Hito mixto: Lo que Vogtle puede enseñarnos sobre el futuro de la energía nuclear Estados Unidos 

El 31 de julio, la central nuclear Vogtle 3 de Georgia entró oficialmente en funcionamiento comercial, añadiendo 1,1 GW de energía nuclear a la red de la región. Aportará más electricidad anual sin emisiones de carbono a la red de Georgia que toda la producción actual de energía solar y eólica del Estado, cantidad que se duplicará cuando entre en funcionamiento la unidad 4 de Vogtle, prevista para principios de 2024. Se trata sin duda de una victoria para el clima, ya que aportará al sistema de Southern Company más del triple de energía libre de carbono que toda la energía solar instalada en ese sistema hasta la fecha. 

Al mismo tiempo, la experiencia de Vogtle ilustra los serios cambios que debemos hacer para que la energía nuclear desempeñe un papel importante en un futuro energético descarbonizado. La construcción de Vogtle 3 y 4 ha tardado una década en completarse, con un coste que ha duplicado los 14.000 millones de dólares estimados. Varios problemas, desde la incompleta finalización del diseño de ingeniería hasta los problemas para aumentar la capacidad y cualificación de la cadena de suministro, pasando por una inadecuada gestión y ejecución del proyecto, han provocado el retraso y el sobrecoste. Además, los proyectos se toparon con problemas de reglamentación y concesión de licencias nucleares, así como con retrasos en la construcción y problemas de financiación, como la quiebra de proveedores, un cambio de socio constructor y otros. Estos retos del proyecto Vogtle reflejan problemas más amplios de la industria de la energía nuclear, retos que deben resolverse para satisfacer la demanda de energía en una economía mundial sin emisiones de carbono. 

¿Qué podemos aprender de la experiencia de Vogtle?  

El valor de la energía nuclear 

Casi todos los grandes estudios sobre cómo descarbonizar los sistemas energéticos coinciden en dos puntos. En primer lugar, tenemos que electrificar la mayor parte posible de la economía, lo que significa duplicar o triplicar la cantidad de electricidad que producimos en las próximas décadas^.1 En segundo lugar, aunque recursos como la energía eólica y solar pueden soportar gran parte de la carga, la producción de generación renovable varía sustancialmente según la temporada, y necesitaremos fuentes de carbono cero firmes, despachables y siempre disponibles para completar la cartera de energía^.2   

La energía nuclear es una opción clara para proporcionar electricidad con cero emisiones de carbono, así como energía térmica limpia.  

La energía nuclear tiene otras dos grandes ventajas en un mundo con limitaciones de suelo y materiales: Es relativamente compacta en cuanto a los requisitos espaciales para la generación debido a sus características de alta densidad energética (véase la figura 1 a continuación) y requiere considerablemente menos hormigón, acero y otros materiales críticos por unidad de producción que otras fuentes de energía con cero emisiones de carbono (véase la figura 2 a continuación). Ambos factores son consideraciones clave para el desarrollo de grandes infraestructuras energéticas críticas en Estados Unidos y en todo el mundo. 

Estudios de la Agencia Internacional de la Energía y otros concluyen que podría ser necesario duplicar o cuadruplicar la producción de energía nuclear a mediados de siglo para minimizar los costes y gestionar la fiabilidad de un sistema eléctrico totalmente descarbonizado. Sólo en Estados Unidos , el Departamento de Energía (DOE) calcula que se necesitarán entre 550 y 770 GW de nueva capacidad limpia y firme para cumplir los objetivos de emisiones netas cero en 2050.

Pero eso no ocurrirá a menos que pueda suministrarse nueva energía nuclear a un coste previsible y razonable y en un plazo aceptable. Y la experiencia de Vogtle demuestra lo mucho que hay que cambiar para lograrlo.

Figura 1: La energía nuclear necesita poco terreno para producir mucha electricidad

Figura 2: Retorno de la inversión en energía

Pero eso no ocurrirá a menos que la nueva energía nuclear pueda suministrarse a un coste predecible y razonable y en un plazo aceptable. Y la experiencia de Vogtle demuestra lo mucho que hay que cambiar para lograrlo. 

Lo que hemos aprendido y lo que hay que cambiar 

Algunas de estas deficiencias pueden achacarse a lo que a veces se denomina "problemas de primicia" (FOAK). Pero gran parte también puede atribuirse a una mala gestión general del proyecto. El análisis de los proyectos de energía nuclear que han tenido éxito y se han entregado en un plazo y con un presupuesto razonables identifica las siguientes características: 

• Diseño técnico completo antes de la construcción 
• Responsabilidad global unificada del proyecto 
• Atención explícita a la gestión de costes como objetivo, incluidos los objetivos de rendimiento.

• Múltiples unidades de un diseño de reactor demostrado 
• Una regulación eficaz que apoye el aprendizaje a medida que se desarrollan los proyectos

La mayoría de los proyectos recientes de energía nuclear desplegados en el hemisferio occidental se han visto cuestionados por algunos o todos estos factores, y el proyecto Vogtle no fue diferente: carecía de todos estos atributos. 

Pero hay un problema aún más profundo en juego. Vogtle representa la culminación barroca de una industria de la energía nuclear caracterizada por grandes "proyectos" de construcción únicos que dependen en gran medida de la personalización, componentes y materiales especiales, y capacidades y requisitos de fabricación únicos. Esto aumenta los costes del proyecto y limita la participación y el valor añadido de los posibles proveedores. Los retos a los que se enfrenta el proyecto Vogtle, como retrasos, sobrecostes y problemas de regulación, son emblemáticos de los retos más amplios a los que se enfrenta la industria de la energía nuclear, así como otros grandes y complejos proyectos de infraestructuras. 

Todo esto debe cambiar. Y rápidamente.  

Para desbloquear el despliegue se requieren reducciones de costes significativas, que se producen cuando tenemos múltiples despliegues del mismo diseño. Aunque al principio los costes de capital de estos proyectos pueden ser más elevados de lo deseable (~6200 $/KWe frente a los 3.000-4.000 $/KWe necesarios para que la energía nuclear sea plenamente competitiva), los costes bajarán con la repetición de experiencias con el mismo diseño. 

Entre otras necesidades identificadas en un reciente análisis del DOE, la reducción de costes puede venir impulsada por una mayor estandarización en las distintas categorías de gastos de los proyectos. La "codificación de los procesos de construcción o la gestión de procesos" debería "crear un 'libro de jugadas' para la construcción de proyectos", reduciendo los costes de mano de obra. Del mismo modo, la estandarización de los componentes debería agilizar la fabricación, lo que se traduciría en un mayor ahorro de costes y podría beneficiar aún más a la estandarización de los procesos.  

Más fundamentalmente, la industria nuclear necesita pasar de un modelo de "proyecto" a un modelo de "producto". La producción de centrales nucleares debe realizarse como si fueran Boeing 737, no catedrales grandiosas hechas a medida.  

Un informe realizado por McKinsey & Company a principios de este año reflejaba una idea similar, según la cual existe una clara necesidad de "estandarizar los diseños, utilizar modelos de construcción reproducibles, repetir las construcciones y aumentar la construcción modular para reducir los costes y mejorar la eficiencia".

Una posible vía política 

En resumen, para que la energía nuclear pueda contribuir de forma significativa a la descarbonización mundial, necesitamos un replanteamiento radical de cómo concebimos, financiamos, construimos, regulamos y autorizamos la tecnología nuclear. Los ajustes graduales de las disposiciones institucionales actuales no serán suficientes y no permitirán una expansión sostenible de la nueva energía nuclear.  

Necesitamos un ecosistema industrial, normativo y de concesión de licencias revisado que produzca y suministre productos estandarizados, comercializados y competitivos en costes. competitivos en lugar de costosos y arriesgados proyectos costosos y arriesgados. Estos productos deben ser competitivos en costes (3.000 dólares/kw o menos), con plazos de entrega de bajo riesgo de 3 a 5 años o menos, fáciles de licenciar a nivel mundial, financiables en condiciones comerciales casi normales, adecuados para su despliegue en el mundo en desarrollo, de donde procederán la mayoría de las emisiones y la demanda de energía, y capaces de descarbonizar sectores como los combustibles alternativos, como el hidrógeno y el amoníaco limpios, y el calor industrial, así como la electricidad. 

Estados Unidos puede ayudar a impulsar este esfuerzo transformador. Pero se necesitan medidas más ambiciosas a escala nacional y mundial para crear un ecosistema nuclear global capaz de producir cientos de gigavatios al año, aproximadamente diez veces el ritmo de construcción actual.  

Los elementos de una estrategia transformadora incluyen:  

• Colaboración público-privada para hacer posible un ecosistema de productos comoditizados, con la máxima estandarización y recategorización de componentes de grado nuclear y no nuclear;  
• Políticas públicas que impulsen grandes pedidos que permitan repetir el despliegue de diseños estandarizados;  
• Un programa estratégico de I+D, muy similar al programa "Earth shot" del DOE para la energía solar y el hidrógeno, para situar los costes de inversión nucleares cerca o por debajo de los 3.000 $/kw;  
• Un programa de innovación orientado a las aplicaciones de la energía nuclear para la producción de combustible con cero emisiones de carbono y calor industrial;  
• Nuevas iniciativas mundiales para facilitar la certificación de diseños multinacionales, así como para proporcionar los recursos que permitan la concesión de licencias para reactores nucleares en los países recién llegados, lo que podría incluir la creación de un Banco Internacional de Infraestructuras Nucleares para catalizar la expansión mundial;  

• Provisión de un entorno "sandbox" que permita la demostración y prueba en vivo y con plazos determinados de nuevos diseños de energía nuclear bajo supervisión reguladora;  
• Reforma de las prácticas de concesión de licencias de la Comisión Reguladora Nuclear Estados Unidos para nuevos diseños avanzados, con el fin de centrarse en el rendimiento y hacer realidad las promesas de anteriores leyes del Congreso;  
• Medidas para establecer un nuevo modelo de normas sobre radiaciones de baja dosis con el fin de apoyar una regulación adecuada de la seguridad;  
• Medidas para garantizar un abastecimiento de uranio social y ambientalmente responsable;  
• Un programa de todo el gobierno para facilitar la reutilización de emplazamientos de generación fósil retirados para nuevas construcciones nucleares; 

• Medidas para garantizar la disponibilidad de uranio poco enriquecido de alta calidad para apoyar el despliegue de tecnología avanzada; y 
• Establecimiento de un nuevo régimen nacional de gestión de residuos nucleares.  

La energía nuclear tiene potencial para desempeñar un papel importante en una estrategia global de gestión del clima. Pero para que ese potencial se haga realidad, necesitaremos un cambio transformador en el modelo de negocio, suministro, financiación y regulación. El clima no puede permitirse más Vogtles. 

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¹ La Agencia Internacional de la Energía ("AIE") World Energy Outlook estima que la demanda de electricidad aumentará un 150%, pasando de 28.000 TWh en 2021 a 73.000 TWh en 2050 en el escenario cero neto. Esto incluye estimaciones conservadoras de crecimiento de la población y límites continuos al acceso a la energía en los países en desarrollo. AIE, World Energy Outlook 2022, en 44 (2022).

² Una revisión de 7 estudios nacionales halló que la cuota media de energía limpia firme era del 35% de la mezcla de generación neta cero proyectada. Véase The NorthBridge Group, Review and Assessment of Literature on Deep Decarbonization in the United States:Importance of System Scale and Technological Diversity, en 11 (2021).