARACIÓN DE OPCIONES FINANCIERAS VIABLES
Esquema 1. Pago de intereses durante la construcción y amortización de deuda constante.
Variación de la TIR por incremento en el costo de combustibles
Tecnología Caso Base Incremento del 2.8%
Incremento del 12.93% Suposiciones
Nuclear 10.717 10.688 10.59 Incluyendo fondos
CC 13.466 10.688 0.0Incluye costo por emisiones de CO2
Tecnología Caso Base Incremento del 20.3%
Incremento del 30.25% Suposiciones
Nuclear 11.87 10.511 10.41 Sin incluir fondos
CC 30.606 10.511 0.0Sin incluir costo por emisiones de CO2
COMPARACIÓN DE OPCIONES FINANCIERAS VIABLES
• Una inversión de la magnitud de una nueva nucleoeléctrica, del orden de 4,500 Millones USD, es un detonador potencial de gran importancia para la actividad económica nacional y regional.
• Efectos indirectos de la demanda por bienes y servicios nacionales sobre la producción de otros sectores y empresas proveedoras pueden ser muy elevados.
• Los ingresos para trabajadores, técnicos y profesionistas participantes en el proyecto, generan un impulso importante a la demanda final de bienes de consumo.
AMPLIOS EFECTOS MULTIPLICADORES
EFECTOS SOCIO-ECONOMICOS
• La cuantificación de los efectos económicos es un punto de inicio.
• Los resultados que genera la matriz requieren acciones específicas. No se generarán de manera automática.
• Punto de inicio: Compras nacionales estimadas en 2,500 Millones USD.
• 1,870 Millones USD probablemente deban importarse.• El gasto por 2,520 Millones USD, genera requerimientos
de insumos y componentes por un total de 4,173 Millones USD en la economía, o sea un factor de 1.66 veces.
MATRIZ DE INSUMO-PRODUCTO
EFECTOS SOCIO-ECONOMICOS
Los efectos sobre el consumo final pueden estimarse, alrededor de 3,000 Millones USD
EFECTOS SOCIO-ECONOMICOS
Concepto Adquisiciones nacionales*
Valor agregado directo*
Factor de Valor Agregado
Construcción 1,284.0 628.1 0.489Componentes Manufacturados 816.3 298.1 0.365
Serviciós de Ingeniería 309.9 220.9 0.713
Administración CFE 109.0 58.2 0.534
Total 2,519.2 1,205.3 0.478*Cifras en dólares corrientes.
Valor Agregado Directo en la Producción Nacional de Componentes, Equipos y Servicios
NECESIDAD DE ACCIONES
• Formación de recursos humanos y desarrollo tecnológico.
• Fortalecer capacidad de la industria nacional para contribuir al proyecto.
• Fortalecer capacidad de financiamiento de la industria nacional.
• Promover una reunión con las empresas participantes en LV 1 y 2.
• Fortalecer capacidad para desarrollar proyectos locales.• Participación de gobierno estatal e Instituciones de
Educación Superior.• Participación de los gobiernos municipales.• Compra de reserva territorial aledaña a Laguna Verde.
EFECTOS SOCIO-ECONOMICOS
El Reporte Stern es uno de los reportes más serios que se han emitido con respecto al impacto económico del cambio climático. Este reporte concluye que se requiere del orden del 1% del PIB mundial para llevar a cabo las acciones de mitigación.
Nadie ha afirmado que la generación de energía eléctrica limpia no conlleva costos que arrojarán según algunos expertos un 100% de incremento en el costo de generación.
CONCLUSIONES
La nucleoelectricidad es una tecnología segura, probada con más de 13,700 años reactor de operación, sus desechos radiactivos pueden ser tratados y dispuestos exitosamente (en fecha reciente se aprobó el primer repositorio de desecho de nivel alto en el mundo en Forsmark, Suecia).
Las tecnologías fósiles tienen un registro de accidentes mucho más alto que la industria nuclear.
Generación de Electricidad considerando el 40% de la Energía Primaria Total
CombustibleFatalidades Inmediatas
(1970-92)¿Quién?
Estadística Normalizada por TWaño de Electricidad
Carbón 6,400 Trabajadores 342
Gas Natural 1,200 Trabajadores y Público
85
Hidro 4,00 Público 883
Nuclear 31 Trabajadores 8
CONCLUSIONES
Los costos nivelados que se han presentado no consideran oscilaciones drásticas en el precio de combustibles fósiles, lo cuál ocurre con cierta frecuencia e impacta drásticamente el costo de generación.
El ciclo combinado es una opción más favorable que la nuclear siempre que no existan cambios en el costo de combustible.
Como es de esperarse la TIR en una unidad nucleoeléctrica es prácticamente insensible al incremento en el costo del combustible nuclear.
Cuando se consideran costos de emisiones de CO2 , un incremento en el costo del gas de 12.93% lleva la TIR del ciclo combinado a cero, lo cual es muy preocupante en una inversión a largo plazo.
CONCLUSIONES
“Cometimos el error de asociar la energía nuclear con las armas atómicas, como si todo lo nuclear fuera malo. Creo que es un error tan grande como si asociaramos la medicina nuclear con las armas atómicas”.
Patrick Moore, exDirector de Greenpeace International.
CONCLUSIONES
Si la nucleoelectricidad debe formar parte del portafolio de tecnologías de generación nuevas y limpias, que contribuya a la diversidad energética y a la seguridad en el abasto de los combustibles y del fluido eléctrico en los años por venir, y que además puede proporcionar efectos socio-económicos importantes y un flujo de efectivo remanente estable y predecible durante al menos los 60 años de su vida de diseño.
GRACIAS
¿Entonces, qué estamos haciendo?
CONCLUSIONES
FIN
FIN
FIN
CICLO COMBINADO CON GASIFICACIÓN INTEGRADA
¿Qué es un IGCC?Es un ciclo combinado que requiere instalaciones auxiliares para:
– Preparar el combustible (coque o carbón mineral)– Separar oxígeno del aire– Gasificar el combustible– Tratar los gases– Capturar el CO2
Esto se ilustra en la siguiente lámina que muestra la Planta de ELCOGAS en Puertollano, España.
CICLO COMBINADO CON GASIFICACIÓN INTEGRADA
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EL COSTO DE GENERAR ENERGÍA LIMPIA
Datos de Entrada para el cálculo del Costo Nivelado de Inversión
CC=ciclo combinado; CCS=captura y secuestro de carbono; IGCC=ciclo combinado con gasificación integrada; SCPC=carboeléctrica supercrítica con carbón pulverizado.
Conceptos CC CC + CCS IGCC IGCC +
CCS SCPC SCPC + CCS Nuclear
Capacidad (MWe) 700 700 654 654 700 700 1400
Factor de planta (%) 80 80 70 70 80 80 90
Servicios propios (%) 2.8 8.28 19.9 24.3. 10.6 18.21 3.5
Costo unitario de inversión instantáneo (USD/kW)
747.18 1,558 2,211.37 3,387 1,672.05 4,037 3,136
Factor de valor presente al inicio de la operación (tasa de descuento 12%)
1.1753 1.1753 1.3909 1.3909 1.2961 1.2961 1.61197
Construcción (años) 3 3 4 4 4 4 9
Vida Útil (años) 30 30 30 30 30 30 60
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Con los datos anteriores se calculan los costos nivelados de inversión, mientras que los costos nivelados de operación y mantenimiento, y los costos nivelados del combustible se obtuvieron de información de fuentes reconocidas, tales como el Nuclear Energy Institute de los Estados Unidos.
Conceptos CC CC + CCS IGCC IGCC
+ CCS SCPC SCPC + CCS Nuclear
Costo de Inversión Nivelado (USD/MWh) 14.29 31.58 69.41 112.49 38.34 101.18 71.26
Costo de Operación y Mantenimiento (USD/MWh)
4.62 6.82 14.35 20.45 9.04 15.14 13.70
Costo de Combustible (USD/MWh) 55.77 64.73 10.02 11.76 28.88 33.91 4.90
Costo Nivelado de Generación (USD/MWh) 74.68 103.13 93.78 144.70 76.26 150.23 89.86
EL COSTO DE GENERAR ENERGÍA LIMPIA
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Para el caso de la tecnología nuclear se calculan los costos para la creación de fondos de reserva para el desmantelamiento de la unidad, manejo de combustible nuclear, y disposición de desechos de nivel medio y bajo.
Aclarando que estos costos no se calcularon para el resto de las tecnologías lo cual no significa que no requieran desmantelamiento, manejo de combustible y disposición de cenizas y otros desechos.
EL COSTO DE GENERAR ENERGÍA LIMPIA
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Utilizando las emisiones de cada tipo de tecnología, y considerando un costo de 25 USD/ton CO2 , se calculan los siguientes costos:
Conceptos Nuclear
Fondo de Reserva para Desmantelamiento (USD/MWh) 3.76
Fondo de Reserva para Manejo de Desechos de Nivel Alto (USD/MWh) 1.80
Fondo de Reserva para Gestión de Residuos de Nivel Medio y Bajo (USD/MWh) 0.12
Fondos considerados en la tecnología nuclear para el cálculo del Costo de Generación Nivelado:
Conceptos CC CC+ CCS IGCC IGCC
+ CCS SCPC SCPC+ CCS Nuclear
Costo de emisiones a 25 USD/ton CO2 (USD/MWh)
9.66 1.25 18.93 2.83 19.76 2.90 0.00
EL COSTO DE GENERAR ENERGÍA LIMPIA
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