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4 abril 2024

¿La energía nuclear es renovable?

La energía nuclear se posiciona como un elemento clave en la transición energética por su precio, por ser una energía limpia y por tratarse de un recurso casi ilimitado. Pero ¿se puede hablar de ella como un tipo de energía renovable?

Central nuclear de Vandellós II, Tarragona.
Central nuclear de Vandellós II, Tarragona.

El mundo se encuentra en una situación de emergencia y los principales estudios científicos y energéticos incluyen la energía nuclear en la senda para alcanzar la neutralidad climática en 2050.

Así, por ejemplo, el informe “Future of Nuclear Energy in a Low-Carbon Environment”, de Citi GPS afirma que esta energía es pieza clave en la transición energética por ser una fuente de electricidad gestionable y con bajas emisiones de carbono.

En esta línea, la energía nuclear ha sido incluida en la Taxonomía europea como una actividad económica medioambientalmente sostenible y, durante la COP 28 (Dubái, 2023), 22 países firmaron un acuerdo en el que reconocen el papel clave de la energía nuclear para lograr cero emisiones netas en 2050 y se comprometen a triplicar la producción nuclear a 2050.

Al tratarse de una fuente con un impacto climático reducido, surge la duda de si podemos hablar de la energía nuclear como un recurso renovable. Para encontrar la respuesta es necesario conocer cómo se genera y si es un recurso ilimitado.

 

¿Cómo se genera la energía nuclear?

La energía nuclear se produce mediante la fisión de átomos de uranio, un proceso que libera calor para generar vapor y, por consiguiente, electricidad. Esta forma de generación permite proporcionar electricidad las 24 horas del día sin emitir gases de efecto invernadero.

El uranio, la materia prima necesaria, en estado natural es un metal abundante del que existen reservas para muchos años, siendo casi inagotable. Así lo refleja la 28ª edición del Libro Rojo del Uranio, elaborado conjuntamente por  La Agencia de Energía Nuclear de la OCDE y el Organismo Internacional de Energía Atómica de Naciones Unidas:

 

“Las reservas son suficientes para abastecer la demanda. Sin incluir las nuevas reservas de mineral que se descubran, existe suficiente uranio para los próximos 120 años”.

 

Además, es fácilmente almacenable de manera segura y su extracción se realiza en múltiples países. Esta diversidad de orígenes, junto a su densidad energética y la capacidad para ser almacenado de manera segura (es posible disponer en espacios reducidos la materia prima que permite la generación de energía durante varios años), convierten a la energía nuclear en una fuente de generación clave para la seguridad de suministro y la independencia energética, al eliminar la dependencia de países inestables y aislar el aprovisionamiento de crisis puntuales.

 

¿Por qué genera controversia la energía nuclear?

La energía nuclear es una fuente de energía limpia que no contamina. Entonces, ¿por qué nace el debate?

Las centrales nucleares tienen unos estándares de seguridad de operación y un alto grado de supervisión tanto por organismos nacionales (el Consejo de Seguridad Nuclear es el principal regulador español) como organismos internacionales.

El Programa de Indicadores de Rendimiento de la WANO (World Association of Nuclear Operators) apoya el intercambio de experiencias operativas mediante la recopilación de datos sobre el rendimiento de las plantas nucleares en las áreas de seguridad y fiabilidad, y en relación a sus indicadores, las centrales nucleares españolas se encuentran entre las más fiables y seguras.

 

Los residuos nucleares

La densidad energética del combustible nuclear es extremadamente elevada respecto a otros combustibles, lo que significa que el combustible nuclear puede almacenar o liberar una más cantidad de energía por unidad de masa o volumen en comparación con otros combustibles. Esto se debe a que cuanto mayor es es la densidad energética, mayor es la cantidad de energía que tiene almacenada. 

Densidad energética del combustible nuclear

Equivalencia energética de distintos tipos de materias primas

  • 5 g uranio
  • = (es igual a)
  • 1.000 kg carbón
  • = (es igual a)
  • 565 l petróleo
  • = (es igual a)
  • 480 m³ gas

Cada combustible está representado con un icono: una pieza cónica para el uranio, un vagón de carbón, una torre de extracción de petróleo y una llama para el gas.

Fuente: Foro Nuclear

Esto hace que el volumen de combustible utilizado, y por tanto la cantidad de residuos de alta actividad generada, sea mínima en comparación con la energía que generan. De esta forma, el volumen de los residuos que las centrales eléctricas españolas habrían generado y generarían, en el caso de llegar a las fechas previstas en el Plan Nacional Integrado de Energía y Clima (PNIEC) sería de aproximadamente 11.400m3, que equivale aproximadamente a 3,4 piscinas olímpicas.

En términos técnicos, los residuos nucleares se clasifican según su nivel de actividad y su vida media, lo que permite diseñar estrategias específicas para su manejo. Existen soluciones técnicas para el acondicionamiento de todos los residuos nucleares generados en la operación y desmantelamiento de las centrales:

  • Los residuos de alta actividad y vida larga se acondicionan en Almacenamientos Geológicos Profundos (AGP). El país más avanzado en esta solución es Finlandia, que está finalizando la construcción de su AGP, denominado Onkalo, y que comenzará a albergar los primeros residuos en 2025.
  • Los residuos de baja y media actividad se almacenan generalmente en almacenamiento en superficie, como es el caso de El Cabril en España, que es el almacén de residuos radiactivos de baja y media actividad gestionado por Enresa en España.

Además de los métodos de almacenamiento, se han desarrollado tecnologías para el tratamiento y el reprocesamiento de los residuos nucleares, con el fin de reducir su volumen y toxicidad, así como para recuperar materiales valiosos para su reutilización como combustible nuclear, aumentando el aprovechamiento energético del combustible.

Esto se puede realizar con los denominados reactores rápidos, con experiencia en operación en diferentes países (Francia, Japón, Rusia, etc), que permiten aprovechar el contenido energético del combustible irradiado, pasando del 5% de aprovechamiento del contenido energético de los reactores actuales en España, al 95%, con lo que se incrementarían las reservas existentes hasta convertir el combustible nuclear en una fuente casi infinita. 

Central nuclear de Trillo, Guadalajara
Central nuclear de Trillo, Guadalajara.

Beneficios de la energía nuclear

En este escenario, la energía nuclear se sigue postulando como una fuente de energía que presenta importantes beneficios en la situación actual, entre los que cabe destacar:

  • Seguridad de suministro e independencia energética: Las importantes reservas naturales, la diversidad de orígenes, junto a la densidad energética y la capacidad para ser almacenado de manera segura, convierten a la energía nuclear en una fuente de generación clave para la seguridad de suministro y la independencia energética.
  • Precios estables: Tal y como lo refleja el Dictamen del Comité Económico y Social Europeo de 2022 sobre «El papel de la energía nuclear en la estabilidad de los precios de la energía en la UE». Los costes de la energía nuclear son fijos e inferiores a los de las centrales de gas y carbón que están sujetos a elevada volatilidad por los costes relacionados al aprovisionamiento de gas y a sus emisiones de Co₂.
  • Potencial energético seguro: Las centrales nucleares producen una gran cantidad de energía sin hacer uso de grandes extensiones de terreno. Adicionalmente su suministro es constante y no depende de la disponibilidad del recurso.
  • Beneficia al medioambiente: La nuclear es limpia en emisiones. Una central nuclear no emite gases de efecto invernadero ni otros productos de combustión, como cenizas, que aceleren el cambio climático.

 

¿Cuántas centrales nucleares hay en España? ¿Y en el mundo?

Según el Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico, hay 412 centrales nucleares en operación en todo el mundo, de las cuales 5 se sitúan en España. Sin embargo, el plan del Gobierno español es diferente al de otros países.

Mapa centrales nucleares en España

Centrales nucleares en España

Cada central está representada con un icono de color diferente según su estado. La leyenda es la siguiente:

  • Central en explotación: Icono rosa
  • Central en cese definitivo: Icono azul claro
  • Central en desmantelamiento: Icono verde
  • Central en periodo de latencia: Icono azul oscuro

Centrales nucleares: 

  • Almaraz I
  • Almaraz II
  • Trillo
  • Ascó I
  • Ascó II
  • Vandellós I
  • Vandellós II
  • Cofrentes
  • Sta Mª Garoña
  • José Cabrera

Fuente: Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico.

Estos siete reactores nucleares evitan cada año la emisión de más de 30 millones de toneladas de CO₂ a la atmósfera y producen más del 35% de la electricidad libre de emisiones.

En el mundo existen 246 reactores de más de 35 años en operación, de los cuales 191 tienen autorización para operar más allá de 40 años.

En los países occidentales se está extendiendo el periodo de vigencia de las licencias de operación de los reactores nucleares en operación. El caso más paradigmático es el de EEUU, con 90 reactores con licencia de operación a 60 años, y de los cuales casi la totalidad han pedido una nueva extensión de licencia hasta los 80 años (8 reactores ya lo tienen aprobado), y se está analizando técnicamente la posibilidad de extenderlo a 100 años.

De la misma forma, Francia, con 56 reactores en operación, está en proceso de ampliar la licencia de operación de los mismos a los 60 años, y Suecia, Suiza, Bélgica y Holanda, entre otros países, también están en proceso de alargar la vida de sus centrales nucleares.

Teniendo en cuenta la necesidad de electrificar la demanda con tecnologías cero emisoras, a nivel mundial se está apostando por disponer del mayor de capacidad de generación eléctrica, tanto renovable como nuclear.  

Por eso, no sólo se están extendiendo la operación de las plantas, sino que muchos países están apostando por la construcción de nuevas centrales. Según la World Nuclear Association, hay 60 reactores en construcción (en Reino Unido, Francia, Finlandia, Suecia, Estados Unidos, Canadá, China, Rusia, etc), a los que se unirán en el medio plazo gran parte de los más de 110 reactores planificados.

A esta previsión de los reactores nucleares “tradicionales” o de gran tamaño, se les unirán los Reactores Modulares Pequeños (SMR en sus siglas en ingles), que son reactores de menos de 300MW, que actualmente se encuentran en fase de diseño y licenciamiento y cuya implementación comercial se espera para la próxima década.

Además de su pequeño tamaño, que implica un menor coste de construcción, estos SMRs presentarán otras ventajas: estandarización de la fabricación y construcción, menores requisitos de uso de agua, mayores capacidades de adaptación a cualquier emplazamiento y sustitución de activos que cesan (como el carbón) y mayor adaptabilidad para otros usos (p.e. desalinización de agua, producción de hidrógeno, uso industrial, etc.)

La energía nuclear juega un papel crucial como una fuente limpia en la transición energética. Su capacidad para generar electricidad sin emisiones de gases invernadero de manera segura, constante y fiable la posicionan como una alternativa atractiva para complementar a las energías renovables.

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