Las empresas emergentes de los Estados Unidos aceleran el desarrollo de reactores modulares pequeños

A diferencia del carbón, el petróleo o el gas, la energía nuclear no libera ningún gas de efecto invernadero en sus operaciones de rutina. Según afirmó la Agencia Internacional de Energía (AIE) en un estudio de 2019, la energía nuclear evitó que el mundo produjera en las últimas cinco décadas el equivalente a 60 gigatoneladas de dióxido de carbono.

Sus defensores señalan que la energía nucleoeléctrica seguirá siendo crucial en los intentos por reducir los contaminantes mientras la demanda mundial de electricidad siga en aumento. En ese contexto, varias empresas emergentes de los Estados Unidos trabajan para fabricar pequeños reactores que podrían, según argumentan, impulsar el sector a una nueva fase con el apoyo del gobierno de Joe Biden.

La iniciativa, en lo inmediato, tiene el respaldo de la Comisión Nacional de Regulación, la máxima autoridad en licenciamiento de centrales del país. También de la secretaría de Energía, cuya titular, Jennifer Granholm, reafirmó hace unos días en una audiencia del Congreso la "importancia” que le asigna el gobierno demócrata a la energía nuclear para el suministro de energía.

La cuestión, además, tiene una arista comercial. Varios países, entre ellos Canadá, China, Corea del Sur y la Argentina, compiten en el desarrollo de reactores modulares pequeños avanzados (SMR) con una capacidad de potencia de hasta 300 MW por unidad, lo que representa cerca de un tercio de la capacidad de generación de los reactores nucleares de potencia tradicionales. Sin embargo, no son muchos los prototipos en una fase avanzada de desarrollo.

Uno de los proyectos lo desarrolla NuScale Power Corporation, una empresa estadounidense con sede en Portland, Oregón, que avanza con el diseño y la comercialización de un SMR que consiguió la certificación de la autoridad regulatoria en enero pasado. Para el gobierno de los Estados Unidos se trata de un paso clave. De hecho, los 93 reactores que quedan en el país, y que proporcionan alrededor del 18% de la electricidad, están envejeciendo rápidamente. Seis ya fueron desmantelados desde 2017.

Según la AIE, el futuro de la industria dependerá de los SMR similares a los que actualmente impulsan a los submarinos nucleares. Los defensores de la tecnología destacan que físicamente tienen una fracción del tamaño de un reactor nuclear de potencia convencional y que su estructura modular permite que los sistemas y componentes se ensamblen en fábrica y se transporten como una sola unidad a un lugar para su instalación, incluso en zonas alejadas, acelerando los tiempos y reduciendo los costos, en especial los microrreactores, un subconjunto de los SMR diseñados para generar hasta 10 MW de energía.

Es el caso del microrreactor MARVEL, desarrollado en el Laboratorio Nacional de Idaho (LNI). Se trata del primer generador de energía nuclear de su clase, enfriado con metal líquido con una capacidad de producción de 100 KW. Para 2024, los investigadores esperan que sea el motor de cero emisiones de la primera microrred nuclear del mundo. MARVEL cabe en remolque de un camión, pesa menos de una tonelada y mide menos de 5 metros de alto.

Para el LNI, donde los científicos probaron docenas de reactores durante décadas, el diseño podría ayudar a superar los mayores obstáculos de la energía nuclear: seguridad, eficiencia, escala, costo y competencia. MARVEL, por ahora, es un experimento. “Es un reactor de prueba de aplicaciones en el que vamos a tratar de descubrir cómo extraemos calor y energía de un reactor nuclear y lo aplicamos y lo combinamos con las energías eólica, solar y de otras fuentes”, explica Yasir Arafat, jefe del programa MARVEL.

El entusiasmo se trasladó a Wall Street. "Hablé con varios directores ejecutivos de empresas de servicios públicos y muchos dicen que planean construir SMR en lugar de reactores grandes", señala William Freebairn, de la corporación estadounidense S&P Global. “Muchos están pensándolos como una alternativa para remplazar a las plantas de carbón en ubicaciones remotas, donde la capacidad para instalar una unidad enorme es muy limitada", agrega.

Los especialistas destacan que la tecnología de los SMR estuvo en desarrollo por décadas, pero que el momento propicio para su implementación en los Estados Unidos está llegando debido en parte al impulso del gobierno, pero también como consecuencia de la reciente adopción de la Ley de Reducción de la Inflación (IRA), que ofrece créditos fiscales de hasta el 30% de las inversiones.

Hasta el momento, sólo NuScale de Portland fue certificada, seis años después de que presentara su solicitud. "Otros países están interesados en esta tecnología, mirando con mucha atención lo que sucede en los Estados Unidos y hacen prácticamente lo mismo respecto a los términos aprobados por el regulador local", señala Bahram Nassersharif, director del programa de Ingeniería Nuclear de la Universidad de Rhode Island.

Inicialmente, NuScale esperaba que su piloto de planta de seis módulos entrara en funcionamiento en 2026 en Idaho Falls, Idaho. Sin embargo, los retrasos postergaron la fecha objetivo para 2030 en un contexto en el que el tiempo es crucial. El 28% de la capacidad estadounidense de generación de electricidad a través de carbón se retirará para 2035, según estima la AIE.

"El primer proyecto siempre es el más duro", dice Chris Levesque, presidente y director ejecutivo de TerraPower, una compañía respaldada por Bill Gates que espera poner en marcha el próximo mes su primer reactor llamado Natrium, en Kemmerer, en Wyoming. Natrium será construido cerca de una planta energética cuyo cierre está programado para 2028.

"Está el diseño, por el cual se paga una sola vez, la licencia de la autoridad de seguridad y luego la curva de aprendizaje, que se construye sólo la primera vez", dice Levesque. A diferencia del prototipo de NuScale, que usa agua presurizada como los reactores convencionales, Natrium utiliza la llamada "tecnología de sales fundidas", que no presentaría riesgo de explosión ni requiere la tradicional estructura de hormigón para su contingencia.

Otra empresa estadounidense, Ultra Safe Nuclear Corporation, apunta a tener su planta en Champagne, Illinois, a partir de 2027. La firma optó por un sistema regulatorio que le permita ir aprobando los distintos componentes de su instalación a medida que se construye, en lugar de hacer validar todo el proyecto por adelantado. “El modelo incluye partes estandarizadas que reducirían significativamente los costos y los tiempos de construcción”, explica Daniel Stout, gerente nuclear de la compañía con sede en Seattle.

La tecnología, sin embargo, encuentra resistencia en la sociedad. Los estadounidenses siguen divididos acerca del uso de la energía nuclear, aunque el porcentaje de quienes se oponen cayó del 54% al 47% entre 2016 y 2022, según un sondeo realizado el año pasado por la encuestadora Gallup.

Por lo pronto, los defensores de los SMR argumentan que son más seguros que los reactores tradicionales. Aseguran que la nueva tecnología no debería causar incidentes graves que provoquen radiación o contaminación porque no corren el riesgo de sufrir un derretimiento del núcleo, como ocurrió con los desastres nucleares de 2011 en Fukushima, Japón, o el ocurrido en 1986 en la central rusa de Chernobyl.

"Tenemos el deber de probar a los reguladores independientes que no necesitamos enormes planes de evacuación, ya que nuestro diseño evita accidentes", dice Stout. "Se aprendió mucho de los grandes accidentes y de los menores también", agrega Nassersharif. Según ambos especialistas, la industria nucleoeléctrica incorporó las lecciones a estos nuevos diseños.

Más allá de las dudas y temores que inspira en la sociedad en general el desarrollo de la energía nuclear, instituciones públicas y privadas de muchos países participan activamente en los esfuerzos para hacer prosperar la tecnología de los SMR. Un ejemplo: Akademik Lomonosov, de Rusia, la primera central nuclear flotante del mundo que comenzó a explotarse comercialmente en mayo de 2020 y produce energía a partir de dos SMR de 35 MW cada uno.

En la Argentina, Canadá, China y Corea del Sur hay otros SMR en fase de construcción o de concesión de licencias. En total, según la AIE, más de 70 diseños comerciales están en fase de desarrollo apuntados a diversos resultados y aplicaciones, como la producción de electricidad, la generación de sistemas energéticos híbridos, la calefacción, la desalinización del agua de mar y la producción de vapor para aplicaciones industriales.

Los expertos, no obstante, advierten que, si bien el costo de capital inicial por unidad es más bajo comparado con una central tradicional, su competitividad económica aún deberá demostrarse en la práctica, cuando se hayan desplegado. Pese a ello, sólo en 2021, los fondos de inversión destinaron unos US$ 3.400 millones a financiar a las empresas que apuestan por los reactores modulares pequeños.

En lo inmediato, se trata de una apuesta que apunta a reemplazar a las grandes centrales y a convivir con otras fuentes de producción en momento en que Alemania acaba de cerrar sus últimos reactores de potencia; los Estados Unidos puso en marcha el primero nuevo en tres décadas, y Francia, el país desarrollado más dependiente de la energía nuclear, vio caer su producción a los niveles más bajos desde 1988. Hoy, según la AIE, los 447 reactores nucleares de potencia en funcionamiento generan aproximadamente unos 397 GW al año a nivel, y otros 60 reactores están en fase de construcción, 22 de ellos en China.

(Con información de la agencia de noticias AFP y la Agencia Internacional de Energía)