EE. UU. está en la cúspide de un nuevo hito de la energía nuclear, y debate

El primer reactor nuclear nuevo construido desde cero en los Estados Unidos en casi medio siglo dividió con éxito sus primeros átomos la semana pasada, lo que indica que uno de los proyectos energéticos más grandes y controvertidos del país finalmente podría estar a punto de completarse.

Casi 14 años después de recibir sus primeros permisos, la Unidad 3 de la planta generadora de electricidad Alvin W. Vogtle, una instalación de dos reactores en la zona rural del este de Georgia, finalmente “entró en estado crítico”, lo que significa que el reactor sufrió una reacción de fisión en cadena utilizando su carga de uranio. combustible. La prueba exitosa, que El telégrafo de Macon en el centro de Georgia acertadamente en comparación con encender la luz piloto de una estufa de gas, puso en marcha las etapas finales de un proceso para preparar el reactor para entregar electricidad a la red del estado de Peach en tan solo seis meses.

Si su gemelo, la Unidad 4, hace lo mismo a finales de este año como estaba previsto, esta instalación de tamaño mediano cerca de la frontera de Carolina del Sur se convertirá en la segunda planta de energía más grande del país, y abastecerá a millones de hogares y a un número creciente de fábricas que fabrican paneles solares, baterías y vehículos eléctricos con electricidad constante y libre de carbono.

“Cuando considera la historia de operaciones seguras y confiables en las Unidades 1 y 2 de Vogtle durante décadas, pone en perspectiva el hito de hoy de que Plant Vogtle será un sitio de cuatro unidades, lo que lo convierte en el más grande de su tipo en los EE. UU.”, Chris Womack, director ejecutivo del propietario de la planta Georgia Power, en un comunicado. “Este es un momento realmente emocionante mientras nos preparamos para poner en funcionamiento una nueva unidad nuclear que servirá a nuestro estado con energía limpia y libre de emisiones durante los próximos 60 a 80 años”.

La finalización del proyecto Vogtle marcará un nuevo capítulo en la tensa historia de ocho décadas de EE. UU. de aprovechar el poder de los átomos de uranio divididos para generar electricidad y sacudirá un debate clave sobre cómo debería ser el futuro de la fisión estadounidense.

Para los escépticos de la energía nuclear, los costos de construcción astronómicos y los plazos incumplidos muestran por qué EE. UU. ha buscado el gas natural y las energías renovables como el mejor camino para alejarse de las plantas a carbón que destruyen el clima. Sin embargo, para los partidarios, el inminente lanzamiento de la Unidad 3 de Vogtle destaca los beneficios de la planificación de infraestructura a largo plazo y ofrece la esperanza de que EE. de 1.000 reactores nucleares.

Los dos reactores de Vogtle serán los primeros AP-1000, uno de los diseños de reactores más avanzados del mercado, que Westinghouse ha construido en los EE. UU. El gigante nuclear con sede en Pittsburgh desarrolló la tecnología a principios de la década de 2000, con la esperanza de que la creciente urgencia abandonar los combustibles fósiles que calientan el planeta estimularía un “renacimiento nuclear”.

En China, donde los primeros cuatro AP-1000 del mundo entraron en funcionamiento en los últimos años, se está llevando a cabo una gran construcción de reactores nucleares. Estados Unidos, por el contrario, ha cerrado más de una docena reactores en funcionamiento desde que comenzó la construcción de la Planta Vogtle, la más reciente de las cuales cerró en mayo pasado.

Los 92 reactores nucleares restantes que operan hoy en 28 estados fueron diseñados y construidos en gran parte antes del accidente de 1979 en la central nuclear de Three Mile Island, en el centro de Pensilvania. Los intentos de construir nuevas plantas nucleares han fracasado o fracasado repetidamente en los 44 años transcurridos desde entonces.

A medida que gran parte del mosaico de redes eléctricas de EE. UU. adoptó sistemas de mercado que priorizaban nuevas fuentes de generación baratas y fáciles de construir en lugar de centrales eléctricas más confiables y duraderas que podían usar las líneas de distribución existentes, la energía nuclear entró en lo que parecía un declive terminal.

La misma historia es cierta en gran parte de Europa y América del Norte, irónicamente, las regiones más responsables del desorden acumulado de carbono en la atmósfera que causa el cambio climático. Del aproximadamente 55 reactores en construcción en todo el mundo, casi la mitad están en China, mientras que otro tercio están en India y Rusia, con países como Bangladesh, Turquía y Egipto a la cola.

En todo Occidente, la sabiduría convencional ha sostenido que los pequeños reactores modulares (máquinas de menor potencia como las que se utilizan para propulsar buques de guerra) podrían competir más ágilmente contra el gas barato y las energías renovables en los mercados de electricidad liberalizados donde los inversores tienen poco estómago para el alto costo inicial de construcción de reactores. Estos SMR, como se les conoce en la industria energética, prometen hacer que la construcción de nuevos reactores se asemeje más a la construcción de un avión que a un aeropuerto, haciéndolos más baratos y fáciles de implementar a través de la repetición de la línea de ensamblaje con el tiempo.

casi cuatro años después de Rusia y dos años después de china desplegaron sus primeros SMR, la Comisión Reguladora Nuclear de EE. UU. aprobó en enero un diseño para un reactor reducido de NuScale, una empresa emergente de reactores con sede en Portland, Oregón. Al menos media docena de otras empresas esperan seguir, incluidas algunas con características que no se encuentran en ningún otro reactor comercial del mundo, como las que reemplazan el agua con sodio líquido como refrigerante.

Podrían surgir problemas similares a los que Vogtle enfrentó como el primer proyecto de su tipo. Incluso con un nuevo subsidio federal de $30 por megavatio-hora, NuScale Anunciado en enero, sus costos estimados aumentaron significativamente para su proyecto debut para construir reactores en Utah, particularmente porque la inflación ha elevado el precio de las materias primas.

El costo de construir una planta SMR en los EE. UU. podría ser de 1,4 a 1,75 veces el costo de construir otro AP-1000, que ahora se beneficiará de las cadenas de suministro existentes y de un diseño relativamente compacto que utiliza mucho menos hormigón y metal que otros reactores nucleares o instalaciones de carbón, según un Instituto de Tecnología de Massachusetts estudiar publicado el pasado mes de marzo. Podrían pasar años antes de que los SMR establezcan el mismo impulso.

Se espera que la construcción de SMR sea más barata a medida que se fortalecen las cadenas de suministro y crece el grupo de trabajadores con experiencia en la construcción de plantas nucleares. Y debido a su tamaño, los analistas de la industria esperan una caída de precios más rápida que con los reactores grandes, ya que su tamaño y potencia de salida requieren más, lo que brinda “oportunidades de aprendizaje más frecuentes”, concluyó el documento.

Pero las cadenas de suministro y la fuerza laboral que construyeron la flota inicial de EE. UU. de más de 100 reactores se han atrofiado, se han ido al extranjero o se han jubilado en las décadas desde que la nueva construcción casi se detuvo. Eso plantea desafíos espinosos para los recién llegados a la energía nuclear. Por ejemplo, una empresa estatal rusa es la única fuente comercial de un tipo específico de combustible nuclear necesario para las nuevas empresas SMR refrigeradas por sodio de próxima generación, como TerraPower, respaldada por Bill Gates, que esperan construir en el sitio de un carbón envejecido. planta en Wyoming.

Es posible que los diferentes tamaños y diseños de reactores no tengan que competir entre sí, dijo Craig Piercy, director ejecutivo de la American Nuclear Society, una organización sin fines de lucro que aboga por la energía atómica en el interés público.

Piercy describió lo que llamó su “filosofía de capas”: los países primero deberían construir reactores grandes y tradicionales como el AP-1000, lo más rápido posible. Luego, a medida que los SMR que son versiones efectivamente reducidas de los reactores de la vieja escuela lleguen al mercado, estos deberían introducirse gradualmente, seguidos de diseños más novedosos una vez que los reguladores den luz verde.

A pesar de una oleada de capital de riesgo en la fusión nuclear, que promete generar grandes cantidades de energía sin desechos radiactivos de larga duración al unir átomos en lugar de dividirlos, los expertos dicen que el llamado santo grial de la energía limpia aún está al menos a 50 años de distancia. Pero Piercy dijo avances recientes como el del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en el norte de California, donde en diciembre pasado científicos federales generaron energía brevemente a partir del tipo de reacción que alimenta al sol, destacan el beneficio de planificar la red eléctrica anterior y futura alrededor de plantas de energía nuclear centralizadas.

Los países que actualmente están construyendo sus primeros reactores de fisión están optando por máquinas a gran escala como el AP-1000.

Los Emiratos Árabes Unidos, uno de los principales exportadores de petróleo y gas del mundo y la nación anfitriona de la cumbre climática de las Naciones Unidas de este año, abrirá su primera planta de energía nuclear en el desierto de Abu Dhabi a finales de este año. Construidos en gran parte dentro del presupuesto y a tiempo por un competidor surcoreano del Westinghouse AP-1000, los cuatro reactores de 1400 megavatios de la planta de energía nuclear de Barakah son citados con frecuencia por funcionarios de la industria como prueba de que los días de gloria de la construcción de energía atómica a gran escala todavía están adelante.

Polonia, que ya había hecho acuerdos tentativos para comprar SMR de varias empresas, anunció un trato con los EE. UU. el otoño pasado para construir su primera planta de energía nuclear con los AP-1000 de Westinghouse. Poco después, el mayor consumidor de carbón de Europa otorgó otro acuerdo al conglomerado Korea Hydro & Nuclear Power para construir su segunda estación atómica.

A pesar de los temores de que la guerra pudiera desencadenar un accidente de radiación en su planta de energía nuclear de Zaporizhzhia, ocupada por Rusia, la estación atómica más grande de Europa, el gobierno de Ucrania dio en enero a la empresa nuclear estatal el visto bueno para pedir nueve AP-1000 como parte de su plan de expansión y abandonar permanentemente el gas natural canalizado hacia el oeste desde Rusia.

Westinghouse no respondió a las preguntas enviadas por correo electrónico sobre si consideraría algún proyecto futuro en los EE. UU.

La mayor parte del entusiasmo en los Estados Unidos por la nueva construcción nuclear en este momento se centra en los SMR, en parte porque son nuevos y algunos inversores esperan que la novedad modere la oposición antinuclear y pase la página de los problemas recientes de la industria, dijo Piercy.

“En el corto plazo, la gente va a sumergir un dedo del pie en el agua con SMR”, dijo. “Pero puedo ver un escenario en el que, si realmente nos tomamos en serio la descarbonización y buscamos reemplazar las grandes fuentes de energía fósil actuales, el AP-1000 puede volver a ser bastante competitivo”.

La escala de las grandes plantas nucleares puede ser atractiva para otros sectores energéticos y empresas que buscan grandes cargas útiles de electricidad libre de carbono. Los gigantes tecnológicos que antes buscaban hacer grandes compras de energía solar y eólica ahora están de acuerdo en comprar energía nuclear.

Georgia se ha convertido en los últimos años en un centro para las fábricas que fabrican baterías para vehículos eléctricos y componentes solares. En enero, un gigante fotovoltaico de Corea del Sur Anunciado la mayor inversión en fabricación solar en la historia de EE. UU. en el estado.

“El rendimiento nuclear sigue siendo asombrosamente bueno en los reactores existentes; queda claro que si puedes encontrar un camino más rápido hacia la tierra prometida, nada supera a un reactor nuclear averiado”, dijo Mark Nelson, fundador de la consultora Radiant Energy. “Las fábricas de baterías se están mudando a Georgia con su compromiso de un siglo con la energía nuclear con la expansión de Vogtle; están votando con los pies. Están votando con el capital sobre lo que creen que va a durar”.