Los factores más importantes en el desarrollo de un nuevo reactor son el dinero y la gente muy competente, y Bill Gates aporta ambos al proyecto
CATHERINE CLIFFORD
Cuando Bill Gates comenzó a aprender sobre la innovación en energía nuclear, “era escéptico, pero también intrigado”, escribió en su blog Gates Notes en 2019. Como muchas personas, la opinión de Gates sobre la energía nuclear se había visto teñida por accidentes desastrosos del pasado como Three Mile Island y Chernobyl.
Pero Gates también estaba interesado en el potencial de la energía nuclear como energía limpia.
Después de leer un artículo sobre una nueva generación de reactores nucleares construidos con avances técnicos para protegerse contra tales accidentes, Gates fundó TerraPower en 2008 para darse cuenta de los beneficios de estas innovaciones.
Seleccionado por el gobierno federal de los EE.UU. para demostrar la viabilidad de la energía nuclear a través de su Programa de demostración de reactores avanzados (ARDP), TerraPower tiene como objetivo construir “un reactor nuclear avanzado completamente funcional dentro de los 7 años de la adjudicación”, según la Oficina de Energía Nuclear en el Departamento de Energía de EE.UU.
“Visualizamos una red 2050 que se alimenta de energía solar y eólica muy significativa, pero que se complementa con los reactores nucleares de Terra Power, dijo el presidente y director ejecutivo de TerraPower, Chris Levesque, a CNBC Make It.
Levesque prevé que TerraPower ayudará a Estados Unidos a convertirse en una fuerza dominante en la energía nuclear; a medida que otros países hagan la transición de sus redes de energía, “Estados Unidos exportará una vez más los reactores que marcan el estándar para el mundo, tal como lo hicimos con los reactores convencionales de hoy”, dice Levesque.
La capacidad de TerraPower para lograr esos objetivos se debe en gran parte al dinero y la influencia del fundador de la empresa.
“El factor más importante es que Bill Gates está detrás de esto”, dijo a CNBC Make It el científico investigador principal del departamento de ciencia e ingeniería nuclear del Instituto de Tecnología de Massachusetts, Charles Forsberg. “Los factores más importantes en el desarrollo de un nuevo reactor son el dinero y la gente muy competente. Bill Gates aporta ambos al proyecto”.
Así es como TerraPower está construyendo plantas de energía nuclear avanzadas.
Y las plantas de Reactores de Natrio de TerraPower serán aún más seguras, gracias en gran parte a un sistema de enfriamiento más confiable para sus reactores.
La fisión nuclear, un proceso en el que los átomos se dividen y liberan una gran cantidad de energía, genera mucho calor. En las plantas de energía nuclear convencionales, llamadas reactores nucleares de agua ligera, el agua absorbe ese calor y lo convierte en vapor. Luego, el vapor hace girar una turbina para producir electricidad.
El problema es que el vapor también puede acumularse y crear presión dentro de un reactor, lo que tiene el potencial de provocar una explosión.
Entonces, la planta de Natrium de TerraPower utiliza un método diferente, iniciado hace décadas: sodio líquido como agente refrigerante. (“Natrio” significa “sodio” en latín). El sodio líquido tiene un punto de ebullición más alto y puede absorber mucho más calor que el agua, lo que significa que no se acumula alta presión dentro del reactor.
“El sodio líquido tiene ciertas propiedades termoquímicas mejoradas en comparación con el agua que pueden cambiar los perfiles de riesgo y reducir la probabilidad de eventos que podrían ser más probables en un reactor de agua ligera”, dice Brett Rampal, director de innovación nuclear de Clean Air, una organización sin fines de lucro. Task Force.
Más allá de eso, el sistema de enfriamiento de TerraPower no depende de ninguna fuente de energía externa para operar en caso de una parada de emergencia de un reactor. En cambio, su sistema funciona a través del aire caliente que surge de la circulación natural dentro del sistema, llamado sistema de enfriamiento de aire de la vasija del reactor, o RVACS, dice Levesque.
Esto puede evitar accidentes como el ocurrido en la planta de Fukushima Daiichi en Japón. Después de que un terremoto cerró el reactor de la planta, su sistema de enfriamiento de respaldo falló. “Confiaban en bombas que tenían que funcionar con generadores diésel. Cuando un tsunami [posterior] inutilizó los motores diesel, perdieron todo el enfriamiento del reactor, lo que provocó la fusión y otros problemas”, dice Levesque.
Estos sistemas de refrigeración “pasivos”, que dependen de elementos como la circulación natural o la gravedad, “están en el corazón de los diseños de reactores avanzados y reducen el riesgo y la gravedad de los accidentes”, dice Rampal. Y son dignos de confianza, dice Forsberg: “Este tipo de sistema de seguridad pasiva se ha demostrado a gran escala”.
La tecnología de Natrium tiene la capacidad de almacenar calor en tanques de sal fundida para uso futuro, “como una batería”, dice Levesque. (La tecnología es similar a la que se usa en las plantas solares, que utilizan la técnica para almacenar energía para cuando el sol no brilla).
Esa capacidad de almacenamiento puede aumentar la producción de energía de una planta de Reactor de Natrium de aproximadamente 345 megavatios a 500 megavatios durante cinco horas, dice Levesque.
“Es el primer concepto nuclear que integra capacidades de almacenamiento de energía a gran escala”, dice Levesque. “Esto resuelve un desafío real que enfrentan las empresas de servicios públicos al planificar a largo plazo y trabajar para lograr los objetivos de descarbonización”.
Si bien TerraPower es líder aquí, según Rampal, otras compañías nucleares avanzadas también están considerando el almacenamiento.
“La mayoría de los desarrolladores de reactores avanzados con los que he interactuado en los últimos cinco años incluyen almacenamiento térmico en un diseño de planta conceptual”, dice Andrew Whittaker, profesor de ingeniería en la Universidad de Buffalo que investiga estructuras nucleares. “Tiene buen sentido financiero”.
En Estados Unidos, el costo de construir una central nuclear convencional puede ascender a miles de millones. (Por ejemplo, se espera que dos unidades que se están construyendo en Plant Vogtle en Georgia cuesten más de US$ 25.000 millones, según estimaciones de analistas citadas por Reuters).
El costo objetivo para una planta comercial de Natrium es de mil millones de dólares en gastos de capital, según TerraPower. Eso incluye los costos de ingeniería, adquisiciones y construcción de la planta.
El menor costo estimado se debe en parte a que las plantas de Natrium operan a una presión más baja (debido al sodio líquido); no requieren los mismos materiales de construcción costosos y resistentes, según Levesque.
Las plantas TerraPower también son más pequeñas que las convencionales, lo que es “importante para reducir el costo de capital”, dice Levesque.
El tamaño también hace que las plantas TerraPower sean atractivas para las empresas de servicios públicos que “buscan invertir en una planta de energía nuclear para conectarse a su red eléctrica existente”, dice Levesque. Las plantas de TerraPower tienen la capacidad de generar suficiente energía para operar una ciudad pequeña, que es el “punto óptimo” para las empresas de servicios públicos.
“Una planta muy grande es un gran riesgo para una empresa de servicios públicos”, dice Levesque.
Los desechos radiactivos, un subproducto de la fisión nuclear, “producen dosis de radiación letales durante períodos cortos de exposición directa”, según la Comisión Reguladora Nuclear de EE.UU. sin una solución de almacenamiento permanente en uso en los EE.UU., los desechos nucleares se almacenan actualmente en la instalación donde se generaron en contenedores de concreto y acero.
Sin embargo, los reactores nucleares avanzados producen menos desechos. Eso incluye la tecnología Natrium, que utiliza combustible de uranio radiactivo (que alimenta los reactores nucleares) de manera mucho más eficiente y completa que las plantas convencionales, según Levesque.
“Esto es posible gracias a un proceso de diseño de reactor muy preciso que aprovechó la informática de alto rendimiento y los materiales avanzados de hoy. Así, el combustible usado, también llamado combustible ‘gastado’, ocupa 2/3 menos de volumen que los reactores actuales, por gigavatio-hora de energía generada ”, dice.
Sin embargo, los expertos están mezclados sobre si esta innovación es útil. Si bien Whitaker lo llama una “ganancia significativa en eficiencia” que es “importante”, Forsberg dice que “no es relevante” porque “realmente no afecta los costos de eliminación”.
A pesar de lo que Gates y TerraPower ven como beneficios, el debate sobre la energía nuclear es feroz.
El 18 de marzo, por ejemplo, la Union of Concerned Scientists (UCS), un grupo sin fines de lucro de 250 científicos y profesionales relacionados, emitió una reprimenda de 140 páginas a los diseños de reactores “nucleares avanzados”.
“Para que la energía nucleoeléctrica desempeñe un papel más importante para abordar el cambio climático, es esencial que los nuevos diseños de reactores sean más seguros, más seguros y presenten riesgos comparables o, mejor aún, menores de proliferación nuclear y terrorismo nuclear que la flota de reactores existente”, dice Edwin Lyman, Director de Seguridad de la Energía Nuclear de la Unión de Científicos Preocupados en Washington, DC, en un comunicado publicado con el informe. “A pesar de la exageración que los rodea, ninguno de los reactores de agua no ligera en el tablero de dibujo que revisamos cumple con todos esos requisitos”.
El UCS incluso recomienda que el Departamento de Energía (DOE) suspenda su proyecto de demostración ARDP financiado conjuntamente (en el que TerraPower participa) hasta que las agencias reguladoras determinen qué tipo de prototipos es necesario, y pide al DOE que tenga una comisión independiente para revisar el proyecto.
“No tiene sentido para nosotros que el gobierno o la industria dediquen muchos recursos a la búsqueda de tecnologías de alto riesgo y baja recompensa, o tecnologías que podrían ser incluso peores que las que tenemos ahora”, le dice Lyman a CNBC Make It.
En cambio, más gasto del gobierno federal para mejorar los reactores convencionales es una mejor táctica, según UCS.
“La inversión para abordar las deficiencias de los reactores convencionales tendría una mayor probabilidad de éxito porque existe una gran base de experiencia operativa y datos experimentales que los investigadores pueden aprovechar”, dice Lyman.
En respuesta al informe de UCS, Levesque vuelve a enfatizar la utilidad de las medidas de seguridad que emplea la planta de Natrium de TerraPower. Y Levesque, quien dice que ha pasado la mayor parte de su carrera trabajando con reactores convencionales refrigerados por agua, no se opone a reinvertir en su mantenimiento.
“Pero el hecho es que los reactores de agua ligera se basan en tecnología de más de 50 años y ahora solo se pueden realizar mejoras incrementales. Pasar a reactores avanzados como Natrium permite mejoras transformadoras en la economía y la seguridad”, dice.
Otros dicen que centrarse en la energía nuclear es un enfoque equivocado.
La energía nuclear, que existe desde la década de 1950, “ha demostrado ser muy lenta de desplegar, muy cara y llena de peligros”, dice Robert W. Howarth, profesor de ecología y biología ambiental en la Universidad de Cornell. “Y nadie ha resuelto nunca el problema de qué hacer con los desechos nucleares”.
La energía nuclear segura y asequible es “un sueño imposible” que “nunca se materializó”, dice.
Michael E. Mann, profesor de ciencias atmosféricas en Penn State y director del Centro de Ciencias del Sistema Terrestre de Penn State (ESSC), sostiene que la energía nuclear “conlleva riesgos innecesarios cuando se dispone de mejores alternativas (es decir, eólica, solar, geotérmica)”.
Y “la inversión en energía nuclear probablemente desplaza la inversión en la alternativa más segura (energía renovable)”, dice.
Tanto Howarth como Mann son signatarios de una declaración que pide la descarbonización a través de energías 100% renovables, como la eólica y la solar.
“Hace una década, quizás todavía se podría argumentar que necesitamos nuevas plantas de energía nuclear para combatir el calentamiento global y que, con suerte, mejores enfoques estaban a la vuelta de la esquina”, dice Howarth.
“Pero en 2021, está muy claro que podemos reconstruir por completo la economía energética del mundo avanzando basándose únicamente en energías renovables, sin necesidad de combustibles fósiles o armas nucleares. Construir nuestro futuro sobre la base de las energías renovables es la forma más rápida, segura y económica de abordar la disrupción climática”, finalizó.
