La energía nuclear para combatir el cambio climático

IPCC
Logo del Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC)

Hace algunos días, el 8 de agosto de 2021, el Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC por sus siglas en inglés) publicó un informe en relación con el estatus climático del mundo y su relación con el calentamiento global. Aunque la prensa ha exagerado bastante el nivel de gravedad con el que se muestra el problema del cambio climático, sí nos da un panorama nada bueno en torno a una previsible resolución de este grave problema. Para todos los efectos, los datos que tenemos en torno a la elevación de la temperatura a nivel global son consecuentes con modelos que suponen el antropocentrismo del calentamiento global. Una vez más, se confirma que nuestra actividad humana es la causa de este fenómeno.

Aumento de temperatura global
Aumento de temperatura global según las simulaciones y su contraste con los datos (IPCC, 2021, p. 7).

Acto seguido, el 11 de agosto de 2021, otra organización internacional, la Comisión Económica Europea de las Naciones Unidas (UNECE por sus siglas en inglés) anunció la publicación de una reseña tecnológica donde recomendaba la energía nuclear como instrumento imprescindible para alcanzar evitar los peores efectos del calentamiento global y el cambio climático que conlleva.

El hecho de que ambas publicaciones se hagan a tan corto tiempo, involucra un poco de ironía. El IPCC tiene una posición ambivalente en torno a la energía nuclear. Por ejemplo, en su informe del 2018, hay aserciones en las que claramente ataca la tecnología, tal vez con unos sesgos importantes sin haber actualizado los avances tecnológicos de las fuentes nucleares en décadas recientes. Las razones de su oposición son un reciclado de argumentos conocidos, algunos que ya no aplican para las tecnologías nuevas:

  • Aumentan el riesgo de la proliferación de armas nucleares.
  • Pueden tener efectos ambientales adversos (e.g. uso de agua)
  • Pueden afectar la salud humana cuando sustituyen combustibles fósiles (IPCC, 2018, p. 461)

El primer argumento se invalida por el hecho de que hay medidas que han reducido ese riesgo. Hay tratados internacionales que regulan este tipo de actividad de proliferación de material nuclear. Además, el uso de armas nucleares se ha reducido significativamente, mientras que las plantas en ellas mismas se usan mayormente para fines pacíficos (a saber, la producción de energía para una población). De hecho, hay situaciones en que es exactamente lo contrario. Corea del Sur no es una potencia nuclear —es decir, no produce armas nucleares en su territorio—, pero sí produce energía con reactores nucleares. Por otro lado, Corea del Norte no goza de plantas nucleares para propósitos de producción de energía, pero es ahora una potencia nuclear.

El tercer argumento es sorprendente dado el hecho de que se ha podido cuantificar la cantidad de vidas que se han salvado gracias al rechazo a los combustibles fósiles y la aceptación de la energía nuclear. Según Kharecha & Hansen (2013), para la fecha del 2011, el uso de plantas nucleares había salvado un promedio de 1.8 millones de vidas.

En cuanto al segundo punto, los efectos adversos que han tenido las plantas nucleares han sido mínimos cuando se les compara con la producción de combustibles fósiles, en los que todos aportan sustancialmente al problema del cambio climático y la contaminación. Además, el impacto ambiental ha sido mucho menor cuando se les compara con fuentes eólicas o solar. En el caso de ambas, se necesita territorio o espacio en el mar para que puedan funcionar adecuadamente, son intensivas en cuanto al uso de espacio. Por otro lado, las plantas nucleares tienen una alta densidad energética, lo que permite ahorrar el uso de tierras (y de mar) para la naturaleza, la agricultura u otros fines.

Finalmente, la cantidad de desperdicios de todas estas fuentes energéticas, incluyendo las renovables, es significativo. Sin embargo, los residuos nucleares son muy pequeños cuando se les compara con ellas. De hecho, la industria nuclear es la única de todas que internaliza sus propios costos en este aspecto, es decir, ella misma se encarga de guardar los residuos y velar por ellos según regulaciones estrictas. Además, dados los desarrollos tecnológicos de plantas de cuarta generación, ya empezaron a funcionar reactores que usan los residuos radiactivos. En el 2016, Rusia comenzó a operar la primera de este tipo, el BN-800, que utiliza combustible MOX (combustible de óxido mixto de uranio y plutonio), que se crea a partir del uso de residuos nucleares de otras plantas (García, 2020, cap. 24). Hay empresas tales como TerraPower y otras que desarrollan tecnologías de metal líquido o con sal derretida que en parte también se dirigen a consumir residuos nucleares.

Imagen del reactor del BN-800.
Imagen del reactor del BN-800. Dedicada al dominio público.

Irónicamente, después de hacerle campaña en contra, este mismo informe del IPCC del 2018 reconoce que sin la energía nuclear no podemos llegar a las metas internacionales en torno al calentamiento global. Aun cuando menciona los problemas con la energía nuclear, añade los siguientes puntos de discusión:

  • Reconoce que para poder cumplir con las metas, la energía nuclear es importante porque es una fuente de cero emisiones de dióxido de carbono (IPCC, 2018, p. 130).
  • Las restricciones en el establecimiento de nuevas plantas es más de origen social, por oposición a la tecnología (IPCC, 2018, p. 131).
  • Reconoce los estudios que muestran que la energía nuclear puede jugar un rol muy importante en la reducción de emisiones de gases de invernadero (IPCC, 2018, p. 132).
  • La energía nuclear tiene un historial positivo de seguridad (IPCC, 2018, p. 485).
  • El aumento del uso de las plantas nucleares puede proveer una fuente energética base para reducir la volatilidad de las renovables intermitentes (IPCC, 2018, p. 507).

No solo eso, sino que en 2019, el presidente del IPCC Hoesung Lee afirmó en una conferencia internacional sobre el cambio climático:

Nuclear power has long made a major contribution to reducing greenhouse gas emissions and currently produces one-third of the world’s low carbon electricity while also supporting sustainable development and fulfilling growing energy demands….

https://www.iaea.org/newscenter/news/ipcc-head-to-speak-at-international-conference-on-climate-change-and-the-role-of-nuclear-power

Aunque el informe del IPCC de este año, no mencione nuclear, el resumen de la UNECE le da sentido de curso de acción. La evidencia es contundente de que las hidroeléctricas y las nucleares han sido las fuentes más significativas para evitar mayores emisiones de gases de invernadero en Europa. La conclusión es obvia: sin la energía nuclear no podremos llegar a nuestras metas para aminorar los efectos del cambio climático.

Imagen de UNECE: Emisiones de dióxido de carbono
Aquí se ilustra cuánto dióxido de carbono se emitió en Europa y las fuentes alternativas que lo previnieron. Como se puede ver, las nucleares y las hidroeléctricas fueron las que mejor evitaron las emisiones de gases de invernadero (UNECE, 2021, p. 4).

La reseña de la UNECE hace también alusión al informe del IPCC del 2018 y señala que en todas y cada una de las simulaciones hechas en cuanto al uso de energías limpias para mitigar estas emisiones de aquí al 2050, siempre tuvieron que incluir la energía nuclear (UNECE, 2021, p. 4).

Según el escrito, aunque a la corta el costo de edificar una planta es sumamente costosa, a la larga usualmente representa ahorros significativos en varios renglones: desde la estabilidad de provisión energética hasta reducción de problemas relacionados a la salud. En su discusión, la UNECE tiene en cuenta los siguientes tipos de reactores:

  • Convencionales grandes
  • Reactores modulares pequeños (SMR por sus siglas en inglés)
  • Microreactores

Todo aquel asiduo a este blog sabe que he recomendado en muchas ocasiones el establecimiento de SMRs (como el BWRX-300, NuScale o Xe-100) y microreactores (como el eVinci) en Puerto Rico. Estas nuevas tecnologías no solo sirven para abaratar sustancialmente los costos de construcción de las plantas, sino que en sí mismas tienen sistemas de salvaguarda pasiva que, sin intervención humana o de energía externa, puede detener la reacción nuclear con plena seguridad. Asimismo, su tamaño es propicio para que la zona de emergencia alrededor de la planta no exceda los límites de esta (un radio de 0.06 a 0.5 millas).

La reseña como tal menciona otros tipos de plantas, tales como SMRs construidos por Rusia, curiosamente incluye uno que flota en un barco sobre el mar, y Aurora, un microreactor que utilizará residuos nucleares. Aunque algunos de los grandes y SMRs son de tercera generación (III+), el documento señala que el énfasis actual a nivel internacional es desarrollar los de cuarta generación (UNECE, 2021, p. 9). En estos casos, el diseño hacen que un fundimiento del combustible (“meltdown“) sea físicamente imposible. (Enfatizo que por “imposible” no quiero decir “altamente improbable”, me refiero a que es imposible). Además, serían útiles para la producción de hidrógeno, la industria pesada intensiva y la desalinización del agua, algo que tendremos que hacer para proveer agua limpia a una humanidad creciente (UNECE, 2021, p. 11).

En la sexta parte de la reseña, la UNECE hace una evaluación de los impactos de esta tecnología a la salud humana y al medio ambiente. Como reflejan bien los datos, la producción de energía que utilice nucleares no emite gases de invernadero ni los contaminantes típicos de los combustibles fósiles (incluyendo ciertos residuos radiactivos). Esto representaría una mejora a la salud de las poblaciones aledañas a la planta, mientras que se le protege de la radiación nuclear. Está demás decir que este hecho solamente es sumamente beneficioso al medio ambiente. En fin, el impacto ambiental de la energía nuclear es marcadamente menor que todas las demás fuentes energéticas, incluyendo las renovables. Entre otros factores, menciona lo que hemos discutido ya en torno al uso intensivo de tierras (UNECE, 2021, pp. 17-18).

Estos dos documentos importantes que hemos visto deben invitar a los puertorriqueños a una reflexión muy seria y científicamente orientada en cuanto a cómo poder lidiar con nuestro problema energético y también ser pioneros en la lucha contra el calentamiento global en el Caribe. Si queremos continuar industrializándonos, no depender de los combustibles fósiles, pero utilizar renovables sin resguardos que contaminen el ambiente, la energía nuclear es nuestra mejor opción.

Cualquier otra cosa nos va a condenar a continuar dependiendo de combustibles fósiles, especialmente el gas natural importado, a encarecer nuestros servicios energéticos y a aumentar nuestro costo de vida. En general, todos los boricuas queremos el mejor porvenir para los que habitamos nuestro bello archipiélago, Puerto Rico.

Energía nuclear para Puerto Rico
Energía nuclear para Puerto Rico. Gráfica hecha por Pedro M. Rosario Barbosa. Liberada al dominio público (CC0).

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Muchas gracias.

Referencias

García, Alfredo. (2020). La energía nuclear salvará al mundo. Planeta.

Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). (2018). Global warming of 1.5⁰C. (Informe especial: SR15). IPCC. https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/sites/2/2019/06/SR15_Full_Report_High_Res.pdf.

Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). (2021). Climate change 2021: The physical science basis. (Informe: AR6). IPCC. https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg1/#FullReport.

Kharecha, P.A. & Hansen, J. E. (2013). Prevented mortality and greenhouse gas emissions from historical and projected nuclear power. Environmental Science & Technology 47, 4889-4895. doi: https://doi.org/10.1021/es3051197.

United Nations Economic Commission for Europe (UNECE). (2021). Tecnology brief: Nuclear power. Information Service United Nations Economic Commission for Europe. https://unece.org/sites/default/files/2021-08/Nuclear%20power%20brief_EN_0.pdf.

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