Las redes de reactores compactos intentan revivir la industria nuclear

INGENIERÍA ENERGÉTICA.

El diseño de reactor modular pequeño en red de NuScale Energy va a pasar a revisión regulatoria en EEUU y planea empezar a dar energía más segura y barata para 2026. Pero tendrá que rebajar mucho sus costes si aspira a competir con el bajo precio del gas natural.

La industria de la energía nuclear empieza a ver las ventajas de ir haciéndose cada vez más pequeña. A principios de este año, NuScale Energy dio un paso crucial en su proyecto a largo plazo de construir 12 reactores de tamaño reducido en una parcela vacía del Laboratorio Nacional de Idaho (EEUU), un extenso campus de investigación.

La Comisión Reguladora Nuclear de Estados Unidos (NRC, por sus siglas en inglés) aceptó comenzar el proceso formal de revisión de los diseños de la compañía para la planta de 600 megavatios, que debería ser capaz de alimentar una ciudad de casi medio millón de habitantes.

Esto coloca a NuScale Energy en la mejor posición de cara a construir los primeros reactores comerciales compactos del país. Conocidos como reactores modulares pequeños (SMR por sus siglas en inglés), representan el primer diseño radicalmente nuevo de reactor nuclear en décadas que llega a esta fase con la NRC.

Pero hay muchos proyectos más de SMR en desarrollo. En todo el mundo hay cerca de 50 diseños o prototipos de reactores modulares pequeños en distintas fases de avance, según la Agencia Internacional de Energía Atómica. Cuatro ya se encuentran en fases avanzadas de construcción en Argentina, Rusia y China.

Si los primeros proyectos concluyen con éxito, estos reactores nucleares compactos y potencialmente más seguros aumentarán las posibilidades reales de fabricar miniplantas en masa, que reducirían los costes y riesgos iniciales del sector. Esto, a su vez, podría facilitar la llegada de otra fuente de energía libre de carbono, algo que muchos expertos creen que resultará crítico para reducir los riesgos del cambio climático.

Por otro lado, todavía no se sabe cuál será el coste de operar una planta de este tipo hasta que esté en funcionamiento. Y aumentar el número de reactores, por pequeños que sean, podría aumentar el riesgo de proliferación de las armas nucleares, según advierten algunos expertos.

La gran promesa de los SMR comerciales es que serían lo suficientemente compactos para ser prefabricados en fábricas y enviados a su destino, donde podrían ser combinados con otros para generar el nivel de energía que sea necesario. Con el tiempo, la tecnología podría ofrecer nuevos niveles de previsibilidad, confiabilidad y economías de escala a una industria demasiado acostumbrada a ser sinónimo de sobrecostes de miles de millones de euros y años de retrasos. También abre la posibilidad de que la energía nuclear pueda servir a mercados más pequeños, e incluso aplicaciones militares o industriales, en las que un reactor a gran escala no resultaría económicamente oportuno.

Pero su ventaja más inmediata es que su bajo precio inicial no frenaría su construcción. Recaudar el masivo capital inicial requerido para construir nuevos reactores a gran escala se ha vuelto cada vez más difícil en Estados Unidos, especialmente después de que los cada vez más elevados presupuestos de dos plantas en Georgia y Carolina del Sur llevaran a a Westinghouse Electric a la bancarrota (ver El desequilibrio de la energía nuclear: muerte en EEUU y renacimiento en Asia).

Los reactores modulares pequeños, como el módulo de 50 megavatios de NuScale Energy, prometen ser más baratos que los tradicionales por varios órdenes de magnitud. Una red de 12 módulos de la compañía costaría algo más de 2,5 millones de euros, según sus cálculos. Por el contrario, la planta Vogtle de Westinghouse en Georgia, que incluye dos reactores de 1.200 megavatios cada uno, inicialmente iba a costar 12.200 millones de euros, aunque esa cifra ha ido subiendo hasta los 17.400 millones de euros actuales.

La planta energética inaugural de NuScale Energy sería propiedad de los Sistemas de Energía Municipal Asociados de Utah (EEUU) y estaría operada por Energy Northwest. Si todo va bien, comenzará a generar electricidad en 2026. Para eso, claro está, todavía queda casi una década, pero la esperanza es que en cuanto la NRC apruebe los diseños del reactor y la compañía establezca su cadena de suministro y el proceso de fabricación de terceros, se acelere la captación de clientes y el despliegue de nuevos reactores. Aunque cualquiera que quiera solicitar un reactor deberá pedir permisos adicionales.

Cada uno de los módulos de potencia de NuScale Energy tendría unos 22,5 metros de alto y unos 4,5 metros de ancho, y podrían dividirse en tres partes que pueden viajar en barco, camión y tren. Son versiones reducidas y aerodinámicas de los reactores tradicionales de agua a presión, pero con nuevas prestaciones de seguridad. Entre otras cosas, el reactor sería colocado bajo tierra dentro de un charco de agua, que también serviría como refrigerante. Eso eliminaría la necesidad de tanques, bombas y tuberías adicionales. También permitiría que un sistema de seguridad pasivo cerrara el reactor automáticamente y lo enfriara sin intervención humana, incluso en el caso de una pérdida de potencia sostenida como la que provocó un tsunami en Fukushima (Japón).

"El tema de la seguridad es insuperable", afirma el director comercial de NuScale Energy, Tom Mundy.

Otras empresas e instituciones de investigación están trabajando en tecnologías de SMR de cuarta generación, incluidas la sal fundida y el gas a alta temperatura. Pero, en general, se enfrentan a desafíos técnicos más difíciles, así como regulatorios, y por lo que podrían tardar más en desarrollarse.

El principal respaldo financiero de NuScale Energy es la gran empresa de ingeniería Fluor, que adquirió una participación mayoritaria en la compañía en 2011. En 2013, el Departamento de Energía de EEUU otorgó a la compañía unos 188 millones de euros bajo el Programa de Apoyo Técnico al Licenciamiento de SMR. Pero la propuesta presupuestaria de la administración Trump incluye grandes recortes para los programas nucleares, lo que podría poner en peligro la capacidad de la empresa de hacerse con los 41 millones de euros que le faltan de esa subvención.

Mundy confía en que prevalezca el apoyo dual. De hecho, varios legisladores republicanos instaron al presidente Trump en una carta en mayo para que apoyara el desarrollo de los SMR, subrayando la inminente competencia de China y Rusia.

A pesar de la promesa de los SMR, la tecnología ni siquiera representa una apuesta segura. Notablemente, incluso si los desembolsos de capital resultan ser considerablemente más bajos, eso no garantiza que los costes de su electricidad vayan a ser competitivos, especialmente en comparación con el gas natural de bajo coste.

Algunos actores se han retirado del sector de los SMR, incluidos Westinghouse y Babcock & Wilcox, al menos en parte debido a la competencia de otras fuentes de energía más baratas. "El coste por megavatio-hora no necesariamente va a caer simplemente porque se construya una planta más pequeña", argumenta el subdirector del programa de energía limpia del think tank Third Way, Ryan Fitzpatrick. "Tiene que haber ahorros  procedentes de otros procesos", añade.

Estos podrían incluir cosas como tiempos de construcción más cortos y nuevas características de diseño que reduzcan los gastos regulatorios. Pero la clave para reducir los costes consistiría en diseñar fábricas capaces de producir una gran cantidad de reactores, señala el profesor de ciencias e ingeniería nuclear del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, EEUU), Neil Todreas.

Pero este reto se parece mucho al dilema del huevo y la gallina: harán falta muchos pedidos para recaudar financiación suficiente para construir las plantas, pero las compañías no encargarán reactores si no se demuestra primero que se pueden construir a bajo coste.

Además, el Sindicato de Científicos Preocupados ha planteado otras preguntas sobre cuán seguras serán realmente las plantas. Entre otras cuestiones, el grupo señaló que una red distribuida de reactores más pequeños pero más numerosos podrían dificultar las labores de custodia del material nuclear que, entre otros riesgos, puede usarse para fabricar bombas.

Sea como fuere, Todreas considera que a pesar de la incertidumbre sobre los SMR, tal vez sean la única opción del país para seguir avanzando en energía nuclear, un tema cada vez más complejo en EEUU. El experto concluye: "No estoy seguro de que se vaya a producir una transición hacia pequeños reactores modulares en todo Estados Unidos durante décadas, ni de que vayan a reemplazar por completo a las grandes plantas energéticas. Pero, a corto plazo, serán muy importantes para la salud de la energía nuclear en EEUU".

Por James Temple | traducido por Teresa Woods.

Sitio Fuente: MIT