El caso de seguridad energética para la energía nuclear está aumentando
Los últimos meses han marcado un cambio radical en el destino de la energía nuclear en el mundo desarrollado. A medida que la invasión rusa de Ucrania convirtió la escasez de energía posterior a la pandemia en una crisis energética en toda regla, las plantas de energía nuclear programadas para el cierre en toda Europa recibieron un aplazamiento de 11 horas. Japón ha anunciado, después de una década de parálisis, que planea reiniciar muchos de sus reactores, que han permanecido inactivos desde el accidente nuclear en Fukushima Daiichi. Francia, que había lanzado planes para reducir su dependencia de la energía nuclear durante el primer mandato del presidente Macron, cambió de rumbo y ahora planea construir seis nuevos reactores y una docena más de pequeños reactores modulares. El Reino Unido ha lanzado un ambicioso plan para construir ocho nuevos reactores y 16 pequeños reactores modulares. Incluso la Alemania antinuclear ha cedido a las realidades energéticas geopolíticas básicas y ha extendido la vida útil de las últimas tres plantas de energía nuclear en funcionamiento de la nación.
El regreso a la energía nuclear ha sido un rayo de esperanza en un panorama geopolítico oscuro. A pesar del progreso significativo en el costo y la viabilidad de las energías renovables, la crisis energética nos recuerda cuán dependiente sigue siendo el mundo de los combustibles fósiles. Europa, posiblemente el recinto más rico y más verde de la economía global, y una región que ha invertido billones en las últimas dos décadas para hacer la transición de su economía energética a la energía eólica y solar, se ha visto obligada a participar en una lucha salvaje para reemplazar el petróleo ruso y gas con fuentes alternativas de combustibles fósiles, importando gas natural licuado de los Estados Unidos y otras regiones, acelerando nuevos proyectos de gasoductos desde el norte de África y encendiendo plantas de carbón inactivas para mantener las luces encendidas y sus fábricas funcionando.
El panorama es aún más oscuro en las economías de mercados emergentes y en desarrollo. Europa está comprando su salida de la pobreza energética. Muchas otras regiones del mundo no tienen los recursos para hacerlo. El aumento de los precios de la energía ha provocado escasez, apagones y protestas en todo el mundo en desarrollo y ha empujado a cientos de millones a la pobreza extrema. Mientras tanto, el aumento resultante en los precios de los fertilizantes ha amenazado las cosechas y ha despertado el espectro de que la hambruna, en gran parte desterrada incluso de las regiones más pobres del mundo en las últimas décadas, podría regresar para repetirse.
Los límites de las energías renovables
En conjunto, estos desarrollos sugieren dos conclusiones interrelacionadas. Primero, el mundo sigue siendo demasiado dependiente de los combustibles fósiles. El progreso para reducir la dependencia de ellos y reducir las emisiones de carbono es real. Pero ese progreso se ha limitado al aumento de la participación de las energías renovables en el sector eléctrico, que representa solo alrededor del 20 por ciento del uso de energía y las emisiones a nivel mundial, junto con mejoras incrementales en la eficiencia energética en el resto de la economía energética mundial, que sigue funcionando. casi en su totalidad por combustibles fósiles.
En segundo lugar, las energías eólica y solar por sí solas no serán suficientes para acabar con esa dependencia. Incluso en los sectores energéticos de los países más ricos del mundo, ninguna economía ha logrado obtener mucho más de un tercio de su electricidad de la energía eólica y solar combinadas. Incluso la excepción confirma la regla. Icono verde Dinamarca genera alrededor del 50 por ciento de su electricidad a partir del viento. Pero está completamente integrado en la red escandinava mucho más grande, que incluye Suecia, Noruega y Finlandia y está dominada por la energía hidroeléctrica y la energía nuclear. La alardeada energía eólica de Dinamarca representa solo alrededor del 4 por ciento de la generación total de electricidad anual en toda la red escandinava.
La energía nuclear representa una solución potencial a ambos problemas, proporcionando una fuente firme de electricidad que puede complementar las fuentes variables de energía renovable en las redes eléctricas, como lo hace en Escandinavia. También presenta la capacidad de producir calor y energía sin carbono para una variedad de actividades industriales y otras actividades intensivas en energía, desde la refinación y la fabricación de fertilizantes hasta la producción de acero e hidrógeno, que son difíciles de electrificar por completo.
Sin embargo, para ser relevante más allá de la generación de electricidad en los sectores energéticos de las economías tecnológicamente avanzadas, la tecnología nuclear deberá cambiar. En las circunstancias económicas e institucionales adecuadas, la tecnología de reactores de agua ligera de gran tamaño que históricamente ha dominado el sector puede ser notablemente eficaz para reemplazar los combustibles fósiles en las redes eléctricas. Francia obtiene el 75 por ciento de su electricidad de la energía nuclear, mientras que Suecia y varias otras economías avanzadas obtienen alrededor del 50 por ciento.
Pero los grandes reactores de agua ligera son tecnologías complejas que requieren personal altamente capacitado para mantenerlos y operarlos. Tienen una gran cantidad de material fisible en su núcleo y, por lo tanto, dependen de una multiplicidad de sistemas de seguridad activa para garantizar operaciones seguras. Estos, a su vez, requieren capacidades regulatorias sofisticadas para garantizar que las plantas operen de manera segura. Los grandes reactores de agua ligera también necesitan recargarse regularmente, cada 18 meses más o menos. Esto hace que sea prácticamente más difícil desacoplar las operaciones del reactor en un lugar determinado del ciclo del combustible nuclear, lo que plantea una serie de preocupaciones sobre la proliferación nuclear.
Los reactores de agua ligera que funcionan a temperaturas más bajas no pueden satisfacer los requisitos de calor para muchos usos industriales importantes y, por lo tanto, su uso se limita principalmente al sector de la electricidad. E incluso en ese sector, tienen una capacidad limitada para aumentar y disminuir, por lo que no están optimizados para redes que también tienen cantidades significativas de generación eólica y solar variable.
Refinación nuclear
Por estas razones, el sector nuclear deberá evolucionar de manera importante si va a desempeñar un papel importante para abordar los desafíos climáticos y de seguridad energética en muchas partes del mundo y más allá del sector eléctrico. Se están desarrollando varias tecnologías nuevas de reactores avanzados que se adaptan mejor a los usos industriales y están destinadas a reemplazar la producción de energía a base de carbón existente. China ha conectado su primer reactor de gas de alta temperatura a la red y prevé que, en última instancia, será un reemplazo directo de las centrales eléctricas de carbón existentes y se utilizará para otros fines industriales, como la producción de hidrógeno y productos químicos. Estados Unidos se ha comprometido a construir dos reactores de demostración avanzados en esta década. Uno de X-energy estará diseñado para proporcionar calor y energía industrial; uno de TerraPower está planificado como reemplazo de una planta de carbón y contará con un sistema integrado de almacenamiento de energía de sales fundidas que lo optimizará para respaldar la generación de electricidad solar y eólica variable.
De manera similar, reactores avanzados más pequeños y menos complicados, más adecuados para las necesidades de desarrollo energético de los países sin los conocimientos técnicos y las capacidades institucionales para mantener, operar y regular los grandes reactores convencionales, se encuentran actualmente en proceso de desarrollo. Las nuevas tecnologías avanzadas, como el reactor Aurora de Oklo, están solicitando licencias en los Estados Unidos y Canadá. Estos reactores muy pequeños están sellados y no requieren un reabastecimiento regular de combustible, lo que los hace muy adecuados para aplicaciones en las que todo el reactor puede conectarse a una red o colocarse en una ubicación remota fuera de la red. Estos reactores pueden funcionar durante años sin recargar combustible y eventualmente pueden ser reemplazados por una nueva unidad y enviados de regreso a una fábrica para recargar combustible y reacondicionarse.
Será necesaria una innovación de este tipo si la energía nuclear va a desempeñar un papel importante en muchas economías en desarrollo, y más allá del sector energético, y se extiende mucho más allá de las propias tecnologías. Nuevos modelos de negocio; reglas regulatorias, de licencias y de exportación nuevas y más flexibles; y se necesitará un marco de no proliferación global revisado para aprovechar plenamente el potencial de estas nuevas tecnologías para proporcionar calor y energía con bajas emisiones de carbono consistentes con el desplazamiento de la energía fósil a escala global.
También lo será una reconsideración significativa del festival de hipocresía de larga data que es el financiamiento del desarrollo climático. Mientras los países ricos luchan por monopolizar los recursos mundiales de combustibles fósiles en respuesta a la crisis energética, la Unión Europea, la administración Biden en los EE. UU. y el movimiento climático global han ejercido presión sobre las naciones más pobres del mundo. Con una fracción de la riqueza, la infraestructura y las capacidades tecnológicas, se espera que logren lo que los países más ricos del mundo no pueden: potenciar sus economías sin un desarrollo significativo adicional de combustibles fósiles, debido a las prohibiciones generales sobre la financiación del desarrollo de combustibles fósiles en nombre de mitigar el cambio climático.
Debido a que la mayoría de los bancos de desarrollo excluyen la energía nuclear e hidroeléctrica, en gran parte debido a las objeciones ambientales de las naciones donantes, el financiamiento del desarrollo climático hoy en día limita las aspiraciones de desarrollo de los países más pobres al uso de energía renovable. Y aunque la energía eólica y solar han comenzado a afianzarse en muchos países pobres, todavía es muy pequeña y hará poco para ayudar a estos países a construir carreteras transitables, fabricar acero o fertilizantes, o construir viviendas e infraestructura modernas en ciudades en rápido crecimiento.
Potenciando África
Si hay algún lugar en el mundo que debería poder seguir una agenda energética de todo lo anterior, es el África subsahariana, que usa aproximadamente la misma cantidad de electricidad que España a pesar de tener 18 veces su población. Más de 600 millones carecen de acceso a electricidad, combustibles limpios para cocinar y transporte moderno. Todo el continente tiene solo dos fábricas capaces de producir amoníaco, el precursor crítico de los fertilizantes sintéticos, y la falta de acceso a fertilizantes asequibles castiga a los pequeños agricultores, cuyos rendimientos son cinco veces inferiores a los de los agricultores estadounidenses o europeos.
La energía nuclear, como la eólica y la solar, no es una panacea y no puede resolver todos estos problemas. Y las nuevas tecnologías nucleares diseñadas y adaptadas a las necesidades de África están al menos dentro de una década.
Pero numerosas naciones africanas, incluidas Ghana, Kenia, Namibia, Nigeria, Sudáfrica, Sudán, Tanzania, Uganda y Zambia, han expresado en los últimos años un interés significativo en el desarrollo de nuevas plantas nucleares. Y es probable que cualquier camino a largo plazo hacia un futuro africano próspero y moderno los necesite. Se espera que la población de África se duplique para 2050, convirtiéndola en una de las regiones más pobladas del mundo.
No menos que en los países más ricos, es probable que los combustibles fósiles en África y gran parte del resto del mundo en desarrollo sigan siendo una realidad durante muchas décadas. Acelerar una transición para alejarse de ellos a nivel mundial requerirá poner nuevas opciones bajas en carbono sobre la mesa, no quitarlas. La energía nuclear es sin duda una de esas opciones. A medida que el mundo rico reconsidera el valor del átomo, hace mucho tiempo que se debe reconsiderar su potencial para abordar el desafío del desarrollo global, así como el desafío climático global.