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  • Planes nucleares después de Fukushima: hechos y cifras

La energa nuclear promete energa limpia para los pases en desarrollo. Dave Elliot grafica sus avances y perspectivas despus del accidente en Fukushima.

Durante 60 aos, se ha promovido el uso de uranio para generar electricidad en las plantas nucleares como una forma de proporcionar energa barata y limpia para un nuevo y prspero mundo.

Actualmente, la energa nuclear suministra alrededor del 13,8 por ciento de la electricidad mundial, con la mayora de plantas operando en el mundo desarrollado [1]. Y dado que las plantas nucleares no emiten dixido de carbono, son vistas como una manera de responder al cambio climtico.

Sin embargo, los opositores de esta tecnologa sealan sus inconvenientes: el alto costo de construccin, operacin y mantenimiento de las plantas de energa nuclear, el manejo de los desechos radiactivos y las dificultades para regular de manera eficaz los riesgos de seguridad tanto ambientales como humanos.

La extraccin y el procesamiento del combustible del reactor son tambin grandes consumidores de energa, por lo que el sistema nuclear global no est realmente libre de carbono.

Todo esto crea un dilema para los pases en desarrollo que necesitan una fuente de energa relativamente barata. Algunos de ellos han encontrado una opcin atractiva en la energa nuclear y han invertido en plantas nucleares (Ver Cuadro 1).

Produccin de electricidad y porcentaje de electricidad global generado por las plantas nucleares en los pases en desarrollo (el nmero de plantas se muestra entre parntesis).

Pero despus del accidente nuclear en la planta de energa de Fukushima, que sigui al tsunami de marzo de 2011 en Japn, algunos otros pases que estaban pensando hacer lo mismo han abandonado esos planes (Ver Cuadro 2).

Pases en desarrollo buscando energa nuclear

Ya no estn interesados

El accidente de Fukushima socav la confianza y el apoyo a la energa nuclear alrededor del mundo. Las opiniones varan de pas a pas, pero casi el 60 por ciento de la gente ahora se opone a la energa nuclear. (Ver Recuadro 1.)

Recuadro 1: La opinin pblica despus de Fukushima

Un estudio de opinin pblica realizado en 24 pases en mayo de 2011 [2] encontr que el 62 por ciento de los encuestados se opona a la energa nuclear: 25 por ciento haba cambiado su opinin, inclinando la balanza en contra de la opcin nuclear. La oposicin en algunos pases en desarrollo y en muchos de Europa fue muy alta.

Por ejemplo, en Mxico el 81 por ciento de los encuestados a quienes se les pregunt si apoyan la energa nuclear como una forma de generar electricidad estuvieron en contra, el 52 por ciento de ellos de manera contundente. En Argentina, la oposicin fue de 72 por ciento y en Brasil, 69 por ciento. La oposicin tambin fue alta en Indonesia (67 por ciento), Corea del Sur (61 por ciento), Sudfrica (60 por ciento), China (58 por ciento) y Arabia Saudita (58 por ciento). En el mundo en desarrollo, solamente en India se encontr mayora en el apoyo (61 por ciento).

Los resultados de la encuesta, por supuesto, dependen de las preguntas formuladas. Cuando se pregunt si vean la energa nuclear como una opcin viable de largo plazo, el 50 por ciento de los encuestados en India dijo que no; el 50 por ciento tampoco la vea como una forma de modernizar la produccin de electricidad. Todos los encuestados en los dems pases en desarrollo dieron puntajes ms bajos a esas dos preguntas, con excepcin de Arabia Saudita. All, el 54 por ciento vea a la energa nuclear como una opcin viable en el largo plazo, indicando ms optimismo en esta regin.

Claramente, algunos pases en desarrollo con necesidad de un suministro continuo de electricidad, de relativamente baja emisin de carbono todava ven a la energa nuclear como una forma de avanzar, a pesar de sus riesgos y su pasado turbulento.

La historia nuclear

La energa nuclear civil surgi de los programas para desarrollar armas nucleares en los Estados Unidos y la Unin Sovitica durante la Segunda Guerra Mundial. Esto condujo a los principales desarrollos de reactores en los aos sesenta.

En los setenta, la tecnologa se extendi a pases como China, India y Japn que desarrollaron programas nucleares civiles apoyados por los Estados Unidos o por la Unin Sovitica.

Algunos otros pases en desarrollo tambin tomaron la opcin nuclear, especialmente Argentina, Brasil, Mxico, Sudfrica y Corea del Sur.

Sin embargo, en 1979 hubo un grave accidente nuclear en la planta de la isla Three Mile en los Estados Unidos. Esto, junto con los pobres resultados econmicos de la energa nuclear en comparacin con otras opciones energticas como el carbn, fren nuevos desarrollos nucleares en ese pas. Aunque los costos netos de combustible a partir de las plantas nucleares han sido inferiores a los de las plantas de combustibles fsiles, el costo de capital normalmente es tres veces ms alto y tiende a aumentar a medida que los requerimientos de seguridad tambin suben [3].

Posteriormente vino el desastre an ms serio de Chernobyl en Ucrania en 1986, al que se le atribuyen miles de muertes, aunque la cifra an sea motivo de debate. A esas alturas, muchos (si no todos) los pases europeos dieron marcha atrs en cuanto a la energa nuclear.

A fines de los noventa, con el cambio climtico como problema creciente, la industria nuclear trat de recuperar su posicin en el mercado. Y a comienzos de la dcada de 2000, bajo la presidencia de George W. Bush en los Estados Unidos, el programa de la Alianza Mundial de Energa Nuclear, liderado por ese pas, se propuso promover la energa nuclear en los pases en desarrollo.

El presidente Obama ha abandonado este programa, pero para fines de la primera dcada de 2000, cierto renacer nuclear mundial comenz a surgir, liderado por China e India.Y a comienzos de la dcada actual, algunos pases de la Unin Europea empezaron a revertir su oposicin a esta energa. Rusia ampliaba su programa y los Estados Unidos trataban de iniciar uno nuevo.

Dispuestos a expandir an ms el mercado, algunos proveedores de tecnologa nuclear tambin buscaron otros lugares, por ejemplo en Sudamrica, donde Chile y Venezuela haban mostrado inters (Rusia ofreci ayudar a Venezuela), y tambin en el Medio Oriente.

Egipto ha sido otro jugador importante en la promocin de la opcin nuclear, junto con Arabia Saudita y Abu Dabhi. Qatar, Kuwait y Jordania tambin han expresado su inters en la energa nuclear. Irn ya tiene un programa nuclear as como Israel, aunque hasta ahora ambos son pequeos.

El doble uso de la tecnologa nuclear

La mayora de las plantas nucleares del mundo estn basadas en el diseo de Reactor de Agua Presurizado (PWR por sus siglas en ingls) de los Estados Unidos (Ver Figura 1). Variantes como el Reactor de Agua en Ebullicin (BWR por sus siglas en ingls), y otros especialmente los diversos diseos rusos son menos comunes.

Actualmente estn surgiendo algunas versiones actualizadas ms recientes del PWR, como el francs EPR y el AP1000 de los EE.UU.

Las plantas nucleares ms modernas tienen una capacidad de generacin de energa de 1000-1.600 megavatios. Los diseos de mini reactores ms pequeos estn produciendo energa en un rango de 20-300MW. [4]

Cualquiera sea el diseo especfico, los principios bsicos de su operacin son los mismos. Un elemento poco comn de metal de uranio, el istopo Uranio-235 (U235), es el nico istopo natural que, si est concentrado, puede sostener una reaccin en cadena de fisin nuclear que produce grandes cantidad de calor y radiacin. El calor se puede usar para generar vapor y mover las turbinas como en una central trmica convencional, produciendo electricidad.

El plutonio, otro elemento radioactivo, se produce como un subproducto inevitable de la fisin nuclear. Es adems el material principal usado en las armas nucleares. Pero el U235, apropiadamente concentrado, tambin se puede usar para armas. Por lo tanto, para hacer una bomba nuclear se necesita un sistema 'enriquecido' que concentre U235, o un reactor que fabrique plutonio.

Debido a que la mayora de reactores necesitan uranio ligeramente enriquecido para funcionar, conocer si una actividad de enriquecimiento especfica se est usando para producir combustible para energa nuclear civil o para fabricar armas nucleares conlleva una estrecha vigilancia. Del mismo modo, puede ser difcil saber cundo, y si los reactores se estn usando para hacer plutonio de grado militar.

Por cierto, la mayor parte de las armas nucleares conocidas se han desarrollado en pases que ya han tenido programas civiles de energa nuclear. Debido a la superposicin de las tecnologas, la mayora de pases firmaron el Tratado de No Proliferacin (NPT por sus siglas en ingls) en 1970, que busca controlar el uso militar de la tecnologa.

India, empero, no firm, y ha producido un arma nuclear propia. Tambin lo ha hecho Pakistn y, asimismo, se cree que Israel. Corea del Norte inicialmente lo firm, pero desde entonces se ha librado una batalla de larga data para que cumpla el tratado, al igual que con Irn.

Costos y riesgos

La superposicin de usos civiles y militares de la energa nuclear puede conducir a conflictos polticos, lo que se constituye en un gran inconveniente. Pero tambin hay otros.

Las centrales nucleares son muy intensivas en capital, en parte debido a su complejidad y altos requerimientos de seguridad. Aunque los costos de combustibles son inferiores a los de las plantas de combustibles fsiles, el costo de la electricidad que producen puede ser ms alto, dependiendo de una serie de factores que incluyen el costo de endeudamiento de pago para la construccin y de los subsidios gubernamentales disponibles, si los hay.

El Cuadro 3 muestra los estimados del costo de electricidad producida por las centrales nucleares y las de carbn, asumiendo el financiamiento del sector pblico (tasa de descuento de 5 por ciento) y el financiamiento del sector privado (tasa de descuento de 10 por ciento). Muestran una gran variacin y los expertos discrepan sobre la manera de representar plenamente los costos sociales y medioambientales de las diferentes fuentes de energa.

Y los problemas con los nuevos proyectos hacen poco realistas los estimados de costos. Por ejemplo, un EPR de 1600 megavatios que se est construyendo en Francia originalmente se esperaba que costara 3.3 mil millones, pero despus de largas demoras en su construccin, su costo se incrementar a 6 mil millones [6].

Lidiar con los desechos radiactivos producidos, y con el desmantelamiento de la planta cuando haya llegado al final de su vida til, tambin es caro. Hay planes para poner los desechos radiactivos de muy larga vida en depsito geolgicos profundos, pero en realidad hasta ahora no existe ninguno. Los desechos continuarn siendo peligrosos mucho despus de que las centrales nucleares, cuya vida operativa es de aproximadamente 40 aos, se hayan cerrado. Por ejemplo, tomar alrededor de 24.000 aos reducir a la mitad la actividad del plutonio.

El riesgo de graves accidentes es otra gran preocupacin: sus costos sociales y econmicos pueden ser sustanciales y de larga duracin. Por ejemplo, Bielorrusia ha estimado en US$235 mil millones sus prdidas econmicas debido a los impactos sociales y en la salud acumulativa por el desastre de Chernobyl en los 30 aos siguientes al evento. Y 5-7 por ciento de los gastos gubernamentales en Ucrania todava se destinan a programas de beneficios relacionados con Chernobyl [7].

Ms recientemente, el Centro Japons de Investigacin Econmica ha estimado que los costos del accidente nuclear en Fukushima podran llegar a los US$250 mil millones, lo que incluye las compensaciones para las 180.000 personas evacuadas del rea[8].

Como lo indica el accidente de Fukushima, la energa nuclear plantea grandes desafos de seguridad, que van ms all de hacer frente a las emergencias y desarrollar las capacidades tcnicas para operar las plantas y su infraestructura asociada, incluyendo el manejo de desechos de manera segura.

Disponibilidad de combustible

Est tambin el tema de la disponibilidad de combustible. Las principales reservas de uranio estn en Australia, Canad, Namibia y Kazajistn, y se dice que son suficientes para 70 aos con las tasas actuales de uso [9].

Nuevos hallazgos de combustible de uranio y nuevas tecnologas de uso del mismo podran ayudar a extender ese plazo. Por ejemplo, los reactores rpidos 'realimentados' de neutrones podran ayudar a estirar las reservas de uranio 'reproduciendo' plutonio a partir del uranio que se pierde. Se han construido algunos prototipos, pero hasta ahora es una tecnologa poco desarrollada, con potenciales problemas de seguridad [10].

Debido a la posible escasez de uranio, algunos pases estn explorando el uso de torio, que es tres veces ms abundante que el uranio. Ya existen algunos prototipos, y tanto la India como la China estn estudiando esta opcin.

Pero en el largo plazo, las perspectivas de la fisin nuclear estn inevitablemente limitadas por la disponibilidad de un combustible finito. Por lo tanto, la fisin nuclear no se puede expandir lo suficiente para reemplazar permanentemente a los combustibles fsiles. Esto sugiere que la energa nuclear podra no ser la opcin ms adecuada para hacer frente al cambio climtico.

Una posible opcin es la fusin nuclear, pues el combustible que se necesita para ello es mucho menos limitado. Algunos (como el deuterio) se puede obtener del agua de mar, y el tritio puede producirse a partir del litio.

Pero no es una perspectiva inmediata; la fusin es todava una tecnologa sin desarrollar. Requiere temperaturas muy altas (alrededor de 200 millones de grados Celsius) o de pulsaciones lser concentradas en gran energa para obligar a los ncleos a fusionarse y liberar energa. Hasta el momento, no se ha demostrado que sea posible producir ms energa que la que se necesita para operar el reactor, o para mantener la reaccin de fusin estable por no ms de unos pocos segundos.

Los partidarios de la fusin dicen que, si todo va bien con los programas internacionales de investigacin de miles de millones de dlares, la fusin podra suministrar alrededor del 20 por ciento de la electricidad global para 2100 [11].Pero no hay ninguna garanta.

Mucho ms desarrolladas estn algunas opciones de energas renovables que usan energa natural e inagotable como el viento, las olas del mar y el sol. Las fuentes renovables ya proporcionan el 20 por ciento de la electricidad global (si se incluye la hidroelctrica), y las perspectivas para su rpida expansin son buenas: el Panel Intergubernamental de Cambio Climtico ha sugerido que las energas renovables podran suministrar el 77 por ciento de la electricidad mundial para el ao 2050. [12]

Quin est adentro y quin fuera

El desastre nuclear de Fukushima dej a la energa nuclear en una suerte de encrucijada, como despus del accidente de Chernobyl.

Varios pases desarrollados se han alejado de la opcin nuclear. Japn ha decidido abandonar sus planes de expansin y est considerando una eliminacin nuclear total, en tanto que Alemania ha puesto en marcha un programa de eliminacin. Ambos pases estn apoyando las energas renovables.

Italia tambin ha renunciado a sus planes nucleares, as como Suiza. Incluso la tradicionalmente pro nuclear Francia ha dicho que considerar una eliminacin nuclear total para 2050.

El modelo en el mundo en desarrollo es ms variado. China est reconsiderando su programa nuclear y considerando un recorte en su objetivo oficial de instalar 80 GW para 2020. Actualmente, China obtiene menos del 2 por ciento de su electricidad de la energa nuclear, pero haba planificado expandirla a aproximadamente 4 por ciento para 2020. Aunque es un porcentaje pequeo, representa un programa muy grande debido al tamao del pas.

Pero para ponerlo en perspectiva, China est apuntando a conseguir el 15 por ciento de su energa total (y no solo la elctrica) de energas renovables y otras opciones de baja emisin de carbono para 2020.

India es algo as como un caso especial. Como pas no firmante del NPT, algunas veces ha encontrado dificultades para conseguir uranio del extranjero debido a las restricciones internacionales sobre acceso al combustible nuclear. No obstante, y a pesar de una fuerte oposicin local, sigue adelante con un ambicioso programa de expansin a 20 GW para 2020.

El sudeste de Asia, Taiwn y Corea del Sur estn reconsiderando sus programas nucleares, y Tailandia y Malasia han abandonado sus planes nucleares. El gobierno filipino dice que puede 'reorientar' su presupuesto nuclear de 100m hacia las energas renovables. Pero Vietnam ha decidido seguir adelante con su plan de 14 plantas nucleares para 2030.

En el Medio Oriente, Arabia Saudita est considerando un programa de US$100 mil millones para construir 16 nuevas plantas para 2030. La apertura de la primera planta de Abu Dhabi se espera para 2017, seguida de otras tres ms. Y Turqua tambin est avanzando con su programa nuclear. Sin embargo, Kuwait ahora ha dicho que ya no quiere seguir en la senda nuclear, y Qatar ha hecho un anuncio similar.

En el continente africano, Sudfrica obtiene ya el 6 por ciento de su electricidad de la energa nuclear, y est pensando ampliar esta capacidad. Pero la crisis financiera ha conllevado a que abandone sus planes, por lo menos temporalmente, as como su avanzado proyecto de mini reactor de 'lecho de bolas' ('pebble-bed').

Y aunque Sudfrica parece dispuesta a continuar con su programa nuclear, tambin ve en las energas renovables una buena contribucin para satisfacer las futuras necesidades de energa del pas.

Kenia, por el contrario, parece dispuesta a enfocarse excesivamente en la energa nuclear. Ha planificado un programa multimillonario que, de seguir adelante, suministrara la mayor parte de energa del pas en los prximos 15 aos.

La historia de la energa nuclear est lejos de terminar en los pases desarrollados y en desarrollo. En el largo plazo, nuevas tecnologas nucleares podran surgir que sean ms seguras y ms rentables, produciendo tal vez menos residuos y usando combustible de manera ms eficiente.

Como estn las cosas, la alternativa es el rpido desarrollo de las tecnologas de energa renovable, algunas de las cuales estn siendo usadas ampliamente. Los pases en desarrollo necesitan sopesar la evidencia disponible ahora en la medida que estn considerando la opcin nuclear para su energa futura.

Dave Elliott es profesor emrito de polticas tecnolgicas en la Universidad Abierta del Reino Unido.

Este artculo es parte de un Especial sobre Energa nuclear despus de Fukushima.

Referencias

[1] World Nuclear Association World Nuclear Power Reactors & Uranium Requirements (2011)
[2] Global Citizen Reaction to the Fukushima Nuclear Plant Disaster  [7.64MB] (Global Advisor, IPSOS, 2011)
[3]
UN Development Programme, UN Department of Economic and Social Affairs and the World Energy Council. World Energy Assessment: Energy and the challenge of sustainability (UNDP, 2011)
[4] World Nuclear Association Nuclear power reactors (2011)
[5] Nuclear Energy Agency Projected Costs of Generating Electricity 2010 (IEA/NEA, 2010)
[6] EDF delays Flamanville 3 EPR project (News, Nuclear Engineering International, 2011)
[7] GreenFacts Chernobyl Nuclear Accident(2006)
[8] News On JapanFukushima cleanup could cost up to $250 billion (2011)
[9] Uranium Resources and Nuclear Energy [404kB] (Background paper, Energy Watch Group, 2006)
[10] Cochran et al. Fast Breeder Reactor Programs: History and Status [1.46MB]. (International Panel on Fissile Materials, 2010)
[11] UK Atomic Energy Authority Fusion: A Clean Future (UK Atomic Energy Authority, 2007)
[12] IPCC Special Report on Renewable Energy Sources and Climate Change Mitigation (SRREN) (2011)

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