Energía nuclear y transición energética

Los residuos de nuestras centrales nucleares actuales servirán como nuevo combustible de las futuras centrales de cuarta generación, induciéndose el modelo de «economía circular»

Energía nuclear y transición energética
Energía nuclear y transición energética FOTO: Federico

La energía es uno de los factores fundamentales para el bienestar social y el desarrollo de la humanidad. En un mundo globalizado, las pandemias y la energía no reconocen fronteras y afectan a todos los países del mundo, sin distinción. La energía nuclear es una de las fuentes de energía primaria que, mediante las centrales nucleares, es trasformada en energía eléctrica.

En España, la energía nuclear lleva más de una década siendo la primera generadora de energía eléctrica, alrededor de un 20 % de la producción total, y un 30 % de la energía libre de emisiones de CO2. En Europa, este porcentaje alcanza el 25 % de la generación y el 50 % de la energía libre de emisiones. En el mundo, la energía con origen nuclear representa el 10 % de la energía eléctrica total.

A 31 de diciembre de 2021, en el mundo existen 442 reactores en operación en 33 países. Otros 58 nuevos reactores se encuentran en construcción en 20 países y otros 100 reactores planificados. Asimismo, en el mundo hay 186 reactores nucleares a los que los distintos organismos reguladores de 18 países les han concedido autorización para operar más allá de 40 años.

Debido a la situación actual, muchos países han decidido alargar la vida operativa de sus centrales pasando de 40 a 60 años e, incluso, 80 años de funcionamiento. Otros muchos países han decidido construir nuevas centrales nucleares.

En Estados Unidos se han concedido autorizaciones de explotación a 60 años a 86 de los 93 reactores en funcionamiento, a seis de ellos para un total de 80 años. En China, existen 50 reactores en funcionamiento, 13 en construcción y han anunciado planes para construir 150 nuevos reactores nucleares en los próximos 15 años. En Japón, el Gobierno ha previsto que la participación de la energía nuclear en el suministro de energía eléctrica alcance el 25 % en el año 2030. En India, existen 22 reactores en operación, 7 en construcción y 14 planificados. En los Emiratos Árabes Unidos, existen 2 centrales nucleares en operación y otras dos en construcción avanzada. En Rusia existen 38 reactores en operación, 3 en construcción, y 21 planificados. En Turquía están construyendo 3 reactores nucleares.

En la Unión Europea, la línea que están siguiendo los países de nuestro entorno es diferente a la española. En Francia, se ha anunciado la construcción de reactores modulares pequeños y de 14 reactores EPR2. Bélgica ha decidido prolongar durante diez años más la operación de los reactores nucleares más recientes. Los Países Bajos construirán dos nuevas centrales nucleares. Polonia tiene planes para la construcción entre 6.000 y 9.000 MW nucleares. La República Checa construirá dos nuevas centrales nucleares en Dukovany.

Finlandia, con 5 reactores en operación, será el primer país en contar con un almacén geológico profundo (AGP) operativo en el mundo con el nombre de Onkalo, en el municipio de Olkiluto. Suecia, con 7 reactores en operación, ha aprobado en enero de 2022 la construcción del «almacén geológico profundo» para el combustible nuclear gastado del país en el emplazamiento de Forsmark.

La Tecnología Nuclear es la única tecnología energética que internaliza el coste de la gestión de sus residuos. Sobre la base de las recomendaciones científicas y el avance tecnológico actual, la Comisión Europea considera que la energía nuclear desempeñará un papel relevante a la hora de facilitar la transición hacia un futuro basado predominantemente en las energías renovables.

Cualquier otra tecnología de generación de energía, incluyendo las renovables, deberá ser desmantelada cuando llegue el final de su vida operativa y gestionar los residuos generados que en ocasiones serán materiales peligrosos y muy contaminantes, pero ninguno de los gastos asociados se imputa al funcionamiento de dichas tecnologías.

La gestión de los residuos nucleares es algo ampliamente estudiado e investigado. En España, contamos con la empresa pública ENRESA que dispone y gestiona un fondo para desarrollar esta actividad. Las centrales nucleares generadoras de energía eléctrica no están diseñadas para producir plutonio.

Existen 3 modelos de gestión de residuos nucleares: ciclo abierto, ciclo cerrado y ciclo cerrado avanzado. La gestión de los residuos nucleares se lleva a cabo con criterios de máxima seguridad en cualquiera de los modelos.

En el ciclo abierto se guardan los elementos combustibles gastados primero en las piscinas de las centrales nucleares para proceder a un enfriamiento de los mismos, para luego pasar al almacén temporal centralizado (ATC) o al almacén temporal individual (ATI) según lo haya previsto cada país.

En España, aunque estaba previsto un ATC en Villar de Cañas, debido a decisiones ministeriales, se paralizó y, a día de hoy, no hay decisión tomada en relación con la construcción de un almacén centralizado. Por este motivo, los residuos se encuentran en las piscinas de sus respectivas centrales y, en aquellas que ya están completas, se han construido ATI’s que almacenan el combustible gastado en contenedores metálicos, como es el caso de las centrales de Cabrera, Ascó, Almaraz, Trillo y Cofrentes. En la central de Garoña, el ATI está construido pero no en funcionamiento. Unos 100 años después de ser extraídos del reactor deberían ir a un depósito definitivo denominado almacén geológico profundo (AGP) o ser reprocesados.

En el ciclo cerrado, los elementos combustibles gastados se reprocesan y se reciclan fabricando nuevo combustible denominado MOX (Mezcla de OXidos). Lo sobrante se tritura y se vitrifica, disminuyendo así su volumen.

En el ciclo cerrado avanzado, además de reaprovechar los materiales útiles para el nuevo combustible, también se separan otros actínidos con lo que aún se reduce más la radioactividad de dichos residuos.

Existe otro tratamiento de los residuos radiactivos, actualmente en desarrollo, que es la «Separación y Transmutación de los Actínidos» por el que, mediante el bombardeo por neutrones de alta actividad, los materiales radiactivos se transforman en materiales inertes eliminando de esta manera la radioactividad de los residuos.

Es decir, los residuos de nuestras centrales nucleares actuales servirán como nuevo combustible de las futuras centrales de cuarta generación, induciéndose el modelo de «economía circular» y contribuyendo así a la sostenibilidad de la tecnología nuclear.

La próxima generación de centrales nucleares representa un salto cualitativo muy importante ya que generará muchísimos menos residuos que los reactores actuales, empleando como combustible los elementos de combustible ya utilizados en las centrales actuales, una vez reprocesados.

Todo lo anteriormente expuesto justifica que la energía nuclear sea considerada como una parte esencial en el proceso de transición energética.

Antonio Colino es Dr. Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos. Académico de la Real Academia de Ingeniería de España.