¿Puede competir la energía nuclear?


En una tarde de agosto en Washington, DC, típicamente miserable por su calor, humedad y quietud, los reporteros se reunieron en un hotel del centro que no es conocido por su aire acondicionado. Empapados dentro de una sala de conferencias sin ventanas que se calentaba aún más con las luces de los televisores, esperamos a Michael J. W

En una tarde de agosto en Washington, DC, típicamente miserable por su calor, humedad y quietud, los reporteros se reunieron en un hotel del centro que no es conocido por su aire acondicionado. Empapados dentro de una sala de conferencias sin ventanas que se calentaba aún más con las luces de los televisores, esperamos a Michael J. Wallace, que había estado tratando, de nuevo y en forma, de revelar el segundo acto de la energía nuclear.

A su llegada, Wallace, un gerente meticuloso que no se conoce por su improvisación, miró a los periodistas sudando y sonrió. "Hoy en día, como hoy, se destaca la necesidad real de contar con un nuevo poder de carga de base libre de emisiones", dijo. A menos que comencemos pronto, agregó, los apagones podrían convertirse en la norma.

Usando traje y corbata y pareciendo disfrutar del calor, Wallace anunció que su compañía, UniStar Nuclear Energy, una asociación entre Constellation Energy y el consorcio nuclear europeo Areva, estaba buscando construir un nuevo tipo de planta de energía nuclear en los Estados Unidos y en otros lugares. . "Me complace decir que desempeñé un papel en la última ronda de desarrollo de plantas de energía nuclear, y me complace mucho participar", dijo el presidente, recordando a un astronauta canoso que caminó en la Luna hace años y Ahora quería hacerlo de nuevo.

Eso fue en 2006. Desde entonces, Wallace ha hecho nuevos anuncios de manera intermitente sobre el progreso gradual hacia la construcción de un nuevo reactor a unas 45 millas al sur de Washington, que podría ser la primera planta nuclear de EE. UU. Puesta en marcha y construida desde 1973. La hazaña original de Wallace fue la principal. la puesta en marcha de dos de las últimas grandes plantas nucleares de la nación, que se completó en 1987 en Illinois. Al igual que otro disparo a la luna, el lanzamiento de nuevos reactores luego de una pausa de 35 años en los pedidos es ciertamente posible, aunque no es una apuesta segura. Sería más fácil esta vez, dicen los expertos, debido al progreso tecnológico durante las décadas intermedias. Pero como con un proyecto tan grande como un aterrizaje lunar, hay otra pregunta: ¿valdría la pena?

Una variedad de compañías, incluida la de Wallace, dicen que la respuesta puede ser sí. Los fabricantes han enviado nuevos diseños a los ingenieros de seguridad de la Comisión Reguladora Nuclear, y esa agencia ya ha aprobado algunos como listos para la construcción, si están construidos en un sitio previamente aprobado. Los servicios públicos, los fabricantes de reactores y las empresas de arquitectura / ingeniería han formado asociaciones para construir plantas, en espera de las aprobaciones finales. Enjambres de estudiantes se están inscribiendo en programas de ingeniería nuclear de nivel universitario. Y las proyecciones rosadas de la industria y el gobierno predicen un aumento en la construcción.

Sin embargo, las presiones competitivas modernas complican el asunto. Por un lado, en gran parte del país, cualquier nueva construcción sería por "generadores comerciales", compañías independientes en lugar de grandes empresas monolíticas. La energía nuclear era más simple hace dos décadas, porque las empresas de servicios públicos construían sus propias plantas y, por lo general, podían pasar los costos a los consumidores cautivos, sin importar cuán grandes fueran los excedentes. Pero en estados como Texas, Maryland y Nueva York, donde la comisión de servicio público ha separado la generación de electricidad de la transmisión y distribución de energía, ya no existe un colchón para una compañía de generación que adivina mal. Tales plantas deben vender electricidad a cualquier precio que el mercado soporte.

Ese número es difícil de predecir, porque aunque los reactores explotarían las tecnologías y técnicas actuales, también lo harán las modernas plantas de carbón y gas natural. El gas, especialmente, tiene costos iniciales mucho más bajos, una consideración importante si el crédito se mantiene ajustado. Y las plantas de gas pueden construirse en unidades pequeñas en solo tres o cuatro años, en comparación con seis u ocho para reactores de mamut.

Para la energía nuclear, la modernización está destinada a producir diferencias dramáticas: las plantas funcionarán en más del 90 por ciento de las horas en un año y durarán 60 años o más. Los que estaban en servicio hoy en día solo corrían alrededor del 60 por ciento del tiempo cuando eran nuevos y se suponía que tenían solo una vida útil de 40 años. Pero las empresas de servicios públicos ya están firmando contratos a largo plazo para grandes generadores solares, y las turbinas eólicas se están construyendo a un ritmo sin precedentes. Esas alternativas operan menos horas del año, pero sin la carga del costo del combustible o los problemas de eliminación del combustible, el precio de la energía que producen podría ser lo suficientemente bajo como para exprimir la energía nuclear de la mezcla.

Quizás aún más de una pregunta es la forma del mercado que los reactores servirían. Algunos estados tienen un objetivo de crecimiento eléctrico cero, que se logra al reemplazar lámparas, bombas, sopladores y todo lo demás que funciona con electricidad con equipos actualizados que hacen el mismo trabajo con menos energía. Si el crecimiento se detuviera, una perspectiva ambiciosa, aún se necesitarían nuevas plantas para reemplazar las antiguas a medida que se desgastaban, pero se producirían muchos menos pedidos.

En casi todas las cuentas, reducir la demanda es mucho más barato que construir capacidad. Dan W. Reicher, ex secretario adjunto de energía para la conservación y las energías renovables, se ha quejado repetidamente de que las empresas invertirán en plantas solares que producen electricidad a 20 o 30 centavos de dólar por kilovatio-hora, mientras ignoran soluciones que podrían ahorrar energía comparable a un costo de cuatro centavos por kilovatio-hora.

Los comodines agregan aún más incertidumbre a la cantidad de potencia necesaria. Los defensores hablan de decenas de millones de autos híbridos enchufables o incluso eléctricos, cada uno de los cuales podría usar 10 kilovatios-hora al día de la red para cubrir 30 o 40 millas de viaje. Eso aumentaría sustancialmente la demanda, pero el éxito de tales vehículos es difícil de predecir. Si millones de los autos se vendieran, se recargarían principalmente por la noche, lo que cambiaría la forma de la "curva de carga": en lugar de que las familias consumieran cantidades máximas de energía durante el día y mucho menos por la noche, el consumo sería mayor. Nivel constante a lo largo de un período de 24 horas, lo que favorece a tecnologías como la nuclear que son intensivas en capital pero operan las 24 horas con bajos costos marginales. En consecuencia, cualquier compañía eléctrica que planifique una gran estación generadora que demore seis u ocho años en construirse lo hará sin una clara predicción de cuál será la demanda cuando la planta esté terminada.

La regulación de carbono potencial agrega aún más conjeturas. Los gobiernos están considerando seriamente un impuesto fijo sobre las emisiones o un sistema de límites máximos y comercio que crearía un recargo de facto para las emisiones. De cualquier manera, predecir el precio es difícil: la experiencia inicial en el comercio europeo fue un mercado muy inestable. Aún así, los economistas predicen que un sistema de este tipo daría como resultado un precio que promedia las decenas de dólares por tonelada de emisiones. Un cargo de $ 10 por tonelada elevaría el precio al consumidor de la electricidad en aproximadamente un centavo por kilovatio-hora. Una nueva planta de carbón generalmente produce esa cantidad de electricidad por seis o siete centavos, por lo que una adición de $ 20 o $ 30 por tonelada crearía una gran ventaja para las tecnologías libres de carbono, como la energía nuclear.

En los ataques y los comienzos, un renacimiento nuclear podría estar en marcha. La visión de Wallace es para plantas estandarizadas, idénticas a "la alfombra y el papel tapiz", que por lo tanto podrían fabricarse y aprobarse para menos de los reactores del pasado, casi todos de los cuales fueron hechos a medida. Equipos de ingenieros y artesanos construirían la misma planta una y otra vez en diferentes ubicaciones; Al igual que ensamblar muebles a partir de kits, la práctica sería perfecta. La idea de que la producción en masa, o, al menos, la producción en serie, es más barata que los productos únicos en su género, es casi universal en la industria. John Krenicki, presidente y director general de la división de Infraestructura de Energía de General Electric, dice que la construcción sitio por sitio nunca creará una solución rentable.

La idea de Wallace parece estar captando. La primera planta estandarizada se planea como una tercera unidad junto a las dos plantas existentes de Calvert Cliffs de Constellation Energy, unas 45 millas al sur de Washington. En julio, AmerenUE, una gran empresa de servicios del medio oeste, también presentó una solicitud de licencia para una unidad de corte de galletas. Se esperan más solicitudes: una en Pennsylvania, una en el norte del estado de Nueva York, una en Idaho y una planta de dos unidades en Amarillo, Texas. Todas serían construidas por la empresa conjunta UniStar, en asociación con una empresa de servicios públicos local o empresa. UniStar no ha enumerado los costos precisos, pero en reuniones informativas recientes, Wallace ha señalado otros estudios de plantas estandarizadas que citan los "costos de la noche a la mañana" (sin contar el interés por la construcción) de $ 4, 000 a $ 6, 000 por kilovatio de capacidad. Sus plantas estarían en el extremo superior de ese rango, dice. Una planta de carbón actualizada cuesta alrededor de $ 3, 000 por kilovatio, pero los cargos impuestos por las emisiones de dióxido de carbono, o el equipo adicional para capturar el gas, podrían aumentar considerablemente.

La posibilidad de una serie de nuevos reactores es un giro sorprendente para la industria, que llevó a la bancarrota a algunos de sus clientes en la década de 1980 debido a enormes sobrecostos y que se veía tan mal a principios de la década de 1990 que algunas plantas terminadas se cerraron después de unas pocas años de funcionamiento. Los defensores dicen que hoy en día las empresas de servicios de energía encuentran un mayor beneficio en una tecnología que pone el riesgo financiero por adelantado, en el costo de construcción, y tiene poca vulnerabilidad a los cambios posteriores en el precio del combustible, como lo hace el gas natural, o a los cambios en las regulaciones de emisiones. Como se enfrenta el carbón. En consecuencia, las compañías de todo el país están gastando decenas de millones de dólares para explorar sus opciones nucleares, realizar estudios de ingeniería y preparar solicitudes de licencia, incluso si nadie ha acumulado los miles de millones de dólares que un reactor real requeriría. "Hay una gran sensación de déjà vu para mí personalmente", dice Wallace.

Más viable que el carbón limpio
Para sorpresa de nadie, el costo será grande en cualquier decisión de planear un reactor. La primera instalación del modelo estandarizado de UniStar, conocido como un reactor presurizado europeo, o EPR, está en marcha en Olkiluoto, Finlandia. El proyecto está ahora atrasado en el cronograma y por encima del presupuesto, después de los problemas de control de calidad al inicio del período de construcción.

Otras razones para ser escéptico sobre el precio de la energía nuclear también persisten. Las estimaciones enviadas por las empresas de servicios públicos a los reguladores en Florida predijeron $ 8, 000 por kilovatio de capacidad cuando se incluyen los costos de transmisión y los intereses de los préstamos. El costo del acero, el concreto y la mano de obra han aumentado, y la reciente crisis financiera puede significar tasas de interés más altas para los préstamos para la construcción, aunque eso afectaría la construcción de cualquier tipo de central eléctrica.

Que un reactor sea rentable depende de cómo se compara con otras opciones de generación ambientalmente racionales. Las plantas de carbón que capturan sus propias emisiones de carbono son una opción, pero la planta de demostración líder que se estaba construyendo en los EE. UU., Conocida como FutureGen, ha sido desechada.

FutureGen, originalmente planeado para Mattoon, Illinois, fue supervisado por un consorcio público-privado. El carbón se habría cocinado en un entorno con poco oxígeno, creando un gas combustible hecho de hidrógeno y monóxido de carbono. El hidrógeno se quemaría para generar electricidad y el carbono se convertiría en dióxido de carbono y se bombearía bajo tierra. La única emisión habría sido vapor de agua. Pero a medida que el precio de los materiales subió internacionalmente, el costo de la planta subió aún más. A principios de 2008, el Departamento de Energía de los Estados Unidos se retiró. Ese movimiento dejó a China con el proyecto líder, igualmente incierto, al que llama GreenGen.

El Departamento de Energía continúa el trabajo de bajo nivel en los llamados reactores nucleares Gen IV, tecnologías de cuarta generación que utilizan combustibles alterados o producen un flujo de residuos más manejable. También se están intentando otras tecnologías de carbón bajo en carbono. En Pleasant Prairie, Wisconsin, el Instituto de Investigación de Energía Eléctrica y Wisconsin Electric están probando un proceso que utiliza un químico a base de amoníaco para unir el dióxido de carbono en una chimenea para que pueda ser secuestrado. Pero la prueba trata solo con un poco más del 1 por ciento de las emisiones de la planta.

"Tenemos tal vez 15 o 20 años atrás donde deberíamos estar para quemar carbón de manera ambientalmente racional", dice Marsha H. Smith, presidenta de la Asociación Nacional de Comisionados Reguladores de Servicios Públicos. La conclusión es que, aunque la energía nuclear tiene inconvenientes obvios, como el costo y los desechos radioactivos venenosos, está mucho mejor demostrado que la captura de carbón con carbón.

Más confiable que el viento o la energía solar
En este momento, la fuente de energía limpia de más rápido crecimiento es el viento. La Asociación Americana de Energía Eólica dijo en septiembre que las instalaciones habían alcanzado los 20, 000 megavatios, el doble de la capacidad de 2006, con un crecimiento impulsado por generosos incentivos fiscales y cuotas estatales de energía renovable. Pero las plantas eólicas funcionan muchas menos horas del año que las centrales nucleares; Las máquinas eólicas de 10.000 megavatios producen la energía equivalente a solo dos o tres reactores grandes de 1.000 megavatios. Debido a que el viento no es "despachable", es decir, los generadores funcionan solo cuando la naturaleza lo permite, no cuando los operadores pueden pedirlos, la medida en que puede reemplazar a las tecnologías durante las 24 horas, como la nuclear, no está clara.

La energía solar es más predecible y, con ciertas formas de almacenamiento de energía, incluso se puede enviar, proporcionando energía durante los períodos nublados o durante las horas de mayor demanda después de la puesta del sol. Las instalaciones solares actuales reflejan los rayos solares de los espejos curvos para calentar agua o aceite mineral, pero los sistemas experimentales utilizan materiales como la sal fundida, que podría funcionar mucho más caliente y almacenarse en tanques aislados durante horas o días. Otras compañías están construyendo matrices masivas de células fotovoltaicas que convierten la luz solar directamente en electricidad.

En general, sin embargo, los grandes proyectos de energía solar y eólica, del tipo más probable que sean rentables, se construyen en desiertos o en remotas montañas o llanuras, lejos de los centros de población que necesitan la energía. Por lo tanto, las líneas de transmisión deben construirse para conectar la oferta con la demanda. "Estás hablando de inmensas cantidades de transmisión", dice John Rowe, presidente de Exelon, una de las empresas de servicios públicos más grandes del país. “Requiere una rejilla realmente enorme. No creo que vayamos a ese lado pronto ”. De hecho, un estudio reciente del Departamento de Energía concluyó que el viento podría satisfacer el 20 por ciento de las necesidades estadounidenses para 2030, pero requeriría un nuevo sistema de transmisión que costaría $ 60 mil millones o más. Los reactores nucleares pueden ubicarse mucho más cerca de los consumidores y requerirían adiciones más modestas a la red existente.

La eficiencia podría obstaculizar los reactores
Uno de los competidores más fuertes que enfrenta la energía nuclear es la eficiencia energética. Las mejoras en la eficiencia, impulsadas por la necesidad de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, podrían compensar durante muchos años los aumentos en la demanda de una población en crecimiento con estándares de vida más altos, evitando la necesidad de reactores.

En diciembre de 2007, la consultora McKinsey & Company determinó que EE. UU. Podría reducir su producción de gases de calentamiento global en más del 11 por ciento utilizando medidas de conservación que eran mejores que las gratuitas: se pagarían por sí mismas y obtendrían ganancias. Estas "oportunidades de costos negativos" requerirían poca o ninguna innovación tecnológica, según el informe. Y las emisiones podrían reducirse en otro 17 por ciento con mejoras de eficiencia que solo tenían un costo moderado.

Amory Lovins, un conocido experto en eficiencia, se ha referido durante mucho tiempo a las oportunidades como ser mejor que un almuerzo gratis, "almuerzo que alguien te paga por comer". Pero a menudo no se toman los pasos. Una razón es que la eficiencia suele ser el número 11 en las 10 listas de tareas principales de las personas. Por ejemplo, un acondicionador de aire de alta eficiencia cuesta más que un modelo estándar, pero recuperará la diferencia, en ahorro de electricidad, en una o dos temporadas. Sin embargo, a muchos compradores no les importa, especialmente si son propietarios o constructores que nunca pagarán la factura eléctrica.

Otros pasos pueden minimizar la conveniencia, incluso aquellos que bordean la pereza. Muchos electrodomésticos, por ejemplo, continúan consumiendo energía cuando el interruptor está "apagado" para que siempre se calienten y puedan volver a la vida al instante. Los expertos a veces llaman a este dibujo constante una "carga de vampiros". Alrededor de la casa, todos esos vampiros se suman, pero casi nadie lo sabe o le importa. Como Richard D. Duke, un experto en energía del Consejo de Defensa de los Recursos Naturales, dice: "¿Qué consumidor, al comprar un TiVo, va a exigir que el fabricante haga un criterio de consumo de energía de reserva? Nadie."

Construir antes de que se agote la memoria
Aunque las acciones individuales de los consumidores pueden ayudar, los cambios importantes en la producción de carbono probablemente requerirán mejores tecnologías de generación de electricidad, retirando gran parte de la capacidad de carbón y reemplazándola con la combinación más rentable de reactores modernos, energías renovables e incluso carbón limpio. En todo el país, los participantes en el negocio de la electricidad (servicios públicos regulados, generadores comerciales independientes y proveedores municipales) están apostando a las opciones que serán las ganadoras.

Sin embargo, la competencia es un poco como un encuentro de atletismo en la escuela secundaria, en el que las líneas de salida de los competidores están escalonadas alrededor de la pista. Nuclear tiene el camino más largo, porque se necesita más tiempo para obtener los permisos del sitio y de la construcción y para despejar las revisiones de seguridad. Sin embargo, cualquiera que piense en un nuevo reactor debe pagar la tarifa de entrada, el costo de presentar una solicitud y realizar estudios preliminares. Dadas las incertidumbres en la demanda futura, la regulación del carbono y el precio de los combustibles fósiles, explorar la opción nuclear tiene sentido comercial. Si construir realmente es otra pregunta.

Un factor clave es el precio de los préstamos. Si una planta ejecuta $ 5 mil millones en costos “de un día para otro” y el dinero se gasta durante cinco años, el interés sobre el capital durante el período de construcción, la versión de la empresa de servicios públicos del préstamo de construcción de un constructor de viviendas, podría agregar cientos de millones o incluso miles de millones de dólares. Para ayudar, el gobierno federal ofreció garantías de préstamos para la industria nuclear por un valor de $ 18.5 mil millones. Rápidamente recibió solicitudes por más de $ 100 mil millones en fondos.

Otro factor es el tiempo que durará el período de construcción. Los constructores estadounidenses podrían basar sus estimaciones en reactores construidos recientemente en Asia, pero nadie sabe realmente cómo un proyecto en Texas o Florida podría compararse con uno en Japón o Corea del Sur. Si se construyeran dos o tres reactores, como el de Wallace, en los EE. UU., Los problemas se volverían mucho más claros. La legislación que proporciona un precio predecible para las emisiones de carbono para las próximas décadas también aportaría claridad.

El país también necesita una mejor manera de gestionar los residuos nucleares. El gobierno federal firmó contratos con las empresas de servicios eléctricos a principios de la década de 1980 que prometían quitar el combustible nuclear gastado a partir de 1998. Pero hoy, 10 años después de esa fecha límite, el Departamento de Energía solo ha solicitado una licencia para construir un residuo controvertido. repositorio, en Yucca Mountain en Nevada. Las estimaciones de la fecha de apertura van desde 2017 a nunca. Un plan interino, como el almacenamiento a largo plazo en barriles de superficie en unas pocas áreas que están secas y escasamente pobladas, podría estar al alcance. Muchas plantas en todo el país han agotado al máximo el almacenamiento temporal en sus piscinas de combustible gastado, lo que las obliga a depositar residuos en enormes y secos toneles. Llenos de gas inerte para evitar la oxidación, los barriles se trasladan a plataformas de concreto rodeadas de alambre de púas, que se parecen un poco a las canchas de baloncesto en las prisiones de máxima seguridad.

Aún así, los defensores dicen que los reactores son inevitables. En Areva, la compañía con la que se ha asociado la firma de Wallace, la directora ejecutiva, Anne Lauvergeon, se burla de la idea de que hay otra opción. ¿Podrían las plantas de carbón secuestrar su carbono? "No está listo en absoluto", dice ella. "Usted no sabe nada sobre el costo y la tecnología no existe". Mientras tanto, la demanda mundial avanza al galope. Su compañía construirá en China, señala, y le gustaría construir los primeros reactores en el Golfo Pérsico.

En los EE. UU., Muchos expertos de la industria de la energía dudan de que se construirán más de unos pocos reactores, al menos hasta que los ejecutivos de la empresa vean cómo van los primeros. Pero los posibles constructores de reactores sienten que el mundo ha cambiado lo suficiente como para considerar volver a los negocios, con diseños que son versiones optimizadas y estandarizadas de lo que construyeron hace más de 20 años. Y las personas como Michael Wallace quieren ponerse en marcha mientras los ingenieros de esas compañías aún recuerdan cómo.

Este artículo se publicó originalmente con el título "¿Puede competir la energía nuclear?" en SA Ediciones especiales 18, 5s, 26-33 (diciembre de 2008)

SOBRE LOS AUTORES)

Matthew L. Wald es un reportero del New York Times, donde ha escrito sobre energía nuclear y otras tecnologías energéticas desde la década de 1980.

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