La opción de la descarbonización nuclear: Perfiles de algunas tecnologías de reactores avanzados
Vivimos en un mundo dividido por muchos problemas, pero la mayoría de los responsables políticos aceptan la premisa básica de que aumentar la disponibilidad de energía asequible con bajas emisiones de carbono haría que el mundo fuera más sano, más rico y más seguro. Los sistemas convencionales de suministro de combustible están sometidos a presión en muchas regiones, la geopolítica mundial del suministro de energía es tensa, y las emisiones de dióxido de carbono, a pesar de décadas de debate desde Río y Kyoto, están aumentando más rápidamente que en cualquier otro momento de la historia. Y aún así, miles de millones de personas siguen sin acceso regular a la electricidad y a la movilidad.
La energía nuclear proporciona más del 40% de toda la electricidad con bajas emisiones de carbono que se genera actualmente en el mundo. Esta contribución podría aumentar, pero la percepción pública de la seguridad sigue siendo un reto clave -sobre todo después de Fukushima- y los costes competitivos, como siempre, serán primordiales. Para evaluar el impacto que las tecnologías avanzadas podrían tener en el desarrollo y el despliegue de nuevos diseños de reactores nucleares, la Clean Air Task Force pidió a varios líderes nacionales en tecnología nuclear que nos dieran sus puntos de vista sobre cuestiones clave de relevancia política.
Pedimos al Dr. Ted Marston, antiguo Director de Tecnología del Electric Power Research Institute, que escribiera para nosotros sobre los reactores modulares de agua ligera (smLWR). El Dr. Andrew Kadak, antiguo profesor de práctica en ingeniería nuclear del Instituto Tecnológico de Massachusetts, examina las perspectivas de los reactores de alta temperatura refrigerados por gas (HTGR). Y el Dr. Per Peterson, Presidente del Departamento de Ingeniería Nuclear de la Universidad de California, Berkeley, explora el futuro de algunos reactores de sales fundidas de fluoruro (llamados FHR).
Sus conclusiones son importantes y ofrecen razones para el optimismo:
- Pequeños reactores modulares de agua ligera (smLWR): Con un modesto esfuerzo de desarrollo, los smLWR, que utilizan combustible y sistemas bastante similares a los LWR modernos, podrían ofrecer una seguridad significativamente mayor que el actual parque nuclear, flexibilidad de despliegue (por ejemplo, inversión escalonada y reutilización de algunas infraestructuras existentes) y posibles reducciones de costes gracias a la eficiencia de la fabricación en fábrica.
- Reactores de alta temperatura refrigerados por gas (HTGR): Los HTGR, que utilizan un combustible encapsulado extremadamente resistente al calor (ya demostrado en Estados Unidos y en otros países), ofrecen la posibilidad de conseguir reactores casi a prueba de fusión, mayores eficiencias térmicas y usos ampliados de la energía nuclear (por ejemplo, la fabricación de combustibles líquidos para el transporte con cero emisiones de carbono), así como muchas de las posibles ventajas de despliegue y fabricación de los smLWR.
- Reactores de alta temperatura refrigerados por sales de fluoruro (FHR): Los FHR, que utilizan el mismo combustible encapsulado y resistente al calor que los HTGR, pero con refrigerantes de compuestos densos de sales fundidas, podrían conservar muchas de las ventajas de los HTGR con un tamaño muy reducido, ofreciendo la posibilidad de un avance económico si los diseños dan resultado.
Para un mundo que lucha por reducir las emisiones de carbono al tiempo que mantiene y aumenta el crecimiento económico, y que comprensiblemente está preocupado por los posibles riesgos de la energía nuclear, las ventajas que ofrecen estos diseños de reactores avanzados podrían ser profundas. Pero llevar estos conceptos a la realidad comercial requerirá un desarrollo sostenido, especialmente para los conceptos más avanzados. Esperamos que estos documentos contribuyan a alimentar el debate sobre la forma en que los gobiernos y el sector privado deben apoyar ese desarrollo.
Este informe no pretende abarcar todo el espectro de tecnologías de energía nuclear potencialmente importantes. Las empresas coreanas y rusas están desarrollando smLWRs que podrían ser importantes en algunos mercados, y las tecnologías que abordan el ciclo de vida del combustible nuclear y los residuos -incluyendo los reactores de neutrones rápidos y los reactores basados en el torio- también podrían ser importantes. Los diseños más radicales, como los reactores de torio de fluoruro líquido (desarrollados por el Laboratorio Nacional de Oak Ridge para utilizar combustibles líquidos, en lugar de sólidos), podrían aportar ventajas aún más espectaculares en materia de seguridad, coste y ciclo del combustible. Los reactores subcríticos accionados por aceleradores de partículas podrían algún día convertir materiales nucleares de bajo valor directamente en energía. Exploraremos el potencial de estas tecnologías en futuros informes.
