En los últimos años, la energía nuclear ha resurgido como una alternativa interesante debido, principalmente, a dos razones. En primer lugar, los gobiernos necesitan reducir la distancia entre la dependencia de los combustibles fósiles actual y el compromiso de alcanzar emisiones netas cero para 2050 acordado en el contexto del Pacto de Glasgow para el Clima (COP26). En segundo lugar, como han puesto de manifiesto la inestabilidad generada por la pandemia y la guerra en Ucrania, es imperativo encontrar fuentes de energía más estables para reducir su impacto en el ciudadano.
La energía nuclear podría ser la solución para las dos situaciones, ya que supone una alternativa a los combustibles fósiles que ofrece potencia base de bajas emisiones, especialmente tras los avances tecnológicos que están teniendo lugar en el sector. Sin embargo, es también una fuente de energía controvertida, ya que cuenta con riesgos significativos. ¿Es buena idea depender de la nuclear para solucionar los problemas energéticos globales?
El estado actual de la energía nuclear
La primera central nuclear empezó a funcionar en 1954. Hoy, 70 años después, la energía nuclear parece ser más importante que nunca, pero los riesgos que lleva asociados han hecho que no se alcanzara su uso de forma masiva. En abril de 2023, habían 420 reactores nucleares operativos con una capacidad de 375 GW y 56 reactores en construcción con una capacidad de 59 GW. Sin embargo, solo el 10% de la energía global es nuclear.
El potencial de la energía nuclear
La ventaja principal de la energía nuclear es que su proceso de producción no genera emisiones. Gracias a su uso, en los últimos 50 años se ha evitado emitir 66 gigatoneladas de CO2 a la atmósfera, según la Agencia Internacional de Energía. Si bien la energía nuclear sí produce residuos radiactivos, es posible controlar estos residuos para minimizar el impacto medioambiental, de modo que la intensidad del ciclo de vida de sus emisiones esté en línea con el de la energía eólica, 12 gCO2/kWh. Siendo una cifra muy inferior a las del carbón y el gas, de 820 y 490 gCO2/kWh respectivamente.
Como fuente de energía, la nuclear es más fiable, ya que no depende de las condiciones del tiempo atmosférico, como la energía solar y la eólica, y su coste depende menos de las materias primas, lo que garantiza un suministro eléctrico ininterrumpido y de menor volatilidad económica.
Los inconvenientes de la energía nuclear
No se puede hablar de energía nuclear sin admitir sus riesgos de seguridad, unos riesgos que, si no se mitigan, pueden tener consecuencias devastadoras para comunidades enteras y para el medio ambiente. Los accidentes en centrales nucleares que han tenido lugar —Three Mile Island en Estados Unidos, Chernobyl en la antigua URSS y Fukushima-Daiichi en Japón— han convertido a este tipo de energía en algo controvertido. Para favorecer de nuevo su adopción, es preciso transmitir tanto a los gobiernos como a la población, que las nuevas tecnologías y salvaguardas, como los que ha establecido la Agencia Internacional de Energía Atómica, garantizan que este tipo de incidentes no se vuelvan a repetir.
Por otra parte, para que la energía nuclear sea una opción viable también desde un punto de vista económico, hay que tener en cuenta el coste nivelado de la energía (LCOE, por sus siglas en inglés). La instalación y el mantenimiento de una planta nuclear implican una serie de costes nada desdeñable. En este sentido, los mayores lastres son el coste de construcción y puesta en servicio de la central, que, al haber aumentado las medidas de seguridad, también se ha incrementado; y el coste de desmantelamiento, un fondo que se va alimentando año tras año para, llegado el momento, poder cubrir lo que cueste desmantelar la planta de forma segura. El coste de desmantelamiento suele suponer un 15% del coste de construcción. Ambos costes han ido aumentando en los proyectos nuevos, haciendo peligrar la competitividad de su LCOE frente a los de otras formas de energía limpia.
Para paliar esto, una estrategia emergente dentro de la industria nuclear es la extensión de la vida útil de los reactores nucleares. En países como Estados Unidos, por ejemplo, hay ya programas de operación a largo plazo (LTO, por sus siglas en inglés) que buscan precisamente alargar la vida útil de las centrales. Para lograrlo, estas iniciativas se centran en asegurar que los reactores estén en condiciones óptimas reemplazando componentes críticos como el equipamiento mecánico o el eléctrico, incorporando nuevos sistemas de seguridad y actualizando las plantas con sistemas de control modernos. Al reducir de un modo significativo los costes asociados con la puesta en marcha de nuevas instalaciones de última generación, estas medidas tienen el potencial de ofrecer un LCOE competitivo para las centrales ya existentes.
La evolución de la energía nuclear
Para generar energía nuclear, se lleva a cabo un proceso llamado fisión nuclear, que se produce cuando el núcleo del átomo se divide en núcleos más pequeños, liberando energía. La fisión nuclear es una tecnología consolidada que se utiliza en todo el mundo para generar energía en centrales eléctricas. Además, está experimentando innovaciones que hacen de la energía nuclear una opción aún más interesante.
De forma paralela a las formas tradicionales de energía nuclear, la fusión nuclear ha surgido como una alternativa energética prometedora. La fusión tiene lugar cuando dos o más núcleos se combinan para formar otro más grande, liberando energía. Esta forma de producción de energía tiene potencial para desbloquear una vía de generación energética cero emisiones y casi ilimitada. Sin embargo, lograr una reacción de fusión sostenida y controlable enfrenta múltiples desafíos.
Innovación en fisión nuclear
El proceso de fisión nuclear está siendo mejorado con reactores de nueva generación que permiten el uso de nuevo material fisible como el plutonio, el uranio no enriquecido y el torio. Esto hace que el método tradicional de generación de energía nuclear sea más seguro y eficiente debido a ciertos beneficios, como la desvinculación del mercado de uranio, mediante la reutilización de residuos. Un tipo de combustible de particular interés son los combustibles isotrópicos triestructurales (TRISO). Su estructura encapsulada aumenta su seguridad, permitiendo el uso de niveles de enriquecimiento más altos que, a su vez, proporcionan una vida útil más larga del combustible, lo que lleva a que la necesidad de reemplazo del núcleo sea menos frecuente.
Las altas capacidades y la reducida huella de los pequeños reactores modulares (SMR) y los microrreactores podrían también favorecer la adopción generalizada de la energía nuclear. Los SMR, conocidos por ocupar un espacio relativamente pequeño, se ajustan con precisión a los requisitos futuros del sector energético. Al reducir el tamaño de los reactores nucleares, estas innovaciones no solo pueden producirse en masa, sino que también ofrecen flexibilidad, lo que permite deslocalizar las centrales y aprovechar los avances tecnológicos que se vislumbran en el horizonte en mayor medida. También se está desarrollando una mejor infraestructura para la gestión de residuos de alta actividad, apoyando el reprocesamiento de combustible. Se están explorando métodos como PUREX, piroprocesamiento y transmutación junto con nuevas licencias para depósitos geológicos profundos como lugares de almacenamiento de larga duración. Esto reduciría la preocupación por los desechos radiactivos al darles una segunda vida o almacenarlos bajo tierra de manera segura.
El crecimiento de la energía nuclear también requiere un sistema de concesión de licencias modernizado que respalde la innovación manteniendo al mismo tiempo los requisitos de seguridad. Se están desarrollando nuevos procesos de revisión y aprobación, como la Ley de Innovación y Modernización de la Energía Nuclear (NEIMA) en los EE. UU. y la Evaluación de Diseño Genérico (GDA) en el Reino Unido. Estos avances en infraestructura optimizan las medidas de seguridad y al mismo tiempo facilitan la implementación a través de períodos de aprobación más cortos, que actualmente pueden llevar varios años.
Perspectivas de la fusión nuclear
La fusión nuclear, capaz de liberar casi cuatro millones de veces más energía que cantidades iguales de petróleo, gas o carbón, ha sido un foco de interés constante. Sin embargo, producir energía por esta vía sigue suponiendo desafíos técnicos importantes, como el confinamiento del plasma, lograr la generación neta de energía o adaptar los sistemas de conversión de electricidad.
Existen tecnologías en etapa de desarrollo que podrían hacer realidad la fusión nuclear, concretamente, la fusión por confinamiento magnético (MCF) y la fusión por confinamiento inercial (ICF). Sin embargo, hasta ahora estos avances solo han podido mantener la reacción de fusión durante unos segundos, por lo que es necesario seguir investigando y desarrollando la tecnología para poder implementar una solución confiable de energía de fusión nuclear que está dando esperanzas de éxito.
Por esta razón, tanto la inversión pública como la privada se han disparado. El Reactor Termonuclear Experimental Internacional (ITER), en desarrollo desde 2007, cuenta con el apoyo de una organización intergubernamental que incluye a China, la Unión Europea, India, Japón, Corea, Rusia y Estados Unidos. Si tiene éxito, el ITER Tokamak será el dispositivo de fusión más grande y potente del mundo. Sin que esto las desanime, varias empresas emergentes compiten también para crear antes un prototipo con levantamientos de financiación que oscilan entre 200 millones de dólares y más de mil millones de dólares.
Una cosa es segura: el sector energético tiene que cambiar. Conforme el consumo de combustibles fósiles va disminuyendo, otras fuentes de energía deben llenar el vacío y dar respuesta a una demanda de electricidad cada vez mayor. Si bien la energía nuclear ha sido reducida a un segundo plano hasta ahora, podríamos estar ante la acumulación de circunstancias necesaria para su rápido crecimiento.
Las preocupaciones en torno al cambio climático y la estabilidad de la cadena de suministro, sumadas a los avances tecnológicos, hacen que la generación nuclear sea más conveniente, eficiente, segura y sostenible que nunca, posicionándola como una opción prometedora para el futuro de la energía. Aunque esto no quiere decir que ya se haya dominado por completo la tecnología que será necesaria para obtener energía prácticamente ilimitada, limpia, segura y asequible.