Explicado: Las tecnologías nucleares avanzadas y su papel en la transición energética

El papel de la energía nuclear en la creación de un futuro con cero emisiones netas, entre otras fuentes de energía limpias, ha sido un tema polémico. A medida que se prevé un aumento de la demanda energética, sobre todo de la demanda de energía limpia 24 horas al día, 7 días a la semana, la energía nuclear está experimentando un renacimiento a medida que los países y las industrias se dan cuenta de que las fuentes renovables por sí solas no podrán satisfacer esta demanda.

La energía nuclear produce alrededor del 10% de la electricidad mundial, según la Agencia Internacional de la Energía (IEA). Genera más energía libre de carbono que la eólica y la solar juntas. Sin embargo, algunos siguen preocupados por la seguridad y el costo. Otro gran reto de la energía nuclear es la gestión de sus residuos. El combustible gastado es radiactivo durante miles de años, pero puede almacenarse en contenedores bajo tierra o en la superficie.

Las tecnologías nucleares avanzadas abarcan desde la fusión y los pequeños reactores modulares (SMR, por sus siglas en inglés) hasta los combustibles nucleares y la gestión de residuos, y pueden ayudar a resolver algunas de las preocupaciones en torno a la seguridad y el coste. Aunque la fusión nuclear suele considerarse el santo grial de la energía, se encuentra en las primeras fases de realización. En cambio, los SMR avanzan rápidamente hacia su despliegue comercial. Otras áreas en las que la innovación avanza rápidamente son el combustible nuclear y la gestión de residuos: el combustible avanzado permite a las centrales existentes y a las nuevas generar más energía libre de carbono al tiempo que aumenta la seguridad; los nuevos enfoques de gestión de residuos pueden reducir el volumen y reutilizar parte de lo que queda.

Dada la diferencia en la madurez y el nivel de desarrollo de estas tecnologías, analicemos la situación de cada una de ellas y las perspectivas previstas.

La fusión nuclear recibe mucha atención pública debido a su fantástico potencial. La fusión imita el proceso que alimenta el sol, creando energía masiva sin emisiones de carbono ni residuos radiactivos de larga duración. Según la Asociación Nuclear Mundial, la fusión ofrece una fuente de energía casi infinita con emisiones próximas a cero.

A diferencia de la energía nuclear tradicional (fisión), que divide átomos, la fusión une átomos más pequeños para formar otros más pesados. Por ejemplo, dos átomos de hidrógeno se combinan para formar helio, liberando mucha más energía que la fisión.

Actualmente, sin embargo, el principal obstáculo es conseguir que la fusión produzca más energía de la que consume. Según el Departamento de Energía estadounidense, las reacciones de fusión son difíciles de mantener debido al calor y la presión extremos necesarios para fusionar átomos. Muchos expertos creen que aún faltan dos o tres décadas para que la fusión sea comercialmente viable, aunque algunas empresas de nueva creación aspiran a tener plantas en funcionamiento en la década de 2030. La IA está ayudando a los investigadores a acelerar el progreso de la fusión modelando y analizando sistemas complejos.

Los pequeños reactores modulares (SMR) son otro campo prometedor de la energía nuclear avanzada. Utilizan tecnología de fisión, por lo que no están tan a la vanguardia como la fusión, pero están más cerca de convertirse en realidad. Muchos expertos e inversores predicen que los SMR estarán operativos en 2030.

El Organismo Internacional de la Energía Atómica afirma que se están desarrollando más de 80 diseños de SMR en todo el mundo, destinados a producir electricidad, calefacción, desalinización de agua y vapor industrial.

Los SMR, que utilizan métodos de construcción modular, prometen ser más pequeños, sencillos y rápidos de construir que las grandes centrales convencionales. También prometen importantes ventajas gracias a la mejora de las características de seguridad pasiva. Además, los reactores de neutrones rápidos pueden utilizar el combustible gastado de las centrales existentes y ofrecer una solución sostenible al problema de los residuos.

Los SMR también podrían contribuir a descarbonizar la industria pesada gracias a su capacidad para ubicarse muy cerca de la fuente de demanda. Por tanto, pueden instalarse en zonas remotas que carecen de infraestructura de red.

Las nuevas tecnologías también pueden ayudar a resolver el problema de los residuos nucleares. La cantidad de residuos es relativamente pequeña porque el combustible nuclear es muy denso y se necesita muy poca cantidad para producir cantidades inmensas de electricidad. Por término medio, los residuos de un reactor que cubra las necesidades de electricidad de una persona durante un año serían del tamaño de un ladrillo. De ellos, sólo 5 gramos son residuos de alta actividad, más o menos el peso de una hoja de papel. Pero incluso con su pequeña huella, los residuos siguen siendo una preocupación clave para el público, ya que pueden tardar miles de años en descomponerse.

Empresas innovadoras están desarrollando formas de reducir el volumen y la toxicidad de los residuos nucleares. Algunas afirman que pueden reducir el tiempo que tardan los residuos en descomponerse de medio millón de años a menos de 500 años.

Los inversores están invirtiendo dinero en estas tecnologías nucleares avanzadas, que progresan rápidamente. Pero llevarlas al mercado exigirá nuevas políticas y normativas, y la industria nuclear debe ganarse la confianza del público abordando las preocupaciones sobre costos, seguridad y residuos.

El Foro Económico Mundial se ha asociado con interesados de todo el ecosistema nuclear, incluidos desarrolladores de tecnología, instituciones financieras, empresas de servicios públicos, grandes consumidores de energía y organizaciones gubernamentales, y pronto publicará un Marco para acelerar el despliegue de reactores nucleares avanzados y pequeños reactores modulares. El marco pretende ser una herramienta de coordinación para que los líderes de todo el ecosistema nuclear se alineen en acciones y estrategias para acelerar el despliegue de la energía nuclear avanzada y los SMR en nueve áreas prioritarias.

Al mismo tiempo, el Foro también está trabajando para apoyar un enfoque más integrado de las soluciones energéticas, que incluya la energía nuclear avanzada, los combustibles limpios, el hidrógeno y la eliminación del carbono. Ninguna tecnología resolverá por sí sola la crisis energética, sino que será necesaria una combinación de soluciones. Las distintas regiones, industrias y empresas tendrán sus propias estrategias, pero deben trabajar juntas.

Plataformas como la comunidad de Soluciones Energéticas Avanzadas del Foro pueden ayudar a agilizar esta cooperación y acelerar el despliegue de nuevas tecnologías de décadas a años, como los combustibles limpios y el hidrógeno, la energía nuclear avanzada, el almacenamiento y la eliminación del carbono.

La comunidad cuenta con la participación de los líderes del sector que impulsan los segmentos fronterizos del sistema energético para dar forma a la visión y la narrativa del sector de las soluciones energéticas avanzadas, apoyar las asociaciones entre innovadores, grandes empresas energéticas, usuarios de energía e inversores, e informar a los responsables políticos. Contribuye a aumentar la confianza pública en las soluciones energéticas avanzadas, la preparación tecnológica, la demanda y los casos empresariales, permitiendo al mismo tiempo las colaboraciones e influyendo en la política.