7 claves para entender cómo funciona la energía nuclear y qué desafíos enfrenta para reemplazar al gas y al petróleo

El mundo está en una encrucijada energética: depender de los combustibles fósiles es cada vez más insostenible.

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Los precios del petróleo y el gas se han disparado en los últimos dos años, y con ellos los costes de la producción eléctrica y la factura de la luz.

El calentamiento global avanza y los países parecen incapaces de cumplir con los objetivos de emisiones.

Y, por si fuera poco, la guerra de Ucrania ha evidenciado la vulnerabilidad energética de Europa por su alta dependencia del gas ruso.

“Ha llegado el momento del renacimiento nuclear”, afirmó recientemente el presidente francés, Emmanuel Macron.

Como Macron -que cinco años antes había prometido reducir en un tercio la generación atómica en Francia- muchos han cambiado su postura sobre la energía nuclear, denostada desde el accidente de Fukushima en 2011.

“Se está observando un cambio de posición frente a la energía atómica en todo el mundo, aunque se ha intensificado el último año con la subida del precio del gas, y la crisis actual ha sido la puntilla”, le explica a BBC Mundo el divulgador de ciencia y tecnología nuclear español Alfredo García.

¿Puede sustituir al gas, el petróleo y el carbón?

“Lamentablemente ha tenido que ser una guerra la que ponga en evidencia que no podemos depender tanto de los combustibles fósiles”, sentencia García.

Estos aún generan al menos dos tercios de la energía eléctrica y de las emisiones de gases de efecto invernadero en el mundo, según diferentes estudios de organizaciones internacionales.

La contaminación del aire por la quema de combustibles fósiles causó 8 millones de muertes en 2018, 1 de cada 5 decesos en todo el mundo, según un estudio de la Universidad de Harvard.

Con el ritmo de producción actual se prevé que las emisiones aumenten un 14% esta década, echando por tierra los objetivos del Acuerdo de París de 2015 de reducir el aumento de temperatura global a 1,5 ºC para finales de siglo.

Así que, si hay algo en lo que todos coinciden, es en la necesidad de un modelo de producción eléctrica que no dependa de los combustibles fósiles.

Y hay dos opciones disponibles: la nuclear y las renovables.

Greenpeace cree que es posible prescindir tanto de las energías fósiles como de la atómica.

“Adoptar un modelo energético 100% renovable y eficiente es técnicamente posible, económicamente viable y sostenible”, asegura Meritxell Bennasar, responsable de Energía y Cambio Climático de Greenpeace España.

Sin embargo, los defensores de la energía nuclear ponen en duda que esto sea factible: las renovables tienen una capacidad de generación limitada, requieren grandes cantidades de espacio y materiales, y dependen de las condiciones climatológicas para alimentar la red.

Por eso creen que lo más realista es aumentar tanto la producción atómica como de renovables para acabar reduciendo a cero las de carbón, gas y petróleo.

Esto no ocurriría de la noche a la mañana: solo construir una central nuclear y ponerla en funcionamiento suele llevar entre 5 y 10 años.

“Cambiar un modelo energético no es sencillo ni rápido y el proceso debe ser gradual. La sustitución progresiva requiere electrificar varios sectores y apostar decididamente por la energía nuclear y por las energías renovables, trabajando en equipo. El coste total es difícil de cuantificar, pero el proceso lo tendríamos que realizar en menos de tres décadas”, explica García.

¿Cómo se produce la energía nuclear?

Las centrales nucleares usan la fisión atómica para producir energía.

Al dividir un átomo pesado -generalmente de uranio 235- se producen más neutrones en un efecto multiplicador, desatando en una fracción de segundo una reacción en cadena.

Esto libera neutrones, rayos gamma y grandes cantidades de energía; el intenso calor aumenta la temperatura del agua y produce vapor.

El vapor hace girar las turbinas del reactor, que activan un generador para producir electricidad y finalmente enviarla a la red.

¿Y la fusión?

La fusión consiste en liberar enormes cantidades de energía forzando la unión de los núcleos atómicos en lugar de dividirlos.

Esto es parecido a la reacción que ocurre en las estrellas, como el sol.

Muchos la consideran la solución definitiva para el suministro futuro de la humanidad, ya que apenas contamina o consume recursos y podría producir energía casi ilimitada.

Pero recrearla con éxito en la Tierra requiere de una alta tecnología que aún está en desarrollo.

Expertos creen que la fusión nuclear podría tomar protagonismo en la segunda mitad de este siglo.

¿Es verde?

La Comisión Europea (CE) clasificó el pasado febrero como “verde” la energía nuclear al considerarla necesaria para la transición hacia una generación sin emisiones de dióxido de carbono, principal causante del efecto invernadero.

Las centrales nucleares emiten un promedio de 28 toneladas de ese gas por cada gigawatio hora que producen, muy por debajo de las 888 de las de carbón, las 735 de petróleo y las 500 de gas natural, según el informe técnico de la CE.

La solar emite casi el triple de CO₂ que la atómica, 85 Tn/gWh, mientras la hidroeléctrica y la eólica son las más limpias con 26.

Según el mismo estudio, la energía nuclear también genera cantidades muy bajas de dióxido de sulfuro y dióxido de nitrógeno -que pueden generar lluvia ácida-, así como desechos químicos, y consume menos recursos minerales y fósiles en comparación con otras fuentes.

La ONU, por su parte, advirtió en 2021 que los objetivos globales para frenar el calentamiento global no podrán alcanzarse si se excluye a la energía atómica.

Especificó en un informe que en el último medio siglo la energía nuclear ha ahorrado el equivalente a dos años de emisiones globales de dióxido de carbono.

“La energía nuclear es tan verde y segura como las energías renovables. No es una cuestión de opinión, sino de comparar múltiples estudios revisados por pares que van en la misma dirección”, asevera García.

Pero no todos están de acuerdo con que la energía nuclear sea limpia.

“Si bien la energía nuclear no emite gases de efecto invernadero al mismo nivel que los combustibles fósiles, en realidad emite más CO₂ por kWh que cualquiera de las renovables, ya que un reactor nuclear necesita un combustible para generar electricidad y su obtención sí emite gases de efecto invernadero”, asegura, por su parte, la representante de Greenpeace.

Bennasar cita datos de la Agencia Internacional de la Energía (AIE) al remarcar que, incluso triplicando la capacidad nuclear mundial, la reducción de las emisiones de carbono sería solo del 6%, un impacto que considera insuficiente para cumplir con los objetivos climáticos.

Los detractores de la energía nuclear también alegan que extraer uranio produce daños medioambientales, que decomisionar una planta es costoso y contaminante, o que existe el riesgo de accidente o ataque militar a instalaciones atómicas, muy bajo pero con consecuencias potencialmente desastrosas si ocurre.

¿Y qué pasa con los residuos?

Otro de sus principales argumentos es que la fisión nuclear produce residuos radiactivos con un alto potencial contaminante.

Los residuos, que en su mayoría provienen del combustible nuclear gastado en las centrales, son materiales sólidos y líquidos que contienen isótopos radiactivos.

Pueden ser tóxicos desde décadas hasta miles de años y su tratamiento es muy complejo. Por ejemplo, en el caso de residuos de alta actividad hay que almacenarlos en tres etapas diferentes, la última de ellas bajo el suelo a entre 200 y 1.000 metros de profundidad.

“La industria nuclear no ha sido capaz de encontrar una solución técnica satisfactoria y segura para este problema”, declara a BBC Mundo la representante de Greenpeace.

Alfredo García, sin embargo, sostiene que la energía atómica “es la única que se hace cargo integralmente del coste de la gestión de sus residuos, que se manejan con los más altos estándares de seguridad, y para los que existen soluciones tecnológicas científicamente consensuadas”.

¿Es rentable?

Construir y poner en marcha una central nuclear es extremadamente caro.

Por ejemplo, la planta en construcción de Hinkley Point C, en el sur de Reino Unido, con 3.200 megavatios que aportarán el 7% de la energía del país desde 2025, costará cerca de US$30.000 millones, según estimaciones.

Atucha III, que será la cuarta central nuclear de Argentina con 1.200 megawatios, costará US$8.000 millones, según el acuerdo firmado en febrero entre este país y China.

Mientras una planta atómica supera a menudo los US$6 millones por megavatio de capacidad, en el caso de las centrales de gas de ciclo combinado el coste ronda el medio millón.

Sin embargo, producir electricidad con átomos es mucho más barato al no necesitar un suministro ingente y continuo de combustible.

Si bien el uranio es un material costoso, con pequeñas dosis pueden generarse enormes cantidades de energía.

¿Qué países apuestan por la energía nuclear?

Con 96 reactores operativos que producen más de 90 gigavatios, Estados Unidos acapara casi un tercio de la producción global de energía atómica, seguido de China y Francia, con más de un 13% cada uno, según datos del Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA).

En Francia las plantas nucleares generan el 70% de la producción eléctrica, lo que lo sitúa como número uno mundial en este aspecto.

Emmanuel Macron anunció un plan energético para los próximos años que incluye seis nuevos reactores con un coste estimado de unos 50.000 millones de euros.

Mientras, Alemania tenía previsto cerrar este año sus tres últimas centrales nucleares, pero la guerra en Ucrania ha puesto al país entre la espada y la pared.

El presidente del instituto económico alemán Ifo, Clements Fuest, declaró recientemente que las centrales deberían seguir funcionando “al menos hasta superar la dependencia del gas ruso, o sea, previsiblemente varios años”.

Europa está dividida sobre la energía atómica: los gobiernos de Alemania, Austria, Dinamarca, España, Luxemburgo y Portugal rechazan promoverla, frente a la autodenominada “alianza nuclear” de Bulgaria, Croacia, Finlandia, Francia, Rumanía y Eslovenia, a la que se suman República Checa, Hungría, Polonia y Eslovaquia.

En América Latina la energía nuclear solo aporta un 2,2% de la producción eléctrica de la región con siete reactores: tres en Argentina, dos en México y otros dos en Brasil.

Y quien más apuesta por el átomo está a miles de kilómetros de distancia: China se postula como la próxima superpotencia mundial en energía nuclear.

El país duplicó entre 2016 y 2020 su capacidad hasta 47 gW con 20 nuevas plantas, y para 2035 planea alcanzar los 180 gigavatios, casi el doble de la potencia actual de Estados Unidos. (I)