El renacimiento de la energía nuclear
Por James A. Lake
La reaparición de la energía nuclear promete galvanizar la generación de electricidad en todo el mundo y contribuir a mitigar los temores sobre las emisiones de gases de efecto invernadero, pese a las dificultades que todavía habrá que salvar. A largo plazo, la energía nuclear puede llegar a ser más segura y económica, resistente a la proliferación y sostenible.
James A. Lake es director adjunto de laboratorio del Programa de Energía Nuclear del Laboratorio Nacional de Idaho y fue presidente de la Sociedad Nuclear de Estados Unidos entre 2000 y 2001.
El sólido desempeño económico y la seguridad de la energía nuclear en Estados Unidos, la creciente demanda de energía y la convicción cada vez mayor de los beneficios para el medio ambiente de la energía nuclear limpia han dado lugar al renacimiento de la energía nuclear, capaz de alcanzar las metas de seguridad energética, prosperidad económica y calidad ambiental de Estados Unidos en el siglo XXI. No obstante, antes de que dicho renacimiento pase a ser una realidad, los formuladores de políticas tienen que salvar importantes escollos en aspectos tales como el costo de capital relativamente alto de las nuevas centrales, la gestión sostenible del combustible nuclear irradiado y los riesgos de proliferación de plutonio apto para usos bélicos del ciclo de combustible de la energía nuclear.
La evolución de la energía nuclear en Estados Unidos
La energía nuclear en Estados Unidos hizo su aparición en los decenios de 1950 y 1960 en medio de exageradas y, como después se pudo comprobar, imposibles expectativas, de que sería "demasiado barata para medirla". A medida que las nuevas centrales de energía nuclear fueron construyéndose y entrando en servicio empezaron a surgir dificultades por el exceso en el costo de construcción y en la seguridad de funcionamiento, que culminaron en el accidente de la central de Isla Three Mile, cerca de Middletown, Pennsylvania, en 1979. Las medidas correctivas adoptadas a partir de entonces por la Comisión Reguladora de Energía Nuclear de Estados Unidos (NRC) para garantizar la seguridad de estas centrales retrasaron por muchos años la terminación de las obras, en una época en que la inflación era de más de 10%, y provocaron la quiebra y el cierre de varias de estas centrales, lo que puso fin a la primera era de la energía nuclear en Estados Unidos.
A lo largo del decenio de 1980, los servicios públicos de energía nuclear terminaron muchas de las centrales cuya construcción había quedado interrumpida, las pusieron en servicio y dirigieron su atención a mejorar su eficacia en función del costo y su desempeño, lo que simultáneamente redundaba en una mayor seguridad. Para la segunda mitad del decenio de 1990, las 103 centrales nucleares en servicio en Estados Unidos estaban produciendo 20 por ciento de la electricidad del país, a un costo que las hacía sumamente competitivas con las que utilizaban carbón y otros combustibles-menos de 2 céntimos por kilovatio-hora. Además, su seguridad se ha decuplicado, hasta un punto en que, actualmente, la energía nuclear es un modelo de seguridad industrial. Para finales del decenio de 1990, la subida de precios de la energía y las graves interrupciones del servicio eléctrico en California espolearon el interés de las empresas estadounidenses en la energía nuclear. Varias importantes empresas de servicios públicos como Exelon y Entergy adquirieron activos de energía nuclear de empresas pequeñas y menos rentables cuando empezaron a mejorar las perspectivas comerciales de la energía nuclear.
Hoy en día, más de la mitad de las centrales de energía nuclear que funcionan en Estados Unidos han solicitado y obtenido prórrogas de 20 años para sus licencias originales de 40 años. La industria confía en que todas las centrales del país solicitaran esta prórroga antes de la fecha de expiración de sus licencias originales. Estas prórrogas asegurarán que estos importantes activos fijos continúen produciendo electricidad mientras los estadounidense siguen beneficiándose de sus ventajas financieras y ambientales.
Ahora que termina la segunda era de la energía nuclear, la era de recuperación financiera y de seguridad, la energía nuclear está en condiciones de contribuir aun más a satisfacer las necesidades energéticas de Estados Unidos y del mundo. Esta recuperación estará motivada, en parte, por una creciente preocupación por la seguridad energética nacional y el aumento del costo de los combustibles fósiles, un considerable incremento de la demanda de energía para impulsar nuestra prosperidad económica, una mayor atención a la eliminación de las amenazas ambientales vinculadas al uso de combustibles fósiles y a su sustitución por energía nuclear libre de emisiones, y un mercado de electricidad muy favorable a la energía nuclear barata.
La confianza pública en el funcionamiento de las centrales nucleares ha ido aumentando gradualmente, dado el mayor conocimiento de sus ventajas económicas y ambientales y su mejor desempeño en el aspecto de seguridad. Algunos sondeos de opinión indican que 70 por ciento de los estadounidenses están a favor del continuo funcionamiento de las centrales actuales y más de 50 por ciento son partidarios de construir otras nuevas.
Actualmente, 440 centrales de energía nuclear satisfacen 16 por ciento de las necesidades energéticas del mundo. Se han puesto en marcha ambiciosos programas de construcción de centrales nucleares, en particular en países del este de Asia, Rusia e India. Estados Unidos está a punto de reanudar la construcción de nuevas centrales de energía nuclear, proceso que ha permanecido en estado de letargo durante más de 25 años. Éste es el comienzo de la tercera era, el renacimiento de la energía nuclear.
Para satisfacer las grandes expectativas que ha suscitado, la energía nuclear necesita salvar los siguientes obstáculos:
-- En primer lugar, tiene que mantenerse económicamente competitiva en el mercado de energía mundial; en particular, las compañías de energía tienen que controlar mejor los costos fijos.
-- Segundo, para satisfacer las expectativas del público con respecto a su excepcional rendimiento en materia de seguridad, las centrales actuales tienen que seguir funcionando en condiciones de seguridad y las centrales futuras mejorar continuamente la seguridad en los mercados mundiales en crecimiento.
-- Tercero, la energía nuclear y su ciclo de combustible tienen que ser sostenibles a los ojos del público y de los dirigentes nacionales; en particular, el combustible nuclear irradiado tiene que gestionarse de tal modo que sea eficaz en función del costo y no constituye un peligro durante el prolongado período de tiempo en que sigue siendo sumamente radioactivo, y el suministro de combustible nuclear debe extenderse a lo largo de siglos, frente al agotamiento de los combustibles fósiles.
-- Cuarto, los materiales nucleares derivados del ciclo del combustible deben estar protegidos de la proliferación y el uso indebido para fines no pacíficos.
Un nueva orientación para la energía nuclear en Estados Unidos
En 2001, el gobierno de Estados Unidos hizo pública una nueva Política Energética Nacional (NEP) que puso al país en vías de ampliar el uso de la energía nuclear a corto plazo, al agilizar los trámites de obtención de prórrogas de licencias para gestionar las centrales nucleares existentes y de obtención de licencias para construir otras nuevas. La NEP trató además de fomentar el uso de la energía nuclear mediante el diseño, la construcción, la demostración y el despliegue de la próxima generación de tecnologías de energía nuclear. Un aspecto importante de estas gestiones es que se trataba de lograr este objetivo a través de la investigación y el diseño y puesta en práctica con ciclos avanzados de combustible que demostraran ser limpios, más eficientes, menos productores de desechos y más resistentes a la proliferación que un combustible nuclear de uso único, que requiere la evacuación geológica del combustible irradiado.
Entre los programas que se establecieron para aplicar la NEP figuran los siguientes:
-- El programa Nuclear Power 2010 ( Energía Nuclear 2010), para fomentar la construcción inmediata de centrales de energía nuclear.
-- El programa Generation IV de diseño y construcción de reactores de la próxima generación, que son más económicos, ofrecen mayores garantías de seguridad, son más sostenibles y más resistentes a la proliferación del plutonio apto para usos bélicos.
-- La Iniciativa de Vanguardia del Ciclo de Combustible, un proyecto para investigar estrategias avanzadas para la reelaboración y reciclaje de combustible nuclear irradiado, que extraen una cantidad considerablemente mayor de energía de los recursos de uranio mediante la combustión de elementos constitutivos de larga vida del combustible nuclear irradiado, de manera que no separa el plutonio. Estas tecnologías prometen reducir la cantidad de combustible, lo que podría extender la vida del depósito geológico de la Montaña Yucca de combustible nuclear irradiado y desechos radioactivos.
El 8 de agosto de 2005, el presidente George W. Bush firmó la Ley de Política Energética 2005, que autoriza la elaboración de presupuestos a largo plazo para estos programas, que incluyen garantías de préstamos, créditos fiscales a la producción y protección de las inversiones del sector privado en la construcción de las primeras nuevas centrales nucleares. (Estas centrales se enfrentan a riesgos relacionados con los nuevos trámites de concesión de licencias y el restablecimiento del diseño y construcción de infraestructura de los EE.UU.). La ley prevé asimismo autorización para financiar programas de investigación y desarrollo de energía nuclear a largo plazo, incluido el programa de diseño y fabricación del reactor avanzado Generation IV y la Advanced Fuel Cycle Initiative, que juntos constituyen la Asociación Mundial de Energía Nuclear.
Energía Nuclear 2010: El fin principal del programa Energía Nuclear 2010 es poner a prueba y convalidar nuevos trámites de la Comisión Reguladora de Energía Nuclear basados en la certificación de la seguridad del diseño del sistema del reactor, la expedición de un permiso para el sitio propuesto del reactor, y la concesión de una licencia combinada para la construcción y el funcionamiento de un diseño de reactor certificado en un sitio de central autorizada.
Cuatro diseños de reactor avanzado elaborados por Westinghouse y General Electric ya cuentan con la certificación de la NRC, y otros seis están todavía en la fase de estudio, de los cuales, al menos dos, se espera que reciban la certificación de 2008 a 2010. Se están estudiando las solicitudes anticipadas de permiso de un mínimo de seis posibles sitios de nuevas centrales presentadas por tres grupos. Por último, 12 empresas de servicios públicos han notificado a la NRC que proyectan solicitar licencias de construcción y gestión de 23 nuevos reactores. Se espera que los primeros encargos oficiales de centrales de energía nuclear se hagan para finales de 2007 o principios de 2008.
Generation IV y la central nuclear de la próxima generación: La hoja de ruta del reactor avanzado de la Generation IV fue elaborada por más de 100 expertos internacionales en energía nuclear, para evaluar y establecer un orden de prioridades de seis tecnologías de reactor de la próxima generación, que tienen muchas posibilidades de ser más económicas, seguras, sostenibles y resistentes a la proliferación que las tecnologías actuales. El reactor de muy alta temperatura enfriado por gas y el reactor de neutrones rápidos enfriado por sodio han surgido como las tecnologías de más alto grado de prioridad para el diseño, la construcción y la demostración en el ámbito internacional.
La central nuclear de la próxima generación se basa en una tecnología de enfriamiento por gas que puede funcionar a temperaturas de 850 a 950 grados Celsius con una eficiencia térmica mejorada para la generación de electricidad, pero de manera notable, en un margen de temperatura que permite una producción sumamente eficiente de hidrógeno. La producción de hidrógeno de alta eficiencia y libre de emisiones es un elemento clave de los esfuerzos del Presidente Bush de sustituir el petróleo importado, cada vez más caro, por el hidrógeno como combustible nacional de transporte-en principio, para enriquecer el crudo nacional pesado, más tarde, para producir combustibles sintéticos para el transporte y, finalmente, para su uso en vehículos propulsados por pilas eléctricas. Por tanto, es importante que las centrales nucleares de la próxima generación puedan, no sólo generar electricidad, sino también producir hidrógeno para el sector de transportes y calor para los procesos industriales, sectores en los que la fuerte dependencia estadounidense del petróleo importado constituye una amenaza para nuestra prosperidad económica.
La Iniciativa avanzada del ciclo de combustible y la Asociación Mundial de Energía Nuclear. El establecimiento de la Asociación Mundial de Energía Nuclear fue anunciado por el presidente Bush a principios de 2006. Su propósito es dar un importante impulso al diseño y la puesta en práctica de tecnologías avanzadas de ciclo de combustible y de reactor rápido de Estados Unidos. Los objetivos del programa son:
-- reducir la carga de la evacuación geológica del combustible nuclear irradiado en lo que se refiere a volumen de desechos, carga térmica (a medida que se desintegra el combustible radioactivo, emite enormes cantidades de energía térmica), radiotoxicidad (niveles de radiación tóxicos para los tejidos o las células vivas), y una serie de depósitos que se necesitarán en el siglo XXI;
-- recuperar la considerable energía contenida en el combustible nuclear irradiado;
-- incrementar la resistencia a la proliferación de los procesos de reciclado del combustible nuclear irradiado.
Para lograr estos objetivos, se diseñarán, pondrán en práctica y demostrarán las tres tecnologías siguientes: 1) la transmutación de los materiales del combustible irradiado en una nueva generación de reactores convertidores avanzados de rápido espectro enfriados por sodio, para extraer su valor energético y hacer más manejables los desechos nucleares definitivos con un depósito único; 2) la separación de los elementos del combustible nuclear irradiado procedentes de la flota de reactores enfriados por agua en uranio, componentes reusables, y desechos resultantes de la fisión, mediante un procedimiento de extracción del uranio llamado UREX+, que no separa el plutonio apto para usos bélicos; y 3) el diseño, puesta en práctica y demostración de tecnologías de reciclado de combustible y fabricación de combustible para los reactores convertidores.
El futuro
Estamos en la víspera del renacer de la energía nuclear, basado en el continuo funcionamiento económico y en condiciones de seguridad de las 103 centrales nucleares de Estados Unidos y señalado por los esperados anuncios a corto plazo de varios encargos de centrales nucleares que se construirán en los próximos 10 años. A largo plazo, nuestros laboratorios nacionales están trabajando con las universidades y la industria del país así como con la comunidad internacional, para producir la próxima generación de sistemas avanzados de energía nuclear, que serán aun más económicos, seguros y sostenibles, con un ciclo de combustible cerrado que convertirá una cantidad considerablemente mayor de combustible nuclear para extraer mucha más energía, mientras reduce al mínimo la cantidad de desechos nucleares. La energía nuclear tiene un lugar importante en el futuro de la energía de Estados Unidos, al suministrar combustibles económicos, limpios y sostenibles para los transportes y la generación de electricidad.
Las opiniones expresadas en este artículo no reflejan necesariamente el punto de vista ni la política del gobierno de Estados Unidos.
(El Servicio Noticioso desde Washington es un producto de la Oficina de Programas de Información Internacional del Departamento de Estado de Estados Unidos. Sitio en la Web:
http://www.america.gov/es )
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