Jonathan Tennenbaum, de Berlín*
¿Así que no le gusta el bióxido de carbono CO2? Lo que usted necesita saber, entonces, es que no hay otras opciones sino las formas más modernas de energía nuclear.
La preocupación por los efectos climáticos de las emisiones de CO2 causadas por la actividad humana ha dado pie a inversiones gigantescas en las fuentes de energía renovables: eólica, solar, hidroeléctrica y biocombustibles. En todo esto, equivocadamente, la energía nuclear, -una fuente energética confiable que genera el 14 por ciento de la electricidad del mundo-, ha sido abandonada.
Alemania es un buen ejemplo, aunque no sea el único. Aquí el compromiso del gobierno con las metas climáticas fue combinado con la decisión de cerrar las plantas nucleares restantes del país para el año 2022.
Sí partimos de que las emisiones humanas de CO2 están destruyendo el planeta, ¿no sería más racional expandir la energía nuclear lo más rápidamente posible, en lugar de suprimirla?
El pasado mes de diciembre, la influyente revista alemana Der Spiegel publicó un reportaje titulado “¿Pueden los nuevos conceptos de reactores salvarnos del colapso climático?” El artículo describe a las empresas e inversionistas internacionales, entre ellos Bill Gates y TerraPower, involucrados en una carrera para crear tecnologías modernas de reactores nucleares, como la clave para eliminar la dependencia mundial de los combustibles fósiles, meta que nunca podría ser alcanzada con tan solo las fuentes renovables de energía.
Concepción artística del reactor TerraPower-Hitachi (DOE).
ENERGÍA NUCLEAR
El texto, dirigiéndose a los lectores atemorizados con la energía nuclear, dice: “Según estimaciones, 800 000 personas mueren todos los años a causa de los humos producidos por el carbón, que contiene sustancias toxicas, como el dióxido de azufre, óxidos de nitrógeno, mercurio o arsénico. Pero también se deben demostrar conceptos sobre cómo descartar las sustancias toxicas contenidas en la celdas fotovoltaicas empleadas.”
El reportaje explica que “la generación de energía casi siempre termina en víctimas y en la creación de algunos productos contaminantes. La pregunta es: ¿Qué costos y riesgos estamos dispuestos a aceptar? ¿Qué debemos temer más: el calentamiento global, que con certeza vendrá, o una posible catástrofe de un reactor regional? Las objeciones a la energía atómica son justificadas. Empero, ¿en vista del cambio climático, es correcto rechazar por completo la tecnología nuclear?”
Nuevos proyectos de reactores, como el reactor de ondas viajantes (“traveling wave reactor”), el reactor de sal fundida y pequeños reactores modulares, prometen ser mucho más seguros y más baratos que la energía nuclear convencional y tienen numerosas aplicaciones. Algunos pueden hasta “quemar” la basura nuclear como combustible, con lo que se elimina la necesidad de almacenamiento de largo plazo del material radioactivo, siempre un argumento de peso contra la energía nuclear. La construcción modular en patrones permitiría que los reactores nucleares fuesen producidos en serie en plazos mucho más cortos.
Sobre esa base, la ampliación firme de la energía nuclear en todo el mundo se puede realizar en un plazo de 10 a 15 años. La rápida expansión de la energía nuclear en Francia, en respuesta, al “shock del petróleo” de 1973, es, hoy por hoy, un valioso precedente histórico.
Nuevo plan
No hay duda de que la energía nuclear regresó a la agenda mundial, aun para muchos de los que se opusieron activamente a ella en el pasado. La energía nuclear, en la forma en la que se utiliza, tiene todavía serios problemas. No obstante, ya hay nuevos conceptos de reactores nucleares disponibles, lo cuales abordan estos problemas y pueden redefinir completamente el papel de la energía nuclear en la economía mundial.
Veamos algunos de esos conceptos de reactores con más detalle. Pero, primero, es necesaria aclarar un punto crucial.
Creo que estamos ante un “punto de ramificación” en la política energética mundial. ¿Cuál deberá ser la tarea prioritaria? Si partimos de que uno de los objetivos es reducir radicalmente las emisiones mundiales de CO2 a mediano y a largo plazo, asunto que no quiero analizar aquí, ¿es aconsejable invertir tanto en las actuales fuentes de energía renovables, como muchas naciones están haciendo? ¿O ellas deberían tener tan solo un papel limitado y, en su lugar, buscar la expansión firme de la energía nuclear?
No analizaré la fusión nuclear en sus varias formas, un campo de gran importancia para el futuro, pero cuya disponibilidad para la generación de energía a gran escala no se puede prever con certeza en este momento, ni tampoco la potencialmente revolucionaria “fusión en frio” (más conocida como “reacciones nucleares de baja energía” (LENR, por sus siglas en ingles), tema de otra serie de artículos que serán publicados en este informativo.
Tratemos ahora con más detalle una cuestión crucial: ¿hasta qué punto las llamadas energías renovables podrían sustituir el uso de combustibles fósiles?
De acuerdo con Bloomberg New Energy Financie, en mayo de 2018, se invirtieron 288,9 mil millones de dólares en energías renovables, la mayor parte de ellos destinados a energía eólica y solar. A pesar de esto, las emisiones de CO2 en todo el mundo continúan galopando.
China, por ejemplo, lidera el mundo con un monto de inversiones en energía renovables, con más de 100 mil millones de dólares invertidos en tan solo 2018. Al mismo tiempo, también encabeza la construcción de nuevas plantas termoeléctricas de carbón, que es una de las mayores fuentes de emisiones de CO2 por actividades humanas. Desde principios de 2018, China ha puesto a funcionar 42,2 gigavatios (GW) de nuevas termoeléctricas de carbón, con otros 121,3 GW en construcción y 200 GW o más en etapas varias de planeación.
India también continua con la expansión de su capacidad de generación termoeléctrica, con 36 GW en construcción. En julio pasado, el Ministerio de Energía indio declaro que la capacidad de generación termoeléctrica de carbón deberá aumentar 22.4 por ciento en los siguientes tres años. La ampliación continua de la energía de carbón en China y en India no refleja una falta de preocupación por la contaminación y el cambio climático; el problema está, sobre todo, en las restricciones económicas, físicas y técnicas, bajo las cuales esas naciones deben elaborar sus respectivas políticas energéticas.
Lo cierto es que en el futuro previsible ningún volumen de inversión en energías renovables, por mayor que sea, será suficiente para eliminar la dependencia humana del carbón mineral, del petróleo y del gas natural, a menos que estuviésemos dispuestos a promover el derrumbe de la economía mundial.
Si estuviésemos realmente comprometidos con la reducción de las emisiones de CO2, entonces no hay como evitar la energía nuclear, y a gran volumen. Las razones son elementales.
Supongamos que, de alguna forma, podamos eliminar por completo el uso de combustibles fósiles para el transporte y la calefacción. Esto es difícilmente concebible sin aumentar mucho el consumo mundial de electricidad, que ya se puede proyectar desde ahora que se duplicara en los siguientes 25 anos. ¿De dónde vendrá toda esa electricidad?
Si hemos de insistir en fuentes de electricidad “libres de CO2”, el número de opciones realistas es pequeño. Cuando se trata de energía a gran escala, ellas se limitan esencialmente a la energía hidroeléctrica, eólica, solar y nuclear. La generación de electricidad a partir de biocombustibles, que puede reivindicarse como “neutra en CO2”, puede contribuir con algunos puntos porcentuales.
Por desgracia, la energía hidroeléctrica económicamente viable está limitada a determinadas localizaciones geográficas, y su potencial para crecer está fuertemente restringido por factores ambientales, económicos y sociales, además de plazos muy largos para grandes proyectos. Si se dejan de lado esos problemas, la hidroelectricidad puede hipotéticamente crecer hasta tres veces su nivel actual, a largo plazo. Dado el crecimiento proyectado de la demanda de electricidad, la participación de la energía hidroeléctrica podría, en el mejor de los casos, crecer del actual 15 por ciento al 25 por ciento en 2050. ¿De dónde vendrá el 75 por ciento faltante?
Las energías eólica y solar tienen algunos puntos fuertes evidentes. No necesitan de combustible y sus capacidades totales se pueden ampliar con rapidez a un costo relativamente bajo, como ocurre hoy en todo el mundo. En contrapartida, tienen una desventaja fundamental: su producción varía de acuerdo a condiciones que están fuera del alcance humano. Esto hace imposible ajustar la curva de producción a la curva de demanda, aun en forma aproximada.
Los paneles solares no producen electricidad de noche, y no mucha en días lluviosos y nublados. La capacidad de los aerogeneradores puede fluctuar bastante, de una hora a otra, e inclusive cuando la generación se calcula en un área muy amplio. Por otro lado, las plantas convencionales o nucleares proporcionan una generación continua y constante de electricidad, en niveles que pueden ser controlados con precisión.
Además del carácter intermitente de la energía solar y eólica, las fuentes renovables padecen la desventaja de la baja densidad energética intrínseca, pues requieren de áreas muchos mayores y de mayor número de unidades operacionales para obtener la misma capacidad de generación de una planta termoeléctrica moderna compacta, de carbón, gas o nuclear.
Bajo las condiciones climáticas típicas de Europa Central, por ejemplo, se necesitan algunos millares de grandes turbinas eólicas o de celdas solares para cubrir un área del orden de 100 kilómetros cuadrados para generar la misma cantidad anual de electricidad que una termoeléctrica convencional o que una planta nuclear de 1 GW. Y la obtención de 1 GW de energía eólica requiere de 50 a 100 veces más acero y cemento que una planta nuclear de la misma capacidad.
En lo que toca a la generación por biogás, esta puede ser considerada “neutra en CO2”, en el sentido de que los gases emitidos por la combustión del biogás, en última instancia, derivan de la captura fotosintética del atmosférico por las plantas cultivadas.
La Asociación Mundial de Bioenergía (WorldBioenergyAssociation) estima que el biogás tiene el potencial futuro de abastecer una cantidad de energía equivalente a cerca de 25 por ciento de la generada actualmente a partir del gas natural, en todos sus usos en la economía mundial. Si el 100 por ciento de ese biogás fuese usado para producir electricidad -lo que es sumamente irreal- esto llegaría a cerca de 5 por ciento de electricidad real.
La producción a gran escala de biogás -en oposición a la utilización en menor escala de residuos orgánicos- significa, de hecho, usar cultivos agrícolas como colectores solares. Desafortunadamente, la fotosíntesis de las plantas es diez veces menos eficiente en la captura de energía solar que las celdas solares modernas. Esto hace a la producción y al uso de biocombustibles para la generación de electricidad a gran escala un proceso extremadamente intensivo en recursos, pues exige grandes extensiones de tierra, recursos hidráulicos, maquinas, transporte y mano de obra por unidad de producción -recursos que podrían aplicarse a la producción de alimentos y a otros usos.
