El futuro de la energía nuclear: los reactores modulares compactos (SMR)   

La energía nuclear convencional, de fisión, lleva entre nosotros casi 70 años, desde 1954. Tras la catástrofe de Fukushima en 2011, la energía nuclear ha sido puesta en entredicho incluso por sus mayores defensores. Países como Alemania hace años han decidido ir cerrando todas sus centrales nucleares (17 en total), desconectando ocho de ellas en 2011 y con planes de desconexión total a finales de 2022.  

Como nos dice el científico Vaclav Smil en este #FutureTalks, la energía nuclear produce alrededor del 10% del total de energía consumida en todo el mundo, pero se enfrenta a la oposición generalizada de la opinión pública. Frente a los planes de desconexión o de mantenimiento de las centrales existentes en algunos países, otros como China, India, Corea del Sur, Rusia y Turquía están construyendo nuevas centrales nucleares. China es el país del mundo que más reactores construye, dice el Pr. Smil. Cuenta con 53 unidades operativas y 17 más en construcción. 

La pregunta ahora es: ¿podría la innovación alrededor de la fisión nuclear hacer que juegue un papel clave en la futura transición energética y, por tanto, en lograr un mundo net zero? 

Para ello, deberían resolverse los grandes inconvenientes de esta fuente de energía: 

Inconvenientes y ventajas de la energía nuclear

La energía nuclear proveniente de la fisión nuclear se enfrenta a tres grandes inconvenientes: 

1.- Seguridad y fiabilidad. A pesar de que las medidas de seguridad y prevención de accidentes son máximas, los potenciales accidentes tienen consecuencias catastróficas para las personas y el medioambiente, como el ocurrido en Chernóbil en el año 1986. 

2.- Costes económicos. La construcción de una central nuclear cuesta entre 4.000 y 5.000 millones de euros y lleva entre 5 y 10 años. No se amortiza hasta pasados 30 años. 

3.- Sostenibilidad e impacto ambiental. Además de lo relacionado con el punto 1, el funcionamiento normal de una central nuclear no emite gases de efecto invernadero, sino vapor de agua. Pero sí que generan residuos radioactivos peligrosos. Son altamente contaminantes y muy difíciles de gestionar porque tardan miles de años en degradarse.  

Entre sus ventajas, ya hemos dicho que no emiten gases de efecto invernadero, sino vapor de agua. De hecho, muy recientemente, el Parlamento Europeo ha aprobado la decisión de la Comisión Europea de calificar como “verdes” todas aquellas centrales nucleares que cuenten con un permiso de construcción antes del año 2045. 

También podemos destacar que, una vez realizadas las inversiones, la propia generación de energía nuclear es barata. Por otro lado, hay que tener en cuenta que se trata de una fuente de energía casi inagotable ya que el uranio cuenta con reservas que permitirían seguir produciéndola durante miles de años. 

Para acabar con las ventajas, una vez puesta en marcha una central nuclear, tiene una altísima disponibilidad que, además, es predecible: casi el 90% de las horas del año están acopladas a la red eléctrica. 

Iniciativas para una energía nuclear limpia, segura y barata

Vistas las ventajas y los inconvenientes, veamos qué innovaciones se están produciendo para potenciar las primeras y reducir los segundos: 

Existe una ola de innovación alrededor de los denominados reactores modulares compactos (SMR, del inglés small modular reactors). 

Los SMR se definen generalmente como reactores nucleares con una potencia inferior a 300 megavatios (MW), con algunos SMRs tan pequeños como de entre 1 a 10 MW que a menudo se denominan micro-SMRs (o MMRs). 

Además, son modulares, esto es, el proceso de fabricación es modular, la producción se puede hacer en fábricas especializadas y son elementos portátiles, que permiten un despliegue escalable. 

Dentro de los SMR, existe una considerable variedad: en cuanto a potencia, temperatura, tecnología y ciclo de combustible.  

En consecuencia, también varían en cuanto al Nivel de Madurez Tecnológica o TRL (Technology Readiness Levels). Algunas tecnologías de SMR ya están demostradas, mientras que otras están todavía están en fase de investigación y desarrollo. Los plazos de implantación varían en función de los niveles de preparación tecnológica y regulatoria y se espera que algunos diseños se demuestren y comercialicen antes de 2030 y otros lo harán durante la próxima década. 

Ventajas de los reactores modulares compactos como fuente de energía nuclear

Los SMRs, por su concepción y diseño, reducen los costes, acortan los periodos de construcción y hacen posible que las centrales puedan emplazarse en lugares remotos, hasta los que es difícil y caro llevar la red eléctrica. Además, presentan un alto nivel de seguridad inherente y se pueden enterrar parcial o totalmente los módulos para mejorar su seguridad. 

Si quieres saber más sobre los SMRs, el informe de la Agencia de la Energía Nuclear de 2021, Small Modular Reactors: Challenges and Opportunities ofrece una visión general de los progresos en el desarrollo y despliegue de los SMRs. 

Por su parte, el informe de la Agencia Internacional de la Energía Atómica, Benefits and Challenges of Small Modular Fast Reactors, también de 2021, entra en el detalle de los beneficios y retos a resolver de estas innovaciones. 

Para acabar, resaltamos una de las startups más prometedoras en el diseño, construcción y puesta en marcha de los reactores modulares compactos: TerraPower. Fundada por Bill Gates y respaldada por Warren Buffett, espera tener la primera central operativa en 2028, con su reactor modular denominado Natrium. Entre sus accionistas y formando parte del consejo de administración, está Mohamed Al Hammadi, CEO de la Emirates Nuclear Energy Corporation. 

The Natrium™ reactor and integrated energy system 

Si quieres saber más sobre el presente y el futuro del sistema energético mundial, no te pierdas este #FutureTalks con Vaclav Smil.