Los diseños de reactores nucleares pequeños y modulares podrían ser relativamente baratos de construir y seguros de operar, y existe un gran impulso empresarial y gube amental para desarrollarlos y otorgar licencias. Sin embargo, ¿serán capaces de ofrecer energía suficientemente barata para competir con el gas natural? Y, ¿realmente ayudarán a reactivar la moribunda industria nuclear en Estados Unidos?
El año pasado, el Departamento de Energía de EE.UU. (DOE, por sus siglas en inglés) anunció una aportación de 452 millones de dólares (345 millones de euros) en subvenciones a empresas que desarrollen pequeños reactores modulares, siempre que estas aporten la misma cantidad de fondos (hasta un total de 900 millones de dólares, o 690 millones de euros). En noviembre se anunció al primer ganador de subvención, Babcock & Wilcox, un fabricante de reactores nucleares para buques y submarinos, y este mes han enviado una solicitud para una segunda ronda de financiación. La financiación del programa se espera que sea suficiente como para certificar dos o tres diseños.
La nueva financiación se añade a los cientos de millones de dólares que Babcock & Wilcox ya se ha gastado en el desarrollo de su diseño de reactor de 180 megavatios, junto con un centro de pruebas para confirmar sus modelos informáticos del reactor. Otras compañías han invertido en pequeños reactores modulares, entre ellas Holtec, Westinghouse Electric y la start-up NuScale, que está apoyada por la empresa de ingeniería Fluor.
Las empresas están invirtiendo en la tecnología en parte como respuesta a peticiones procedentes de los proveedores de energía. Una compañía eléctrica, Ameren Missouri, el mayor proveedor de electricidad en ese estado, está trabajando con Westinghouse para ayudar en el proceso de certificación del diseño de pequeño reactor de esa compañía. Ameren está particularmente preocupada por las potenciales regulaciones de las emisiones, puesto que depende de plantas de carbón con altas emisiones de carbono para producir alrededor del 80 por ciento de su electricidad.
Ameren anticipa el cierre de las centrales de carbón, y por tanto necesita energía fiable para sustituir la electricidad de base que produce. La energía solar y eólica son intermitentes, lo que hace necesario el uso de combustibles fósiles para generar energía de reserva, señala Pat Cryderman, gerente de desarrollo de generación nuclear en Ameren. "Acabas construyendo dos veces", afirma. Y eso aumenta los costes. Además, quemar el combustible de reserva, el gas natural, emite dióxido de carbono.
La construcción de reactores nucleares con capacidad para generar más de 1.000 megavatios cada uno puede llegar a costar más de 10.000 millones de dólares (7.650 millones de euros), una inversión muy arriesgada para una empresa cuyo activo total es de solo 23.000 millones de dólares (17.590 millones de euros). Las plantas de energía basadas en pequeños reactores modulares, que apenas producen entre 200 y 300 megavatios, se espera que cuesten solo unos pocos miles de millones de dólares, una inversión más manejable. "Simplemente son más asequibles", señala Robert Rosner, coautor de un estudio de la Universidad de Chicago sobre los costes potenciales en el que el DOE se ha basado a la hora de evaluar el potencial de los pequeños reactores.
El tamaño más pequeño tiene otras ventajas potenciales. Emplazar una gran planta de energía nuclear puede ser difícil ya que requiere, por ejemplo, una zona de planificación de emergencia a lo largo de 16 kilómetros alrededor de la planta, asegura Cryderman. Esa zona podría ser de solo 800 metros para un pequeño reactor modular, en parte debido a su tamaño y en parte a que los reactores cuentan con características de diseño adicionales. Por ejemplo, mientras que los reactores más nuevos, tales como el AP1000 de Westinghouse, están diseñados para mantener el combustible fresco durante tres días sin alimentación eléctrica, los pequeños reactores modulares pueden ser diseñados para hacer lo mismo durante semanas. Asegura que si la Comisión Reguladora Nuclear aprueba una zona de planificación de emergencia más pequeña, eso podría permitir a Ameren construir plantas de energía nuclear en antiguos terrenos de plantas de carbón, lo que simplifica las conexiones de red y otras cuestiones de emplazamiento.
El menor tamaño es también una ventaja en Estados Unidos, donde la demanda de energía está creciendo lentamente y muchas compañías eléctricas no desean añadir múltiples gigavatios de una vez. También se espera que el tiempo de construcción de los reactores modulares sea mucho menor, por lo que las compañías eléctricas deben prever la demanda solo unos pocos años antes, en vez de con una década de anticipación, señala Cryderman.
Sin embargo, sigue habiendo dudas sobre la viabilidad de los pequeños reactores nucleares. Aunque su coste inicial es menor que el de los grandes reactores, podrían llegar a costar más por kilovatio de capacidad y por kilowatio/hora de energía generada.
Las centrales nucleares se construyen a gran tamaño para que su escala resulte económica. "Los diseñadores podrían hacer que los reactores generaran más energía, sin tener que aumentar proporcionalmente los costes de capital", afirma John Kelly, subsecretario adjunto de tecnologías de reactores nucleares del Departamento de Energía. Lo que se espera, afirma, es que la construcción de los reactores en fábricas proporcione una alte ativa para reducir los costes a través de la producción en masa. Los pequeños reactores son también más simples en algunos aspectos, lo que puede ayudar a reducir los costes.
Lo que no se sabe a ciencia cierta es si estos ahorros podrán conseguirse. No está claro cuántos reactores hay que construir antes de conseguir los ahorros potenciales de producción en fábrica, y si habrá suficientes pedidos para que los reactores alcancen esas cifras. Para que eso suceda, indica Rosner, el Gobie o podría tener que ser el primer cliente, comprando reactores para bases militares o laboratorios gube amentales.
Incluso una vez que el diseño final sea aprobado por el NRC, los costes podrían ser mayores de lo esperado, una vez que las plantas se construyan. "Parte del problema cuando empiezas algo así, sobre todo con una nueva tecnología, es que todas las noticias son malas después de comenzar", señala Michael Golay, profesor de ciencia e ingeniería nuclear en el MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts, EE.UU.). "Las cosas nunca se comportan de forma óptima".
Incluso si los reactores pequeños logran competir con la energía nuclear convencional, puede que no sean capaces de competir con las plantas de energía de gas natural, especialmente en Estados Unidos, donde el gas natural es barato. Su éxito dependerá de cómo crean las compañías eléctricas que tienen que protegerse de un posible aumento de precios del gas natural durante la vida útil de una planta, y de lo mucho que crean que vayan a tener que reducir las emisiones de dióxido de carbono.
"En última instancia, iremos a por la opción de menor coste para los contribuyentes", señala Cryderman. "Si es demasiado caro, no lo vamos a construir". El reto, afirma, es predecir cuáles serán las opciones de más bajo coste durante las décadas en que estén activas las nuevas plantas.