Energía nuclear
Lo que los pronucleares no quieren que sepas sobre sus minirreactores I

Artículo publicado originalmente en Common Dreams.

Incluso los seguidores ocasionales de las cuestiones energéticas y climáticas probablemente hayan oído hablar de las supuestas maravillas de los pequeños reactores nucleares modulares, o SMR. Esto se debe en gran medida a los «nuclear bros»: un grupo activo y aparentemente incansable de defensores de la energía nuclear que dominan los debates sobre energía en las redes sociales promoviendo los SMR y otras tecnologías nucleares «avanzadas» como la única solución real para la crisis climática. Pero como mostré en mis informes de 2013 y 2021, el bombo que rodea a los SMR es muy exagerado, y mis conclusiones siguen siendo válidas hoy en día.

Lamentablemente, gran parte de esta alegre palabrería sobre los SMR se basa en la desinformación, lo que me lleva siempre a la misma pregunta: si los nuclear bros tienen una historia tan buena sobre los SMR, ¿por qué tienen que exagerar tanto? 

Lamentablemente, gran parte de esta alegre palabrería sobre los SMR se basa en la desinformación, lo que me lleva siempre a la misma pregunta: si los nuclear bros tienen una historia tan buena sobre los SMR, ¿por qué tienen que exagerar tanto? 

¿Qué son los SMR?

Los SMR son reactores nucleares «pequeños» (definidos como de 300 megavatios de potencia eléctrica o menos), que pueden ensamblarse en su mayor parte en una instalación centralizada y que se instalarían de forma modular en emplazamientos de generación de energía. Algunos de los SMR propuestos son tan pequeños (20 megavatios o menos) que se denominan «micro» reactores. Los SMR son distintos de las centrales nucleares convencionales actuales, que suelen rondar los 1.000 megavatios y se construyen en gran medida a medida. Algunos diseños de SMR, como NuScale, son versiones modificadas de reactores en funcionamiento refrigerados por agua, mientras que otros son diseños radicalmente distintos que utilizan refrigerantes distintos del agua, como sodio líquido, gas helio o incluso sales fundidas.

Hasta la fecha, sin embargo, el interés teórico por los SMR no se ha traducido en muchos pedidos de reactores reales. El único SMR actualmente en construcción se encuentra en China. Y en Estados Unidos, sólo una empresa -TerraPower, fundada por Bill Gates, de Microsoft- ha solicitado a la Comisión Reguladora Nuclear (NRC) un permiso para construir un reactor de potencia (pero con 345 megavatios, técnicamente ni siquiera es un SMR).

La industria nuclear ha depositado sus esperanzas en los SMR principalmente porque algunos proyectos recientes de grandes reactores, como las unidades 3 y 4 de Vogtle en el estado de Georgia, han tardado mucho más en construirse y han costado mucho más de lo previsto originalmente. El fracaso de estos proyectos a la hora de llegar a tiempo y por debajo del presupuesto socava los argumentos de que las centrales nucleares modernas pueden superar los problemas que han plagado la industria nuclear en el pasado.

La industria nuclear ha depositado sus esperanzas en los SMR principalmente porque algunos proyectos recientes de grandes reactores, como las unidades 3 y 4 de Vogtle en el estado de Georgia, han tardado mucho más en construirse y han costado mucho más de lo previsto originalmente.

Los promotores del sector y el Departamento de Energía de EE.UU. afirman que los SMR pueden ser menos costosos y más rápidos de construir que los grandes reactores y que su naturaleza modular facilita el equilibrio entre la oferta y la demanda de energía. También argumentan que los reactores de diversos tamaños serían útiles para una serie de aplicaciones más allá de la energía eléctrica a escala de red, incluido el suministro de calor de proceso a plantas industriales y energía a centros de datos, operaciones de minería de criptomonedas, producción petroquímica e incluso estaciones de carga de vehículos eléctricos.

He aquí cinco datos sobre los SMR que la industria nuclear y los «nuclear bros» que promueven su mensaje no quieren que usted, el público, conozca.

1. Los SMR no son más económicos que los grandes reactores

En teoría, los reactores pequeños deberían tener menores costes de capital y plazos de construcción que los grandes reactores de diseño similar, de modo que las empresas eléctricas (u otros usuarios) puedan obtener financiación más barata y desplegarlos con mayor flexibilidad. Pero eso no significa que los reactores pequeños sean más económicos que los grandes. De hecho, suele ocurrir lo contrario. Lo que más importa a la hora de comparar los aspectos económicos de las distintas fuentes de energía es el coste de producir un kilovatio-hora de electricidad, que depende del coste de capital por kilovatio de capacidad de generación, así como de los costes de funcionamiento, mantenimiento, combustible y otros factores.

En teoría, los reactores pequeños deberían tener menores costes de capital y plazos de construcción que los grandes reactores de diseño similar, de modo que las empresas eléctricas (u otros usuarios) puedan obtener financiación más barata y desplegarlos con mayor flexibilidad. Pero eso no significa que los reactores pequeños sean más económicos que los grandes.

Según el principio de las economías de escala, los reactores más pequeños producirán en general electricidad más cara que los grandes. Por ejemplo, el proyecto ya cancelado de NuScale de construir un SMR de 460 megavatios y 6 unidades en Idaho tenía un coste estimado de más de 20.000 dólares por kilovatio, superior al coste real del proyecto del gran reactor de Vogtle, de más de 15.000 dólares por kilovatio. Esta penalización de costes sólo puede compensarse con cambios radicales en la forma de diseñar, construir y explotar los reactores.

Por ejemplo, los promotores de los SMR afirman que pueden reducir drásticamente el coste de capital por kilovatio logrando la eficiencia mediante la producción en masa de unidades idénticas en fábricas. Sin embargo, los estudios demuestran que esa reducción de costes no suele superar el 30%. Además, tendrían que producirse docenas de unidades antes de que los fabricantes pudieran aprender a hacer sus procesos más eficientes y lograr esas reducciones de los costes de capital, lo que significa que los primeros reactores de un diseño determinado serán inevitablemente caros y requerirán grandes subvenciones del gobierno o de los contribuyentes para ser construidos. Superar este obstáculo ha demostrado ser uno de los principales impedimentos para el despliegue de los SMR.

Los primeros reactores de un diseño determinado serán inevitablemente caros y requerirán grandes subvenciones del gobierno o de los contribuyentes para ser construidos. Superar este obstáculo ha demostrado ser uno de los principales impedimentos para el despliegue de los SMR.

Otra forma en que los desarrolladores de SMR intentan reducir el coste de capital es reduciendo o eliminando muchas de las características de seguridad requeridas para los reactores operativos que proporcionan múltiples capas de protección, como una robusta estructura de contención de hormigón armado, bombas de emergencia accionadas por motor y rigurosas normas de garantía de calidad para los equipos de seguridad de reserva, como las fuentes de alimentación. Pero hasta ahora estos cambios no han repercutido mucho en el coste global: basta con echar un vistazo a NuScale.

Además del coste de capital, los costes de funcionamiento y mantenimiento (O&M) también tendrán que reducirse significativamente para mejorar la competitividad de los SMR. Sin embargo, algunos gastos de explotación, como la seguridad necesaria para protegerse de ataques terroristas, no serían normalmente sensibles al tamaño del reactor. La contribución relativa de los costes de O&M y de combustible al precio por megavatio-hora varía mucho según los diseños y los detalles del proyecto, pero podría ser del 50% o más, dependiendo de factores como los tipos de interés que influyen en el coste total del capital.

Las consideraciones de economía de escala ya han llevado a algunos vendedores de SMR, como NuScale y Holtec, a duplicar aproximadamente el tamaño de los módulos con respecto a sus diseños originales. El microreactor Aurora de Oklo, Inc. Aurora, ha pasado de 1,5 MW a 15 MW, e incluso podría llegar a los 50 MW. Y tanto el BWRX-300 de General Electric-Hitachi como el AP300 de Westinghouse parten del límite superior de lo que se considera un SMR.

En conjunto, estos cambios podrían bastar para que algunos SMR fueran competitivos en costes con los grandes reactores, pero aún les quedaría un largo camino por recorrer para competir con las tecnologías renovables. El coste nivelado de la electricidad para el proyecto NuScale, ahora cancelado, se estimaba en unos 119 dólares por megavatio-hora (sin subvenciones federales), mientras que la energía eólica terrestre y la solar a escala comercial cuestan ahora menos de 40 dólares/MWh.

En conjunto, estos cambios podrían bastar para que algunos SMR fueran competitivos en costes con los grandes reactores, pero aún les quedaría un largo camino por recorrer para competir con las tecnologías renovables.

Sin embargo, es probable que los microrreactores sigan siendo caros en cualquier escenario realista, con unos costes de electricidad nivelados proyectados entre dos y tres veces superiores a los de los SMR de mayor tamaño.

2. En general, los SMR no son más seguros que los grandes reactores de agua ligera

Por su tamaño, podría pensarse que los reactores nucleares pequeños plantean menos riesgos para la salud pública y el medio ambiente que los reactores grandes. Al fin y al cabo, la cantidad de material radiactivo en el núcleo y que puede liberarse en caso de accidente es menor. Además, los reactores pequeños producen calor a menor velocidad que los grandes, lo que podría facilitar su enfriamiento en caso de accidente, incluso por medios pasivos, es decir, sin necesidad de bombas de refrigeración eléctricas ni de la intervención del operador.

Sin embargo, las denominadas características de seguridad pasiva que tanto gustan citar a los defensores de los SMR pueden no funcionar siempre, especialmente durante acontecimientos extremos como grandes terremotos, grandes inundaciones o incendios forestales que pueden degradar las condiciones ambientales en las que están diseñados para funcionar. Y en algunos casos, las características pasivas pueden empeorar los accidentes: Por ejemplo, la revisión de la NRC del diseño de NuScale reveló que los sistemas pasivos de emergencia podrían agotar el boro del agua de refrigeración, necesario para mantener el reactor apagado de forma segura tras un accidente.

Sin embargo, las denominadas características de seguridad pasiva que tanto gustan citar a los defensores de los SMR pueden no funcionar siempre, especialmente durante acontecimientos extremos como grandes terremotos, grandes inundaciones o incendios forestales que pueden degradar las condiciones ambientales en las que están diseñados para funcionar.

En cualquier caso, los reguladores están relajando los requisitos de seguridad y protección de los SMR, lo que podría anular cualquier ventaja de seguridad de las características pasivas. Por ejemplo, la NRC ha aprobado en los últimos años normas y procedimientos que permiten eximir a los nuevos reactores, incluidos los SMR, de muchas de las medidas de protección que exige a las centrales en funcionamiento, como una estructura física de contención, un plan de evacuación de emergencia fuera del emplazamiento y una zona de exclusión que separe la central de las zonas densamente pobladas. También está estudiando otros cambios que podrían permitir a los SMR reducir el número de personal de seguridad armado para protegerlos de ataques terroristas y de operarios altamente cualificados para dirigirlos. La reducción de la seguridad en los SMR es especialmente preocupante, porque incluso los reactores más seguros podrían convertirse de hecho en peligrosas armas radiológicas si son saboteados por atacantes hábiles. Incluso los mecanismos de seguridad pasivos podrían ser desactivados deliberadamente.

Teniendo en cuenta el impacto acumulativo de todos estos cambios, los SMR podrían ser tanto o más peligrosos que los grandes reactores. Por ejemplo, si una estructura de contención en un reactor grande impidiera de forma fiable que el 90% del material radiactivo saliera del núcleo del reactor durante una fusión, entonces un reactor cinco veces más pequeño sin dicha estructura de contención podría liberar más material radiactivo al medio ambiente, aunque la cantidad total de material en el núcleo fuera menor. Y si el SMR estuviera situado más cerca de zonas pobladas sin planes de emergencia externos, más personas podrían verse expuestas a niveles de radiación peligrosamente altos.

Pero incluso si se pudiera demostrar que el riesgo global de seguridad de un reactor pequeño es menor que el de un reactor grande, eso no implicaría automáticamente que el riesgo global por unidad de electricidad que genera sea menor, ya que las centrales más pequeñas generan menos electricidad. Si un accidente provocara que un SMR de 250 megavatios liberara sólo el 25% del material radiactivo que liberaría una central de 1.000 megavatios, la relación entre riesgo y beneficio sería la misma. Y un emplazamiento con cuatro reactores de este tipo podría tener cuatro veces el riesgo anual de una sola unidad, o un riesgo aún mayor si un accidente en un reactor dañara a los demás, como ocurrió durante el accidente de Fukushima Daiichi en 2011 en Japón.

Si el SMR estuviera situado más cerca de zonas pobladas sin planes de emergencia externos, más personas podrían verse expuestas a niveles de radiación peligrosamente altos.

3. Los SMR no reducirán el problema de qué hacer con los residuos radiactivos

La industria hace afirmaciones muy engañosas de que ciertos SMR reducirán el intratable problema de la gestión de los residuos radiactivos de larga vida generando menos residuos, o incluso «reciclando» sus propios residuos o los generados por otros reactores.

En primer lugar, es necesario definir qué significa realmente «menos» residuos. En términos de la cantidad de isótopos altamente radiactivos que resultan cuando los núcleos atómicos se fisionan y liberan energía, los reactores pequeños producirán tanta cantidad como los grandes por unidad de calor generado. (Los reactores de agua no ligera que convierten el calor en electricidad de forma más eficaz que los reactores de agua ligera producirán cantidades algo menores de productos de fisión por unidad de electricidad generada -quizá entre un 10 y un 30%-, pero se trata de un efecto relativamente pequeño en el esquema de las cosas). Y para los reactores con combustibles más densos, el volumen y la masa del combustible gastado generado pueden ser menores, pero la concentración de productos de fisión en el combustible gastado y el calor generado por los productos de desintegración -factores que realmente importan para la seguridad- serán proporcionalmente mayores.

En términos de la cantidad de isótopos altamente radiactivos que resultan cuando los núcleos atómicos se fisionan y liberan energía, los reactores pequeños producirán tanta cantidad como los grandes por unidad de calor generado.

Por lo tanto, las entidades que esperan adquirir SMR, al igual que los centros de datos que carecen de la infraestructura de residuos necesaria, tendrán que gestionar de forma segura el almacenamiento de cantidades significativas de combustible nuclear gastado in situ a largo plazo, al igual que hace cualquier otra central nuclear. Las afirmaciones de vendedores como Westinghouse de que se llevarán los reactores una vez que el combustible ya no sea utilizable simplemente no son creíbles, ya que no hay perspectivas realistas de concesión de licencias para emplazamientos centralizados donde se puedan llevar los reactores usados en un futuro previsible. Cualquier comunidad con un SMR tendrá que planificar ser un vertedero de residuos nucleares a largo plazo.

Sigue en la segunda parte.

Traducción de Raúl Sánchez Saura.