El equipo de Vigilancia Estratégica hace parte del proceso de Gestión de Información de la Biblioteca EPM. Su labor consiste en rastrear, recuperar y analizar información que se utiliza para la elaboración de productos que apoyen la identi cación y anticipación de oportunidades o riesgos en el sector de servicios públicos. Estos productos también contribuyen a mejorar la formulación y ejecución de la estrategia organizacional, así como a acompañar la toma de decisiones en diferentes fases de la planeación empresarial, tanto a nivel táctico como estratégico.
El informe IRO es un documento desarrollado para contribuir a los objetivos de negocio del Grupo EPM y promover la mejora de los procesos, la creación de nuevas soluciones y la innovación en el sector de servicios públicos y en la ciudad en general, para esto consolida información relevante, sobre temas clave y de tendencia. En su quinta edición, aborda las tendencias globales, regulaciones, tecnologías emergentes, ventajas, desafíos, estrategias, impacto ambiental, capacitación y nanciamiento en el sector de la energía nuclear, con énfasis en la transición energética y los Reactores Modulares Pequeños (SMR).
Para la elaboración de estos informes se usa el formato de un informe de Vigilancia Estratégica e Inteligencia Competitiva (VT/IC) en el cual se realiza una recopilación, análisis y consolidación de datos e información de fuentes con ables, tales como universidades, grupos de investigación, empresas consultoras, agremiaciones y organizaciones que trabajan en el desarrollo de temáticas relacionadas con el tema elegido, para aportar un conjunto de conocimientos claros y directos en este caso relacionados con la Energía Nuclear: tecnología SMR (Pequeños Reactores Modulares).
Como se ha evidenciado en la 28ª Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (COP28), en la reunión de ministros de clima, energía y medio ambiente del G7, en su presencia en varios titulares de noticias, así como en su inclusión en las hojas de ruta energéticas, la energía nuclear juega un papel crucial en la transición hacia un futuro energético más limpio y sostenible, siendo una de las principales fuentes de generación de electricidad con bajas emisiones de carbono. En el contexto global actual, donde los países buscan alcanzar los objetivos de "Net Zero" para 2050, la energía nuclear se posiciona como una herramienta clave para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y garantizar una oferta energética con able.
Este informe se enfoca en la tecnología de Pequeños Reactores Modulares (SMR, por sus siglas en inglés), una solución innovadora que promete revolucionar la generación nuclear. Los SMR tienen el potencial de mejorar la e ciencia, seguridad, costo y exibilidad de los reactores tradicionales con características que permiten una construcción más rápida y exible, adaptándose mejor a diversas necesidades energéticas.
A lo largo del documento, se examina el panorama de la energía nuclear a nivel internacional y nacional, las diferentes generaciones de reactores hasta llegar a la IV donde se encuentran los SMR, sus principios de funcionamiento y sus bene cios en comparación con los reactores nucleares convencionales, y los desafíos, riesgos y oportunidades que enfrenta y/o conlleva su implementación global. Además, se analiza el estado actual de la tecnología, el mercado y proveedores destacados, su potencial para contribuir a los objetivos de sostenibilidad y descarbonización, así como su impacto en los demás ámbitos económico y social. Se dedica un capítulo al estado de la regulación tanto a nivel nacional como internacional, ofreciendo un especial énfasis en los desafíos en este ámbito. Este documento tiene como objetivo proporcionar información precisa y actualizada sobre la tecnología SMR, para fomentar una mejor comprensión que permita analizar su viabilidad, bene cios y aplicabilidad en el contexto actual.
Nuclear Energy, Small Reactor Modular (SMR), Micro modular reactors, Net Zero, Energy Transition.
Resumen
Siglas
ARCAL
Acuerdo Regional de Cooperación para la Promoción de la Ciencia y Tecnología Nucleares en América Latina y el Caribe
mil millones de metros cúbicos
Reactor de agua en ebullición
CAGR
CNEA EPA
GGRR Gt
Tasa de crecimiento anual compuesta
Comisión Nacional de Energía Atómica
Agencia de Protección Ambiental
Reactor de Agua a Presión Europeo
Programa internacional de SMR de EE.UU.
Reactor rápido refrigerado por gas
Grandes Reactores
Gigatoneladas
Gigavatios eléctricos
Uranio Enriquecido de Alto Rendimiento y Baja
Concentración.
HEU
Uranio Altamente Enriquecido
Reactor Refrigerado por Gas a Alta Temperatura
Módulo de Reactor de Alta Temperatura con Lecho de esferas
International Energy Agency
Inversión Extranjera Directa
Idaho National Laboratory
Proyecto Internacional sobre Ciclos del
Combustible y Reactores Nucleares Innovadores
Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático
Kilovatio hora
Costo Nivelado de Electricidad
Reactor Rápido Refrigerado por Plomo
Reactor rápido reproductor de metal fundidos
Reactor nuclear convencional de agua presurizada
Reactor de Agua Ligera
Massachusetts Institute of Technology
Siglas
PWR
RIALC
SCWR
SFR
SGC
SMR
TECDOC
TIP
TRISO
TWh
U-235
UAMPS
UF6
VHTR
WNISR
Mundial MMR MWd/tU
Microrreactores
Megavatio-día por Tonelada de Uranio
Megavatio-día
Megavatios eléctricos
Megavatios hora
Megavatios térmicos
Agencia de Energía Nuclear
Ciclo Combinado de Gas Natural
Iniciativa de Armonización y Normalización Nuclear
Net Zero Emissions
Costo de Capital Inmediato
Organización para la Cooperación y el Desarrollo
Económico
Organismo Internacional de Energía Atómica
Plan Energético Nacional
Reactor de Agua Pesada Presurizada
Reactor de agua presurizada
Red Regional de Reactores de Investigación e
Instituciones relacionadas en América Latina y el Caribe
Reactor Refrigerado por Agua Supercrítica
Reactor Rápido Refrigerado por Sodio
Servicio Geológico Colombiano
Pequeños reactores modulares
Documento Técnico
Top Innovative Practice Awards
TRi-structural ISOtopic Particle Fuel
Teravatio hora
Isótopo del uranio Uranio-235
Utah Associated Municipal Power Systems
Hexa uoruro de Uranio
Reactor de Alta Temperatura
Informe sobre el Estado de la Industria Nuclear
Datos cienciométricos y propiedad intelectual
Página 014 a la 015
Capítulo 1. Generalidades
•Panorama de la energía nuclear
•Panorama de la energía nuclear en Colombia
•Tendencias globales
•Tipos de reactores
Página 016 a la 032
Contenido
Capítulo 2. Aplicaciones: SMR como una opción en la actualidad
•Reactores SMR avanzados –Generación IV
•Tendencias
Página 033 a la 038
Capítulo 3. Aspectos Técnicos de los SMR
•Pequeños Reactores Modulares (SMR)
•Estado de los SMR a nivel mundial
•Avances en el desarrollo de Tecnología SMR y microrreactores
•Combustibles para SMR
Capítulo 4. Mercado
•Análisis del mercado de energía nuclear (2023-2028)
•Proveedores destacados de SMR
•Costos y nanciamiento de energía nuclear y SMR
Página 039 a la 052
Página 053 a la 073
Contenido
Capítulo 6. Regulaciones y Normativas
•Contexto Colombia
•Ámbito Internacional
•Desafíos regulatorios
Capítulo 7. Estrategias, alianzas y colaboraciones
Página 095 a la 113
Página 114 a la 118
Capítulo 8. Capacitación y desarrollo de habilidades en el sector nuclear
Capítulo 9. Análisis IRO–Riesgos y Oportunidades
Página 119 a la 123
Contenido
Página 124 a la 139
Figuras
Figura 1
Figura 2
Figura 3
Figura 4
Figura 5
Figura 6
Figura 7
Figura 8
Figura 9
Figura 10
Figura 11
Figura 12
Figura 13
Figura 14
Figura 15
Figura 16
Figura 17
Figura 18
Figura 19
Figura 20
Figura 21
Figura 22
Figura 23
Figura 24
Figura 25
Figura 26
Figura 27
Figura 28
Figura 29
Figura 30
Distribución de publicaciones cientí cas sobre SMR y MMR..................................................................................15
Número de publicaciones por año 2020 - 2024............15
Patentes por año de publicación 2000 - 2024.............15
Producción de electricidad nuclear...................................19
Producción mundial de electricidad por fuente 2020 ...............................................................................................19
Generación de energía nuclear por país, 2023 .............20
Reactores en Europa...............................................................21
Situación de reactores en África........................................22
Situación de reactores en América y Asia.......................22
Nuevos proyectos de reactores nucleares por país .................................................................................................23
Construcción de proyectos de reactores nucleares de Rusia y China ....................................................23
Reactores en el mundo con autorizaciones para operar más allá de 40 años...............................................24
Producción de uranio como porcentaje del total mundial, 2022.............................................................................25
Precios del uranio al contado y a largo plazo (20002023)..............................................................................................25
Dif erencias entre reactor de potencia y de investigación ..............................................................................27
Países que respaldan la declaración para impulsar la energía nuclear ..........................................................................28
Generaciones de reactores nucleares..............................31
Diagrama simpli cado de los circuitos de refrigeración en un reactor tipo PWR...........................32
Capacidad de los pequeños y micro reactores.............41
Ventajas de los SMR frente a otras centrales nucleares de mayor potencia..........................................42
Central nuclear otante Akademik Lomonosov..........42
Proyecto HTR-PM en la provincia de Shandong, China.............................................................................................42
Lecho de guijarros del reactor HTR-PM en China. .......43
Desarrollo mundial de reactores modulares de pequeño y mediano tamaño............................................44
Ubicaciones sedes de diseñadores de SMR, Panel de Control de la NEA V 2...............................................................49
Ubicaciones sedes de diseñadores de SMR, Panel de Control de la NEA V 1 ...............................................................48
Composición de combustible TRISO .................................51
Pasos para una cadena de suministro integrada de uranio HALEU ..............................................................................51
Dinámica del mercado de energía nuclear ......................55
Figuras
Figura 31
Figura 32
Figura 33
Figura 34
Figura 35
Características de los reactores de Generación IV....................................................................................................56
Análisis de la cadena de suministro del sector de energía nuclear.........................................................................57
Planta VOYGR SMR de NuScale............................................57
Ef ecto de la tasa de descuento en la mediana del (LCOE) dif erentes tecnologías.........................................64
Cronología de las estimaciones de costos de SMR nucleares (año calendario) y costos actuales incluidos en cada inf orme GenCost (comienzo del año nanciero)..................................................................................66
Figura 36
Figura 37
Figura 38
Figura 39
Descripción reactores LW - SMR, GC - SMR y MSSMR................................................................................................68
Costos de Capital Inmediato (OCC) del PW R12 - BE), LW - SMR, GC - SMR, MR - SMR, planta de ciclo combinado de gas natural con 90% de captura de carbono (NGCC c/CC) y planta sin captura de carbono (NGCC c/o CC)...........................................................................69
Desglose OCC del LR, LW , GC y MS....................................70
Cambio porcentual en los OCC del LW-SMR, GC-SMR y MS-SMR en un cambio positivo y negativo del 20% en los diez mayores impulsores de costos mientras se mantienen todos los demás componentes iguales..........................................................................................70
Figura 40
Figura 41
Figura 42
Figura 43
Causas del cambio de capital para el reactor LW-SMR, el GC-SMR) y el MS-SMR.........................................................71
Distribuciones Monte Carlo del reactor LW-SMR y el PWR12-BE tiempos de construcción................................72
Distribuciones de Monte Carlo del reactor LW-SMR y el PWR12-BE y costos de capital nocturno (OCC)........................................................................72
Costo nivelado de la energía (LCOE) del reactor PWR12-BE, LW-SMR, GC-SMR, MS-SMR, planta de ciclo combinado de gas natural sin captura de carbono (NGCC sin CC) y planta con 90% de captura de carbono (NGCC con CC)........................................................73
Figura 44
Figura 45
Figura 46
Figura 47
Figura 48
Factores que in uyen en los costos de los SMR..........73 Emisiones de CO2 del ciclo de vida de diferentes tecnologías................................................................................78
Comparativo fuentes de energía: nivel de seguridad y emisiones....................................................................................79
Comparación tasa de mortalidad por teravatio-hora de los diferentes combustibles fósiles...........................80
Dos plantas SMR con 4 reactores cada una y su red de transmisión................................................................................80
Figuras
Figura 49
Figura 50
Figura 51
Figura 52
Figura 53
Figura 54
Figura 55
Figura 56
Figura 57
Figura 58
Figura 59
Figura 60
Figura 61
Figura 62
Figura 63
Figura 64
Figura 65
Figura 66
Figura 67
Figura 68
Figura 69
Figura 70
Figura 71
Figura 72
Límite del sistema para el ACV de la generación y transmisión de energía SMR.................................................81
Normalización y ponderación de los factores de impacto.........................................................................................82
Contribuciones de la planta SMR y la transmisión a los principales factores de impacto.........................................82
Emisiones equivalentes de CO2 durante el ciclo de vida promedio......................................................................................83
Emisiones eutro zantes del ciclo de vida para 2020, en gramos de fósforo equivalente por MWh.......................83
Comparativo uso del suelo de fuentes de energía por unidad de electricidad...........................................................84
Uso relativo de la tierra (extracción de combustible y huella de generación) de las opciones de generación de electricidad por unidad de electricidad...........................85
Consumo de agua por unidad de electricidad y calor producido 2008-2012..............................................................85
Materiales utilizados para fuentes de electricidad bajas en carbono.......................................................................87
Costos del sistema a nivel de red para tecnologías renovables y despachables...................................................87
Ejemplos de la construcción de las tecnologías nucleares no energéticas a los ODS............................88-89
Factores que afectan la aceptación pública de la energía nuclear.........................................................................90
Aspectos especí cos para mejorar la aceptación pública de la energía nuclear................................................91
Argumentos a favor de la energía nuclear sondeo de opinión BVA 2021......................................................................93
Capacidad instalada cada 10 años para cada tecnología- In exión (MWe).................................................97
Países miembros de la OCDE y de la NEA........................99
Características de los SMR................................................100
Etapas de actividades de alto nivel en el proceso de autorización de una central nuclear (adaptado para SSG-12)........................................................................................107
Posibles etapas del ciclo de vida de un SMR................108 Líneas de trabajo Iniciativa Atoms4NetZero...............117
Pleno potencial de las contribuciones nucleares al cero neto.............................................................................................130
Brecha mundial de capacidad nuclear instalada (2020-2050).............................................................................130
Ejemplo de instalación con módulos de almacenamiento en seco.....................................................135 Complejo de túneles de Onkalo.........................................137
Tablas
Tabla 1
Tabla 2
Tabla 3
Tabla 4
Tabla 5
Tabla 6
Tabla 7
Tabla 8
Tabla 9
Tabla 10
Tabla 11
Tabla 12
Tabla 13
Tabla 14
Tabla 15
Tabla 16
Desafíos de la energía nuclear frente a otras fuentes de energía...................................................................................18
Diseños de SMR, sus características, diseñadores y estado.........................................................................................45
Características de los SMR analizados en el Panel de Control de la NEA V1 y V2.....................................................49
Posición de los bancos en el marco de bonos verdes o de sostenibilidad en relación con la energía nuclear.61
Escenarios World Energy Outlook 2022........................65
Costos de capital de tecnología de generación actuales y proyectados en el escenario de políticas actuales......................................................................................66
Costos de capital de tecnología de generación actuales y proyectados según el escenario Global NZE para 2050....................................................................................67
Costos de capital de tecnología de generación actuales y proyectados en el escenario Global NZE posterior a 2050......................................................................67
Parámetros generales del reactor de agua a presión mejor experiencia (PWR12-BE), LW-SMR, GC-SMR y MS-SMR.......................................................................................68
Estadísticas vitales para energías renovables (solar/eólica) versus nuclear (tradicional/avanzada)............................................................76
Diferencias clave entre tecnología tradicional y tecnología avanzada...............................................................77
Parámetros utilizados en el modelado del ACV............81
Características de los principales reactores de Generación IV..........................................................................127
Oportunidades y riesgos de los principales reactores de Generación IV...........................................................128-129
Organizaciones encargadas de la gestión de residuos nucleares...................................................................................133
Algunos referentes de planes de gestión y disposición de residuos en reactores SMR. (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2020)....................134
Datos cienciométricos y propiedad intelectual
A continuación, se presentan algunos datos cienciométricos representativos, implica la evaluación cuantitativa de la producción cientí ca, enfocándose en publicaciones académicas, lo cual posibilita examinar su desarrollo, estructura, dinámica, tendencias e interrelaciones en la práctica cientí ca. En síntesis, un análisis cienciométrico emplea métodos estadísticos y matemáticos para examinar la literatura cientí ca, proporcionando una comprensión profunda de la evolución y organización del conocimiento en diferentes disciplinas (Michán & Muñoz, 2013).
Para extraer estos datos cienciométricos se utiliza la plataforma LENS (https://www.lens.org/) y en la búsqueda realizada respecto a la aplicación, uso e investigación sobre Pequeños reactores Nucleares (SMR en inglés); se encontraron 20.733 resultados en el rango de años 2000 – 2024; se evidencia que la aplicación de esta tecnología ha tenido un comportamiento de publicaciones anuales de tipo lineal. Es importante destacar que los principales países que trabajan en el desarrollo, investigación y aplicación de esta tecnología son: Estados Unidos, China y Reino Unido (ver Figura 1 y Figura 2).
Analizando las patentes, se encontraron 27.215 relacionadas con SMR o MMR. Se observa que la investigación en la temática presenta una tendencia lineal creciente, con su pico en el año 2024 con más de 2200 patentes relacionadas (ver Figura 3). En la Figura 3, y contrastando con el desglose delcódigo IPCR, el eje de conocimiento fundamental para esta temática se basa en Electricidad (para redes compuestas de materiales piezoeléctricos o electroestrictivos tiene prioridad, Disposiciones de circuitos para cargar o despolarizar baterías o para suministrar cargas desde baterías), Física (Entrada o salida digitales a soportes de registro) y operaciones de transporte.
Ecuación de búsqueda:
"Small modular reactors" OR SMR OR "Micro modular reactors".
1. Distribución de publicaciones cientí cas sobre
Figura 2. Número de publicaciones por año 2020 – 2024. Fuente: Adaptado de Lens.org., 2024
Número de patentes por año
de patentes
Figura 3. Patentes por año de publicación 2000 – 2024. Fuente: Adaptado de Lens.org., 2024
Figura
Generalidades
Panorama de la energía nuclear
Panorama de la energía nuclear en Colombia
Tendencias globales
Tipos de reactores
Ideas Clave
Si bien la energía nuclear y los SMR han sido un tema de interés constante, se identi ca que en 2020 se presentó un crecimiento signi cativo en la producción académica e investigación de este tipo de tecnología; lo que implica que se retome la energía nuclear como fuente importante para suplir las necesidades energéticas del presente y futuro. Lo cual se puede rati car con los acuerdos rmados en COP28, los intereses de organizaciones internacionales; así como las iniciativas para acelerar su implementación.
Por su parte, el mercado del uranio también está experimentando un auge debido a la paulatina aceptación de la energía nuclear como fuente limpia de energía, especialmente en Europa; la demanda mundial de uranio está impulsada principalmente por la necesidad de abastecer los reactores nucleares activos a nivel mundial; y en relación con esto, hay indicios de que la demanda aumente en los próximos años. Sin embargo, el suministro de uranio depende de la producción minera, con países como Kazajistán y Rusia siendo los principales productores.
La mayoría de información acerca de energía nuclear y la tecnología SMR es generada por dos entidades; la NEA (Agencia de Energía Nuclear) y el OIEA (Agencia Internacional de Energía Atómica IAEA por sus siglas en ingles), las cuales tienen por objetivo:
◦ NEA Agencia de Energía Nuclear de la OCDE: por medio de la cooperación internacional, ayudar a los países miembros a mantener y seguir desarrollando las bases cientí cas, tecnológicas y jurídicas necesarias para un uso seguro, ecológico y económico de la energía nuclear con nes pací cos. Además, proporcionar evaluaciones autorizadas y forjar entendimientos comunes sobre cuestiones clave, como aporte a los lineamientos gubernamentales sobre política de energía nuclear y a análisis de políticas más amplios de la OCDE en áreas como la energía y el desarrollo sostenible.
◦ OIEA (IAEA Agencia Internacional de Energía Atómica): acelerar y ampliar la contribución de la energía atómica a la paz, la salud y la prosperidad en todo el mundo; y garantizar, en la medida de sus posibilidades, que la asistencia prestada por la organización misma, a petición suya o bajo su supervisión o control no se utilice de forma que contribuya a nes militares.
Panorama de la Energía Nuclear
Es importante mencionar algunos aspectos clave de la energía nuclear a nivel mundial tomados de la World Nuclear Association (2025):
Bajo esta premisa el AI HLEG (2019), propone adoptar la siguiente de nición actualizada de IA:
Las primeras centrales nucleares comerciales comenzaron a funcionar en los años cincuenta.
La energía nuclear proporciona actualmente alrededor del 9% de la electricidad mundial procedente de unos 440 reactores de potencia.
La energía nuclear proporciona aproximadamente una cuarta parte de la electricidad baja en carbono del mundo.
Más de 50 países utilizan energía nuclear en unos 220 reactores de investigación. Además, estos reactores se utilizan con nes medicinales (isótopos médicos) e industriales, así como para la formación.
La energía nuclear es la segunda fuente mundial de energía baja en carbono (26% del total en 2020), teniendo en cuenta la generación de CO2 durante el ciclo de vida, donde la hídrica y la eólica se ubican en las primeras posiciones y el carbón en la última (World Nuclear Association, 2024b).
Aspectos clave de la energía nuclear frente a otras fuentes de energía
En la Tabla 1 de manera general se asocian algunos aspectos clave a considerar de la energía nuclear frente a otras fuentes de energía. Algunos de estos aspectos se desarrollarán con mayor detalle a lo largo de este informe:
Tabla 1. Desafíos de la energía nuclear frente a otras fuentes de energía.
FACTOR
Costos de inversión inicial
Gestión de residuos
Aspectos de seguridad
Costos operativos
Opinión pública
Escalabilidad
Impacto ambiental
ENERGÍA NUCLEAR
Altos costos de construcción (hasta 50% o más del total de costos).
Genera residuos radiactivos peligrosos que requieren una gestión a largo plazo.
Riesgo de accidentes (como Fukushima) que pueden tener efectos duraderos en el medio ambiente.
Bajos costos operativos una vez construida la planta.
Aceptación parcial debido a preocupaciones sobre la seguridad y los residuos.
Puede satisfacer demandas de energía a gran escala de manera e ciente.
Bajas emisiones de carbono, pero genera desechos radiactivos y existe el riesgo de accidentes.
Tomado de: Adaptada de (Jason, 2023)
OTRAS FUENTES DE ENERGÍA (solar, eólica, hidroeléctrica)
Costos de instalación signi cativamente más bajos.
No generan residuos peligrosos.
Riesgo menor de accidentes catastrócos; accidentes ambientales limitados a daños por infraestructura.
Bajos costos operativos, pero con mayor variabilidad según las condiciones naturales (viento, sol, agua).
Generalmente bien aceptadas por ser vistas como seguras y ecológicas.
Menos e ciente a gran escala, pero adecuada para satisfacer necesidades locales.
Sin emisiones directas de carbono y sin residuos peligrosos.
“En 2023, las centrales nucleares suministraron 2.602TWh de electricidad, frente a los 2.545TWh de 2022” (World Nuclear Association, 2025), no es mucha diferencia, sin embargo esto revela la tendencia de la energía nuclear a permanecer y aumentar. Aunque hubo una disminución entre el 2012 al 2018, la energía nuclear ha tomado fuerza a partir del 2021 como una posible opción para los objetivos de descarbonización a nivel mundial (ver Figura 4).
En 2022, trece países produjeron al menos una cuarta parte de su electricidad a partir de energía nuclear. Francia obtiene alrededor del 70%, mientras que Ucrania, Eslovaquia, Bélgica y Hungría obtienen aproximadamente el 50%. Japón estaba acostumbrado a depender de la energía nuclear para obtener más de una cuarta parte de su electricidad y se espera que regrese a un nivel cercano en un futuro próximo (World Nuclear Association, 2025)
Los reactores en operación en 31 países producen alrededor del 9% de la electricidad mundial (ver Figura 5).
Según el Organismo Internacional de Energía Atómica (IAEA por sus siglas en ingles) de Naciones Unidas, (datos a diciembre de 2022) hay 58 unidades en construcción en 18 países, entre los que se encuentran China, India, Corea del Sur, Rusia y Turquía. Todos ellos, conscientes de los desafíos energéticos y medioambientales, construyen nuevas plantas porque consideran que la energía nuclear es una fuente esencial para el presente y futuro de sus regiones (Foro Nuclear, s.f.a).
Desarrollos en 2024
El estado actual de la energía nuclear en el mundo presenta una situación diversa, con algunos países que dependen considerablemente de ella, mientras que otros han buscado eliminarla por completo (Ritchie & Rosado, 2024b). La Figura 6 presenta la generación de energía nuclear por país, destacando a Francia, Estados Unidos, China, Rusia y Corea del Sur como los principales productores:
Figura 4. Producción de electricidad nuclear. Fuente: (World Nuclear Association, 2025)
Figura 5. Producción mundial de electricidad por fuente 2020. Fuente: (World Nuclear Association, 2025).
Fuente de datos: Ember (2024): Instituto de Energía - Revisión estadística de la energía mundial (2024)
OurWorldinData.org/energia | CC BY2023
Figura 6. Generación de energía nuclear por país, 2023.
Fuente: (Ember, 2024, como se citó en Ritchie & Rosado, 2024a)
A 2024 se resaltan algunos proyectos de reactores tradicionales que se encuentran en diferentes fases, tanto en conexión a la red como los que apenas comienzan a construirse. Además, los que se han detenido o apagado durante este año según datos de World Nuclear Association (World Nuclear Association, 2025):
Conexiones a la red
Kakrapar parque 4
Vogtle 4
Baraká 4
Fangchenggang 4
Shidao Guohe Uno 1
Zhangzhou 1
Flamanville 3
22/11/2010
30/07/2015
23/12/2016
19/06/2019
16/10/2019
3/12/2007
Fuente: (World Nuclear Association, 2025)
Comienza la construcción
Nombre del reactor
El Dabaa 4
Zhangzhou 3
Leningrado 2-3
Lianjiang 2
Xudabao 2
Shidaowan 1
Ningde 5
Zhangzhou 4
Central nuclear de Chashma 5
Inicio de la construcción
23/01/2024
22/02/2024
28/07/2024
27/09/2024
31/12/2024
Fuente: (World Nuclear Association, 2025)
Kursk 2
Maanshan 1
Pickering 1
Pickering 4
22/11/2010
Fuente: (World Nuclear Association, 2025)
Para obtener datos actualizados sobre reactores en funcionamiento, en construcción y plani cados en todo el mundo, consulte la tabla de Reactores de energía nuclear y requisitos de uranio en el mundo:
Para obtener información adicional sobre las tecnologías, el panorama general de los países donde la energía nuclear está presente, la comparación con otras fuentes en términos de costo y e ciencia, entre otros (Schneider & Froggatt, 2024).
Para obtener información detallada a nivel de país, consulte la sección Per les de países de la Biblioteca de información de la Asociación Nuclear Mundial.
En términos concretos, China se erige como el país líder a nivel mundial en la construcción de reactores nucleares. Actualmente, posee 55 unidades operativas y cuenta con 19 reactores adicionales en fase de construcción. A continuación, se encuentra India, que actualmente está desarrollando 8 reactores; le siguen Rusia y Turquía, cada uno con 4 en construcción, y Corea del Sur, con 3. En el año 2022, Egipto inició a la construcción de su primera central nuclear, convirtiéndose en el segundo país árabe en implementar energía nuclear, tras los Emiratos Árabes Unidos, que lo hizo en 2021 (Foro nuclear, s.f.a).
En la Unión Europea (UE), 13 de los 27 países miembros cuentan con plantas nucleares. En total, hay 103 reactores en funcionamiento, los cuales generan aproximadamente el 26% de la electricidad total consumida en la UE cada año. Además, hay tres reactores que están en fase de construcción en Eslovaquia y Francia (Foro nuclear, s.f.a).
Francia, con un total de 56 reactores nucleares en funcionamiento, se posiciona como el país de la Unión Europea que cuenta con el mayor número de unidades nucleares. En el territorio francés, aproximadamente el 70% de la electricidad proviene de fuentes nucleares, lo que representa el porcentaje
más elevado a nivel mundial. Le sigue Ucrania, que presenta un 55%, Eslovaquia con un 52,3%, Bélgica con un 50,8% y Hungría con un 46,8%. En conjunto, en la Unión Europea, casi un tercio de la electricidad consumida tiene su origen en la energía nuclear. Al considerar la totalidad de Europa, se contabilizan 170 reactores en operación y 12 en fase de construcción, como se ilustra en la Figura 7 (Foro nuclear, s.f.a).
REACTORES EN EUROPA
OPERACIÓN EN CONSTRUCCIÓN
En Europa hay 170 reactores en operación y 12 en construcción
Figura 7. Reactores en Europa. Fuente: (Foro nuclear, s.f.a)
Continuando con el análisis por continentes, en África se encuentran actualmente dos reactores en funcionamiento y dos en fase de construcción (consultar Figura 8). En América, hay un total de 118 reactores operativos y 4 adicionales en construcción. En Asia, que es el continente que más invierte en esta tecnología, hay 132 reactores en actividad (ver Figura 9), aunque algunos se encuentran temporalmente detenidos, como es el caso en Japón; además, en total en Asia se encuentran 40 nuevas unidades en construcción (Foro nuclear, s.f.a).
REACTORES EN AMÉRICA
119 reactores en operación y 4 en construcción
REACTORES EN ÁFRICA
En África hay 2 reactores en operación y 2 en construcción
Figura 8. Situación de reactores en África. Fuente: (Foro nuclear, s.f.a)
REACTORES EN ASIA
OPERACIÓN
144 reactores en operación y 41 en construcción
En la actualidad, en especí co a nivel de Sudamérica, solo Argentina y Brasil utilizan energía nuclear según datos de la World Nuclear Association (2024c): Contexto en Suramérica
Argentina
3 reactores, con una capacidad neta combinada de 1.6 GWe. En 2022 generó el 5.4% de su electricidad a partir de energía nuclear
Brasil
2 reactores, con una capacidad neta combinada de 1.9 GWe. En 2022 la energía nuclear generó el 2.5% de la electricidad del país.
Figura 9. Situación de reactores en América y Asia
Fuente: (Foro nuclear, s.f.a)
Renacimiento Nuclear
A nivel mundial, la construcción de centrales nucleares tradicionales experimentó un notable descenso tras el accidente de Chernobyl en 1986, y posteriormente, esta tendencia se reprodujo tras el desastre de Fukushima en Japón en 2011, según los datos presentados en el Informe sobre la Situación de la Industria Nuclear Mundial (ver Figura 10). No obstante, poco tiempo después, se observó un repunte en esta actividad y los nuevos proyectos se agrupan principalmente en China (Dewan et al., 2024).
India Irán Japón
Pakistán Taiwán Tirquía
Nuevos
Nota: no todos los proyectos iniciados se completan y muchos tardan más de 10 años en completarse.
De acuerdo con la Agencia Internacional de Energía (IEA, por sus siglas en inglés), debido a la reactivación inminente de diversas centrales nucleares tradicionales en Japón, las cuales habían cesado su funcionamiento tras el incidente de Fukushima, así como al inicio de operaciones de nuevos reactores en países como China, India, Corea del Sur y en Europa, se avecina un renacimiento en el ámbito nuclear. La organización anticipa que la generación de energía nuclear a nivel global alcanzará un récord histórico en el año 2025 (Dewan et al., 2024).
Se observa que tanto la ciudadanía como, posiblemente, los respectivos gobiernos, están evaluando los bene cios en comparación con los riesgos de la energía nuclear, incluyendo el desafío del almacenamiento de residuos radiactivos, los cuales pueden representar un peligro durante miles de años. Los temores acumulados durante décadas en torno a la seguridad de la energía nuclear parecen ir desvaneciéndose. Esta situación podría propiciar un entorno más favorable para aquellos países que deseen explorar los pequeños reactores modulares (SMR, por sus siglas en inglés) (Dewan et al., 2024).
Adicionalmente, Estados Unidos ha destinado 72 millones de dólares a su programa internacional de SMR, denominado FIRST, con el propósito de ofrecer a los países un conjunto integral de herramientas para su gestión e implementación. Este programa incluye desde talleres hasta estudios de ingeniería y viabilidad, facilitando así todos los recursos necesarios para la adquisición de una ota de SMR fabricada en su territorio (Dewan et al., 2024).
Sin embargo, Rusia y China están por delante de Estados Unidos en energía nuclear fuera de sus fronteras. Rusia es líder en la venta de su tecnología nuclear en el mundo, con 19 reactores (en su mayoría convencionales) en construcción en siete países. China está vendiendo dos en el extranjero, pero está construyendo más que cualquier otro país y tiene el único reactor modular pequeño terrestre operando comercialmente. Estados Unidos no tiene proyectos internacionales en construcción, pero está cortejando a los países con su tecnología SMR (Dewan et al., 2024).
En la Figura 11 se pueden identi car los países dónde se están construyendo proyectos de reactores nucleares de Rusia y China; además, los lugares donde Estados Unidos está promoviendo la cooperación en materia de energía nuclear.
EE.UU.
RusiaChina
Lugares donde EE.UU. está promoviendo la cooperación en materia de energía nuclear.
Figura 11. Construcción de proyectos de reactores nucleares de Rusia y China. Fuente: (Dewan et al., 2024)
Figura 10. Nuevos proyectos de reactores nucleares por país. Fuente: (Dewan et al., 2024)
Rusia
Además, Estados Unidos y el Reino Unido, entre otros, están invirtiendo en su propia producción de combustible y Rusia tiene otra ventaja, su empresa nuclear estatal suministra casi toda la demanda mundial de combustible para SMR, el uranio enriquecido conocido como HALEU. Esto es esencial, ya que hasta el momento dos proyectos de demostración de SMR, recibieron ayudas públicas para entrar en funcionamiento en 2028, para ello necesitarán combustible, uno es de X-energy en Washington y otro de TerraPower de Bill Gates en Wyoming (Dewan et al., 2024).
Continuidad de la operación de las centrales
La continuidad de la operación se re ere al funcionamiento de una central nuclear, más allá del periodo originalmente contemplado en su diseño, asegurando su nivel de seguridad. Esta práctica es habitual en diversos países del mundo y representa una estrategia apropiada para lograr simultáneamente los aspectos fundamentales del desarrollo sostenible, ya que garantiza tanto la independencia como la diversi cación del suministro energético, y contribuye en la lucha contra el cambio climático (Foro nuclear, s.f.a).
Distintos estudios internacionales arrojan como resultado, que es técnicamente viable operar las centrales nucleares más allá de su plazo de diseño, manteniendo los niveles de seguridad y abilidad exigidos por las legislaciones nacionales e internacionales.
Al 31 de diciembre de 2022, en todo el mundo se contabilizaban un total de 191 reactores nucleares que habían recibido la autorización por parte de distintos organismos reguladores para operar más allá de los 40 años de vida útil. Estas autorizaciones adoptaron diferentes esquemas: en ciertos casos, se otorgaron extensiones por un periodo adicional de 20 años, en otros, las autorizaciones fueron concedidas por un tiempo determinado, y en pocos, de manera inde nida. En Finlandia, se otorgó una autorización de 70 años a dos de sus reactores, y en Estados Unidos, donde la mayoría de los reactores cuentan con autorizaciones por un periodo de 60 años, se encuentran seis reactores que han obtenido autorización para operar durante 80 años. En conjunto, estos reactores representan más del 45% del total de los reactores nucleares en funcionamiento a nivel mundial, distribuyéndose de la manera que se muestra en la Figura 12 (Foro nuclear, s.f.a).
Los programas nucleares nacionales, así como todas las instalaciones nucleares, se encuentran bajo la supervisión y control de los organismos reguladores tanto a nivel de cada país como a nivel
España
Bélgica
Rep. Checa
Suecia
Finlandia
Hungría
Japón
Suiza
Ucrania
México
Argentina
Armenia
China
Países
Bajos
0102030507090 406080
Figura 12. Cantidad de reactores en el mundo con autorizaciones para operar más allá de 40 años Fuente: (Foro nuclear, s.f.a)
internacional. Para consultar datos actualizados e información adicional se puede ingresar al Sistema de Información sobre Reactores de Potencia (PRIS) de la Organismo Internacional de Energía Atómica (IAEA por sus siglas en inglés).
Conoce más
Uranio
La paulatina aceptación de la energía nuclear en Europa y su cali cación como energía ‘limpia’, gracias a que produce mínimas emisiones de Dióxido de Carbono u otros gases de efecto invernadero, genera que muchos inversores se interesen por el sector del Uranio, mineral utilizado para el funcionamiento de las plantas de energía nuclear. “Rusia, EE. UU. y la UE se reparten la producción de esta materia prima, de la que 5 gramos generan la misma energía que una tonelada de carbón o más de 500 litros de petróleo” (Orgaz, 2024).
El uranio es el combustible principal para la producción de energía nuclear. El mineral de uranio se puede extraer de minas a cielo abierto o de sitios de excavación. Sin embargo, este método de extracción ha sido reemplazado por la “lixiviación in situ”. En este método, el agua y otros elementos circulan a través de depósitos de uranio subterráneos. Luego, el uranio se disuelve fuera del depósito y se extrae para enriquecerlo y convertirlo en un combustible que se puede utilizar en plantas nucleares (Ritchie & Rosado, 2024b).
Kazajstán es el mayor productor mundial de uranio extraído. En 2022 representó más del 40% del total mundial, como se muestra en el grá co siguiente. Namibia, Canadá, Australia y Uzbekistán también fueron grandes productores (ver Figura 13).
Para el caso del uranio enriquecido, que luego se utiliza en la fabricación de barras de combustible en otros países, Rusia es el mayor productor mundial, en 2023 produjo alrededor del 40% del total mundial (Ritchie & Rosado, 2024b).
Según la World Nuclear Association (2024d), los mercados de materias primas minerales son cíclicos, con precios que suben y bajan signi cativamente a lo largo del tiempo. Sin embargo, a largo plazo, los precios reales tienden a disminuir debido a los avances tecnológicos que reducen los costos de producción. En el caso del uranio, los precios altos de nales de los años setenta cayeron durante los ochenta y noventa, con precios al contado por debajo del costo de producción en la mayoría de las minas. Aunque hubo una recuperación entre 2003 y 2009 (Ver Figura 14), los precios han sido débiles desde entonces.
El mercado spot (también denominado mercado al contado) del uranio, que inicialmente representaba una pequeña porción de la oferta, ha crecido desde 2008, llegando a aplicarse aproximadamente una cuarta parte de las transacciones en la última década. La mayoría de las transacciones se realizan mediante contratos a largo plazo con precios más altos que el spot, re ejando la seguridad del suministro. La participación de utilities y productores en el mercado spot ha disminuido, mientras que la comunidad nanciera ha aumentado su presencia, aportando mayor liquidez y e ciencia. Las uctuaciones de precios están in uenciadas por la demanda y la percepción de escasez, y no pueden mantenerse inde nidamente por debajo del costo de producción ni en niveles muy altos (World Nuclear Association, 2024d).
Producción re nada: La producción re nada es el proceso de tomar materias primas, como metales extraídos de minerales, y puri carlos para lograr una formamásutilizableodemayorcalidad.Despuésdeque los metales se extraen inicialmente del mineral a través de procesos como la fundición, a menudo contienen impurezas o no están en la forma ideal para su fabricación. La re nación implica un mayor procesamiento de estos metales para eliminar las impurezas y ajustar su composición para cumplir con estándares especí cos. La producción re nada es esencial para transformar las materias primas en metales de alta calidad que son cruciales para las industrias y los consumidores, desde la fabricación de productos electrónicos hasta la construcción de edificios.
Figura
Precio del uranio al contado ($/lb U3O8)
Precio del uranio a largo plazo ($/lb U3O8)
Figura 14. Precios del uranio al contado y a largo plazo (2000-2023).
Fuente: (World Nuclear Association, 2024d)
13. Producción de Uranio
La demanda de uranio está impulsada por alrededor de 440 reactores nucleares activos que requieren aproximadamente 67.500 toneladas de uranio al año. Aunque la capacidad de los reactores está aumentando lentamente y su e ciencia ha mejorado, lo que reduce la demanda de uranio por kWh producido, cada nueva capacidad de GWe añadida requiere una producción minera adicional signi cativa. Los avances en e ciencia han reducido la demanda de uranio en un 25% en Europa desde 1970 (World Nuclear Association, 2024d).
El consumo de combustible nuclear se mide en megavatios-días (MW-día) por tonelada métrica (MWd/tU), y los aumentos en el consumo pueden reducir la cantidad de conjuntos de combustible necesarios, resultando en ahorros de costos. Sin embargo, mayores consumos a veces requieren niveles más altos de enriquecimiento, lo que incrementa los costos. Las utilities han buscado un mayor enriquecimiento y quemado para obtener más combustible, aunque esto requiere más energía para el enriquecimiento. Existe una compensación entre la energía necesaria para el enriquecimiento y la cantidad de uranio utilizado.
La demanda de combustible de uranio es más predecible que la de otros minerales debido a los altos costos de capital y bajos costos de combustible en la generación de energía nuclear. Una vez construidos los reactores, es rentable mantenerlos operando a alta capacidad, lo que hace que las previsiones de demanda dependan principalmente de la capacidad instalada y operativa, independientemente de las uctuaciones económicas. Sin embargo, las políticas que favorecen las energías renovables complican este panorama.
En los próximos diez años, se espera un crecimiento en el mercado del uranio. Según el Informe sobre combustible nuclear de 2023 de la Asociación Nuclear Mundial citado por (World Nuclear Association, 2024d), la demanda de uranio aumentará un 28% entre 2023 y 2030, y un 51% entre 2031 y 2040. Este crecimiento dependerá de la construcción de nuevas plantas y la retirada de las antiguas. La ampliación de la vida útil de las plantas y la operación continua de los reactores más antiguos serán factores clave en el mercado del uranio a medio plazo, especialmente en un contexto de creciente demanda de electricidad y preocupación por las emisiones de carbono (World Nuclear Association, 2024d).
En lo que respecta al suministro la (World Nuclear Association (2024d) indica que, en 2022, las minas suministraron el 74% de las necesidades anuales de uranio de las utilities, con el resto proveniente de fuentes secundarias como reservas almacenadas, estas reservas se han acumulado nuevamente tras su agotamiento entre 1990 y 2005; a nales de 2022, se estimaba que había grandes cantidades de uranio almacenadas en Europa, EE. UU., China y el resto de Asia (World Nuclear Association, 2024d).
Solo existe un isótopo sionable natural, el uranio-235 (U235). En un reactor nuclear, los átomos de U235 se dividen y producen calor. Hay dos isótopos fértiles naturales, el uranio-238 (U238) y el torio-232 (Th232). No se dividirán hasta que se transmuten primero en isótopos sionables mediante captura de neutrones, lo que no ocurre en gran medida en un reactor tradicional. En un reactor avanzado, el U238 y el Th232 se transmutan en isótopos sionables Pu239 y U233, que luego se dividen para producir calor (Rehm, 2023).
iAunque las reservas probadas de uranio sólo permiten que la tecnología tradicional dure 90 años más, la tecnología avanzada es válida para miles de años. El mineral de uranio contiene 100 veces más U238. En teoría, la energía nuclear avanzada puede proporcionar 9000 años de energía renovable a partir de esas reservas con la demanda energética actual, y eso sin tener en cuenta los “residuos” nucleares heredados que ahora están almacenados de forma segura y que pueden convertirse en combustible para reactores avanzados (Rehm, 2023).
Por otra parte, el costo del combustible nuclear cargado en un reactor se compone principalmente del enriquecimiento y la fabricación del combustible, con solo un tercio del costo correspondiente al suministro desde la mina. En este escenario, el crecimiento de la demanda de uranio en Rusia y China ha llevado a estos países a invertir estratégicamente en minas de uranio en el extranjero, priorizando la seguridad del suministro sobre la economía de la producción, especialmente en un contexto de precios mundiales bajos (World Nuclear Association, 2024d).
Durante las décadas de 1950 y 1960, Colombia y Argentina inauguraron sus primeros reactores nucleares, Argentina activó el reactor RA-1 en 1958, mientras que Colombia, puso en funcionamiento el IAN-R1 en 1965. De este modo, Colombia se encontraba en una posición comparable a la de Argentina en el ámbito de la investigación nuclear (Caicedo, 2022).
No obstante, más de medio siglo después, el panorama ha experimentado un cambio signi cativo. Actualmente, Argentina dispone de tres centrales nucleares que aportan el 4,7% de la energía del país, y se encuentra en proceso de construcción una nueva central con el objetivo de aumentar dicha proporción al 8% de generación de energía nuclear. En contraste, en Colombia, el IAN-R1 se utiliza exclusivamente para nes de investigación por parte del Servicio Geológico Colombiano, entidad que actualmente es responsable de su mantenimiento (Caicedo, 2022).
Aunque Colombia no ha logrado impulsar la generación de energía nuclear al mismo nivel que Argentina, cabe destacar que la discusión en este ámbito no comienza desde cero. En la actualidad, Colombia cuenta no solo con un reactor activo y operativo, sino también con un Grupo de Asuntos Nucleares bajo la supervisión del Ministerio de Minas y Energía, así como una Dirección de Asuntos Nucleares a cargo del Servicio Geológico, que gestionan el IAN-R1, ubicado en la ciudad de Bogotá (Caicedo, 2022).
De acuerdo con lo expuesto por el Director Técnico de Asuntos Nucleares, Hernán Olaya, aunque el IAN-R1 no es utilizado para la generación de energía, posee principios físicos de operación equivalentes a los de un reactor destinado a tal n, por lo que gracias al conocimiento adquirido a lo largo de los últimos años el país se encuentra en condiciones de establecer, de manera expedita, un centro de capacitación para operadores de centrales nucleares (Caicedo, 2022).
Es importante identi car que existen diversas razones que han impedido un avance signi cativo en la instalación de plantas de energía nuclear en el país. En primer lugar, se encuentran los altos costos y el tiempo requerido para su implementación. En segundo lugar, el potencial hídrico de Colombia que ha llevado al país a optar por un mayor desarrollo de la energía hidroeléctrica.
No obstante, Colombia es miembro del Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA, por sus
siglas en inglés), lo que le permite bene ciarse de ciertos proyectos del programa de cooperación técnica de esta entidad de las Naciones Unidas. Este programa constituye el mecanismo principal a través del cual se trans ere tecnología nuclear a los Estados miembros, abarcando áreas como la salud y la nutrición, la alimentación y la agricultura, el agua y el medio ambiente, las aplicaciones industriales y el desarrollo, así como la gestión del conocimiento nuclear (Energía Estratégica, 2022).
Características del reactor nuclear de investigación IAN-R1
Fue puesto en marcha en 1965 como una donación de Estados Unidos, durante el gobierno de Guillermo León Valencia. Esto ocurrió en el marco del programa Átomos para la Paz, que promovía el uso pací co de la energía atómica. El Servicio Geológico Colombiano (SGC) como entidad adscrita al Ministerio de Minas y Energía, desde 1998 tiene dentro de sus funciones la gestión del reactor nuclear (SGC, s.f.).
Actualmente, el reactor nuclear se utiliza para realizar estudios que aporten al conocimiento geocientí co del país en tres líneas de investigación: • Geocronología • Activación neutrónica • Aplicaciones radiactivas.
Al ser un reactor de investigación es diferente a un reactor de potencia como se aprecia en la Figura 15 (SGC, s.f.):
Reactor de potencia
Maneja altas presiones para generar movimiento de turbinas que, a su vez, producen energía eléctrica.
Su diseño es cerrado, lo que quiere decir que los procesos que suceden en su interior no tienen conexión con el entorno
Reactor de investigación
Maneja bajas presiones (a nivel de la presión atmosférica), lo que signi ca que se opera de manera segura. Su potencia de generación de energía va de 0 a 200 megavatios (MW) Sus ujos neutrónicos son más bajos con respecto a los del reactor de potencia
Abierto a la atmósfera (no emite ninguna fuente de contaminación radiactiva al medio ambiente)
Figura 15. Diferencias entre reactor de potencia y de investigación.
Fuente: (SGC, s.f.)
Al tener una baja potencia de operación, no representa peligro para las personas o el ambiente, reduce al máximo una irradiación, físicamente no sería posible generar materiales que puedan ser utilizados con nes bélicos, es para investigación y su instalación no funciona para generar energía eléctrica. Esto no quiere decir que los reactores de
potencia sean peligrosos, sino que este al tener una nalidad investigativa cuenta con características diferentes y riesgos más reducidos.
El reactor nuclear tiene el mismo principio físico de funcionamiento que cualquier otro reactor en el mundo (opera a partir de la sión del uranio), la diferencia radica en la cantidad de facilidades experimentales. La potencia en el número de kilovatios (kW) puede marcar la diferencia entre este reactor y otros en el mundo. Para ser más precisos, el IAN-R1 opera a 30kW (SGC, s.f.).
En el escenario nacional, la autoridad reguladora es el Ministerio de Minas y Energía, a través de un grupo de trabajo creado para este n. Adicionalmente, al interior de la Dirección de Asuntos Nucleares hay una persona encargada de supervisar. Mientras tanto, a nivel mundial, el Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA) —que promueve la utilización de energías nucleares con nes pací cos en todo el mundo— visita anualmente el reactor para hacer un balance del combustible nuclear y para veri car el uso pací co del mismo. La última visita fue realizada en octubre del 2022, en la cual se encontró que la operación está alineada con los compromisos internacionales frente a la utilización de energía nuclear (SGC, s.f.).
Tendencias Globales
En medio de la actual crisis energética mundial, reducir la dependencia de los combustibles fósiles importados se ha convertido en la principal prioridad de seguridad energética. No menos importante es la crisis climática, alcanzar cero emisiones netas de gases de efecto invernadero para mediados de siglo requiere una descarbonización rápida y completa de la generación de electricidad y la producción de calor. La energía nuclear, contribuye a ambos objetivos al evitar 1,5 Gigatoneladas (Gt) de emisiones globales y 180 mil millones de metros cúbicos (bcm) de demanda global de gas al año (IEA, s.f.).
Si bien se espera que la energía eólica y solar fotovoltaica lideren el impulso para reemplazar los combustibles fósiles, deben complementarse con recursos gestionables. Como la segunda fuente actual de energía de bajas emisiones después de la hidroeléctrica, y con su capacidad de despacho y potencial de crecimiento, la energía nuclear (en los países donde se acepta) puede ayudar a garantizar sistemas eléctricos seguros y diversos de bajas emisiones (IEA, s.f.).
Sin embargo, durante años, la energía nuclear quedó fuera de las conversaciones sobre energía global, 2023 fue un año histórico, con su mención
en los titulares de noticias y hojas de ruta hacia una nueva energía nuclear y en eventos como la conferencia de las Naciones Unidas sobre el cambio climático en Dubái y la reunión de ministros de clima, energía y medio ambiente del G7. En Sapporo, Japón; los gobiernos del G7 emitieron un comunicado conjunto para apoyar la operación a largo plazo de las instalaciones nucleares actuales y acelerar el despliegue de nuevas plantas (Love, 2023).
Energía Nuclear en la COP28
En la 28ª Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (COP28) la energía nuclear fue identi cada formalmente como una de las soluciones al cambio climático en el Primer Balance Global de avances hacia el cumplimiento de los objetivos del Acuerdo de París.
Figura 16. Países que respaldan la declaración para impulsar la energía nuclear. Fuente: (U.S Department of Energy, 2023).
En la COP28 también, 24 líderes mundiales rmaron una declaración para hacer esfuerzos por triplicar la energía nuclear para 2050 (ver Figura 16) (U.S Department of Energy, 2023). La declaración, realizada por el presidente de la República Francesa, Emmanuel Macron, en una ceremonia el 2 de diciembre de 2023, hacía referencia al análisis de la NEA (Agencia de Energía Nuclear) de 2022 que encontró que triplicar la capacidad de energía nuclear para 2050 ayudaría signi cativamente a los países a alcanzar sus objetivos de emisiones netas de carbono cero al tiempo que crearía y mantendría la seguridad energética (Nuclear Energy Agency [NEA], 2023a).
Estos esfuerzos se han visto re ejados de varias maneras. En 2022, se pusieron en funcionamiento
Bélgica
7,9 GW de nueva capacidad de energía nuclear, un aumento del 40% respecto al año anterior. China completó dos reactores, lo que marcó el décimo año consecutivo en que añadió la mayor capacidad de energía nuclear de cualquier país. También se completaron proyectos en Finlandia, Corea del Sur, Pakistán y los Emiratos Árabes Unidos. Además, en 2022 se inició la construcción de cinco reactores en China, dos en Egipto y uno en Turquía.
Muchos países han tomado recientemente medidas para ampliar las operaciones en las centrales nucleares existentes y construir otras nuevas.
Los países y regiones que están logrando avances notables en la electricidad nuclear incluyen, según la IEA (s.f.), los siguientes:
Decidió ampliar el funcionamiento de dos reactores existentes de 2025 a 2035, que cubrirán alrededor del 15% de la demanda de electricidad
Canadá
Introdujo un crédito scal a la inversión de hasta el 30% para tecnologías de energía limpia a nales de 2022, incluyendo explícitamente pequeños reactores modulares (SMR), y el Banco de Infraestructura de Canadá concedió un préstamo para construir un SMR ya en 2028 en un sitio nuclear existente.
China
Sigue liderando la ampliación de capacidad nuclear, con dos grandes reactores terminados en 2022, cuatro más iniciando su construcción y planes para construir al menos 150 nuevos reactores en los próximos 15 años
Finlandia
Completó Olkiluoto 3 en 2023, el primer reactor nuclear nuevo en Europa Occidental en 15 años
Francia
Acordó en 2022 construir seis nuevos reactores nucleares de gran tamaño que cubrirán alrededor del 10% de la demanda de electricidad, con la opción de construir ocho más. La puesta en servicio del primer reactor está prevista para 2035
Japón
Estableció una ley en 2023 en el marco de la iniciativa Transformación Verde, que permite a las empresas eléctricas operar activos nucleares durante más tiempo, en algunos casos más de 60 años, excluyendo los períodos durante los cuales fueron suspendidos por razones de seguridad. Una nueva política, anunciada en diciembre de 2022, también tiene como objetivo maximizar el uso de la ota existente y prevé el desarrollo de nuevas centrales nucleares.
Corea del Sur
Aspira a que la energía nuclear se expanda a más del 30% de la generación de electricidad para 2030 en el marco del Décimo Plan Energético Básico, frente al 28% actual.
Polonia
En noviembre de 2022, el gabinete aprobó formalmente la decisión de que la primera central nuclear de Polonia utilizara tres unidades Westinghouse AP1000. Además, avanza el desarrollo de unidades APR1400 y los SMR continúan ganando terreno en el sector privado.
Reino Unido
La Estrategia de Seguridad Energética para 2022 tiene como objetivo ocho nuevos reactores de gran tamaño, así como SMR, para alcanzar una capacidad de energía nuclear de 24 GW para 2050, lo que podría proporcionar hasta el 25 % de la demanda de electricidad proyectada.
Estados Unidos
La Ley de Reducción de la In ación de 2022 creó un crédito scal para la producción de energía nuclear de cero emisiones, mejorando drásticamente la economía de los reactores nucleares existentes y también incluyó apoyo adicional para las nuevas construcciones nucleares.
India
En diciembre de 2021, el Departamento de Energía Atómica de la India anunció planes para expandir la capacidad actual de energía nuclear de 6,78 GW a aproximadamente 22.480 GW para 2031.
Bulgaria y Polonia
Están rmando acuerdos para que reactores grandes y pequeños satisfagan sus necesidades energéticas
Indonesia
En 2023, rmó con Estados Unidos una asociación estratégica para promover el interés de Indonesia en implementar la tecnología de SMR para satisfacer sus objetivos climáticos y de seguridad energética.
Argentina
En febrero de 2022, la empresa estatal China National Nuclear Corp (CNNC) acordó construir la cuarta central nuclear, Atucha III de 8.000 millones de dólares y tendrá una capacidad instalada total de 1.200 MWe, utilizando la tecnología china Hualong One. Algunos de los actores del mercado de energía nuclear del país incluyen China National Nuclear Corporation y Nucleoeléctrica Argentina, entre otros.
Brasil
En el Plan Nacional de Energía (PNE 2050) se prevé la instalación de hasta ocho nuevos reactores de aquí a 2050. El país busca activamente asociaciones e inversiones internacionales para apoyar la expansión de su sector nuclear.
Otros hitos importantes a nivel de grandes organizaciones que se pueden destacar según (Deaton, 2024) son:
•En un acuerdo histórico, Microsoft acordó comprar energía nuclear a Constellation para alimentar uno de sus centros de datos en Virginia.
Y Microsoft está formando un equipo para ayudar a integrar SMR y la tecnología de microrreactores en sus planes comerciales.
•Dow Chemical eligió sus instalaciones de fabricación en Seadrift, Texas, para albergar su primer proyecto SMR con X-energy.
•Standard Power anunció un acuerdo con NuScale para proporcionar su tecnología SMR a dos centros de datos en Ohio y Pensilvania.
•Westinghouse anunció el diseño de su microrreactor y consiguió su primer cliente, todo en el mismo año.
Además, las empresas de servicios públicos están incluyendo los SMR en su plani cación de recursos y al mismo tiempo buscan extender la vida útil de sus centrales nucleares actuales (Deaton, 2024).
•Duke Energy propuso recientemente un plan que incluye 600 MWe de nueva energía nuclear para 2035 y apoya la extensión de licencias de once reactores existentes.
•El reciente plan de Dominion Energy describe cinco escenarios, cuatro de los cuales incluyen el desarrollo de SMR.
A nales del año 2023, el director ejecutivo de Westinghouse, Patrick Fragman, dijo: "Hay algunas empresas de servicios públicos estadounidenses que están hablando muy seriamente con nosotros sobre los nuevos AP1000" (Deaton, 2024).
Todo lo anterior evidencia el creciente interés de gobiernos y organizaciones en apostar por la energía nuclear y el notable incremento que se puede esperar en un futuro cercano.
Tipos de reactores
Los pequeños y micro reactores de la próxima generación están concebidos para cumplir varios criterios de referencia en relación con el rendimiento, la seguridad y la abilidad.
Los reactores rápidos están diseñados para producir entre 60 y 70 veces más energía a partir del uranio que los reactores térmicos actuales. Al reciclar el combustible gastado y utilizar neutrones “rápidos” (neutrones producidos por sión que no se frenan con un moderador), estos reactores son altamente e cientes, producen muchos menos desechos nucleares y ofrecen múltiples posibilidades para las aplicaciones no eléctricas de la energía nuclear, tales como: la desalación de agua, la producción de hidrógeno, la calefacción urbana y sobre todo en los procesos industriales (Fisher, 2017).
La Generación IV consta de un conjunto de reactores cuyas tecnologías, no se basan en las de los reactores que actualmente se encuentran en operación, sino que constituyen nuevos y revolucionarios diseños (ver Figura 17) (Lanfranco, 2017).
Algunos de los objetivos que se pretende alcanzar
Generación I
Generación I
embarque
Puerto de embarque
Salón Calder (GCR/MAGNOX)
Punta Douglas (PHWR/CANDU)
Dresde-1 (BWR)
Fermi-1 (FBR/SFR)
Fondo de melocotón 1 (HTGR)
Puerto de embarque (PWR) Óbninsk (LWGR)
con esta nueva tecnología según (Lanfranco, 2017) y (Pérez, 2022) son:
•Mejorar la seguridad intrínseca de los reactores mediante un diseño basado en principios físicos infalibles que garanticen la estabilidad del núcleo,
•Mejorar el aprovechamiento del combustible, utilizando reactores rápidos y disminuyendo la cantidad y la actividad de los residuos aplicando técnicas de reproceso,
•Al mismo tiempo, conseguir que dichos residuos sean lo menos adecuados posible para uso militar, mejorando la resistencia a la proliferación nuclear y,
•Finalmente, conseguir que los reactores sean económicamente competitivos frente a las actuales tecnologías de generación.
Generación III/III+
Producción comercial de electricidad Reactores
Bruce (Philippines/Candu)
Acantilados de Calvert (PWR)
Flamanville 1-2 (PWR)
Gran Golfo (BWR)
Kalinin (reactor de potencia y reactor de potencia)
El avión de combate Kursk-1 (LWGR/RBMK)
Palo Verde (PWR)
BWR (GE-Hitachi; Toshiba BWR)
ACR 1000 (receptor de radiofrecuencia AECL CANDU)
AP1000 (fuente de alimentación Westinghouse-Toshiba)
APR-1400 (reactor de potencia de la KHNP)
Reactor de potencia de Mitsubishi (APWR)
Atmea-1 (reactor de potencia nuclear Areva-Mitsubishi)
CANDU 6 (AECL PHWR)
EPR (PWR de AREVA NP)
Generación IV
ESBWR (GE/Hitachi BWR)
Pequeños reactores modulareser
PWR CNEA
CAREM PWR
India DAE AHWR
KAERI SMART PWR
NuScale PWR
OKBM KLT-405 PWR
VVER-1200 (Gidopress)
Reactor rápido refrigerado por gas GFR
Reactor rápido refrigerado por plomo LFR
MSR Reactor de sales fundidas
SFR
Reactor rápido refrigerado por sodio
Reactor refrigerado por agua supercrítica SCWR
Reactor de muy alta temperatura VHTR
BWRX-300
Pequeño reactor modular de GEH
Figura 17. Generaciones de reactores nucleares. Fuente: (Foro Nuclear, s.f.b)
Puerto de
Cañón del Diablo Kashiwazaki Olkiluoto
Futuro
SMR refrigerados por agua (Light Water Reactors - LWR): estos diseños adoptan una tecnología madura con gran recorrido operacional y, de hecho, varios de ellos se encuentran en fases avanzadas de su diseño e implementación. Podemos diferenciar aquellos que utilizan agua a presión y los que utilizan agua en ebullición (Durán et al., 2022):
•Pressurized Water Reactors (PWR): tienen elevadas presiones en el circuito del reactor, alrededor de los 15 MPa, por lo que el agua no llega a cambiar de fase, produciéndose únicamente una leve ebullición nucleada subenfriada (ver Figura 18). El segmento PWR ha experimentado avances continuos en el diseño de reactores, sistemas de seguridad y e ciencia operativa, lo que ha llevado a un mejor rendimiento y una mayor aceptación pública.
•Boiling Water Reactors (BWR): trabajan a una presión inferior, de alrededor de 7 MPa, y se sirven del cambio de fase para refrigerar el reactor.
SMR refrigerados por gas a alta temperatura (HTGR): considerando que proporcionan calor de proceso a temperaturas por encima de los 750ºC, estos reactores se pueden emplear para una producción eléctrica más e ciente, así como para distintas aplicaciones industriales como la producción de hidrógeno o la desalinización. Es importante indicar que pese a incluir esta tecnología entre los diseños SMR avanzados, hay actualmente varios reactores de este tipo en operación, desta-
Presionador Generador de vapor
Reactor
Bomba de refrigeración
Lazo de refrigeración primario
cando el HTRPM construido en China y en operación desde 2021(Durán et al., 2022).
Estos reactores están refrigerados generalmente por helio y moderados por gra to, encontrando el combustible en forma de elementos esféricos recubiertos.
PHWR, también conocido como reactor de agua pesada (HWR): emplea agua pesada (óxido de deuterio) como moderador y refrigerante. La utilización de agua pesada permite el uso de uranio natural como combustible, eliminando la necesidad de costosos procesos de enriquecimiento. Los PHWR han ganado popularidad en países con abundantes recursos naturales de uranio debido a su exibilidad de combustible y rentabilidad.
Tradicionales- Generación III y III+
Algunos reactores representativos de esta generación son:
Reactor EPR de Areva: se encuentra en operación, siendo el primero en alcanzar criticidad en 2018 la unidad I de la Central Nuclear de Taishan (China) de 1660 MWe de potencia, con un costo de 3.800 millones de euros y un tiempo de construcción de 10 años (Durán et al., 2022).
Reactor AP1000 de Westinghouse: primer modelo entró en operación en 2018, también, en la Central Nuclear de Sanmen (China), que consta de dos unidades de 1157 MWe de potencia, con un tiempo de construcción de 10 años, con un costo conjunto de 6900 millones de euros (Durán et al., 2022).
Circuito secundario
Turbina
Separador de humedad/ Recalentadores
de agua de circulación
Muro de contención
Diagrama simpli cado del sistema de refrigeración primario
Diagrama simpli cado de los sistemas de refrigeración secundario y terciario
Figura 18. Diagrama simpli cado de los circuitos de refrigeración en un reactor tipo PWR. Fuente: según (Lanfranco, 2017)
Generador
Bomba
Bomba de agua de condensado
Circuito terciario
Reactores SMR avanzados – Generación IV Tendencias
Ideas Clave
•Actualmente la mayor parte de los reactores que se encuentran en funcionamiento pertenecen a la Generación II, construidos y puestos en marcha durante el último tercio del siglo XX, con una potencia eléctrica de alrededor de los 1.000 y los 1.500 MWe y el diseño que predomina son los reactores de agua ligera o Light Water Reactors (LWR) (Durán et al., 2022).
•Los SMR pertenecen a la IV Generación de reactores, los primeros diseños trasladan el diseño tradicional de los reactores de agua ligera a la pequeña escala. La innovación no se encuentra en la física del reactor, sino en su nuevo tamaño, que le con ere una mejora en su competitividad económica, y en los sistemas pasivos que utiliza, los cuales consiguen reducir los costes del proyecto a la vez que aumentan el grado de seguridad de estos reactores. Pueden ser modulares lo que les permite adaptarse a la demanda, de modo que al agrupar varios SMR se podrían cubrir infraestructuras con grandes requerimientos de energía (Durán et al., 2022).
•En la Generación IV también se incluyen otras tecnologías resucitadas de la primera generación de reactores nucleares, que plantean un cambio sustancial en la física del reactor, con el objetivo de obtener mayor energía del combustible y reducir la cantidad y la duración del residuo radiactivo generado. Dentro de estas se encuentran los reactores refrigerados por gas a alta temperatura, los reactores de espectro neutrónico rápido y los reactores de sales fundidas, entre otros (Durán et al., 2022).
Reactores de alta temperatura (VHTR)
Los VHTR se basan en una experiencia de operación de unos 50 años, algunos de los cuales son con plantas reales. Su principal objetivo era la cogeneración de electricidad y la aportación de energía para procesos que necesitasen una alta temperatura. La mejora en la seguridad ha sido demostrada ya que muchos de los posibles accidentes en un GGRR (Grandes Reactores) han sido descartados, ya que, por ejemplo, aún bajo condiciones extremas el núcleo no puede fundirse o emitir productos de sión al exterior.
Reactores de alta temperatura (VHTR)
Esta tecnología no cuenta con una experiencia operativa que los avale, pero se presenta como una variante muy prometedora gracias sobre todo a sus ventajas desde el punto de vista de la seguridad. Estos reactores suponen un cambio radical en su funcionamiento puesto que el combustible, en fase líquida, circula por el sistema mezclado con el refrigerante y las sales fundidas. Por tanto, la integridad de la vasija no está en riesgo y no hay posibilidad de liberación de productos de sión.
SMR de espectro neutrónico rápido refrigerados por metales fundidos (LMFBR)
Metales fundidos como el sodio (SFR), el plomo (LFR) o el plomo-bismuto (LBE). El sistema opera con neutrones mucho más energéticos en comparación con los diseños tradicionales LWR. Con este aspecto técnico, la utilización del combustible es notablemente más sostenible dado que se puede acceder a todo el potencial del combustible nuclear reduciendo sustancialmente la radiotoxicidad del combustible gastado.
Una docena de SMRs de espectro rápido han sido propuestos, aunque la mayoría de ellos están en su fase inicial de diseño. Rusia y Estados Unidos son los principales países involucrados en el desarrollo de esta tecnología, destacando el diseño ruso BREST-OD-300, cuya operación está prevista para 2026.
*En las imágenes: Sistemas LFR (arriba) y SFR (abajo)
Reactores supercríticos refrigerados por agua (SCWR)
Están basados en los reactores refrigerados por agua que tenemos en la actualidad, con la salvedad de que se pretende que trabajen a mayores temperaturas y presiones. La ventaja principal es que la e ciencia aumentaría considerablemente frente a los BWR o PWR. Algunos países como China, Canadá o Japón tienen en marcha desarrollo de conceptos en torno a estos reactores, pero debemos destacar que ningún reactor de demostración oexperimental ha sido construido, por lo que al menos serán necesarios unos 20 años para que la primera planta de este tipo entre en funcionamiento.
Micro-reactores
No se pueden cali car como una tecnología en sí dado que los diseños incluidos en esta categoría pueden ser muy variados, desde HTGR hasta reactores refrigerados por sales fundidas. De nuevo, Estados Unidos acoge el desarrollo de gran parte de estos diseños, donde destaca el reactor eVinci de Westinghouse. Las grandes ventajas para el desarrollo de los micro-reactores son la accesibilidad económica dado que son de 100 a 1000 veces más pequeños que un reactor nuclear convencional además de la posibilidad de una rápida construcción y puesta en marcha.
Fuentes: (Durán et al., 2022), (Pérez, 2022) e imágenes según (Lanfranco, 2017)
Tendencias
A continuación, se destacan las estrategias o tecnologías que están surgiendo y que dan un mayor impulso a la implementación de los SMR a nivel mundial.
Los Premios TIP (Top Innovative Practice Awards)
Destacan algunas de las innovaciones de la industria nuclear. Promueven el intercambio de nuevas ideas y mejores prácticas y, en consecuencia, mejoran la seguridad, los procesos de trabajo y la posición competitiva de la industria (Uhle, s.f.).
Los premios TIP están abiertos a personas y equipos de todas las empresas de servicios públicos miembros de NEI (Nuclear Energy Institute) que durante los últimos tres años hayan creado e implementado:
Nuevas prácticas
Tecnología mejorada
Procesos mejorados
Los premios están patrocinados por Framatome, GE Hitachi Nuclear Energy, Westinghouse, Westinghouse-Combustion Engineering y NEI.
Para ver los videos de los ganadores del año 2023:
Conoce más
Planta de energía nuclear Vogtle 4
El 2023, entró en funcionamiento el Vogtle 3 en Waynesboro, Georgia, como el primer reactor nuclear avanzado de Estados Unidos. En mayo de 2024, la unidad Vogtle 4 de 1.114 megavatios (MWe) (ver Figura 19) inició su funcionamiento. A su llegada a la red, se unió a Vogtle 3 para suministrar energía a los clientes del estado de Georgia (Johnson, 2024).
Tanto la Unidad 3 como la 4 de Vogtle utilizan un diseño más nuevo, el Westinghouse AP1000, el cual
pertenece a la Generación III+. Este reactor “ocupa menos espacio y tiene un diseño más simple que las tecnologías de reactores de generaciones anteriores. También cuenta con sistemas de seguridad pasiva que tienen como objetivo apagar el reactor sin ninguna acción del operador o fuente de energía externa” (U.S. Energy Information Administration [EIA], 2024).
Mayor capacidad de HALEU
En 2023 inició la producción de los primeros 20 kilogramos de uranio de alto ensayo y bajo enriquecimiento (HALEU) en los EE. UU. por parte de Centrus Energy. Y en 2024, Centrus espera aumentar la producción hasta los 900 kg. Además de esto, Estados Unidos, el 9 de enero de 2024, mostró su compromiso con los nuevos reactores cuando el DOE emitió “una solicitud de propuestas (RFP) para servicios de enriquecimiento de uranio, esto para ayudar a establecer un suministro interno con able de HALEU”. No sólo se están tomando medidas para producir más HALEU en Estados Unidos: también se está trabajando en el extranjero, Gran Bretaña, como parte de una inversión de £300 millones, nanciará la producción nacional de HALEU. Esperan que su primera planta de producción esté operativa a principios de la década de 2030 (EIA, 2024).
Tecnología avanzada para reactores de neutrones rápidos
La Sección de Desarrollo de la Tecnología Nucleoeléctrica del OIEA se ocupa de todos los aspectos técnicos de los reactores rápidos actuales, evolutivos e innovadores y de las actividades de investigación y desarrollo, el diseño, el despliegue y el funcionamiento de los sistemas híbridos subcríticos. Ofrece el mayor foro internacional para el intercambio de información sobre sistemas de neutrones rápidos (IAEA, s.f.).
Figura 19. Unidad Vogtle 4. Fuente: (Georgia Power, 2023)
Además de los proyectos actuales de construcción de reactores rápidos, algunos países están inmersos en intensos programas de investigación y desarrollo para elaborar conceptos de reactores rápidos innovadores, o de la Generación IV. Con el objetivo de establecer marcos multilaterales de cooperación internacional en que llevar a cabo estas actividades de investigación y desarrollo, se han puesto en marcha las iniciativas siguientes:
Foro Internacional de la Generación IV (GIF)
Proyecto Internacional sobre Ciclos del Combustible y Reactores Nucleares
Innovadores (INPRO)
Iniciativa Industrial Europea sobre Fisión
Nuclear Sostenible
En el año 2000 fue establecido el Proyecto Internacional sobre Ciclos del Combustible y Reactores Nucleares Innovadores (INPRO) para ayudar a asegurar que la energía nuclear siga estando disponible de manera que contribuya a satisfacer las necesidades mundiales de energía hasta el n del siglo XXI. Proporciona un foro para expertos y autoridades normativas de países industrializados y de países en desarrollo para el debate y la cooperación en cuestiones como la plani cación sostenible, el desarrollo y la implantación de la energía nuclear (Organismo Internacional de Energía Atómica, s.f.a).
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Biorre nación nuclear
Esta iniciativa propone reemplazar el petróleo crudo por medio de biorre nerías nucleares a gran escala. Para la descarbonización, es necesario encontrar la manera de poner n a la dependencia de los combustibles fósiles para la producción de materias primas químicas.
El Massachusetts Institute of Technology - MIT y el Laboratorio Nacional de Idaho (INL) están liderando una iniciativa de biorre nación nuclear. Para alcanzar la escala de capacidad de biorre nación necesaria para reemplazar los combustibles fósiles, se necesitan tres tecnologías:
1 2 3 1 2 3
Consolidación de la biomasa en productos densos en energía, almacenados anaeróbicamente y transportables económicamente, que estén disponibles durante todo el año.
Biorre nerías a escala de 250.000 barriles diarios.
Energía nuclear que proporciona electricidad, calor de proceso e hidrógeno a la biorre nería.
En Estados Unidos, se necesitarán mil millones de toneladas de biomasa cada año para satisfacer el consumo actual de productos re nados. El Departamento de Energía y el Departamento de Agricultura de Estados Unidos estiman que se podrían producir 1.400 millones de toneladas, pero esa cifra podría triplicarse si: (a) se paga más a los agricultores; (b) se utiliza el 10% de las tierras semiáridas para plantar opuntia (cactus); (c) se utiliza el doble cultivo de forma extensiva; (d) se integra la producción de alimentos, piensos y combustibles; (e)se mejora la productividad de los cultivos de pastos y de energía; y (f) se rehabilitan las tierras salinas, retiradas y degradadas. De este modo los biocombustibles nucleares podrían implementarse a gran escala en 20 años (Rehm, 2023).
Aspectos técnicos de los SMR
Pequeños Reactores Modulares (SMR) Estado de los SMR a nivel mundial Avances en el desarrollo de Tecnología SMR y microrreactores Combustibles para SMR
Los SMR (Pequeños reactores modulares) y los MMR (Microrreactores), sólo han sido dos hasta el momento en China y Rusia, países pertenecientes al OIEA (IAEA Agencia Internacional de Energía Atómica), debido a las implicaciones de tipo normativo, económico y técnico asociadas a la puesta en marcha y transporte de esta tecnología que aún se encuentra en sus primeras etapas de desarrollo. Los SMR en etapas más avanzadas se encuentran en diseño para pilotos, proyectando su comercialización a partir del año
A nivel de Latinoamérica, en Argentina se identi có que la obra civil del prototipo CAREM25, con una potencia eléctrica inicial de 25 MWe (Megavatios eléctricos) y que puede superar los 32 MWe se consolida como uno de los primeros SMR en el mundo que está o cialmente “en construcción” (junto con otros dos en China y Rusia) y que inaugura la IV generación. Tiene una fecha de nalización estimada para el 2028 y su objetivo es probar el diseño y las tecnologías que permitirán avanzar a una versión CAREM comercial, de más
A medida que la industria nuclear avanza hacia el uso de combustibles más enriquecidos y reactores avanzados, se ve la necesidad del desarrollo de una cadena de suministro más sólida para satisfacer la demanda de uranio enriquecido, como el HALEU. Además, la reutilización de combustible nuclear, proyectada en los modelos de reactores de neutrones rápidos, podría ofrecer soluciones para la energía nuclear a largo plazo.
Pequeños Reactores Modulares
Los pequeños reactores modulares (SMR) tienen una capacidad de potencia de hasta 300 MWe por unidad (ver Figura 20). Muchos SMR, que pueden ensamblarse en fábrica y transportarse a un lugar para su instalación, están previstos para mercados como aplicaciones industriales o áreas remotas con capacidad de red limitada (Liou, 2023).
En comparación con los reactores existentes, los diseños de SMR propuestos son generalmente más simples, y el concepto de seguridad de los SMR a menudo se basa más en sistemas pasivos y en las características de seguridad inherentes del reactor, como baja potencia y presión de funcionamiento. Esto signi ca que en tales casos no se requiere intervención humana ni energía o fuerza externa para apagar los sistemas, porque los sistemas pasivos dependen de fenómenos físicos, como la circulación natural, la convección, la gravedad y la auto presurización. Estos mayores márgenes de seguridad, en algunos casos, eliminan o reducen signi cativamente el potencial de emisiones peligrosas de radiactividad al medio ambiente y al público en caso de un accidente.
Por otra parte, los SMR tienen requisitos de combustible reducidos. Las centrales eléctricas basadas en SMR pueden requerir un reabastecimiento de combustible menos frecuente, cada 3 a 7 años, en comparación con entre 1 y 2 años para las centrales convencionales. Algunos SMR están diseñados para funcionar hasta por 30 años sin repostar combustible (Liou, 2023). En general los SMR conllevan diferentes ventajas a nivel económico, tecnológico, social y medioambiental, como se puede apreciar en la Figura 21.
Los SMR sólo han sido implementados hasta el momento en China y Rusia, países pertenecientes al OIEA, sin embargo, estos modelos no han sido comercializados. Actualmente, con miras a un desarrollo comercial de esta tecnología, un gran número de SMR y MMR (Microrreactores) están en etapas de diseño, construcción u obtención de licencia en países como Argentina, Canadá, China, Rusia, Corea del Sur y Estados Unidos (Gordon, s.f.).
Tanto instituciones públicas como privadas están participando activamente en los esfuerzos para hacer realidad la tecnología SMR en esta década. Por un lado, la central nuclear otante rusa Akademik Lomonosov (ver Figura 22) está equipada con dos reactores SMR KLT-40S de agua a presión (PWR) con una capacidad de 35 MWe. Es la primera central nuclear otante del mundo que comenzó a operar comercialmente en mayo de 2020. La capacidad energética total de la central es de 70 MW, mientras que la capacidad térmica es de 50 Gcal/h. La planta tiene una longitud de 140 metros, una anchura de 30 metros y un desplazamiento de 21.500 toneladas. Cortesía de Rosatom. se conectó a la red el 19 de diciembre de 2019 (Larson, 2024).
Por otra parte, el proyecto HTR-PM de 200 MWe de China Huaneng Group, se construyó en un emplazamiento de Rongcheng, bahía de Shidao, comenzó a suministrar energía a la red en la provincia de Shandong (ver Figura 23), aproximadamente a mitad de camino entre Pekín y Shanghái, en el este de China. Considerada como “la primera central nuclear modular comercialmente operativa del mundo con tecnología nuclear de cuarta generación”, el logro marca un hito importante, ya que la tecnología pasó de la fase experimental a la fase de operación (Larson, 2024).
Figura 20. Capacidad de los pequeños y micro reactores. Fuente: (Liou, 2023)
EconómicasTecnológicasSocialesMedioambientales
Tienen un costo inferior
Más fáciles de nanciar
Menores riesgos económicos por su tamaño y simplicidad
Se pueden construir en fábrica y transportarlos por ferrocarril o carretera hasta el emplazamiento
Plazo de construcción = 18 meses
Construcción en un entorno controlado que minimiza los retrasos
Posibilidad de fabricación en serie por la estandarización de los componentes, bene ciando una economía de escala
Requieren menos agua en su operación que los reactores de mayor potencia
Solución atractiva para: países o bien con pequeñas redes de distribución o con pequeñas empresas productoras de electricidad, lugares remotos sin acceso a la red, etc.
Buena solución como sustitución de antiguas centrales de carbón de pequeña o mediana potencia en sus mismos emplazamientos
Impacto económico positivo en los países que desarrollan esta tecnología a través de inversiones de I+D
Otras aplicaciones, además de la producción de electricidad; generar calor para procesos industriales, desalinización de agua, etc.
El combustible utilizado es muy inferior al de una central nuclear de mayor potencia
Los residuos radiactivos generales son muy inferiores a los de una central nuclear de mayor potencia
Se pueden combinar con otras fuentes de energía alternativas
Existe un amplio rango de potencias disponibles lo que proporciona exibilidad a la hora de cubrir las necesidades energéticas de una zona o región
Dispone de sistemas pasivos de seguridad y de evacuación de calor
Reduce las importaciones y la dependencia energética
Figura 22. Central nuclear otante Akademik Lomonosov. Fuente: (Larson, 2023)
Figura 21. Ventajas de los SMR frente a otras centrales nucleares de mayor potencia. Fuente: (Foro Nuclear, s.f.c)
Figura 23. Proyecto HTR-PM en la provincia de Shandong, China. Fuente: (Larson, 2023)
El demostrador de reactor chino modular de lecho de esferas refrigerado por gas de alta temperatura (HTR-PM) tiene una capacidad de 2 x 250 MWth o 210 MWe. Cada reactor está cargado con más de 400.000 elementos combustibles esféricos, cada uno de 60 milímetros de diámetro, que es aproximadamente el tamaño de una pelota de tenis (ver Figura 24). Cada guijarro contiene alrededor de siete gramos de combustible de uranio enriquecido al 8,5%, se conectó a la red el 20 de diciembre de 2021 y comenzó a operar comercialmente en diciembre de 2023 (Larson, 2023).
Figura 24. Lecho de guijarros del reactor HTR-PM en China. Fuente: (Larson, 2024)
Resultados de operación de los SMR activos actualmente
En el Informe sobre el estado de la industria nuclear mundial 2024 The World Nuclear Industry Status Report 2024 (WNISR), un proyecto co nanciado por el Ministerio Federal de Medio Ambiente, Conservación de la Naturaleza, Seguridad Nuclear y Protección del Consumidor de Alemania, se plantea que desde el 2023 que comenzaron su operación los reactores HTR-PM de China, han sido reclasi cados a una capacidad combinada de 150 MW. No hay ningún anuncio público sobre por qué la producción de energía se ha reducido en un 25% de la capacidad de potencia de diseño. Según la base de datos PRIS del OIEA, los reactores HTR-PM produjeron solo 112,09 GWh de energía eléctrica en 2023. Si se consideraran los 112,09 GWh como la producción anual de dos reactores con una capacidad combinada de 150 MW, esto se traduce en un factor de carga de solo el 8,5% (Schneider & Froggatt, 2024).
Los aparentes problemas operativos (no se han comunicado detalles sobre la naturaleza de los mismos) de los reactores HTR-PM se suman a un historial de retrasos en la construcción y aumentos de costos. Cuando se inició la construcción en 2012, el tiempo de construcción se estimó en “50 meses”, lo que ya era más que las estimaciones
anteriores de alrededor de 3 años. Asimismo, en 2009, los desarrolladores del HTR-PM estimaron que “el presupuesto necesario, excluyendo I+D (Investigación y Desarrollo) y los costos de infraestructura para la primera planta de demostración, sería de aproximadamente 2.000 USD/kWe” (Schneider y Froggatt, 2024). En 2017, incluso mucho antes de que se completara, su costo estimado había ascendido a unos 6.000 USD/kWe, más del doble del costo estimado inicialmente, incluso después de tener en cuenta la in ación (Schneider y Froggatt, 2024).
En el caso de los dos reactores KLT-40S que Rusia opera, se pusieron en servicio en mayo de 2020, después de largas demoras y sobrecostos. Según la base de datos PRIS del OIEA, los dos reactores tenían factores de carga de solo el 26,6% y el 43,4% en 2023, y factores de carga durante su vida útil de solo el 32% y el 28,2% (Schneider y Froggatt, 2024).
Avances en el desarrollo de Tecnología SMR y microrreactores
NuScale Power, una empresa estadounidense, anticipa que su diseño SMR estará operativo para 2029. Un reactor compacto como el que ofrece NuScale puede producir 154 MWe durante 12 años sin recargar combustible. Su microrreactor más grande, Voygr-12, ocupa apenas 0,05 millas cuadradas, lo que contrasta marcadamente con los parques eólicos que requieren 94 millas cuadradas y los parques solares que utilizan hasta 17 millas cuadradas (Menon, 2023).
A nivel de Latinoamérica, en Argentina se identi có que la obra civil del prototipo CAREM25, con una potencia eléctrica inicial de 25 MWe y que puede superar los 32 MWe, comenzó formalmente el 8 de febrero de 2014, consolidándose a partir de ese momento como el primer SMR en el mundo que está o cialmente “en construcción” (junto con otros dos en China y Rusia) y que inaugura la IV generación, de acuerdo con los parámetros del Organismo Internacional de Energía Atómica (Deza, 2024). El objetivo del prototipo es probar el diseño y las tecnologías que permitirán avanzar a una versión CAREM comercial, de más potencia, en módulos de más de 100 MWe. Tiene una fecha de nalización estimada para el 2028, sin embargo, se presentó un corte de las obras por falta de presupuesto y no hay una estimación pública sobre la inversión requerida para su nalización. La inversión realizada hasta ahora asciende a unos US$ 600 millones. Las cifras de inversión faltante reveladas entre fuentes del sector nuclear vinculadas con el proyecto oscilan entre los 200 y 300 millones de dólares (Deza, 2024). En paralelo al desarrollo del prototipo, la CNEA avanza en el diseño con-
ceptual del que será el módulo comercial del CAREM, el cual tendrá una potencia mayor (de entre 100 y 120 MWe), y sería la base de una central multi-reactor que permitirá alcanzar costos muy competitivos para el mercado internacional (Gordon, s.f.).
Más de 80 diseños comerciales de SMR que se están desarrollando en todo el mundo tienen como objetivo diversos resultados y diferentes aplicaciones, como electricidad, sistemas de energía híbridos, calefacción, desalinización de agua y vapor para aplicaciones industriales (ver Figura 25). Aunque los SMR tienen un costo de capital inicial por unidad más bajo, su competitividad económica aún debe demostrarse en la práctica una vez que se implementen (Gordon, s.f.).
Para cumplir con los plazos requeridos para su uso generalizado en sistemas descarbonizados, los SMR también requerirán más avances tecnológicos. Las tecnologías de Generación III, que se centran en una mayor seguridad, incluyen conceptos que ya están en construcción y que se espera que entren en funcionamiento en 2030. Los SMR de Generación IV, que incluyen diseños enfriados por metal líquido, sal fundida y enfriados por gas; su capacidad para alcanzar temperaturas más altas y potencialmente reciclar combustible nuclear usado las convierte en tecnologías atractivas, siempre que el progreso continúe dentro de los plazos requeridos (IEA, s.f.).
El folleto Advances in small modular reactor technology developments de 2020 (Avances en el desarrollo de tecnología de pequeños reactores modulares) proporciona una breve información introductoria y una descripción técnica de los diseños y tecnologías clave de SMR en diferentes etapas de desarrollo e implementación. Para ayudar al lector a comprender fácilmente el estado de implementación, la Tabla 2 enumera todos los diseños de SMR con la tecnología aplicable, la capacidad de salida, el tipo de reactor, la información del instituto de diseño, el país y el estado de desarrollo a 2020 (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2020).
La edición 2020 consta de seis partes clasi cadas según el orden de los diferentes tipos de refrigerantes y el espectro de neutrones adoptado, la sexta parte está dedicada a los microrreactores, como una nueva subcategoría dentro de SMR y otros SMR que no utilizan refrigerantes y/o diseños de combustibles tradicionales, como los tubos de calor.
Para consultar el informe completo, de clic en el icono:
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Figura 25. Desarrollo mundial de reactores modulares de pequeño y mediano tamaño. Fuete: (Gordon, s.f.)
Parte 1: pequeños reactores modulares refrigerados por agua (terrestre)
100 ACP 1OO PWR CNNC
300 CANDO SMR PHWR Candu Energy Inc (SNC -Lavalin Group)
200 CAP200 PWR SNERDI/SPIC
Salida MW(e) Tipo Diseñadores Diseño Estado País
China Diseño detallado
Canada Diseño conceptual
China Diseño conceptual
400 MW(t) DHR400 LWR (pool type) CNNC China Diseño básico
200 MW(t) HAPPY200 PWR SPIC
50 MW(t) TEPLATORTM HWRUWB Pilsen & CllRC CTU
China Diseño detallado
Czech Republic Diseño conceptual 2x170 NUWARD PWREDF, CEA, TA, Naval Group
France Diseño conceptual
335 IRIS PWR IRI S Consortium Multiple Countries Diseño básico
300 DMS BWRHitachi-GE Nuclear Energy Japan Diseño básico
350 IMR PWR MHI Japan Diseño conceptual
107 SMART PWRKAERI and K.A.CARE Republic of Korea and Saudi Arabia Diseño certi cado
2x53
RITM -200 PWRJSC "Afrikantov OKBM"
6,6 UNITHERM PWR NIKIET
250 VK-300 BWR NIKIET
Russian Federation Bajo construcción
Russian Federation Diseño conceptual
Russian Federation Diseño detall ado
conceptual
conceptual 68 kW(e) ELENA PWR
National Research Centre "Kurchatov Institute"
Russian Federation Diseño conceptual
443 UK SMR PWR Rolls-R United Kingdom Diseño conceptual 12x60 NuScale PWRNuScale Power Inc.
United States of America Bajo revisión regulatoria
270-290
BWRX-300 BWR
GE-Hitachi Nuclear Energy and Hitachi GE Nuclear Energy
160 SMR-160 PWRHoltec Intemational
225 W-SMR PWR Westinghouse Electric Company, LLC
United States of America, Japan Prelicencia
United States of America Diseño preliminar
United States of America Diseño conceptual 2x195 mPower PWRBWX Technologies, Inc United States of America Diseño conceptual
Parte 2: pequeños reactores modulares refrigerados por agua
2x35 KLT-40S PWR in Floating NPP JSC Afrikantov OKBM
(con base marina)
Federation En Operación 2x50 RITM-200M PWR in FNPP JSC Afrikantov OKBM
Federation En desarrollo 50 ACPR50S PWR in FNPP CGNPC China Diseño conceptual 6x 90 ABV-6E PWR in FNPP JSC Afrikantov OKBM Russian Federation Diseño Final
325 VBER-300 PWR in FNPP JSC Afrikantov OKBM Russian Federation Etapa de licencia
6.6 SHELF PWR in Immersed NPP NIKIET Russiau Federation Etapa de licencia
Parte 3: pequeños reactores
Parte 4: pequeños reactores modulares de espectro de neutrones rápidos
Integral MSR
195
MSRTerrestrial Energy Inc.
Parte 5: pequeños reactores modulares
Canada Diseño conceptual
168 smTMSR-400 MSR SINAP, CAS China Diseño conceptual
CA Waste Burner 0.2.5
20 MW(t)
MSR Copenhagen Atomics Denmark Diseño conceptual
250 ThorCon MSRThorCon International International Consortium Diseño básico
200 FUJI
Stable Salt Reactor - Wasteburner
MSR
300
International Thorium Molten-Salt Forum: ITMSF Japan Fase experimental
MSR Moltex Energy
250 LFTR MSR Flibe Energy, Inc.
140 KP-FHR Pebble-bed salt cooled Reactor KAIROS Power, LLC.
100 Mk1 PB-FHR FHR University of California at Berkeley
United Kingdom / Canada Diseño conceptual
United States of America Diseño conceptual
United States of America Diseño conceptual
United States of America Diseño preconceptual 50-1200 MCSFR MSR Elysium Industries
United States of America and Canadá Diseño conceptual
Parte 6:
United States of America En desarrollo
Fuente: (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2020)
Al nal del folleto en mención (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2020) se presentan varios anexos, a continuación, un breve resumen de cada uno:
•El Anexo I proporciona grá cos que resumen el desarrollo y la implementación de la tecnología SMR a nivel mundial a 2020. Incluye un mapa mundial de los desarrolladores de SMR, un cronograma general de implementación en un rango de fechas de 2018 a 2031, el gobierno y los sectores privados sobre el desarrollo de la tecnología SMR y un grá co que presenta la etapa de diseño o implementación de los SMR en términos de su capacidad de producción.
•El anexo II muestra los rangos de potencia de los diseños SMR de diferentes categorías de refrigerante y espectro de neutrones.
•El Anexo III muestra una comparación de las principales características técnicas entre varios diseños de SMR.
•El anexo IV resume el diseño de SMR para diferentes aplicaciones no eléctricas. Se proporciona un grá co que muestra el SMR según la tem-
peratura del refrigerante de salida del núcleo. •El anexo V muestra las dimensiones de las vasijas de los reactores en los SMR y HTGR-SMR refrigerados por agua.
•El anexo VI resume el enfoque del ciclo del combustible adoptado en los diseños de SMR, acompañado de una tabla que clasi ca los diferentes tipos de SMR según los tipos de ciclo del combustible (ciclo abierto o cerrado), el intervalo del ciclo de reabastecimiento de combustible, el nivel de enriquecimiento, el procesamiento y acondicionamiento del combustible gastado, el uso del ciclo del torio y/o la eliminación del plutonio y el uso de combustible gastado como combustible.
•El Anexo VII resume el enfoque, la tecnología y el plan de eliminación de residuos adoptados por los diseños de SMR. Contiene un cuadro sobre las categorías adoptadas, es decir, reducción de volumen y acondicionamiento, procesamiento de desechos, enfoque de almacenamiento, mecanismo de enfriamiento de piscinas de combustible gastado, opción de recuperación de combustible gastado y potencial de mercado.
reactores micro modulares
El panel de control de SMR de la NEA (Dashboard NEA SMR)
Se necesitarán todas las soluciones bajas en carbono para alcanzar los objetivos mundiales de emisiones netas cero. La energía nuclear tiene un papel que desempeñar para satisfacer esta necesidad. Una ola de innovación en pequeños reactores modulares (SMR) avanza rápidamente y tiene el potencial de ayudar a descarbonizar sectores difíciles de reducir. El progreso es real y está posicionado para acelerar el camino hacia el cero neto. Los SMR podrían reemplazar el carbón conectado a la red, la cogeneración de calor y energía con combustibles fósiles para la industria pesada, el diésel en minas fuera de la red, así como la producción de hidrógeno y combustibles sintéticos (NEA, 2023b).
Más allá de la viabilidad técnica, el Panel NEA SMR es un documento que de ne nuevos criterios para evaluar el progreso real en seis dimensiones adicionales de preparación: licencias, ubicación, nanciamiento, cadena de suministro, participación y combustible (NEA, 2023b).
El Panel se divide en dos volúmenes, en el primero se sigue el progreso de 21 SMR en todo el mundo y el segundo el de otros 21 SMR adicionales. Desde la publicación del primer volumen del Dashboard en marzo de 2023, se ha avanzado hacia el despliegue y la comercialización de SMR en países miembros y no miembros de la NEA, con varios proyectos pasando del diseño conceptual, licencias y ubicación, a la construcción.
Avances en el desarrollo de Tecnología SMR y microrreactores
Al completar las evaluaciones para el Panel NEA SMR, la Agencia de Energía Nuclear (NEA) de la OCDE ha utilizado exclusivamente información de fuentes públicas veri cables. Estas fuentes están disponibles aquí:
Conoce más
La mayoría de las fuentes provienen de referencias de terceros (por ejemplo, gobiernos, reguladores, nancieros, operadores). Ninguna, de los diseñadores del SMR, excepto algunas relacionadas con el tipo de combustible, el enriquecimiento, las características especí cas del reactor y los anuncios públicos de nanciación. La NEA ha hecho sus mejores esfuerzos para buscar fuentes públicas disponibles que se han utilizado para compilar los resultados de la evaluación.
Antes de la publicación, la NEA consultó a los diseñadores del SMR y les proporcionó una lista de las fuentes utilizadas para compilar la evaluación. Se
les dio la oportunidad de comentar sobre los borradores de las evaluaciones y complementar información adicional que podría veri carse de forma independiente. Si esta información adicional se veri có de forma independiente, se utilizó en la evaluación nal publicada (NEA, 2023b).
Los criterios para obtener la evaluación
Las evaluaciones se basan en criterios objetivos aplicados a la información recopilada de fuentes públicas. No son el juicio subjetivo de los analistas. Los criterios utilizados para la evaluación se encuentran en la sección "Seguimiento del progreso de los SMR" del documento. Las evaluaciones no re ejan en modo alguno la opinión de la OCDE o de la NEA.
A continuación, se presentan los mapas de ubicación de las organizaciones diseñadoras de los SMR analizados (ver Figura 26 y Figura 27) y las tablas con las características de cada uno (ver Tabla 3), los cuales están incluidos en cada volumen. Esto para dar una visión general del contenido que se desarrolla en dicho Panel de control.
Figura 27. Ubicaciones de las sedes de diseñadores de SMR, Panel de Control de la NEA V.1. Fuente: (NEA, 2023).
Toshiba Energy Systems & Solutions Corporation Thorn International BXW Technologies newcleo Last Energy Holtec international Westinghouse Electric Company Rosatom
Figura 26. Ubicaciones de las sedes de diseñadores de SMR, Panel de Control de la NEA V.2. Fuente: (NEA, 2023).
Tabla 3. Características de los SMR analizados en el Panel de Control de la NEA V1 y V2.
MMR Ultra Safe Nuclear Seattle, Washington Estados 15 630 Térmico TRISO Prismatic
U-Battery Urenco
eVinci Westinghouse Electric Company
XE-100 X-energy
Stoke Poges Reino 10710 Térmico TRISO Prismatic
Cranberry Township, Pennsylvania Estados 13750 Térmico TRISO
Rockville, Maryland Estados 200 750 Térmico TRISO-X pebble
Nombre Organización de diseño
Sede (ciudad/ región) Pais
Potencia térmica (MWth
Temp. de salida (°C)
Espectro (térmico/ rápido)
Tipo de combustible
BANR SMR BWX Technologies Lynchburg, Virginia United States 50 427Térmico UCO TRISO and UN TRISO (prismatic)
Project Pele BWX Technologies Lynchburg, Virginia United States N/AN/ATérmicoTRISO
Energy Well CV Ř Central Bohemian Region Czech Republic 20700Térmico TRISO prismatic
DF300 Dual Fluid energy Vancouver, British Columbia Canada 6001000Rápido Liquid metallic U-Cr alloy
SMR-160 Holtec International Jupiter, Florida United States 525N/ATérmico UO 2 pellets
GTHTR300 JAEA Ibaraki Japan 600950Térmico TRISO prismatic
HTTR JAEA Ibaraki Japan 30950Térmico TRISO prismatic
JimmyJimmy Energy Paros France 10550Térmico UCO TRISO pris matic
SMART KAERI Daejeon Korea 365322Térmico UO 2 pellets
KaleidosRadiant
El Segundo, California United States 1,9700Térmico TRISO prismatic
RITM-200M Rosatom MoscowRussia198318TérmicoUO
LFR AS 200 newcleo London United Kingdom 480530Rápido MOX BREST-OD-300 NIKIET MoscowRussia700540RápidoMNUP fuel CMSR Seaborg Technologies CopenhagenDenmark250670Térmico
IMSR Terrestrial energy Oakville, Ontario Canada884700TérmicoMolten
TMSR-500 ThorCon International Dubai UAE557704Térmico
4S Toshiba Energy Systems & Solutions Kawasaki, Kanagawa Japan30–135510Rápido Metallic U-Zr alloy
Westinghouse LFR Westinghouse Electric Company Cranberry Township, Pennsylvania United States 950530–650Rápido UO 2 or MOX or nitride pellets
TEPLATOR ZČU and CIIRC CTU Praguea Czech Republic 170180Térmico
Fuente: (NEA, 2023).
Combustibles para SMR
Algunos de los diseños de SMR están planteando el uso de un combustible basado en el uranio, pero con un enriquecimiento de entre el 5 y 19,75%, el cual se ha denominado “High Assay Low Enriched Uranium - poco enriquecido de alto rendimiento” (HALEU). La cuestión es que las aplicaciones de
Spent nuclear fuel assemblies or natural uranium
este combustible están limitadas a su escasa producción, donde las pequeñas partidas que se fabrican se destinan a investigación o para la producción de isótopos con nes médicos (Pérez, 2022).
Este tipo de combustible, en su variante más extendida, se conoce como TRISO (TRi-structural ISOtopic particle fuel). En este diseño, una esfera o pebble de combustible contiene en su interior gran cantidad de esferas de óxido de uranio, recubiertas de diferentes capas con distintas funciones (ver Figura 28).
Actualmente este combustible no se produce a escala comercial, debido primero a la falta de demanda (aunque se prevé un aumento de esta en los próximos años) y segundo por la falta de infraestructuras. El uso de HALEU tiene muchas ventajas en la operación del reactor, la mayor concentración de U-235 signi ca que el núcleo puede ser menor y no necesitará ser recargado a menudo, motivos por los que se ve como una gran solución para los SMR y MMR. Incluso en el futuro podría usarse para reactores existentes en la actualidad (Pérez, 2022).
Cerrar el ciclo del combustible nuclear es un factor clave para garantizar la viabilidad de un proyecto. Los materiales sionables pueden recuperarse del combustible gastado. El reprocesamiento de combustibles como el óxido de Uranio o el reciclaje de Uranio y Plutonio es un procedimiento que se lleva a cabo hoy en día en los LWR; sin embargo, pocos de estos reactores tienen la licencia para utilizar dichos combustibles. La implementación de estos combustibles reciclados permitirá un uso más e caz de los recursos naturales y reducirá la carga de los desechos generados (Pérez, 2022).
La variedad de combustibles es amplia, donde muchos usarán con guraciones ya existentes con leves modi caciones de combustibles hoy en día comercializados (como UO2 Dióxido de Uranio) y otros, principalmente los de generación IV y MMR utilizarán con guraciones en desarrollo y que aún no se han añadido al mercado (HALEU, sales fundidas y TRISO).
Figura 28. Composición de combustible TRISO. Fuente: (Durán et al., 2022)
Impulso a los combustibles para SMR
El Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE) ha adjudicado contratos con un valor potencial total de 8 millones de dólares a cuatro empresas de combustible nuclear para ampliar las capacidades estadounidenses de enriquecimiento de uranio tipo HALEU, una parte fundamental de la cadena de suministro nuclear de próxima generación (Patel, 2024). Entre las empresas seleccionadas se encuentran American Centrifuge Operating (ACO) de Centrus Energy, Louisiana Energy Services de URENCO, Orano Federal Services y General Matter. El DOE dijo el 17 de octubre de 2024 que los contratos permitirían a las empresas seleccionadas presentar ofertas para trabajos futuros de producción y almacenamiento de HALEU en forma de gas de hexauoruro de uranio (UF6), que con el tiempo se convertirá en combustible para reactores avanzados (Patel, 2024).
El HALEU que el DOE adquiera a través de estos contratos se utilizará para apoyar reactores como los que se están desarrollando a través del Programa de Demostración de Reactores Avanzados del DOE: el reactor Natrium de TerraPower y el Xe-100 de X-energy (Patel, 2024).
En marzo de 2024, el DOE señaló que había cerrado dos solicitudes de propuestas (RFP) independientes para la compra de servicios de enriquecimiento y desconversión de HALEU. El 8 de octubre, anunció la lista completa de postores seleccionados que proporcionarán servicios de desconversión para convertir HALEU de UF6 a óxido de uranio y/o formas de uranio metálico. Los postores seleccionados son: Nuclear Fuel Services, parte de BWX Technologies (BWXT); American Centrifuge Operating, parte de Centrus Energy; Framatome; GE Vernova; Orano; y Westinghouse (Patel, 2024).
Cadena de suministros de LEU de primera línea U-235 <5%
Enriquecimiento Desconversión Fabricación de combustible
Transporte
Cadena de suministro de primeta línea de HALEU U-235 entre el 5 y el 20%
U-oxide / U-metal / U-nitride / Others
Figura 29. Pasos para una cadena de suministro integrada de uranio HALEU, propuestos por Laboratorio Nacional de Idaho (INL).
Fuente: (Patel, 2024)
Minería Conversión
El desarrollo del ciclo del combustible HALEU representa una oportunidad para revitalizar la minería, la conversión, el enriquecimiento, la desconversión y la fabricación de combustible en los EE.UUU.
- Las instalaciones críticas que impactan y respaldan un cliclo de combustible HALEY son el enriquecimiento, la desconversión y la fabricación de combustible, incluído el transporte - La producción de HALEU enriquecido por encima del 10% requiere inversiones signi cativas para respaldar la concesión de licencias, la construcción, la protección y la operación de la infraestructura del ciclo del combustible HALEU.
La World Nuclear Association (2023b), sostiene que la creación de la cadena de suministro para producir y distribuir HALEU a los clientes exigirá una considerable inversión de capital. Inicialmente, será necesario que los gobiernos intervengan hasta que la demanda del mercado comercial ofrezca una señal adecuada para fomentar la inversión privada.
En las etapas iniciales, el enriquecimiento de uranio mediante difusión gaseosa era un proceso costoso y que consumía mucha energía, lo que llevó a la industria a operar tradicionalmente reactores con combustibles enriquecidos hasta un 5% de U-235. Sin embargo, la transición a la tecnología de enriquecimiento por centrifugación ha reducido signicativamente los costos de producción y ha aumentado la viabilidad económica del uranio más enriquecido, que, aunque requiere más energía para su producción, permite ciclos de operación más prolongados, reactores más compactos y menor generación de desechos radiactivos.
Además, en este contexto, se proyecta un incremento en la demanda de HALEU en el futuro por tres razones según la World Nuclear Association (2023b):
Uso de 5-10% de HALEU en reactores de agua ligera convencionales existentes.
Uso de 10-20% HALEU en reactores avanzados y SMR
La transición en curso, iniciada en la década de 1990, de los reactores de investigación de uranio altamente enriquecido (HEU) a HALEU.
Para obtener más información, consulte el documento:
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Reutilización de combustible en SMR
En cuanto a la reutilización del Uranio como combustible fundamental en la energía nuclear, se identi có que en el marco de la convocatoria de proyectos "Reactores nucleares innovadores" lanzada en marzo de 2022 por el Gobierno francés, se seleccionaron dos ganadores con ideas asociadas a esta temática.
Uno de los proyectos, liderado por la start-up Naarea, pretende poner en marcha un microgenerador de 40 MW para producir electricidad y calor a partir del combustible nuclear usado del parque nuclear que actualmente se encuentra en funcionamiento. Gracias a su pequeño tamaño, este reactor de neutrones rápidos no necesitará agua y podrá fabricarse en serie para su rápido despliegue en la industria e instalaciones locales (Grupo Onet, 2023).
El segundo ganador fue Newcleo, que ha puesto en marcha operaciones en Francia, Italia y el Reino Unido para desarrollar las tecnologías innovadoras que podrían constituir la base del diseño de un reactor de plomo intrínsecamente seguro, reuniendo a organizaciones e industriales europeas. La empresa, que ya cuenta con un recaudado de un poco más de 400 millones de euros para apoyar el desarrollo de su proyecto, espera realizar la puesta en servicio de un demostrador de 30 MW en Francia en 2030. También construirá una planta especí ca de MOX (combustible producido procesando uranio enriquecido tras su uso en reactores nucleares) para sus propios reactores y otros reactores de neutrones rápidos (Grupo Onet, 2023).
Análisis del mercado de energía nuclear (2023-2028)
Proveedores destacados de SMR
Costos y nanciamiento de energía nuclear y SMR
Ideas Clave
Diferentes compañías internacionales como NuScale, Westinghouse, Holtec International, CNNC, GE Hitachi, Rolls Royce y KEPCO, ven la energía a través de SMR y de barcazas otantes de SMR, como la tecnología clave para garantizar la seguridad energética a nivel mundial.
Con respecto a los costos, por ahora se han estimado con relación a las características de los diseños más avanzados, y se puede decir que las tecnologías nucleares avanzadas representan una evolución con respecto a los reactores convencionales en términos de seguridad y no proliferación; además, si se demuestran dichas estimaciones estas tecnologías podrían revolucionar la forma en que se piensa sobre el costo, disponibilidad y consecuencias ambientales de la generación de energía.
De acuerdo con el estudio australiano GenCost 2023-24, las proyecciones comienzan con el costo de capital actualizado para 2023 de alrededor de $31.000/kW (dólares australianos que equivalen a $20546 USD). Un despliegue signi cativo de SMR nucleares permitirá reducciones de costos posteriores logradas durante la década de 2030 a través de supuestos de tasa de aprendizaje que pueden estar impulsados en parte por procesos de fabricación modulares. Las plantas modulares reducen la cantidad de insumos únicos que deben fabricarse. Existe cierta variación en el momento y la profundidad de los cambios de costos, con Global NZE para 2050 alrededor de $200/kW menos en promedio. Los costos de capital están entre aproximadamente $11.000/kW y $15.000/kW ($7290 y $9941 USD) en todos los escenarios.
El estudio Capital Cost Estimation for Advanced Nuclear Power Plants de Stewart & Shirvan (2017) citado en (World Nuclear Association, 2023a), realizado por el Proyecto de Reforma de Innovación Energética (EIRP), con la recopilación y el análisis de datos realizados por Energy Options Network, recopiló datos extensos de ocho empresas nucleares avanzadas que buscan activamente la comercialización de plantas de al menos 250 MWe de tamaño. Las unidades de reactores individuales oscilaban entre 48 MWe y 1.650 MWe. Las cifras de LCOE oscilaron entre $36/MWh y $90/MWh, con un promedio de $60/MWh.
El estudio Techno-economic analysis of advanced small modular nuclear reactors (Asuega et al., 2023), incluye estimaciones detalladas de los costos de capital, los costos operativos y de mantenimiento, y los costos de combustible para los reactores: Modular Pequeño de Agua Ligera (LW-SMR), Modular Pequeño Refrigerado por Gas (GC-SMR) y Modular Pequeño de Sal Fundida (MS-SMR). El resultado del Costo de Capital Inmediato (OCC) es $4,844/kW, $4,355/kW, $3,985/kW respectivamente y para el Costo Nivelado de la Energía (LCOE) es $89,6/MWh, $81,5/MWh, $80,6/MWh respectivamente. Como se puede apreciar las cifras de LCOE en teoría presentan concordancia con respecto al estudio mencionado anteriormente del 2017. En este aspecto los SMR se diferencian de los reactores tradicionales por la reducción de los tiempos de construcción y, por lo tanto, la disminución de los costos individuales y los intereses durante la construcción.
Análisis del mercado de energía nuclear (2023–2028)
Según el estudio de Mordor Intelligence Global Nuclear Power Market Size and Share AnalysisGrowth Trends and Forecasts (2023 - 2030), se espera que el tamaño del mercado de energía nuclear crezca de 373,56 en 2023 a 455,79 gigavatios de capacidad instalada para 2028, a una tasa de crecimiento anual compuesta - CAGR de 2,88% durante el período de pronóstico (2023-2030). Esto debido a que en la dinámica del mercado se identi can varios aspectos impulsores que apoyan ese crecimiento, sin dejar de lado que también existen algunas restricciones (ver Figura 30). Tanto impulsores como restricciones se describen con mayor detalle a continuación.
ImpulsoresRestricciones
Aumento de la demanda de energía limpia
Intensa competencia de las fuentes de energía renovables
Accidentes e incertidumbre sobre la rentabilidad
Extensiones de vida útil de las plantas con políticas favorables
Impulsores
El mundo se ha visto afectado negativamente por el aumento de las emisiones de carbono, y por esto, los países a nivel global han comenzado a tomar medidas para disminuir su huella de carbono. Están investigando y desarrollando tecnologías de energía nuclear de cuarta generación para promover la seguridad, los avances técnicos, económicos y ambientales en la energía nuclear. Esto, a su vez, es probable que cree varias oportunidades futuras para el mercado (Mordor Intelligent, 2024).
Por lo tanto, la larga durabilidad y una alternativa prometedora para la generación de energía en forma de energía nuclear han in igido enormemente la demanda de plantas de energía nuclear en todo el mundo.
Extensión de la vida útil de las plantas con políticas favorables
En muchos países, se están implementando programas de operación y gestión del envejecimiento a largo plazo para aumentar la actividad de los reactores de energía nuclear. Esto implica extender la vida útil del reactor más allá de lo que había sido diseñado inicialmente, para garantizar operaciones continuas, seguras y sostenibles respaldadas por políticas favorables (Mordor Intelligent, 2024).
Debido a la guerra entre Rusia y Ucrania, algunos países se enfrentaron al problema de la generación de electricidad a través de gas natural debido al aumento de sus precios, por lo que se optó por impulsar la generación de energía nuclear. Por ejemplo, en marzo de 2022, después de que la guerra de Ucrania hiciera que la coalición reconsiderara sus planes de sustituir su capacidad nuclear por gas natural, el gobierno belga declaró que ampliaría la vida útil de sus dos instalaciones nucleares, Doel 4 y Tihange 3, por diez años, hasta 2035 (Mordor Intelligent, 2024).
Además, en octubre de 2022, el canciller alemán, Olaf Scholz, pidió a los ministerios de Economía, Medio Ambiente y Finanzas que desarrollaran el marco legal para mantener en funcionamiento las tres centrales nucleares del país. Alemania había planeado eliminar gradualmente la energía nuclear para nes de 2022, pero una caída en el suministro de energía rusa debido al con icto de Ucrania ha llevado al gobierno a mantener dos sitios en reserva (Mordor Intelligent, 2024).
Restricciones
Intensa competencia de las fuentes de energía renovables
Hay un aumento continuo en el desarrollo de la energía renovable en todo el mundo. La situación, a su vez, está disminuyendo la Inversión Extranjera Directa (IED) y las inversiones en el sector de la energía nuclear en varias regiones.
El aumento de la capacidad renovable también puede atribuirse a que las tecnologías simples y distribuidas se están implementando rápidamente en comparación con las complejas y grandes centrales nucleares tradicionales (Mordor Intelligent, 2024).
Además, las energías renovables de bajo costo suponen un reto para la energía nuclear. Los avances en las energías renovables, que están reduciendo el costo de la electricidad, contrastan
Figura 30. Dinámica del mercado de energía nuclear. Fuente: (Mordor Intelligent, 2024)
Dinámica del mercado
Corto plazo
Largo plazo
fuertemente con los continuos sobrecostos y retrasos en las centrales nucleares.
Accidentes e incertidumbre sobre la rentabilidad
Desde 1957, cinco países han informado de diez accidentes nucleares graves. Cuatro de ellos tuvieron graves consecuencias negativas para el medio ambiente, la salud humana y la opinión pública.
La ocurrencia de accidentes en el pasado y el impacto duradero que pueden tener en la salud humana han hecho que los organismos reguladores sean más estrictos durante la construcción de centrales nucleares.
El aumento de los aspectos de seguridad se ha convertido en una carga para el operador en términos de mayores costos asociados con la construcción, esto puede restringir el crecimiento del mercado de la energía nuclear (Mordor Intelligent, 2024).
Visión general del mercado
En los últimos años, el mercado mundial de la energía nuclear ha experimentado inversiones sustanciales en el desarrollo de infraestructuras y actividades de investigación para mejorar los diseños de los reactores, optimizar las medidas de seguridad y reducir los costos. Innovaciones como los SMR, las tecnologías avanzadas de combustible y los reactores de próxima generación han ganado terreno, ofreciendo una mayor exibilidad, características de seguridad mejoradas y una mayor e ciencia. Estos avances han atraído un interés signi cativo de las economías desarrolladas y emergentes, impulsando el crecimiento del mercado (Mordor Intelligent, 2024).
Por ejemplo, numerosos países están invirtiendo signi cativamente en el desarrollo de reactores nucleares de cuarta generación; la cual, se re ere a un sistema integral de plantas de fabricación de combustible e instalaciones de reprocesamiento que abordan colectivamente las limitaciones observadas en las instalaciones de energía nuclear actuales. Para ser clasi cado como Generación IV, un sistema debe poseer la capacidad de cumplir con varios criterios (ver Figura 31) (Mordor Intelligent, 2024):
E ciencia de combustible
Medidas de no proliferación
Reactores Generación IV
Elimina la posibilidad de accidentes graves
Seguridad avanzada
de los reactores de Generación
Exhibe una e ciencia de combustible considerablemente mayor que las plantas existentes.
Está diseñado para eliminar la posibilidad de accidentes graves, asegurando que la falla de la planta o eventos externos como terremotos no liberen materiales radiactivos al medio ambiente circundante.
Incorpora características de seguridad avanzadas para mejorar la abilidad y resistencia general del reactor.
El ciclo del combustible está diseñado para evitar la separación o "divergencia" del uranio y el plutonio, asegurando que permanezcan en un estado mezclado con otros elementos. Esta característica de diseño contribuye a la mayor di cultad de utilizar el combustible para crear armas nucleares, mejorando así las medidas de no proliferación.
Análisis de la cadena de suministro
A continuación, se presenta la Figura 32 en la cual se identi can los principales actores de la cadena de suministro de la energía nuclear desde la extracción de los minerales necesarios para la generación nuclear hasta la gestión para el uso del cliente nal, más adelante se profundizará en algunos de los fabricantes más importantes.
Figura 31. Características
IV. Fuente: (Mordor Intelligent, 2024)
Mineros y procesadores de materias primas, fabricantes / proveedores de subcomponentes
Uranio, Torio, Hierro, Níquel, Varillas de control Válvulas, tubos de presión etc.
Fabricantes / proveedores de equipos originales e integradores de sistemas
Empresas EPC y otros proveedores de servicios
Figura 32. Análisis de la cadena de suministro del sector de energía nuclear.
Fuente: (Mordor Intelligent, 2024)
Oportunidades de mercado y tendencias futuras
La última tendencia en energía nuclear es el pequeño reactor modular (SMR), que genera una fracción de la energía de los reactores tradicionales, pero a una fracción del costo. Los reactores nucleares existentes generan entre 500 megavatios y 1 gigavatio de electricidad, los SMR generan menos de 300 MWe (Mordor Intelligent, 2024).
El Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE) y NuScale están colaborando ahora con Utah Associated Municipal Power Systems para construir una central eléctrica de demostración utilizando pequeños reactores modulares. Esta sigue el diseño del módulo recientemente autorizado y puede generar hasta 50 MWe de electricidad, aunque Nuscale ha propuesto aumentar esa cifra a 77 MWe. La planta de demostración se construirá en Idaho y contará con seis módulos capaces de generar 462 MWe (ver Figura 33).
Propietarios / operadores de plantas / sistemas nucleares
Industrias de usuarios nales
Sectores residencial, comercial, industrial, defensa, manufactura, etc.
Figura 33. Planta VOYGR SMR de NuScale.
Fuente: (El Periódico de la Energía, 2023)
Por lo tanto, debido a los puntos anteriores, se espera que la planta nuclear de próxima generación cree oportunidades de mercado para el sector de energía nuclear durante el período de pronóstico (2023-2030) (Mordor Intelligent, 2024).
Proveedores destacados de SMR
En esta sección se mostrarán algunos proveedores internacionales, su producto destacado y un vínculo a través del cual se podrá ampliar información bien sea sobre el producto destacado o para conocer más productos o tecnologías asociadas a SMR producidas por la empresa.
L&T Heavy Engineering
Estados Unidos
Nuscale
Empresa Estadounidense, que diseña y comercializa SMR. La Comisión Reguladora Nuclear de EE..UU. certicó una versión de 50 MWe del diseño de un SMR, en enero de 2023.
Fuente: (NuScale Power, s.f.)
Estados Unidos
Holtec International
Fundada en 1986 por el Dr. Kris Singh. Cuentan con una división enfocada especí camente en SMR, la cual lleva por nombre SMR.
Fuente: (Holtec International, 2024)
Reino Unido
Rolls Royce SMR
Rolls-Royce SMR está creando la primera tecnología nuclear nacional del Reino Unido en más de 20 años. Cada pequeño reactor modular (SMR) producirá su ciente energía para alimentar a un millón de hogares durante al menos 60 años.
Fuente: (Holtec International, 2024)
China National Nuclear Corporation China
La Corporación Nuclear Nacional de China (CNNC) se dedica principalmente a la investigación y el desarrollo, la construcción, la producción y la operación en los campos de la energía nuclear y aspectos relacionados.
Producto destacado
Plantas VOYGR SMR
Oferta de productos y servicios:
Las plantas VOYGR™ SMR funcionan con NuScale Power Module™, el primer y único reactor modular pequeño (SMR) que recibe la aprobación de diseño de la Comisión Reguladora Nuclear de EE. UU. (NRC). El diseño del módulo de energía NuScale se basa en una tecnología probada de reactor refrigerado por agua a presión y fue desarrollado para suministrar energía para generación eléctrica, calefacción urbana, desalinización, producción de hidrógeno a escala comercial y otras aplicaciones de calor de proceso.
Producto destacado
SMR - 300
Oferta de productos y servicios:
SMR-300 es un reactor que proporciona una fuente constante de energía limpia a partir del calor de sión. Produce alrededor de 300 MWe de energía eléctrica o 1.050 MWe de energía térmica. Este diseño de reactor de próxima generación incorpora características pasivas para garantizar la seguridad incondicional del reactor sin ninguna intervención humana y simpli ca su funcionamiento. Todos los sistemas de seguridad están ubicados dentro de un área de contención que los protege de amenazas naturales o provocadas por el hombre.
Producto destacado
Entregar a escala la próxima generación de reactores modulares pequeños (SMR). tecnología de energía nuclear de bajo costo y bajas emisiones de carbono.
Oferta de productos y servicios:
La necesidad de soluciones de energía limpia ha creado una demanda global de nuestro SMR a medida que los países buscan formas de proporcionar soluciones con ables para lograr Net Zero. Nuestro SMR ha sido diseñado en respuesta directa a ese enorme desafío global y nuestras ambiciones están preparadas para igualar ese mercado global mientras buscamos construir un producto global de clase mundial.
Producto destacado
CNNC Linglong One
Oferta de productos y servicios:
El Linglong One, también conocido como ACP100, es un diseño de reactor de agua a presión (PWR) multipropósito desarrollado por la Corporación Nuclear Nacional de China (CNNC) con derechos de propiedad intelectual independientes. Es el primer SMR de tercera generación del mundo que pasa una revisión de seguridad realizada por la Agencia Internacional de Energía Atómica (OIEA).
Fuente: (China National Nuclear Corporation, s.f.)
Estados Unidos
General Electric HITACHI
GE Hitachi Nuclear Energy (GEH) es un proveedor de reactores avanzados, combustible y servicios nucleares.
GEH combina la experiencia en diseño de GE y su historial en la entrega de reactores, combustibles y servicios con la experiencia de Hitachi en construcción modular avanzada para el rendimiento, la producción de energía y la seguridad de los reactores.
Estados Unidos
Westinghouse
Empresa constructora del primer reactor comercial de agua a presión del mundo en Shippingport, Pensilvania. Más de 60 años después, 430 reactores nucleares funcionan en todo el mundo utilizando tecnología Westinghouse.
Fuente: (Westinghouse Nuclear, s.f.)
Producto destacado
BWRX-300
Corea y KEPCO han dado grandes pasos en los últimos 33 años desde que la primera central nuclear del país entró en funcionamiento para desarrollar tecnología que permita la producción y distribución segura y con able de energía nuclear. En la actualidad, KEPCO opera 21 plantas nucleares en el país. Siete más están en construcción en Corea y cuatro en el extranjero, en los Emiratos Árabes Unidos.
Fuente: (KEPCO, s.f.)
Impulsado por combustible disponible comercialmente, el BWRX-300 presenta una con guración simpli cada, lo que resulta en menos hormigón y acero necesarios para la construcción. El BWRX-300 es una solución rentable que se puede implementar para generación de electricidad y aplicaciones industriales, incluida la producción de hidrógeno, la desalinización y la calefacción urbana. Presenta hasta un 60 % menos de costo de capital por MW en comparación con un SMR típico refrigerado por agua y, utilizando una combinación de técnicas de construcción modulares y abiertas, el BWRX-300 se puede construir en 24 a 36 meses y, al mismo tiempo, logra un costo aproximado de Reducción del 90% del volumen en el diseño de la planta.
Producto destacado
Oferta de productos y servicios:
El reactor modular pequeño Westinghouse AP300™ es la solución SMR probada y de fácil implementación. El reactor AP1000 ya está demostrando su e cacia cada día en todo el mundo. Actualmente, cuatro unidades que utilizan tecnología AP1000 están operando en China, estableciendo récords de rendimiento. Seis más están en construcción en China y un reactor AP1000 está funcionando en la planta Vogtle en Georgia, mientras que un segundo está a punto de terminarse. El AP300 SMR complementa el reactor AP1000 para lograr una combinación de energía más limpia, seguridad energética y exibilidad y estabilización de la red.
Producto destacado
SMR BANDI-60S
Es un reactor llamado "tipo bloque" en el que los generadores de vapor (SG) y la vasija del reactor (RV) están conectados directamente "boquilla a boquilla", eliminando las grandes tuberías de refrigerante y su posibilidad de rotura accidental. Además, las bombas de refrigerante del reactor están montadas directamente en el cabezal inferior del SG y el presurizador está integrado en la parte superior del RV. La disposición tipo bloque proporcionaría un diseño y fabricación más simples, una vigilancia y un mantenimiento más sencillos y una escalabilidad mejorada.
Usa de sistemas de seguridad pasiva completos que no requieren ninguna fuente de energía de grado de seguridad, excepto baterías. BANDI-60S funciona sin boro soluble, lo que elimina los problemas de corrosión del material y las instalaciones de tratamiento de boro en las plantas PWR convencionales.
AP300™ SMR
Fuente: (Hitachi, s.f.)
Fuente: (Westinghouse Nuclear, s.f.)
KEPCO
Corea del Sur
Algunas Startups y proyectos potencializadores de la tecnología SMR
A continuación, se presentan algunas Startups destacadas por su interés en la tecnología SMR: dos de ellas con músculo nanciero y trabajo de cooperación internacional para lograr la construcción de pequeños reactores modulares que sean competitivos, funcionales y de gran impacto.
También se presenta un proyecto en América Latina con trabajo cooperativo gubernamental para lograr objetivos de implementación de tecnología SMR, así mismo de energía nuclear como fuente importante de generación de energía.
Dinamarca
Seaborg Technologies
Seaborg Technologies fue fundada en Copenhague en 2014 por un grupo de físicos. Desde el principio, Seaborg Technologies ha trabajado en la comercialización de un reactor de sales fundidas debido a su atractivo per l de seguridad y sus oportunidades técnicas.
Fuente: (Seaborg, s.f.)
Estados Unidos
Terra Power
Fundada por Bill Gates; crea tecnologías para proporcionar energía libre de carbono, segura, asequible y abundante. Idean formas de utilizar el calor para descarbonizar la industria. Y desarrollan procesos para extraer radioisótopos para uso médico en tratamientos contra el cáncer
Fuente: (TerraPower, s.f.)
Argentina
Comisión Nacional de Energía Atómica
La Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) es el organismo público de referencia del desarrollo nuclear en Argentina y un actor destacado dentro del sistema nacional de ciencia y técnica.
Fuente: (Holtec International, 2024)
Producto destacado
El CMSR. Reactor nuclear de próxima generación
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reactor compacto de sales fundidas, el CMSR, es seguro, signi cativamente más pequeño, mejor para el medio ambiente y económico incluso en comparación con los combustibles fósiles.
En el CMSR, el combustible se mezcla con una sal líquida que actúa como refrigerante. Esto garantiza que siempre se pueda enfriar y que no se derrita ni explote. Simplemente se apagará solo en caso de emergencia.
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TerraPower y GE Hitachi Nuclear Energy reunieron sus décadas de experiencia en diseño y capacidades técnicas incomparables para desarrollar la tecnología Natrium™, que presenta un reactor rápido de sodio de costo competitivo combinado con un sistema de almacenamiento de energía en sales fundidas.
La tecnología Natrium es uno de los caminos más rápidos y de menor costo para proporcionar energía limpia avanzada que cambiará el mundo. El sistema cuenta con un reactor de 345 MWe y puede optimizarse para mercados especí cos. Su innovador almacenamiento térmico tiene el potencial de aumentar la producción del sistema a 500 MWe de energía durante más de cinco horas y media cuando sea necesario.
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Reactor argentino CAREM
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El CAREM es el primer reactor nuclear de potencia íntegramente diseñado y construido en la Argentina, que rea rma con este nuevo hito su capacidad para el desarrollo y puesta en marcha de centrales nucleares, per lándose a su vez como uno de los líderes mundiales en el segmento de reactores modulares de baja y media potencia (SMR, por sus siglas en inglés).
Reactor Natrium™
Costos y nanciamiento de la energía nuclear y SMR
La nanciación privada puede ser crucial para los proyectos de energía nuclear, pero no es fácil de obtener. Una posible fuente de nanciamiento es la llamada nanciación verde, que implica inversiones de capital privado en empresas sostenibles o amigables con el medio ambiente. Sin embargo, muchos fondos evitan las inversiones en energía nuclear.
Las taxonomías de inversión sostenible, que son guías elaboradas por instituciones nancieras para clasi car actividades económicas sostenibles, también tienden a excluir la energía nuclear.
Conoce el documento
Un estudio del Centro de Política Energética Mundial de la Universidad de Columbia, denominado “A Critical Disconnect: Relying on Nuclear Energy in Decarbonization Models While Excluding It from Climate Finance Taxonomies” (“Una desconexión crítica: con ar en la energía nuclear en los modelos de descarbonización y excluirla de las taxonomías de nanciación climática”), reveló que ninguno de los 30 mayores bancos globales, como JPMorgan Chase, Bank of America, Citigroup, HSBC, y BNP Paribas, incluyen explícitamente la energía nuclear en sus taxonomías de inversiones sostenibles (Tabla 4) (Bowen & Guanio, 2023).
A pesar de las restricciones, existen algunas iniciativas recientes que han comenzado a incluir la energía nuclear en sus marcos de nanciamiento sostenible:
Un ejemplo es la Unión Europea, que en julio de 2022 añadió la energía nuclear a su lista de actividades económicas sostenibles.
Poco después, Ontario Power Generation en Canadá emitió un bono verde que incluía esta fuente de energía, recibiendo una demanda que superó seis veces el tamaño del acuerdo.
En Estados Unidos, la Ley de Reducción de la In ación (IRA) de 2022 también contempla incentivos para proyectos nucleares y de energías renovables, y el Departamento de Energía (DOE) otorgó $1.1 mil millones a la planta nuclear Diablo Canyon en California para garantizar su continuidad operativa.
Tabla 4. Posición de los bancos en el marco de bonos verdes o de sostenibilidad en relación con la energía nuclear
Inclusión explícita
Bancos
Subtotales
Porcentaje del total
Emisión total de bonos verdes y sostenibles
Exclusión explícita
JP Morgan, Citi, HSBC, BNP Paribas, Banco de China, Banco de Construcción de China, Deutsche Bank, Goldman Sachs, Banco Industrial y Comercial de China, Credit Suisse, Groupe BPCE, Mizuho FG, Santander, Société Général, Standard Chartered Bank, Sumitomo Mitsui FG, Wells Fargo
Silencio (sobre inclusión y exclusión)
Bank of America, Barclays, Mitsubishi UFJ, Banco Agrícola de China, Crédit Agricole, ING Bank, Morgan Stanley, Royal Bank of Canadá, State Street, Toronto-Dominion, UBS, UniCredit.
No se encuentra un marco de nanciación verde/sostenible
Banco de Nueva York Mellon
Nota: Incluye los 30 bancos de importancia sistémica mundial (G-SIB, por sus siglas en inglés), según la de nición del Consejo de Estabilidad Financiera. Las posiciones de los 30 bancos en materia de bonos verdes o de sostenibilidad en materia nuclear se derivaron de una revisión de los marcos en los sitios web de los respectivos bancos, excepto en el caso de Bank of New York Mellon, donde no se pudo encontrar un marco.
No obstante, algunos gobiernos y entidades nancieras siguen excluyendo la energía nuclear de sus marcos de nanciamiento verde. El Marco de Financiación Verde del Reino Unido, desde junio de 2021, la excluye explícitamente, debido a las preocupaciones de muchos inversores sobre su sostenibilidad. Así mismo, varios bancos de desarrollo multilaterales, como el Banco Mundial, han tomado una postura similar. De hecho, el 57% de los 30 bancos más importantes del mundo excluyen explícitamente la energía nuclear de sus marcos de nanciamiento sostenible, mientras que un 40% no ha tomado una posición clara (Bowen & Guanio, 2023).
Por otra parte, la taxonomía de la Unión Europea establece condiciones estrictas para que las actividades nucleares sean consideradas "verdes", como que las nuevas plantas obtengan permisos de construcción antes de 2045 y se ubiquen en países con planes aprobados para la gestión de residuos radiactivos antes de 2050. A pesar de estas limitaciones, algunas empresas de servicios públicos, como Électricité de France, han actualizado sus marcos de bonos verdes para incluir la energía nuclear.
Diversos actores del sector nanciero han expresado sus posiciones al respecto. Por ejemplo, los Principios para la Inversión Responsable (PRI), que reúne a más de 5,300 signatarios que gestionan $121 billones en activos han criticado la inclusión de la energía nuclear en la taxonomía de la UE, alegando preocupaciones sobre la seguridad y la gestión de residuos. De manera similar, la Asociación Internacional del Mercado de Capitales (ICMA), aunque no prescribe taxonomías, no incluye la energía nuclear en su lista de proyectos verdes elegibles (Bowen & Guanio, 2023).
Esta exclusión es relevante porque los activos de inversión sostenible alcanzaron los $35 billones a nales de 2021 y se espera que crezcan a $50 billones para 2025. A pesar de esto, la energía nuclear podría bene ciarse si lograra acceder a este capital. Un ejemplo de ello es la adquisición conjunta de Brook eld Renewable y Cameco del 100% de Westinghouse, una empresa dedicada a la tecnología nuclear, por $4.5 billones. La operación se nanció a través de un fondo enfocado en la transición energética, el más grande de su tipo en el mundo.
Además de nuevas inversiones, se requiere capital para mantener la actual ota de reactores, mejorar la seguridad y renovar equipos envejecidos (Bowen & Guanio, 2023).
Finalmente, durante una mesa redonda del Centro de Política Energética Global, expertos nancieros señalaron que, aunque la inclusión de la energía nuclear en las taxonomías verdes sería bene ciosa a largo plazo para la descarbonización, persisten barreras importantes. Entre ellas, el historial negativo en la entrega de proyectos a tiempo y dentro del presupuesto, así como la falta de avances en la disposición de residuos nucleares.
Declaración conjunta de bancos para nanciar proyectos nucleares en el Marco del Acuerdo de París y la COP28
Banco Comercial de Abu Dhabi
Crédit
Aunque el tema de la inclusión de la energía nuclear en las taxonomías de inversión sostenible sea complejo, el 23 de septiembre de 2024, 14 bancos e instituciones nancieras globales emitieron una declaración conjunta para respaldar el desarrollo de la energía nuclear. Esta iniciativa, lanzada durante la Semana del Clima en Nueva York, busca triplicar la capacidad nuclear mundial para 2050. Entre los rmantes se encuentran (Attermann , 2024):
El apoyo gubernamental en Estados Unidos a los SMR aumentó sustancialmente en los últimos años, alcanzando los miles de millones de dólares estadounidenses, un orden de magnitud superior al apoyo de hace apenas unos años. Este apoyo está desbloqueando la inversión pública y privada. Algunos ejemplos en 2022 y 2023 en otros países a nivel mundial según la IEA (2023) incluyen:
Estados Unidos, Japón, Corea del Sur y Emiratos Árabes Unidos
En la Cumbre del G7 de 2023, anunciaron un apoyo público-privado de hasta 275 millones de dólares para un proyecto SMR en Rumania, que se espera que se implemente en 2029.
Estados
Unidos
Francia
Ucrania
Indonesia
El Departamento de Energía ha lanzado el Programa de demostración de reactores avanzados. Se prevé que NuScale complete el primer SMR en los Estados Unidos alrededor de 2030.
En el marco de su plan de inversiones hasta 2030, prevé invertir 1.000 millones de euros para desarrollar tecnologías SMR
Un acuerdo de cooperación entre la empresa de energía estadounidense Holtec International y el operador nuclear nacional ucraniano Energoatom tiene como objetivo instalar hasta 20 SMR para 2029
Se está considerando la tecnología SMR para suministrar electricidad a una planta de fertilizantes de amoníaco basada en electrólisis, que comenzará a funcionar en 2028.
Japón
China
Varias empresas han invertido 80 millones de dólares en un proyecto para desarrollar una central nuclear con un reactor de sales fundidas (MSR), con el objetivo de alcanzar su comercialización a principios de la década de 2030
Lanzó un nuevo programa de nanciación de SMR con 30 millones en nanciación para apoyar la industria canadiense de SMR y la investigación sobre la gestión segura de residuos de SMR, como parte de su hoja de ruta y plan de acción de SMR. La tecnología SMR también se bene cia del crédito scal a la inversión de hasta el 30% para tecnologías limpias, introducido en noviembre de 2022.
Tiene varias tecnologías nucleares avanzadas en desarrollo, incluido el reactor de alta temperatura refrigerado por gas, y la primera unidad alcanzará su funcionamiento inicial a plena potencia en 2022.
Canadá
Casos de nanciamiento
Caso nanciamiento
energía nuclear, Brasil
El nanciamiento de la energía nuclear en Brasil ha sido un proceso caracterizado por la intervención del gobierno y la participación de instituciones nancieras. Desde la década de 1950, Brasil ha desarrollado su programa nuclear, pero la construcción de plantas ha tenido incidencias en cambios políticos y económicos. La gestión de empresas estatales como Eletronuclear y Nuclebrás han sido clave en la operación de las centrales. Sin embargo, el gobierno ha decidido que Angra 3 sería la última planta construida como un proyecto de obra pública (World Nuclear Association, 2024c).
Factores de nanciamiento y participación de instituciones
La construcción comenzó en 1971 y fue adjudicada a la compañía eléctrica estadounidense Westinghouse; a pesar de problemas operativos y un bajo factor de carga inicial, se logró una mejoría desde 1999. La participación local fue aproximadamente del 8%. En 2020, Eletrobras, en colaboración con Westinghouse, buscó extender la vida operativa de Angra 1.
La construcción se inició en 1976, pero se retrasó por problemas nancieros y una demanda de energía menor a la esperada comenzando operaciones en el año 2000 con un contenido local del 40%.
Angra 2
Financiamiento
La empresa pública federal brasileña Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social, - BNDES en diciembre de 2010 aprobó un nanciamiento de 6.100 millones de reales para Angra 3, cubriendo aproximadamente el 60% del costo estimado.
La institución nanciera brasileña Caixa Economica Federal acordó prestar 3.800 millones de reales para completar Angra 3, donde el costo total estimado en USD era de 7.590 millones.
Caso nanciamiento
energía nuclear, Canadá
En octubre de 2024, el Gobierno de Canadá recaudó 2 millones de dólares a través de la emisión de bonos verdes. Lo destacable de esta emisión es que, por primera vez, se incluyeron ciertos gastos en energía nuclear como elegibles para los fondos de bonos verdes. Esta decisión re eja el compromiso de Canadá con la energía nuclear como parte de su estrategia para alcanzar emisiones netas cero para 2050; con esta emisión, este país se convierte en el primer prestatario soberano en incluir la energía nuclear en su marco de bonos verdes.
La inclusión de la energía nuclear en el marco de bonos verdes subraya su papel en la transición hacia fuentes de energía más limpias y sostenibles; los bonos verdes son instrumentos diseñados para nanciar proyectos con bene cios ambientales, y la energía nuclear es vista como una opción viable para reducir las emisiones de carbono debido a su capacidad para generar grandes cantidades de electricidad sin emitir gases de efecto invernadero (ESG News, 2024).
CCGT
Carbón Nuclear
Energía solar fotovoltáica Eólica terrestre
Angra 3 Tasa de descuento (%)
En general, el desarrollo nuclear en Brasil ha enfrentado problemas económicos, retrasos vinculados a presuntos casos de corrupción y la necesidad de renegociar contratos. Además, se evidencian limitaciones de capital y una dependencia del nanciamiento externo. En 2015, los contratos de construcción fueron suspendidos debido a investigaciones por corrupción, lo que llevó a buscar la participación de inversores internacionales (World Nuclear Association, 2024c).
Figura 34. Efecto de la tasa de descuento en la mediana del costo nivelado de la electricidad (LCOE)un para diferentes tecnologías. Fuente: (World Nuclear Association, 2024b)
Con respecto a la información de los precios en un primer momento se obtuvo de la consulta GenCost 2023-24, la cual es una colaboración entre la Organización de Investigación Cientí ca e Industrial del Commonwealth (CSIRO) y el Operador del Mercado Energético Australiano (AEMO), para ofrecer un proceso anual de actualización de los costos de generación dealmacenamiento de energía y producción de hidrógeno con un fuerte énfasis en la participación
Angra 1
de las partes interesadas. GenCost representa el informe de proyección de costos de generación de electricidad más completo de Australia. Utiliza la mejor información disponible en cada ciclo para proporcionar un punto de referencia anual objetivo sobre las proyecciones de costos y actualiza los pronósticos en consecuencia para guiar la toma de decisiones, dado que los costos de la electricidad cambian signi cativamente cada año. Esta es la sexta actualización después del informe inaugural de 2018 (Graham et al., 2024).
El informe incluye estimaciones actualizadas de costos de capital actuales. Con base en estos costos de capital actualizados, el informe proporciona proyecciones de cambios futuros en los costos consistentes con escenarios eléctricos globales actualizados que incorporan diferentes niveles de logro de la ambición de la política climática global. También se incluyen los costos nivelados de la electricidad (LCOE) y proporcionan un resumen de la competitividad relativa de las tecnologías de generación.
Para dicho informe se han aplicado las ambiciones de política climática global para las políticas actuales, escenarios Global NZE post 2050 y Global NZE para 2050 (ver Tabla 5) planteadas en el World Energy Outlook 2022 de la Agencia Internacional de Energía que coincide con el escenario de políticas declaradas, el escenario de promesas anunciadas respectivamente y emisiones netas cero para 2050 (Graham et al., 2024).
Aumento signi cativo del costo de los SMR
El costo de los SMR ha sido un tema polémico en GenCost durante muchos años, con datos contradictorios publicados por otros grupos que proponen costos más bajos que los asumidos en
Factores clave
Alineación del escenario
WEO de la IEA
Precio del CO2 / Política climática
Objetivos de energía renovable y construcciones forzadas / Retiro acelerado
Demanda / Electri cación
Tasas de aprendizaje
Recursos renovables y otras limitaciones
Descentralización
Fuente: (Graham et al., 2024)
GenCost (ver Figura 35).
La Utah Associated Municipal Power Systems (UAMPS) es una coalición regional de EE.UU. que desarrolla proyectos de generación de electricidad propiedad de los gobiernos locales. Hasta la cancelación del proyecto en noviembre de 2023, la UAMPS era el desarrollador de un proyecto nuclear SMR llamado Carbon Free Power Project (CFPP) con una capacidad bruta de 462 MWe. Se planeó que estuviera en pleno funcionamiento para 2030. Después de la conversión a dólares australianos de 2023, los costos del proyecto se estimaron en $18.200/kW, en 2020, lo que está solo ligeramente por debajo del nivel que GenCost había estado aplicando ($19.000 kW) (Graham et al., 2024).
A nales de 2022, UAMPS actualizó su costo de capital a $31.100/kW citando las presiones in acionarias globales que han aumentado el costo de todas las tecnologías de generación de electricidad (ver Figura 35). La estimación de la UAMPS implica que los SMR nucleares se han visto afectados por un aumento de costos del 70%, mucho mayor que el promedio del 20% observado en otras tecnologías. Estos datos no fueron incorporados previamente en GenCost. En consecuencia, los costos de capital actuales para SMR nucleares en este informe se han incrementado signi cativamente para alinearlos con esta estimación más reciente. El importante aumento de los costos probablemente explique la cancelación del proyecto. La cancelación de este proyecto es importante porque era el único proyecto SMR en los EE. UU. que había recibido la certi cación de diseño de la Comisión Reguladora Nuclear, lo que es un paso esencial antes de que pueda comenzar la construcción (Graham et al., 2024).
Global NZE para 2050Global NZE post 2050Políticas actuales
Emisiones netas cero para 2050
Consistente con 1,5 grados en el mundo
Alto, que re eja constancia en las energías renovables
Alto, que re eja constancia en las energías renovables
Más fuerte
Menos restringido
Energía solar fotovoltaica (PV) en tejados menos limitada
Escenario de promesas anunciadas
En consonancia con los 1,7 grados mundiales
Las políticas de energía renovable se amplían según sea necesario
Medio-Alto
Escenario de políticas declaradas
Consistente con 2,5 grados mundiales
Políticas actuales de energías renovables
Medio
Camino normal de madurezMás débil
Supuestos de restricciones existentes
Limitaciones de la energía solar fotovoltaica (PV) en tejados
Más restringido que los supuestos existentes
Mas restricciones en energía solar fotovoltaica (PV) en tejados
Tabla 5. Escenarios World Energy Outlook 2022
EIAteórico
Hoja de ruta SMR canadiense
Costos proyectados de UAMPS actualizados
Costos reales del proyecto UAMPS
IEA-teórico 201520162017201820192020202120222023
Heard teórico
Wilson teórico
Figura 35. Cronología de las estimaciones de costos de SMR nucleares (año calendario) y costos actuales incluidos en cada informe GenCost (comienzo del año nanciero)
Fuente: (Graham et al., 2024).
Cambios en las proyecciones de costos de capital
Las proyecciones comienzan con el costo de capital actualizado para 2023 de alrededor de $31.000/kW (dólares australianos que equivalen a $20.546 USD en el año 2023).
Como todas las demás tecnologías, se asume que los costos convergen nuevamente a un nivel que no incluye los impactos in acionarios actuales a corto plazo. La nueva información publicada ha sido útil para determinar el nivel de costos prein acionario. También hay algo de aprendizaje en el período hasta 2030, suponiendo que avancen los proyectos en etapas avanzadas de plani cación. Más allá de 2030, es necesario seguir implementando proyectos menos desarrollados para lograr mayores reducciones de costos.
Los costos de capital solo mejoran ligeramente para el escenario de políticas actuales debido a un bajo despliegue de proyectos en la década de 2030 seguido de una etapa posterior de implementación en la década de 2050.
En los escenarios globales NZE, la escala de reducción y crecimiento de la demanda signi ca que las tecnologías comerciales existentes no son su cientes para lograr la reducción de emisiones del sector eléctrico. Como resultado, se produce un despliegue signi cativo de SMR nucleares con reducciones de costos posteriores logradas durante la década de 2030 a través de supuestos de tasa de aprendizaje que pueden estar impulsados en parte por procesos de fabricación modulares. Las plantas modulares reducen la cantidad de insumos únicos que deben fabricarse. Existe cierta variación en elmomento y la profundidad de los cambios
de costos, con Global NZE para 2050 alrededor de $200/kW menos en promedio. Los costos de capital están entre aproximadamente $11.000/kW y $15.000/kW ($7290 y $9941 USD) en todos los escenarios (Graham et al., 2024).
Para profundizar en esta información se puede descargar el Informe GenCost 2023-24 completo:
La Tabla 6, Tabla 7 y Tabla 8 proporcionan datos detrás de las cifras presentadas en el documento GenCost 2023-24 para los diferentes escenarios, se seleccionaron los tipos de fuentes de energía: gas combinado, solar fotovoltaica y nuclear.
Tabla 6. Costos de capital de tecnología de generación actuales y proyectados en el escenario de políticas actuales.
Fuente: (Graham et al., 2024).
Ciclo de gas combinado Solar fotov. Gran escala Nuclear (SMR)
Fuente: (Graham et al., 2024).
Otro estudio referente a los costos de estas tecnologías se titula Techno-economic analysis of advanced small modular nuclear reactors (Asuega et al., 2023), presenta una evaluación económica detallada y ascendente en la cual compara una planta de 12 × 77 MWe (924 MWe en total) de agua ligera SMR (LW-SMR), una planta de 4 × 262 MWe (1.048 MWe) de SMR (GC-SMR) refrigerada por gas y una planta de 5 × 200 MWe (1.000 MWe en total) de sales fundidas (MS-SMR). Las estimaciones de costos se derivan de los costos de los equipos, las horas de mano de obra, los insumos de materiales y los modelos de ingeniería de procesos. Los SMR avanzados se comparan con las centrales de ciclo combinado de gas natural con y sin captura de carbono postcombustión y un gran reactor nuclear convencional de agua presurizada (LR) (Asuega et al., 2023).
Tabla 8. Costos de capital de tecnología de generación actuales y
Fuente: (Graham et al., 2024).
Todos los valores utilizados en este estudio se presentan en dólares de enero de 2021. Para llevar los dólares del pasado a su valor presente, se utilizó la calculadora del índice de precios de consumo de la O cina de Estadísticas Laborales de EE. UU. A continuación, se presentan las cifras más relevantes planteadas en este estudio:
Costo de Capital Inmediato (OCC)
Costo Nivelado de la Energía (LCOE)
El trabajo incluye estimaciones detalladas de los costos de capital, los costos operativos y de mantenimiento, y los costos de combustible para los reactores: Modular Pequeño de Agua Ligera (LW-SMR), Modular Pequeño Refrigerado por Gas (GC-SMR) y Modular Pequeño de Sal Fundida (MS-SMR) (ver Figura 36).
Para iniciar se presenta un extracto de las descripciones de cada tipo de reactor, en el documento original (enlace abajo) se pueden identi car las características técnicas y logísticas en más detalle, y la Tabla 9 incluye los parámetros generales.
Para ver el documento dar clic el siguiente icono:
Descripción de GC-SMR
Descripción de MS-SMR
Descripción del LW-SMR
Conoce el documento
La planta GC-SMR cuenta con cuatro reactores, cada uno con una potencia térmica de 550 MWth y una e ciencia del 47,7 %, lo que genera una potencia eléctrica de 4.262 MWe, es decir, 1.050 MWe en total. El GC-SMR es un reactor refrigerado por gas (HTGR) de alta temperatura inspirado en el reactor modular de helio de turbina de gas (GT-MHR) que utiliza helio como refrigerante principal. Como tal, el GT-MHR utiliza un ciclo termodinámico de Brayton, a diferencia de un ciclo de Rankine utilizado para el LW-SMR y el MS-SMR. Aunque el diseño del GT-MHR carece de la experiencia industrial de los PWR, en los EE.UU. se han puesto en funcionamiento dos centrales nucleares de ciclo de vapor refrigeradas por gas, Peach Bottom y Fort St. Vrain. Los reactores refrigerados por gas son capaces de soportar temperaturas más altas y, por tanto, una mayor e ciencia (Asuega et al., 2023).
La central MS-SMR cuenta con cinco reactores, cada uno con una potencia térmica de 400 MWth y una e ciencia del 50,0 %, lo que supone una potencia eléctrica de 5 200 MWe, es decir, 1.000 MWe en total. El MS-SMR se basa en el reactor integrado de sales fundidas (IMSR). El diseño del IMSR se basa en el Experimento del Reactor de Sal Fundida (MSRE), un reactor de sales fundidas de 7,4 MWth operado por el Laboratorio Nacional de Oak Ridge entre 1965 y 1969 (Asuega et al., 2023).
Los datos de medición inteligente, La planta LW-SMR cuenta con doce reactores, cada uno con una potencia térmica de 250 MWth y una e ciencia del 30,8 %, lo que genera una potencia eléctrica de 12 × 77 MWe, es decir, 924 MWe en total. El LW-SMR se basa en el reactor NuScale y, como tal, aprovecha décadas de experiencia en la industria estadounidense desarrollada en torno a los PWR convencionales (Asuega et al., 2023).
Figura 36. Descripción reactores LW-SMR, GC-SMR y MS-SMR.
Fuente: (Asuega et al., 2023)
Tabla 9. Parámetros generales del reactor de agua a presión mejor experiencia (PWR12-BE), LW-SMR, GC-SMR y MS-SMR.
Fuente: (Asuega et al., 2023) ParámetrosPWR12-SERLW-
Los costos directos de capital se estimaron siguiendo el modelo Algorithm for the Capital Cost Estimation of Reactor Technologies (ACCERT). Como base, el modelo ACCERT utiliza la planta nuclear PWR better experience (PWR12-BE) de 1.144 MWe, que representa los costos promedio históricos de construcción de plantas nucleares con pocos sobrecostos entre 1982 y 1987 de la Base de Datos Económicos de Energía (EEDB) desarrollada por el Departamento de Energía de los Estados Unidos.
Los costos de capital han representado un desafío abrumador para las plantas nucleares, por lo que un análisis detallado del capital de los SMR es imperativo. El OCC total de las plantas nucleares analizadas en este estudio se compara con una planta de Ciclo Combinado de Gas Natural NGCC con 90% de captura de carbono CC y una planta NGCC sin CC, como se presenta en la Figura 37, los OCC de los LW-SMR, GC-SMR y MS-SMR son de $4,844/kW, $4,355/kW y $3,985/kW respectivamente. Los SMR mantienen costos de capital casi equivalentes o inferiores a los del PWR12-BE convencional con un OCC de $4,599/kW, a pesar de incurrir en costos debido a las economías de escala. La reducción más notable en los costos ocurre en las cuentas indirectas. Esto es crítico, ya que entre 1976 y 1987, los costos indirectos causaron el 72% del aumento de costos de las plantas nucleares. Aun así, las plantas nucleares SMR mantienen un OCC notablemente más alto en comparación con las plantas de gas natural, con $1,026/kW y $2,509/kW para las NGCC sin CC y NGCC con CC respectivamente. Para que la energía nuclear sea competitiva en términos de capital con el gas natural, deben producirse efectos de mitigación de costos sustanciales, tal vez a través del aprendizaje de la industria, subsidios directos o a través de un impuesto al carbono aplicado a las emisiones de gas natural. Incluso para la planta nuclear de menor costo anali-
zada en este estudio, la MS-SMR, los costos de capital deben reducirse en $2,959/kW para ser iguales a los de la NGCC sin CC (Asuega et al., 2023).
Este estudio utiliza 79 cuentas de costos para derivar los costos de capital para cada tecnología de SMR. Si bien la Figura 68 muestra los costos combinados de todas las cuentas de capital, la Figura 38 presenta un desglose detallado de estas cuentas
Los SMR eliminan la necesidad de muchos edi cios y estructuras diversos o los incluyen en otras cuentas, lo que permite que las cuentas de costos totales de estructuras y edi cios del GC-SMR y el MS-SMR superen a las del PWR12-BE (Asuega et al., 2023).
Los costos totales del equipo del reactor SMR por kilovatio son mayores que el PWR12-BE. La ubicación conjunta de múltiples recipientes a presión para producir la misma cantidad de electricidad que los LR convencionales requiere más materiales y, por lo tanto, el costo de fabricación e instalación de esta cuenta aumenta debido a las economías de escala.
Los inmensos costos de capital de los SMR brindan la motivación para determinar los mayores impulsores de costos. Para este n, se realiza un análisis de sensibilidad modi cando el costo de cada componente en un 20% a partir de su valor base, manteniendo todos los demás componentes iguales. El cambio general resultante en el OCC para los diez componentes más impactantes se muestra en la Figura 39. El mayor impulsor de costos tanto para el LW-SMR como el GC-SMR son los recipientes de presión del reactor (apareciendo también los componentes internos del recipiente integrado). Dado que los SMR comparten emplazamiento de varios reactores, hay un aumento sustancial en la cantidad de material para fabricar los recipientes y la mano de obra necesaria para instalarlos (Asuega et al., 2023).
Equipo del reactor
Sist. de captura de carbono
Contingencia
Costos del propietario
Costos indirectos
Sistema de rechazo de calor
Equipo misceláneo
Equipos Eléctricos
Equipo de turbina
Estructuras y Edificios
Nota: Los costos del NGCC se basan en una estimación de James et al. Los costos del PWR12-BE son una adaptación de los informes del DepartamentodeEnergíadelosEstados UnidosydeGandaetal.
Figura 37. Costos de Capital
Inmediato (OCC) del PWR12-BE), LWSMR, GC-SMR, MS-SMR, planta de ciclo combinado de gas natural con 90% de captura de carbono(NGCC c/CC)yplantasincapturadecarbono (NGCCc/oCC).Fuente:(Asuegaetal., 2023).
Contingencia
Costos del propietario
Supervisión de campo
Servicios de ingeniería
Servicios de construcción
Sistema de rechazo de calor
Equipos varios
Equipos Eléctricos
Elementos misceláneos de turbina
Control de la turbina
Generadores de vapor
Sistemas de Condensación
Turbina-generador
Elementos misceláneos del reactor
Instrumentación y control del reactor
Otros equipos del reactor
Manejo y almacenamiento de combustible
Procesamiento de residuos radiactivos
Sistemas de salvaguardias
Presurizador
Otros equipos de turbina Sist de calentamiento de agua de alimentación
Tuberías de refrigerante, bombas y accionamientos
Figura38.DesgloseOCCdelLR,LW,GCyMS.
Fuente:(Asuegaetal.,2023)
Pre. Buque
Edificio del reactor
Contingencia
Costos del propietario
Servicios de construcción
Servicios de ingeniería
Internos del reactor
Turbina-generador
Equipos eléctricos
Supervisión de campo
-6-4-2 0
246 -6-4-2 0
LW-SMR % △OCC
Barras de control y accionamientos
Transporte al sitio
Internos del reactor
Vasija de presión del reactor
Edificios y estructuras misceláneas
Sala de control
Edificio de procesamiento de residuos
Edificio de la turbina
Edificio del reactor
Trabajos de jardinería
Pre. Buque
Servicios de construcción
Contingencia
Costos del propietario
Servicios de ingeniería
Internos del reactor
Edificio del reactor
Turbina-generador
Equipos eléctricos
Supervisión de campo
GC-SMR % △OCC 246 -6-4-2 0
Turbina generador
Servicios de constr.
Servicios de ingeniería
Contingencia
Costos del propietario
Tuberías del reactor
Equipos eléctricos
Supervisión de campo
Edificio del reactor
Procesamiento desechos
MS-SMR % △OCC 246
Figura 39. Cambio porcentual en los OCC del LW-SMR, GC-SMR y MS-SMR en un cambio positivo y negativo del 20% en los diez mayores impulsores de costos mientras se mantienen todos los demás componentes iguales.
Fuente: (Asuega et al., 2023)
El edi cio de contención del reactor es un impulsor de costos sustancial para los tres SMR, lo que es de esperar, ya que cumple la función esencial de albergar los reactores. Las cuentas indirectas (servicios de ingeniería, servicios de construcción y supervisión de campo) afectan a los tres SMR sustancialmente, incluso considerando la reducción de costos a partir de un tiempo de construcción de tres años. Aun así, cabe señalar que los SMR tienen el mayor potencial para reducir los costos indirectos al reducir los tiempos de construcción, ya que es poco probable que las reducciones sustanciales en las cuentas directas más importantes, incluidos el recipiente a presión, la turbina-generador, el equipo eléctrico, etc., estén sujetas a reducciones profundas de costos. Otro método potencial para reducir los costos de los SMR sería acoplar múltiples reactores a un solo sistema de turbina, como se hizo con el módulo de lecho de esferas del reactor refrigerado por gas de alta temperatura (HTR-PM) en China, donde dos reactores de 250 MWth están conectados a una sola turbina para generar 210 MWe de electricidad. Aunque la consolidación de los sistemas de turbinas disminuiría los costos, excluiría la posibilidad de operar los reactores individualmente. Además, la conexión de cada reactor a su propio sistema de turbinas permite que la producción de la planta aumente con el tiempo. Por ejemplo, una planta LW-SMR puede comenzar con una potencia de 677 MWe y aumentar gradualmente hasta 1277 MWe, lo que permite que se produzcan efectos de aprendizaje y que la generación de electricidad comience de forma más inmediata (Asuega et al., 2023).
Análisis de Monte Carlo
Los SMR pueden reducir los costos de capital a través de la modularización, la simpli cación y la reducción de los plazos de construcción. Sin embargo, como se muestra en la Figura 40, las economías de escala asociadas con el proceso de modularización conducen a un efecto de equilibrio, donde se contrarrestan la mayoría de las ganancias en la reducción de capital. Teniendo en cuenta estos efectos por sí solos, los SMR no presentarían una ventaja destacada sobre los LR para la industria, los gobiernos o los inversores (Asuega et al., 2023).
Tiempo de construcción: Se encontró un tiempo total de construcción de 3,3 años para el LW-SMR, y un tiempo total de construcción de 6,6 años para el PWR12-BE. Aunque este estudio asumió un tiempo base de construcción de seis años para el PWR12-BE y de tres años para el LW-SMR, se utilizó la metodología descrita en esta sección para cuanti car la incertidumbre del tiempo de construcción y el OCC a través de un análisis de Monte Carlo (Asuega et al., 2023).
Cambio de capital ($/Kw)
Economía de escala
Tiempo de construcción
Modularización
Simplificación
Cambio Neto
LW-SMR
GC-SMRMS-SMR
Nota: La economía de escala y los cambios en la simpli cación se encontraron al comparar cada cuenta de costos de SMR con la del reactor de agua a presión con la mejor experiencia (PWR12-BE). El cambio en el costo del tiempo de construcción se encontró tomando la diferencia de los costos indirectos de PWR12-BE y SMR. La modularización se midió como la diferencia de costos entre los SMR modularizados y premodulares. Se encontró que los SMR contrarrestan las economías de escala a través de la simpli cación, la modularización y el tiempo de construcción, con cambios netos en los costos de $204/kW —$137/kW y — 438/kW para el LW-SMR, GC-SMR y MS-SMR respectivamente.
Figura 40. Causas del cambio de capital para el reactor LW-SMR, el GC-SMR) y el MS-SMR.
Fuente: (Asuega et al., 2023)
Tiempo de construcción: Se encontró un tiempo total de construcción de 3,3 años para el LW-SMR, y un tiempo total de construcción de 6,6 años para el PWR12-BE. Aunque este estudio asumió un tiempo base de construcción de seis años para el PWR12-BE y de tres años para el LW-SMR, se utilizó la metodología descrita en esta sección para cuanti car la incertidumbre del tiempo de construcción y el OCC a través de un análisis de Monte Carlo (Asuega et al., 2023).
La Figura 41 muestra una comparación de las distribuciones de probabilidad de los tiempos de construcción del LW-SMR y el PWR12-BE. Se encontró que la duración de la construcción del LW-SMR tiene una media de 4,5 años, una desviación estándar de 0,8 años y una probabilidad del 90 % de permanecer entre 3,4 y 6,0 años. Mientras que la duración de la construcción del PWR12-BE es de 8,3
Frecuencia relativa (%)
de la construcción (años)
Nota: Las distribuciones del tiempo de construcción se de nen por las distribuciones de entrada de horas de mano de obra y el número total de trabajadores.
Figura 41. Distribuciones Monte Carlo del reactor LW-SMR y el PWR12-BE tiempos de construcción. Fuente: (Asuega et al., 2023)
La Figura 42 muestra una comparación de las distribuciones de probabilidad de los OCC para LW-SMR y PWR12-BE. Se encuentra que el LW-SMR OCC tiene una media de 5.233/kW, una desviación estándar de 655 $/kW, y una probabilidad del 90 % de permanecer entre 4.254 $/kW y 6.389 dólares/kW. Mientras que se ha encontrado que el PWR12-BE OCC tiene una media de 5.859 $/kW, una desviación estándar de 681 $/kW y una probabilidad del 90 % de permanecer entre 4.903 $/kW y 7.122 $/kW (Asuega et al., 2023).
Frecuencia relativa (%)
PWR12-BE LW-SMR
Costo de capital nocturno ($/kW)
Nota: Se Utiliza la Ecuación (1), las distribuciones de OCC se de nen por las distribuciones de horas de mano de obra y costos de insumos para los costos directos de capital, los costos indirectos se determinan a partir de las distribuciones de insumos de horas de mano de obra utilizando la ecuación (3), y los costos del propietario y los costos de contingencia se toman cada uno como el 10% de los costos directos e indirectos combinados
Figura 42. Distribuciones de Monte Carlo del reactor LW-SMR y el PWR12-BE y costos de capital nocturno (OCC). Fuente: (Asuega et al., 2023). años, una desviación estándar de 1,0 año, y una probabilidad del 90 % de permanecer entre 6,9 y 10,1 años. Al disminuir sus horas de trabajo en el sitio y realizar el trabajo en un entorno de fábrica controlado, el LW-SMR limita su exposición a las condiciones precarias de la construcción en el sitio, lo que no solo disminuye su tiempo total de construcción, sino que también disminuye la probabilidad de incurrir en retrasos sustanciales en el cronograma de construcción (Asuega et al., 2023).
Impuesto al carbono
Reemplazo del núcleo de la unidad
Impuestos y tarifas
Combustible
Operación y mantenimiento
Financiamiento
Capital
Nota: Los costos del NGCC se basan en una estimación de capital de James et al. Los costos de capital de PWR12-BE son una adaptación de los informes del Departamento de Energía de EE. UU. y Ganda et al.
Figura 43. Costo nivelado de la energía (LCOE) del reactor PWR12-BE, LW-SMR, GC-SMR, MS-SMR, planta de ciclo combinado de gas natural sin captura de carbono (NGCC sin CC) y planta con 90% de captura de carbono (NGCC con CC)
Fuente: (Asuega et al., 2023)
Finalmente, vale la pena enunciar algunos de los factores más relevantes que in uyen en los costos de los SMR, los cuales, según Small Modular Reactors (s.f.), se relacionan en la Figura 44:
La elección de la tecnología, los materiales y los componentes del reactor puede tener un impacto signi cativo en los costos. Los diseños avanzados mejoran la seguridad y el rendimiento, pero pueden aumentar los costos iniciales de capital.
Un proceso regulatorio simpli cado y predecible puede ayudar a reducir los costos y las incertidumbres asociadas con el desarrollo.
Factores que in uyen en los costos de los SMR
La fabricación de componentes en fábrica y el uso de técnicas de construcción modular pueden reducir signi cativamente los costos de los reactores pequeños. No obstante, esto requiere una cadena de suministro sólida y una gestión de proyectos e ciente.
El desarrollo y despliegue de más reactores pequeños pueden reducir costos gracias a las economías de escala y al aprendizaje. La estandarización de diseños y componentes, así como la experiencia en su construcción y operación, también contribuyen a disminuir costos.
La nanciación y la gestión de riesgos en proyectos de SMR afectan los costos. Mecanismos innovadores, como las asociaciones público-privadas, pueden reducir el costo de capital y mejorar la viabilidad del proyecto.
La competitividad de los SMR en el mercado energético depende de factores como los precios de la electricidad, la disponibilidad de fuentes de energía alternativas y las políticas gubernamentales que respaldan tecnologías de bajas emisiones. Estos elementos in uyen en el atractivo económico de los proyectos de SMR.
Figura 44. Factores que in uyen en los costos de los SMR. Fuente: (Small Modular Reactors, s.f.)
Impacto ambiental, social y de sostenibilidad de la energía nuclear
Impacto ambiental, social y de sostenibilidad de la energía nuclear
Pilar ambiental
Pilar económico
Pilar social
Ideas Clave
La energía nuclear enfrenta un panorama mixto a nivel mundial, con una creciente aceptación en algunos países y una tendencia hacia el no uso en otros; aunque presenta retos en términos de seguridad, almacenamiento de residuos y costos, sus bene cios, como bajas emisiones de carbono, e ciencia en el uso del suelo y menor tasa de mortalidad por unidad de energía generada, la posicionan como una alternativa segura en contraste con los combustibles fósiles. Además, este panorama prevé un auge nuclear impulsado por países como China, Rusia y Estados Unidos, con la creciente adopción de los SMR.
El nivel de aceptación pública de la energía nuclear ha tenido una transición en diversas regiones del mundo, impulsado por factores como la necesidad global de mayor seguridad energética, de aceleración de la descarbonización y de independencia de los combustibles fósiles. En Europa, el apoyo a la energía nuclear ha aumentado, especialmente en países como Francia, donde una muestra de la población considera la energía nuclear clave para la independencia energética y la lucha contra el cambio climático. En este mismo contexto, iniciativas como las realizadas por instituciones como la CNEA en Argentina, la Sfen en Francia y Eletronuclear en Brasil, muestran un esfuerzo por integrar la energía nuclear en la sociedad a través de la educación y la participación pública.
Para aumentar la aceptación pública de la energía nuclear, un buen comienzo, según el estudio “Cómo las impresiones sociales afectan la aceptación pública de la energía nuclear: un estudio de caso en China” (Yang et al., 2022), es reforzar aspectos especí cos tales como: mejorar la popularización de la ciencia nuclear, fortalecer la comunicación pública y promover la distribución de bene cios, ya que en el mismo estudio se identi có que el bene cio percibido tiene un efecto más fuerte en la aceptación pública que el riesgo percibido.
Impacto ambiental, social y de sostenibilidad de la energía nuclear
Según el artículo Advanced nuclear energy: the safest and most renewable clean energy (Rehm, 2023), la energía nuclear es mucho más segura que las energías renovables solar y eólica y tiene una huella de carbono menor durante su ciclo de vida. La desventaja de la energía nuclear es que sus residuos son de larga duración. Para desintegrarse hasta un nivel de fondo nominal el combustible nuclear gastado tradicional requiere decenas de miles de años. Sin embargo, la energía nuclear avanzada, genera una cantidad mucho menor de residuos nucleares, alrededor del 1% del combustible tradicional y se desintegrará hasta niveles de fondo en unos 400 años.
Con la energía nuclear avanzada, el riesgo mínimo asociado se reduce aún más (ver Tabla 10 y Tabla 11).
Tabla 10. Estadísticas vitales para energías renovables (solar/eólica) versus nuclear (tradicional/avanzada).
Emisiones de carbono durante el ciclo de vida, g-CO 2-eq /kWh
Muertes en la industria por TWea al año
Factor de capacidad (fracción de la capacidad de potencia nominal realmente producida)
Desperdiciar
Reservas minerales comprobadas a nivel planetario
Fuente: (Rehm, 2023)
Notas:
“Corremos el riesgo de crear nuevas cargas ambientales y económicas en el futuro”, Peter Wright, EPA, 2020.
Menos de 200 añosc
Almacenado de forma segura, sin cargas ambientales ni económicas
Alrededor de 90 años
Aún no hay datos, pero probablemente menos que los de la energía nuclear tradicional.
Los residuos representarán menos del 1% de los de la energía nuclear tradicional y su vida útil será aproximadamente un 1% de la de la energía nuclear tradicional
Varios miles de años
a.TWe/MWe es la capacidad de producción de electricidad de una central eléctrica, que es menor que TWt/MWt, la energía térmica necesaria para producir electricidad. La diferencia es el calor residual. En el caso de la energía nuclear avanzada, el calor residual se puede utilizar para generar calor de proceso debido a las altas temperaturas que se alcanzan en un reactor avanzado.
b.El factor de capacidad se puede mejorar mediante el almacenamiento integrado. Por ejemplo, la planta termosolar Gemasolar en España opera con un factor de capacidad anual del 55% mediante el uso de almacenamiento integrado en sales fundidas. Los factores de capacidad de esta tabla no incluyen el efecto del almacenamiento integrado.
c.Michaux, S., marzo de 2021, “La minería de minerales y los límites del crecimiento”, Servicio Geológico de Finlandia (GTK), ISBN 978-952-217-41 3-0. Este estudio ataca el meollo de la falacia de la renovabilidad de las “energías renovables”. Extractos del informe del Dr. Michaux: “… la sociedad no comprende realmente su dependencia de los minerales… La minería de minerales depende íntimamente del suministro de energía basado en combustibles fósiles… El modelo de negocio industrial actual es uno de desarrollo tecnológico, basado en la creencia de que no hay límites en el suministro de materias primas… las materias primas de apoyo que hacen posible el mundo moderno se están agotando y pronto no podrán satisfacer la demanda requerida… Para dejar de lado los combustibles fósiles, se necesitarán volúmenes sin precedentes de minerales (minerales para baterías en particular)… las tasas de producción actuales de metales como el litio, el níquel y el cobalto son mucho más bajas de lo que se requerirá pronto… Se requerirá que el procesamiento de minerales sea más e ciente que nunca…”
Diferencias clave entre tecnología tradicional y tecnología avanzada
Reactor tradicional Reactor avanzado
Diseñado a aproximadamente 2000 psig.
Diseñado a una presión cercana a la ambiental.
Opera a unos 290°COpera a 550–750°C
Mejoras en la seguridad
Ya que los puntos de ebullición normales de los medios de transferencia de calor superan los 1200 °C.
Esto crea una diferencia de temperatura mucho mayor con el entorno, lo que permite más opciones para sistemas pasivos de desintegración y eliminación de calor.
Entonces, la necesidad de asumir ese doble desafío –reducir las emi siones nocivas y al mismo tiempo proporcionar más energía a más personas– sitúa al sector energéti co en el centro del logro del desa rrollo sostenible. De este modo, gran parte de la atención se ha cen trado en el sector eléctrico por varias razones según la World Nuclear Association (2024b):
Combustible U238, que se convierte en "residuo" nuclear.
Los desechos tardan decenas de miles de años en desintegrarse.
Susceptibles a descontroles térmicos.
Fuente: (Rehm, 2023)
El U238 se transmuta en Pu239, que se "quema" junto con el U235.
Los desechos tardan unos 400 años en desintegrarse.
Coe ciente de temperatura negativo.
Volumen de residuos inferior al 1% del de los reactores tradicionales.
Menos generación de residuos y contaminación.
Se apagan de forma pasiva si la temperatura del reactor aumenta demasiado, lo que supone una mejora de seguridad.
Energía nuclear y desarrollo sostenible
Cualquier transición hacia un futuro más equitativo y sostenible orientado al cumplimiento de los ODS, debe basarse en brindar a todos los benecios del acceso a servicios energéticos modernos, asequibles y con ables. Pero hacerlo aumentará la demanda general de energía: en la actualidad, los 4 mil millones de personas más pobres del mundo consumen sólo el 5% de la cantidad de energía que disfrutan quienes viven en las economías desarrolladas. Para que esa cifra aumente al 15%, el consumo mundial de energía aumentaría en el equivalente a la demanda adicional de los Estados Unidos. La pregunta clave, por tanto, es: ¿cómo debería suministrarse esa energía? En la actualidad, más del 80% del consumo de energía primaria proviene de la quema de petróleo, gas y carbón, lo que no ha cambiado desde 1990. Sin embargo, las emisiones no reguladas procedentes de la quema de combustibles están provocando cambio climático, daños medioambientales y la muerte prematura de unas 7 millones de personas cada año. Por lo tanto, el uso continuo de combustibles fósiles tiene profundas implicaciones sociales, económicas y ambientales intra e intergeneracionales (World Nuclear Association, 2024a).
El sector eléctrico es el que se descarboniza más fácilmente, ya que proporciona los medios para utilizar energía no fósil con bajas emisiones de carbono (por ejemplo, hidráulica, nuclear, eólica y solar).
La electricidad es limpia en el punto de uso nal. Esto tiene dos ventajas principales: mejorar la calidad del aire en las zonas urba nas; y centralizar las emisiones rela cionadas con la energía (es decir, en las centrales eléctricas), haciendo que la regulación de las emisiones sea más sencilla.
Alrededor del 20% del consumo nal de energía se produce enforma de electricidad, pero la generación de electricidad es responsable de casi el 50% de todas las emisiones relacionadas con la energía.
A pesar de la atención prestada a la electricidad, hasta la fecha se han logrado avances limitados. Eso, aun teniendo en cuenta que, en 2019, en todo el mundo se generó un 80% más de electricidad a partir de combustibles fósiles que 20 años antes.
Es importante recordar que no existe ninguna tecnología que esté totalmente exenta de riesgos para las personas o el medio ambiente. Por ejemplo, si bien las fuentes de energía bajas en carbono no emiten dióxido de carbono en el momento de su uso, son responsables de las emisiones y los residuos durante la construcción, la fabricación y el desmantelamiento (ver Figura 45). “Sin embargo, en términos más generales, la propuesta de la energía nuclear como fuente de energía sostenible es fundamentalmente sólida debido a su densidad energética innata y su internalización de los costos ambientales y de salud” (World Nuclear Association, 2024a).
Tecnología Rango (g CO2 / kWh)
Nuclear5.1 - 6.4
Energía hidroeléctrica
6.1 - 147
Energía eólica7.8 - 23
Solar fotovoltaica
7.4 - 83
Solar concentrada 14 - 122
Gas 403 - 513
Carbón753 - 1.095
Figura 45. Emisiones de CO2 del ciclo de vida de diferentes tecnologías.
Fuente: (Foro Nuclear, s.f.b)
Seguridad de la energía nuclear
Según Ritchie & Rosado (2024a), ninguna fuente de energía es completamente segura, todas tienen “efectos a corto plazo sobre la salud humana, ya sea a través de la contaminación del aire o de accidentes y todas tienen efectos a largo plazo al contribuir al cambio climático con las emisiones de gases de efecto invernadero” (Ritchie & Rosado, 2024a).
Sin embargo, el impacto de cada fuente varía signicativamente; “los combustibles fósiles son los más contaminantes y riesgosos a corto plazo y generan la mayor cantidad de gases de efecto invernadero por unidad de energía” (ver Figura 46), también se puede a rmar que las fuentes de ener-
gía con bajas emisiones de carbono también son las más seguras (Ritchie & Rosado, 2024a).
Ritchie & Rosado (2024a) a rman que cuando se comparan los riesgos a corto plazo para la salud y la tasa de mortalidad de las distintas fuentes de energía, la nuclear y las renovables resultan ser mucho más seguras que los combustibles fósiles (ver Figura 47). Se indica que, en lugar de medir el número total de mortalidad, se debe analizar la mortalidad por unidad de electricidad generada, medida en teravatios-hora. Esta medida incluye tanto las muertes por contaminación del aire como por accidentes en la cadena de suministro. Al hacerlo, se observa que los combustibles fósiles, especialmente el carbón, son responsables de muchas más muertes que la energía nuclear y las renovables.
Para comprender mejor las tasas de mortalidad por energía, se plantea como ejemplo una ciudad de 150.000 habitantes en la Unión Europea que consume un teravatio-hora de electricidad al año. Si esta ciudad, dependiera completamente del carbón, se esperarían 25 muertes prematuras anuales debido a la contaminación del aire. En comparación, si utilizara petróleo, habría 18 muertes prematuras al año, y con gas, serían 3. En un escenario con energía hidroeléctrica, se esperaría una muerte en promedio cada año. Con energía eólica, nuclear o solar, no se registrarían muertes anuales; con energía eólica, moriría una persona cada 25 años, con nuclear cada 33 años, y con solar cada 50 años (Ritchie & Rosado, 2024a).
La comparación en el siguiente grá co muestra que los combustibles fósiles causan signi cativamente más muertes que la energía nuclear y las energías renovables por cada unidad de electricidad generada. El carbón destaca como la fuente de energía más contaminante y peligrosa.
¿Cuáles son las fuentes de energía más seguras y limpias?
Tasa de mortalidad por accidentes y contaminación del aire
Medido en muertes por teravatio-hora de producción de electricidad. 1 teravatio-hora es el consumo anual de electricidad de 150.000 personas en la UE.
24.6 muertes
1230 veces mayor que la solar
18.4 muertes
613 veces mayor que la energia nuclear
2.8 muertes
Emisiones de gases de efecto invernadero
Medido en emisiones de CO2 equivalentes por gigavatio-hora de electricidad durante el ciclo de vida de la planta de poder. 1 teravatio-hora es el consumo anual de electricidad de 150 personas en la UE.
Carbón
36% de electricidad global
Petróleo 3% de electricidad global
Gas natural 22% de electricidad global
Biomasa
1.3 muertes
171.000 muertos por el colapso de la presa de Banqiao en 1975, China
970 toneladas
160 veces mayor que la energía nuclear
720 toneladas
65 veces mayor que el viento
440 toneladas
78-230 toneladas
0.04 muertes
0.03 muertes
Incluye muertes por los desastres de Chérnobil y Fukushima
0.02 muertes
2% de electricidad global
4.6 muertes Energía hidroeléctrica
12% de electricidad global
Viento 7% de electricidad global
Energía nuclear 10% de electricidad global
Energía solar 4% de electricidad global
24 toneladas
11 toneladas
6 toneladas
53 toneladas
8-83 toneladas, dependiendo de la tecnología y la ubicación
Las tasas de mortalidad por combustibles fósiles se basan en plantas de última generación con controles de contaminación en Europa y en modelos más antiguos de los impactos de la contaminación del aire en la salud. Esto signi ca que es probable que estas tasas de mortalidad sean muy conservadoras. Para más información consulte nuestro articulo: OurWorldinData.org safest-sources -of-energy. Las cuotas de cloctricidad se dan para 2021. Fuentes de datos: Markandya y Wilkinson (2007); UNSCEAR (2008; 2018); Sovacool et al. (2016): IPCC AR5 (2014); UNECE (2022); Ember Energy (2021). OurWorldinData.org - Investigación y datos para avanzar frente a los mayores problemas del mundo.
Figura 46. Comparativo fuentes de energía: nivel de seguridad y emisiones.
Fuente: (Ritchie & Rosado, 2024a)
Ritchie & Rosado (2024a) a rman que cuando se comparan los riesgos a corto plazo para la salud y la tasa de mortalidad de las distintas fuentes de energía, la nuclear y las renovables resultan ser mucho más seguras que los combustibles fósiles (ver Figura 47). Se indica que, en lugar de medir el número total de mortalidad, se debe analizar la mortalidad por unidad de electricidad generada, medida en teravatios-hora. Esta medida incluye tanto las muertes por contaminación del aire como por accidentes en la cadena de suministro. Al hacerlo, se observa que los combustibles fósiles, especialmente el carbón, son responsables de muchas más muertes que la energía nuclear y las renovables.
Para comprender mejor las tasas de mortalidad por energía, se plantea como ejemplo una ciudad de 150.000 habitantes en la Unión Europea que
consume un teravatio-hora de electricidad al año. Si esta ciudad, dependiera completamente del carbón, se esperarían 25 muertes prematuras anuales debido a la contaminación del aire. En comparación, si utilizara petróleo, habría 18 muertes prematuras al año, y con gas, serían 3. En un escenario con energía hidroeléctrica, se esperaría una muerte en promedio cada año. Con energía eólica, nuclear o solar, no se registrarían muertes anuales; con energía eólica, moriría una persona cada 25 años, con nuclear cada 33 años, y con solar cada 50 años (Ritchie & Rosado, 2024a).
La comparación en el siguiente grá co muestra que los combustibles fósiles causan signi cativamente más muertes que la energía nuclear y las energías renovables por cada unidad de electricidad generada. El carbón destaca como la fuente de energía más contaminante y peligrosa.
Figura 47. Comparación tasa de mortalidad por teravatio-hora de los diferentes combustibles fósiles.
Fuente: (Ritchie & Rosado, 2024a)
En este contexto, y de acuerdo con los autores Ritchie & Rosado (2024a), a continuación, se relacionan otros aspectos clave vinculados a la seguridad, el impacto ambiental y las tasas de mortalidad asociadas a diferentes fuentes de energía, considerando su contribución a las emisiones de gases de efecto invernadero y su relación con la salud pública:
Percepción energética
Las estimaciones sobre la mortalidad causada por combustibles fósiles pueden ser conservadoras, ya que se basan en datos de plantas eléctricas en Europa con buenos controles de contaminación y modelos antiguos sobre los efectos en la salud. Las investigaciones recientes sugieren que las tasas de mortalidad global por combustibles fósiles podrían ser más altas. Un desafío para la energía nuclear es la percepción pública, in uenciada por accidentes como Chernóbil y Fukushima, a pesar de que las muertes derivadas de estos eventos fueron menores en comparación con las causadas por los combustibles fósiles. La energía hidroeléctrica y las renovables también muestran tasas bajas de mortalidad.
Emisiones y seguridad
Las fuentes de energía más seguras también son las que generan menos impacto ambiental a largo plazo. Las tasas de mortalidad por accidentes y contaminación del aire están estrechamente relacionadas con las emisiones de gases de efecto invernadero de cada fuente de energía. El carbón es el que más gases emite, seguido por el petróleo y el gas, que también son más contaminantes en comparación con la energía nuclear y las renovables.
Pilar ambiental
En términos de impacto ambiental, se han realizado Análisis de Ciclo de Vida (ACV) para LR (Reactor nuclear convencional de agua presurizada) y SMR. Sin embargo, dado que solo se han colocado dos SMR en operaciones comerciales, la mayoría de los ACV sobre SMR se han basado en cantidades teóricas escaladas de las centrales nucleares LR de referencia (Vinoya et al., 2024).
Los SMR no son unidades de producción de energía independientes y, por lo tanto, deben conectarse a la red principal a través de cables, torres de transmisión, transformadores, etc. Por lo tanto, al considerar la instalación de un SMR, el diseño debe tener en cuenta su posible impacto ambiental no solo en la planta, sino también en la infraestructura de transmisión adicional que se requerirá. Si bien varios SMR ubicados en la misma instalación pueden no producir muchos más gases de efecto invernadero, una red de SMR ubicada en varios lugares alrededor del área puede tener un impacto ambiental mayor al previsto, por tanto, es importante comprender el impacto ambiental general de los SMR cuando se utilizan como una red de reactores para generar energía (ver Figura 48).
Figura 48. Dos plantas SMR con 4 reactores cada una y su red de transmisión.
Fuente: (Vinoya et al., 2024)
El estudio Life cycle analysis of a network of small modular reactors pretende examinar los efectos de la modularización en el impacto ambiental de los SMR desplegados en diversas con guraciones, puede abarcar las diferentes etapas del uso de la tecnología: desde la extracción de la materia prima, la construcción, las operaciones y hasta el desmantelamiento y la eliminación. Este estudio se basa en los estudios realizados por autores anteriores, especialmente aquellos que han realizado previamente estudios de ACV sobre SMR y sobre redes de transmisión y distribución.
La unidad funcional para este estudio es el kWh de electricidad. El inventario del ciclo de vida se informa en base a g-CO2 eq/kwh (gramos de dióxido de carbono equivalente por kilovatio-hora) para nes de comparación. Esto se aplica a la generación y transmisión. La Figura 49, muestra un diagrama que resume los límites del sistema de ACV para un SMR en una red eléctrica. Sin embargo, dado que la distribución es independiente de la instalación de un SMR en la infraestructura de transmisión, no se considera en este estudio (Vinoya et al., 2024).
Figura 49. Límite del sistema para el ACV de la generación y transmisión de energía SMR. Fuente: (Vinoya et al., 2024)
Los datos de referencia para la construcción de SMR se tomaron del estudio de Wang et al. (2024), mientras que los de las redes de transmisión se adoptaron de Turconi et al. En términos de requisitos de potencia, la Tabla 12 detalla los diversos parámetros del tipo de reactor considerado en el modelo. El estudio examina cuatro con guraciones diferentes: 1 reactor x 8 sitios separados; 2 reactores x 4 sitios separados; 4 reactores x 2 sitios separados y 8 reac-
tores x 1 sitio (Vinoya et al., 2024).
Tabla 12. Parámetros utilizados en el modelado del ACV.
ParámetrosValor/ Información
Desarrollador de tecnología, país de origen
NuScale Power, LLC, Estados Unidos
Tipo de reactor Alimentación integral
Capacidad eléctrica (MWe) 60x8
Ciclo de reabastecimiento (meses) 24
Vida útil del diseño (años) 60
Ubicación de la planta Santa Ana, provincia de Cagayán, Filipinas
Número de reactores 8
Número de transformadores por subestación 2
Vida útil del transformador (años) 30
Vida útil del cable (años) 40
Distancia al transformador primario (km) 8
Distancia al transformador secundario (km) 8
Fuente: (Vinoya et al., 2024)
La localidad elegida es Santa Ana, provincia de Cagayán, que es un sitio potencial para la construcción de un SMR en Filipinas. Este sitio está aproximadamente a 629 km de Manila, la capital y principal puerto de Filipinas. La planta se conectaría a un transformador primario y uno secundario antes de conectarse a la red de distribución.
Los resultados de la normalización y ponderación de los factores de impacto se recogen en la Figura 50, que muestra los 5 factores de impacto principales a los que contribuyen el SMR y su transmisión. El impacto comparativamente mayor de la ecotoxicidad marina destaca la importancia de los efectos del transporte marítimo de materiales adicionales para una red de transmisión más extensa. Con un mayor número de equipos, como transformadores, cables y hormigón para subestaciones, esto aumenta las demandas de materiales y su impacto concomitante sobre el medio ambiente (Vinoya et al., 2024).
La producción de combustible muestra una contribución mucho mayor al impacto ambiental entre los cinco procesos, dado que el ciclo de recarga es de 24 meses (ver Figura 51). Con ciclos de recarga mucho más largos, se pueden reducir signi cativamente los impactos derivados de la producción de combustible. Esta es una promesa que ofrecen muchas tecnologías avanzadas de energía nuclear, como los reactores de sales fundidas (Vinoya et al., 2024).
Ecotoxicidad del agua dulce Toxicidad no carcinogénica humana Otros 1 reactor x 8 sitios 4
Ecotoxicidad marina Toxicidad carcinogénica humana
Ecotoxicidad terrestre
Figura 50. Normalización y ponderación de los factores de impacto. Fuente: (Vinoya et al., 2024)
Ecotoxicidad marina Ecotoxicidad del agua dulce Toxicidad carcinogénica humana Toxicidad no carcinogénica humana
Producción de combustible
Construcción de Planta Operación de Planta
Desmantelamiento
Ecotoxicidad terrestre
Calentamiento global
Transmisión
Figura 51. Contribuciones de la planta SMR y la transmisión a los principales factores de impacto. Fuente: (Vinoya et al., 2024)
El potencial de calentamiento global resultante para una con guración SMR 8 x 1 asciende a 3,676 g de CO2 eq/kWh. Esto aumenta a 5,388 g CO2-eq/kWh, o un aumento del 46,57% en GWP para una red de transmisión más extensa, como una con guración 1x8, es decir, una contribución del 6,65%, aumentando al 36,31%. Se puede observar una tendencia similar en otros factores de impacto con la transmisión aumentando en importancia. Esto implica la importancia de considerar la conguración y el emplazamiento de la planta (Vinoya et al., 2024).
Resultados: se puede observar que cualquier cambio que surja de una construcción modular que pueda resultar en un mayor uso de material debido a la mayor cantidad de reactores de un SMR en comparación con un LR de clasi cación similar, tendrá como resultado un impacto ambiental mínimo ya que la contribución de la construcción al impacto general se minimiza por los otros componentes en el ciclo de vida, como la transmisión y la producción de combustible.
Se encontró que la red de transmisión juega un papel importante en varios factores de impacto, lo que hace que la con guración sea un factor importante.
Como más emplazamientos implican una red de transmisión más grande, lo que conlleva un impacto signi cativamente mayor, se puede aprovechar la red de transmisión ya existente para disponer de espacio su ciente para una expansión futura en el mismo emplazamiento (Vinoya et al., 2024).
Además, se pueden considerar otros aspectos relacionados con el pilar ambiental:
Cambio climático: considerando el ciclo de vida, la energía nuclear emite sólo unos pocos gramos de CO2 equivalente por kWh de electricidad producida. Se ha estimado un valor medio de 12 g de CO2 (equivalente/kWh para la energía nuclear, similar a la eólica e inferior a todos los tipos de energía solar) (ver Figura 52) (World Nuclear Association, 2024b).
Figura 52. Emisiones equivalentes de CO2 durante el ciclo de vida promedio. Fuente: (World Nuclear Association, 2024b).
Protección del ecosistema: entre las tecnologías de producción de energía, los combustibles fósiles tienen, con diferencia, el mayor potencial para causar acidi cación y eutro zación. El CO2 liberado a la atmósfera durante la combustión de combustibles fósiles se disuelve en los océanos, aumentando su acidez; y la minería, la extracción, el transporte, el tratamiento de residuos y las emisiones asociadas con el uso de combustibles fósiles contribuyen a su alto potencial de eutro zación (ver Figura 53). Por el contrario, se estima que tanto el potencial de acidi cación como el de eutro zación de la energía nuclear se encuentran entre los más bajos de todas las tecnologías de generación disponibles (World Nuclear Association, 2024a).
29 1100 1654 1378 1525
1175 1022 177 PC, sin CCS IGCC, sin CCS SC, sin CCS NGCC, sin CCS NGCC, con CCS PC, con CCS IGCC, con CCS 660 MW 360 MW Promedio Canal Torre SC, con CCS CdTe, montado en el techo Montaje en suelo de polisilicio Montaje en techo de polisilicio CIGS, montado en el techo CIGS, montado en el suelo En tierra Cimientos de hormigóncosta afuera Cimientos de acero costa afuera CdTe, montado en el suelo 1511665.022512042326.8
CAZ CHA EUR IND JPN LAM MEA NEU OAS REF SSA USA Energía Solar de Concentración
Antracita Antracita HídricoNuclear PV Viento Gas natural Gas natural
PROMEDIO
Figura 53. Emisiones eutro zantes del ciclo de vida para 2020, en gramos de fósforo equivalente por MWh. Fuente: (World Nuclear Association, 2024a)
Uso de la tierra: Como ya se ha mencionado, ninguna fuente de energía está exenta de impacto ambiental. Ya se trate de carbón, gas, energía nuclear o renovable, todas ellas ocupan cierta super cie de suelo, utilizan agua y necesitan algunos recursos naturales para su uso como combustible o para su fabricación.
La preocupación por los impactos del uso del suelo para la producción de energía se da por varias razones tales como, según Ritchie (2022):
Cuestión técnica de si tenemos su ciente tierra para producir toda nuestra energía a partir de fuentes especí cas.
Impacto del uso de la tierra en los hábitats naturales y el medio ambiente.
Preocupación estética sobre qué proporción de nuestros paisajes podrían ser ocupa- dos por estas tecnologías.
En la Figura 54, se puede observar cómo se comparan las distintas fuentes de energía analizando únicamente las fuentes clave de electricidad; dado que el petróleo se utiliza predominantemente para el transporte, no se incluye. Su uso del suelo se “expresa en metros cuadrados por año por megavatio-hora de electricidad producida. Esto tiene en cuenta los diferentes factores de capacidad de estas fuentes, es decir, se basa en la producción real de tecnologías intermitentes como la solar o la eólica” (Ritchie, 2022).
Uso de la tierra de fuentes de energía por unidad de electricidad
El uso de la tierra se basa en la evaluación del ciclo de vida; esto signi ca que no solo tiene en cuenta la tierra de la planta de energía en sí, sino también la tierra utilizada para la extracción de materiales utilizados para su construcción, los insumos de combustible, el desmantelamiento y el manejo de desechos.
Energía Hidroeléctrica
Plantas pequeñas a medianas (<360MW)
Energía termosolar de concentración
Energía del carbón captura y almacenamiento
Energía solar fotovoltaica
Silicio - instalada en tierra
Energía del carbón
Energía Hidroeléctrica
Plantas grandes (>360MW)
Energía solar fotovoltaica
Cadmio - instalada en tierra
Energía solar fotovoltaica
Silicio- instalada en techo
Planta de gas
captura y almacenamiento de carbón
Energía solar fotovoltaica
Cadmio - instalada en techo
Planta de gas
Energía nuclear
La energía solar sobre el terreno tiene un uso de la tierra relativamente alto, pero varía mucho según la ubicación y la densidad
La mayor parte del uso de la tierra para el carbón proviene de la minería y excavación de sitios para el combustible de carbón crudo
El uso de suelo para la energía solar es menor si se instala en tejados. Esta cifra no es cero porque todavía se necesita algo de terreno para la extracción de los materiales que se utilizan para producir estos paneles
Al utilizar techos, el uso total adicional de tierra para energía solar puede ser pequeño. Esta cifra no es cero porque todavía se necesita algo de tierra para la extracción de los materiales que se utilizan para producir estos paneles
La energía nuclear utiliza la menor cantidad de tierra
Uso de tierra por megawatt-hora de electricidad (m2-annun per MWh)
El uso del suelo para la energía eólica terrestre se puede medir de varias maneras y es claramente diferente del uso del suelo para otras tecnologías energéticas: el terreno entre turbinas eólicas se puede utilizar para otros nes (como la agricultura), lo que no ocurre con otras fuentes de energía. El espaciamiento de las turbinas y el contexto del sitio signi can que el uso del suelo es altamente variable.
Energía eólica terrestre Área del sitio del proyecto
Mínimo= 8.4m2
Energía eólica terrestre Área de impacto directo de las turbinas
0.4m2 por MWh
Máximo= 247m2
Esto solo incluye el área directamente impactada por la excavación e inserción de turbinas eólicas. No incluye el área entre turbinas, que se incluye en la medida del "área del sitio del proyecto" que se muestra arriba.
Figura 54. Comparativo uso del suelo de fuentes de energía por unidad de electricidad. Fuente: (Ritchie, 2022)
99m2
En primer lugar, se observa que existen enormes diferencias entre las fuentes. En la parte inferior del grá co se encuentra la energía nuclear, es la fuente más e ciente en términos de uso del suelo: por unidad de electricidad necesita 50 veces menos suelo que el carbón, y entre 18 y 27 veces menos que la energía solar fotovoltaica terrestre.
En segundo lugar, se identi ca que existen grandes diferencias dentro de una misma tecnología energética. Esto se demuestra por la amplia gama de huella de tierra que va desde la mínima hasta la máxima. Esto demuestra que el uso de la tierra depende en gran medida del contexto local y de cómo se implementa la tecnología (Ritchie, 2022).
Por otra parte, los costos de uso de la tierra pueden variar mucho, según dónde se construyan las fuentes de energía y cuáles sean los usos alternativos de esa tierra. Una fuente de energía cuya locación se expanda hacia hábitats naturales o bosques, no es lo mismo a que se ubique en un desierto improductivo (Ritchie, 2022).
Así pues, las centrales nucleares producen enormes cantidades de energía con bajas emisiones de carbono y requieren menos terreno para hacerlo que cualquier otra fuente de energía.
Una gran central nuclear de dos unidades puede proporcionar electricidad a entre 4 y 5 millones de personas con una super cie de generación de sólo 2 kilómetros cuadrados; sin embargo, el uso de la tierra de todas las tecnologías de generación de energía va más allá de su huella de generación e incluye la extracción requerida de materias primas y, para las fuentes convencionales de energía, su ciclo de combustible. Teniendo esto en cuenta, el uso del suelo de la biomasa, la hidráulica, la eólica y la solar son entre uno y tres órdenes de magnitud mayores que los de la energía nuclear como se puede apreciar en la Figura 55 (World Nuclear Association, 2024a).
Uso del agua: todas las opciones de generación de electricidad consumen agua en algún momento del suministro, construcción u operación. La energía eólica y solar “tienen las “huellas” hídricas más pequeñas, mientras que la biomasa y la energía hidroeléctrica tienen las más grandes. Los combustibles fósiles y la energía nuclear consumen cantidades importantes de agua en la fase operativa para su refrigeración” (World Nuclear Association, 2024a).
El agua dulce es un recurso valioso en la mayor parte del mundo. Aparte de la proximidad a los principales centros de carga, no hay razón para ubicar las centrales nucleares lejos de la costa, donde pueden utilizar refrigeración de agua de mar de un solo paso. (…) Si bien las centrales nucleares requieren cantidades importantes de agua para su refrigeración, su capacidad para proporcionar grandes cantidades de energía se utiliza cada vez más para asegurar el suministro de agua en zonas de escasez. Cuando no se puede obtener agua potable de arroyos y acuíferos, se requiere la desalinización del agua de mar, del agua subterránea mineralizada o de las aguas residuales urbanas. Actualmente, la mayor parte de la desalinización funciona con combustibles fósiles, pero la desalinización nuclear se ha utilizado durante muchos años en países como Japón, India y Kazajstán (ver Figura 56) (World Nuclear Association, 2024a).
55. Uso relativo de la tierra (extracción de combustible y huella de generación) de las opciones de generación de electricidad por unidad de electricidad. Fuente: (World Nuclear Association, 2024a)
Figura 56. Consumo de agua por unidad de electricidad y calor producido 2008-2012.
Fuente: (World Nuclear Association, 2024a)
Desperdiciar:
La densidad energética del combustible utilizado para la generación de electricidad es un determinante clave de la magnitud y la manejabilidad de los ujos de residuos. La densidad energética excepcionalmente alta del uranio signi ca que se requiere una cantidad relativamente pequeña de combustible por unidad
Figura
Gas natural
Carbón Solar
Eólica Energía hidroelec.
Biomasa
de energía producida. Esto reduce la escala de las actividades de extracción de combustible y los requisitos de transporte (lo que a su vez reduce la posibilidad de liberaciones ambientales no deseadas) y da como resultado la generación de menos desechos. Por lo tanto, contrario a la creencia popular, uno de los bene cios de producir electricidad a partir de energía nuclear es que sus ujos de desechos son pequeños y, por lo tanto, naturalmente manejables. Por esta razón, la energía nuclear es la única forma de generación de electricidad que domina completamente sus emisiones, e uentes y residuos (World Nuclear Association, 2024a).
“La energía nuclear incluye los costos de gestión, eliminación y desmantelamiento de residuos en el costo real de la electricidad (es decir, los ha internalizado), de modo que los costos externos se minimizan” (World Nuclear Association, 2024a).
Pilar económico
Adecuación, preservación y costo de oportunidad de los recursos: el uranio no tiene ningún uso importante aparte de la producción de energía nuclear. La generación de electricidad con uranio “amplía la base general de recursos disponibles para uso humano, proporciona una mayor diversidad de opciones y permite el uso de otros recursos, como los hidrocarburos, donde son más e caces, por ejemplo, para el transporte o los productos petroquímicos” (World Nuclear Association, 2024a).
E ciencia de recursos y rendimiento de materiales: Seaver Wang y sus colegas del Breakthrough Institute publicaron recientemente el estudio Updated Mining Footprints and Raw Material Needs for Clean Energy que analiza los requisitos de materiales de diferentes fuentes de electricidad (Wang et al., 2024).
Para consultar el documento completo, se puede ingresar al siguiente enlace:
Es una evaluación basada en fuentes de los años 2022 y 2023, lo cual es esencial porque muchas de estas tecnologías han reducido drásticamente su huella de material en estos últimos años. Los paneles solares, las baterías y las turbinas eólicas necesitan menos materiales que antes, gracias a mejoras en el diseño y la e ciencia. A diferencia de otros estudios (a menudo obsoletos), este estudio considera aspectos adicionales tales como:
No solo considera la cantidad de cada material necesario para construir fuentes de electricidad, sino que también calcula los requisitos totales de minería, incluida la roca estéril.
No solo analiza los requisitos de metales y minerales para las tecnologías bajas en carbono, sino que también los pone en el contexto de la huella de minería del combustible (Ritchie, 2024).
La Figura 57 muestra la cantidad de material (incluidos metales, minerales y hormigón) que se necesita para producir un gigavatio-hora de electricidad. Para ponerlo en contexto, ese es el consumo anual de electricidad de unos 230 británicos.
El hormigón (en gris) y el acero (en azul claro) tienden a dominar la huella material de todas estas tecnologías, consumiendo cientos a miles de kilogramos, en comparación con apenas decenas de kilogramos de níquel o manganeso, y unos pocos kilogramos o menos de elementos más raros como la plata, el gra to o el cobalto (Ritchie, 2024).
La energía eólica terrestre utiliza muchos más materiales que la solar o la nuclear, principalmente debido a la necesidad de hormigón. La energía nuclear por otra parte —mostrada con dos diseños, un reactor de agua a presión europeo (EPR) y el AP1000, más pequeño— tiene la menor intensidad de uso de material (Ritchie, 2024).
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Se mide en kilogramos por gigavatio-hora (GWh) de generación de energía. No se incluyen los desechos de roca producidos en la minería.
Concreto
Fosfato
Gra
Cobalto Aluminio
Uranio
Niobio
Molibdeno
Cubierta de vidrio Solarfotovoltaica Acero
Manganeso Plomo Magnesio Tungsteno
Níquel
Zinc
Tierras raras
Fuente de datos: Seaver Wang et al. (2024). Huellas mineras actualizadas y necesidades de materias primas para energía limpia.
Figura 57. Materiales utilizados para fuentes de electricidad bajas en carbono.
Fuente: (Ritchie, 2024)
Asequibilidad: los efectos negativos más allá del propio sistema (es decir, externalidades negativas) relacionados con el suministro de electricidad se reconocen cada vez más como importantes y complican aún más el panorama.
Las externalidades negativas relacionadas con la generación de electricidad –en particular las emisiones de gases de efecto invernadero y otros contaminantes– representan un costo social que puede afectar la verdadera asequibilidad de las diferentes opciones de suministro de electricidad. Está bien documentado que los costos sociales y económicos del cambio climático y la contaminación del aire son signi cativos. Para comprender mejor el nivel socialmente óptimo de externalidades (en relación con la producción) es imperativo que los costos relativos de las diferentes opciones de suministro incluyan una estimación razonable de sus impactos sobre las emisiones y el clima.
La energía nuclear es competitiva en costos basándose en una simple comparación LCOE, particularmente con tasas de descuento bajas. Sus atributos únicos de proporcionar un suministro predecible, con able y con bajas emisiones de carbono signi can que la inclusión de los costos del sistema y las externalidades negativas mejoran notablemente la asequibilidad relativa de la energía nuclear (ver Figura 58) (World Nuclear Association, 2024a).
Costos de conexión
Costos de la red T&D
Costos de equilibrio
Costos de utilización
Figura 58. Costos del sistema a nivel de red para tecnologías renovables y despachables.
Fuente: (World Nuclear Association, 2024a)
Salud humana – Contaminación del aire: Debido a su con abilidad, y a que prácticamente no emiten contaminantes al aire durante su funcionamiento, las plantas de energía nuclear pueden implementarse a gran escala y reemplazar las plantas de combustible fósil. “El Instituto Goddard de Estudios Espaciales de la NASA y el Instituto de la Tierra de la Universidad de Columbia estimaron que el uso de la energía nuclear evitó más de 1,8 millones de muertes relacionadas con la contaminación del aire entre 1971 y 2009” (World Nuclear Association, 2024a). Además, contribuye al cumplimiento de los ODS por medio de numerosos usos no energéticos (ver Figura 59)
La tecnología nuclear nos ayuda a evitar el desperdicio de alimentos. La irradiación puede retrasar la maduración de frutas y verduras, aumentando signi cativamente su vida útil y reduciendo el desperdicio; puede controlar plagas y prevenir la transmisión de enfermedades transmitidas por los alimentos, reduciendo los períodos de cuarentena requeridos, y puede usarse para producir variedades de cultivos más resistentes y de mayor rendimiento.
Cada año, la medicina nuclear ayuda a los médicos a diagnosticar y tratar a decenas de millones de personas. Obtener un mayor acceso a las tecnologías de la medicina nuclear permite a los países diagnosticar y tratar con mayor precisión muchas enfermedades y afecciones de salud. En Polonia, se espera que la tecnología de la radiación ayude al país a reducir la contaminación del aire y sus efectos sobre la salud asociados. Está en funcionamiento una planta piloto que utiliza un acelerador de haces de electrones para tratar los gases de combustión de las plantas de carbón del país.
La hidrología isotópica se utiliza para caracterizar, medir la edad y la calidad y, en última instancia, proteger los recursos hídricos. Brasil, Argentina, Paraguay y Uruguay utilizaron la técnica para analizar el reservorio de agua subterránea más grande de América Latina.
Las aguas residuales se pueden irradiar para transformar productos químicos y reducir la contaminación.
La ciencia y la industria utilizan los radioisótopos de diversas maneras para mejorar la productividad y, en algunos casos, para obtener información que no se puede obtener de ninguna otra manera. Los fabricantes utilizan radioisótopos como trazadores para controlar el ujo y la ltración de uidos; inspeccionar piezas metálicas y la integridad de las soldaduras en una variedad de industrias; y para comprobar los niveles de gases, uidos y sólidos en procesos industriales.
Ver ODS 1, 2, 3, 6, 14 y 15.
La acidi cación de los océanos y la eutro zación, en gran medida un subproducto de la combustión de combustibles fósiles, están teniendo profundos impactos en la salud de la vida submarina.
Se están utilizando técnicas nucleares e isotópicas para estudiar el proceso y comprender mejor los impactos en la vida marina. seguridad de los productos del mar y seguridad alimentaria.
Utilizando técnicas nucleares se puede mejorar la calidad del suelo, recompensando a los agricultores con cultivos más abundantes y saludables y evitando el desperdicio innecesario de agua.
Por ejemplo, las sondas de neutrones brindan a los agricultores lecturas precisas de la humedad del suelo, indicándoles cuándo regar y cuánta agua se necesita.
Figura 59. Ejemplos de la construcción de las tecnologías nucleares no energéticas a los ODS. Fuente: (World Nuclear Association, 2024a).
Salud humana – radiación: la energía nuclear es la única tecnología que mide y contabiliza sistemáticamente las emisiones radiactivas, 20 mSv/año (milisieverts/ año) es el límite promedio permitido actualmente para los empleados de la industria nuclear y los mineros de uranio durante el funcionamiento normal. Sin embargo, la exposición a la radiación ambiental no es exclusiva de las actividades relacionadas con la energía nuclear pues también proviene de fuentes naturales. El Comité Cientí co de las Naciones Unidas para el Estudio de los Efectos de las Radiaciones Atómicas (UNSCEAR por sus siglas en inglés) “ha estimado que la exposición tanto ocupacional como pública en el sector de la generación de electricidad es mayor para los trabajadores de la industria del carbón, por ejemplo” (World Nuclear Association, 2024a).
Empleo: un estudio de la industria nuclear europea realizado por Deloitte sugirió que la energía nuclear proporciona más puestos de trabajo por TWh de electricidad generada que cualquier otra fuente de energía limpia. Según el informe, la industria nuclear sustenta más de 1,1 millones de puestos de trabajo en la Unión Europea Una planta nuclear moderna de escala de gigavatios emplea a entre 500 y 1.000 trabajadores directamente. Además, cada gigavatio de capacidad nuclear instalada genera 9300 millones de euros en inversiones anuales en sectores económicos nucleares y relacionados, y “proporciona empleo permanente y local a casi 10.000 personas. Por cada euro invertido, la industria nuclear genera una contribución indirecta de 4 euros al PIB, y cada empleo directo crea 3,2 puestos de trabajo en el conjunto de la UE” (World Nuclear Association, 2024a).
Percepción, participación y aceptación pública:
ocurran es baja. Los primeros estudios sobre la percepción pública del riesgo mostraron que el público tiende a ver las actividades involuntarias como mucho más riesgosas que las voluntarias. Ahora bien, estudios más recientes describen este fenómeno como "descuido de la probabilidad", donde los individuos enfatizan las consecuencias sobre la probabilidad.
La NEA menciona dos posibles respuestas a esta percepción pública del riesgo:
Educar al público sobre los bene cios potenciales de la actividad riesgosa
Atender los temores del público y reducir el riesgo de la actividad o tecnología
En este sentido, las características de seguridad de los SMR pueden aprovecharse para responder a estas inquietudes del público. También, la aceptación de plantas basadas en SMR requerirá considerar las preferencias de las comunidades an trionas y crear oportunidades de empleo local y regional, de manera que los SMR resulten tan atractivos como los reactores grandes.
Además, la NEA (2021) indica que los SMR probablemente enfrenten retos de participación pública distintos a los de los reactores tradicionales; los países interesados en implementar SMR deberían evaluar cómo adaptar sus estrategias de participación pública para estos reactores. Si estos esfuerzos se lanzan tempranamente, podrían facilitar un diálogo bidireccional, permitiendo que las infraestructuras físicas e institucionales para futuros SMR se desarrollen en colaboración con el público. La Nuclear Energy Agency [NEA] (2021) ha señalado que, en cuanto a la percepción y participación pública, históricamente, la oposición a la energía nuclear se ha basado en los posibles daños de un accidente nuclear, aunque la probabilidad de que
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Estudios y casos relacionados con la aceptación pública
Cómo las impresiones sociales afectan la aceptación pública de la energía nuclear: un estudio de caso en China –2022
En este estudio, se estableció un modelo teórico para examinar el impacto de la impresión social (incluida la gestión de la impresión y la estigmatización), el conocimiento, la con anza social, el riesgo y el bene cio percibidos en la aceptación pública de la energía nuclear. Los datos de este estudio se obtuvieron a través de una encuesta (N= 577) a residentes cerca de la central nuclear de Fangchenggang en China. Los resultados mostraron que la gestión de impresiones no afectó directamente a la aceptación, pero tuvo un efecto positivo en el conocimiento. El conocimiento y el riesgo o el bene cio percibido desempeñan un papel como intermediarios en cadena entre la gestión de impresiones y la aceptación pública. La estigmatización afecta negativamente a la con anza social y la aceptación pública de la energía nuclear. La con anza social y el riesgo oel bene cio percibidos actúan como intermediarios en cadena entre la estigmatización y la aceptación pública. También se indica que el bene cio percibido tiene un efecto más fuerte en la aceptación pública que el riesgo percibido. Los hallazgos de este estudio podrían informar al gobierno sobre la posible gestión social y recomendaciones sobre la
Percepción pública
La principal razón de la actitud ambigua del público hacia la energía nuclear es la di cultad para sopesar la relación entre bene cios y riesgos. Reducir la percepción del riesgo y aumentar la percepción de los benecios son formas e cientes de motivar al público a aceptar la energía nuclear
formulación de políticas (ver Figura 60) (Yang et al., 2022).
Existe un gran potencial para el desarrollo de la energía nuclear en China. Se está acelerando la construcción de reactores nucleares de tercera generación a lo largo de la zona costera. “Se espera que antes de 2025, la capacidad de energía nuclear instalada en China será de hasta 70 GW y se construirán nuevos reactores nucleares a un ritmo de seis por año” (Yang et al., 2022); sin embargo, este avance en la energía nuclear en China continental “no ha sido fácil porque la mayoría de la gente se muestra escéptica o incluso no apoya la construcción de nuevas plantas de energía nuclear” (Yang et al., 2022).
“Los desastres de la energía nuclear han atraído mucha atención en todo el mundo y han afectado signi cativamente las actitudes del público hacia la energía nuclear. Han surgido varios incidentes de oposición pública a la construcción de instalaciones de energía nuclear, como los de Rushan, Jiangmen y Lianyungang” (Yang et al., 2022). Además, los continuos movimientos antinucleares NIMBY Not-In-My-BackYard (en español, No en mi patio trasero), los cuales se re eren a grupos de personas o vecinos que se oponen a la construcción de ciertas instalaciones en su entorno cercano, especialmente de las que tildan como peligrosas; han obstaculizado el ambicioso plan de expansión nuclear de China (Yang et al., 2022).
Factores que inciden en la aceptación pública
Conocimiento y con anza social
El conocimiento y la con anza social son factores críticos que afectan la aceptación pública de la energía nuclear. La con anza puede mejorar las percepciones de bene cios y guiar la aceptación pública de la energía nuclear. La con anza social depende de la e cacia con la que la autoridad supervise el funcionamiento de las centrales nucleares.
Figura 60. Factores que afectan la aceptación pública de la energía nuclear. Fuente: adaptado de (Yang et al., 2022).
Impresión social
Representa las opiniones o actitudes comunes del público hacia la tecnología nuclear, que está polarizada con la época, el género, las ocupaciones, etc. Actualmente, la gestión de la impresión de la energía nuclear se lleva a cabo principalmente por la seguridad y salud nuclear. Si las empresas nucleares o el gobierno enfatizaran mecánicamente la “seguridad absoluta”, no se eliminaría el pánico del público, pero se profundizaría el malentendido sobre la seguridad nuclear
Indican que la edad tiene un impacto negativo signi cativo en la aceptación pública, mientras que el ingreso mensual tiene un impacto positivo. También signi ca que es menos probable que las personas mayores acepten la energía nuclear, y que los grupos de ingresos más altos tienen más probabilidades de aceptar la energía nuclear.
El nivel de educación no in uye signi cativamente en la aceptación de la energía nuclear, ni tampoco la distancia a la central nuclear.
La con anza social tiene una relación signicativa y positiva con la aceptación pública de la energía nuclear. La con anza social no tiene ningún efecto signi cativo sobre el riesgo percibido.
El riesgo percibido afecta negativa y signicativamente al bene cio percibido.
El efecto mediador del conocimiento y el riesgo percibido es signi cativo en la in uencia de la gestión de impresiones en la aceptación pública.
En el camino con la estigmatización como variable independiente y la aceptación pública como variable dependiente, el efecto mediador en cadena de la con anza social y el bene cio percibido es signi cativo.
El aumento del bene cio percibido podría mejorar la aceptación pública en comparación con la reducción del riesgo percibido. (Yang et al., 2022)
Finalmente, el análisis del efecto de mediación queda claro después de descubrir todos los efectos directos entre todas las variables. Considerando que el camino probado “gestión de la impresión hacia el conocimiento, conocimiento hacia el bene cio percibido y bene cio percibido hacia la aceptación pública” presenta el mayor valor de efecto, el objetivo es aumentar la conciencia pública sobre los bene cios de la energía nuclear cuando intentamos construir sus imágenes positivas. La publicidad de alto rendimiento es más convincente para que el público acepte la energía nuclear que mostrar un bajo riesgo en el proceso de gestión de la impresión (Yang et al., 2022).
Así pues, para aumentar la aceptación pública de la energía nuclear, un buen comienzo es mejorar aspectos especí cos (ver Figura 61):
Mejorar la popularización de la ciencia nuclear
Fortalecer la comunicación pública
Promover la distribución de bene cios
Figura 61. Aspectos especí cos para mejorar la aceptación pública de la energía nuclear.
Fuente: adaptado de (Yang et al., 2022).
Algunas formas prácticas de realizar mejoras en los aspectos planteados en la anterior gura según Yang et al. (2022), se mencionan a continuación:
Con la ayuda de imágenes, datos y vídeos, el público puede obtener conocimientos concretos sobre la energía nuclear. Por ejemplo, la popularidad del software de vídeos cortos permite a los usuarios acceder a vídeos cientí cos y adquirir estos conocimientos con mucha facilidad. Al tiempo que prestan atención a la ciencia, los productores de vídeo crean presentaciones más vívidas e interesantes para atraer audiencias, lo que puede reducir la brecha entre las audiencias y la tecnología nuclear, y educarlas de manera imperceptible.
Con la implementación del sistema de participación pública, se ha mejorado la credibilidad del gobierno y se ha promovido en gran medida la construcción de con anza social. En este caso, el público depende más de la autoridad del gobierno para tomar decisiones y emitir juicios sobre la energía nuclear. Las empresas de energía nuclear fomentan la con anza a corto plazo mediante visitas abiertas a bases de energía nuclear y microentrevistas fuera de línea. La creación de con anza a largo plazo es inseparable de la ciencia de la energía nuclear, el cumplimiento de las responsabilidades sociales corporativas y el establecimiento de mecanismos de comunicación de riesgos. Las crecientes voces de apoyo indicaron que estas medidas tienen valor práctico, que también son consistentes con estudios previos.
En la práctica, las empresas de energía nuclear han estado intentando aumentar la percepción pública de los bene cios mediante la promoción del desarrollo económico y educativo local. Por ejemplo, China General Nuclear Power (CGN) ha abierto canales de ventas en línea y fuera de línea para promover productos agrícolas, lo que ha aumentado los ingresos económicos de los agricultores en los condados afectados por la pobreza. También proporcionan recursos educativos, mejoran las condiciones de enseñanza y permiten que más estudiantes pobres continúen estudiando para evitar el abandono escolar.
Por medio de propaganda cientí ca popular sobre la energía nuclear por parte del gobierno o de las empresas nucleares, las actitudes hacia la energía nuclear de la mayoría de la población pueden converger sutilmente debido a su conocimiento más cercano. Además de los métodos tradicionales, como seminarios, audiencias y encuestas, otras buenas opciones para que las empresas nucleares cumplan con su responsabilidad corporativa son las jornadas de puertas abiertas, concursos cientí cos y discursos de apertura. Para reestructurar la credibilidad del gobierno y fortalecer la autoridad es importante el aumento de la participación pública y debe estar respaldada por leyes y reglamentos acordes.
Es particularmente necesario construir una plataforma uni cada de divulgación de información para resolver los problemas de retroalimentación pública. Una comunicación e caz puede reducir las preocupaciones y los malentendidos del público sobre los riesgos nucleares, aumentar la con anza en el gobierno y las empresas nucleares y, en última instancia, mejorar la aceptación de la energía nuclear. (Yang et al., 2022)
Estudio “A Return to Grace for Nuclear Power in European Public Opinion? Some Elements of a Rapid Paradigm Shift”, 2023.
Este estudio cuyo título traduce ¿La energía nuclear vuelve a ser vista con buenos ojos por la opinión pública europea? Algunos elementos de un rápido cambio de paradigma, de Mathieu Brugidou y Jeremy Bouillet, publicado por la Fundación Robert Schuman, analiza el cambio en la percepción pública sobre la energía nuclear en Europa.
El documento inicia destacando cómo la crisis sanitaria provocada por la pandemia de Covid-19 y la guerra en Ucrania han impulsado enfoques colectivos y coordinados en el ámbito energético en Europa. Además, asocia tres factores relevantes: el Green Deal, que incluye el plan REPowerEU y promueve las energías renovables y la e ciencia
Tenergética; la transición de los combustibles fósiles, con una creciente inversión en gas natural licuado (GNL) e hidrógeno; y el renovado interés por la energía nuclear, que ha sido considerada una alternativa creíble dentro del debate de seguridad energética; estos elementos con guran un nuevo panorama energético, con cuatro ejes: energías renovables, nuclear, gas y e ciencia, dentro de los cuales los Estados miembros de nen sus políticas energéticas nacionales (Brugidou & Bouillet, 2023).
Así mismo, el estudio utiliza datos de observatorios internacionales y encuestas para analizar la dinámica de la opinión pública sobre la energía nuclear en Europa. Se observa un aumento generalizado en el apoyo a este tipo de energía, independientemente de las diferencias políticas entre izquierda y derecha. Se concluye que la energía nuclear está recuperando su aceptación en la opinión pública europea, gracias a su potencial para contribuir a la descarbonización y a la independencia energética de Europa.
Para ampliar esta información consultar el estudio completo:
Conoce el documento
Caso apoyo público a la energía nuclear en Francia
Según un sondeo de opinión de 2021, indicó que el 53% de los franceses considera que la energía nuclear es esencial para la independencia energética del país (BVA & Orano, 2021) (ver Figura 62).
La encuesta se realizó por Internet del 3 al 6 de mayo de 2021, con una muestra de 1.500 personas representativas de la población francesa de 18 años o más. La representatividad de la muestra se aseguró mediante la aplicación del método de cuotas a las variables de sexo, edad, profesión de la persona encuestada, región y categoría de aglomeración.
El estudio muestra que un 39% de los encuestados también señaló que la energía nuclear asegura una producción continua de electricidad. La proporción de personas que ven la energía nuclear como un obstáculo se redujo del 34% en 2019 al 15% (BVA & Orano, 2021).
La independencia energética de Francia
Electricidad producida sin interrupción
El bajo coste de la electricidad
La ausencia de liberación de CO2 en la atmósfera
Conocimiento industrial francés que se exporta
Un sector que crea empleo en Francia
La seguridad de las instalaciones nucleares que se controlan periódicamente
Inversiones realizadas hace mucho tiempo que deben capitalizarse
Buena gestión de los residuos nucleares
Ninguno de estos elementos
No dice
más 63% / Área metropolitana de Paris 60%
65 años y más 46%
Hombres 34%
Hombres 36% / 65 años y más 35%
Hombres 30%
18-34 años 26% / CSP 26% / mujeres 24% 15%
Figura 62. Argumentos a favor de la energía nuclear sondeo de opinión BVA 2021.
Fuente: (BVA & Orano, 2021)
Sobre la independencia energética, el 42% destacó la producción de energía nuclear como clave, y el 36% mencionó la necesidad de que Francia mantenga el control de su sector energético. El conocimiento sobre el papel de la energía nuclear en la lucha contra el cambio climático y en el futuro energético de Francia ha mejorado. Aunque la mayoría (58%) aún cree que la energía nuclear contribuye a la producción de gases de efecto invernadero, solo el 19% considera que este impacto es relevante, una disminución respecto al 34% en 2019 (BVA & Orano, 2021).
El 64% de los encuestados cree que la futura combinación energética de Francia incluirá energía nuclear y fuentes renovables, mientras que el 21% piensa que se basará únicamente en renovables. El 59% espera que el uso de energía nuclear en Francia aumente o se mantenga estable en el futuro.
A pesar de que el 66% de los encuestados conoce la posibilidad de reciclar el combustible nuclear usado, otro porcentaje se muestra preocupado por la producción de residuos radiactivos no reciclables. No obstante, la gestión de estos residuos es vista como un tema menos central que la lucha contra el cambio climático y la preservación de los recursos naturales (World Nuclear News, 2021).
Es importante tener en cuenta que cuando una encuesta es encargada por una empresa particular, como en este caso Orano, es natural que puedan surgir dudas sobre posibles sesgos, y si bien BVA es una rma de investigación indepen
diente, el diseño de las preguntas y la interpretación de los resultados pueden estar in uenciados por los objetivos de la compañía contratante. Además, el hecho de realizar la encuesta en línea puede excluir a ciertos grupos poblacionales que tienen menos participación en este tipo de formato.
Caso Centro Atómico Constituyentes, Argentina
La Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) es el organismo público responsable del desarrollo nuclear en Argentina y participa en el sistema nacional de ciencia y técnica. Su función incluye asesorar a las autoridades sobre la política nuclear y realizar investigaciones y desarrollos tecnológicos para mejorar la calidad de vida de la sociedad, en el marco de los usos pací cos de la energía nuclear. La CNEA implementa las directrices del Gobierno Nacional para el sector nuclear a través de acciones relacionadas con la generación de energía nucleoeléctrica, la exploración y producción de uranio, la investigación en sectores estratégicos, la transferencia tecnológica al sistema productivo y la aplicación de tecnología nuclear a la salud. También se encarga de la formación de recursos humanos y desarrolla iniciativas que promueven la tecnología nuclear como una opción energética (Comisión Nacional de Energía Atómica, s.f.b).
La CNEA lleva a cabo la mayor parte de sus actividades, desde la investigación cientí ca hasta el desarrollo de soluciones tecnológicas, en instalaciones denominados centros atómicos, estos se encuentran en Bariloche (Centro Atómico Bariloche), San Martín (Centro Atómico Constituyentes) y Ezeiza (Centro Atómico Ezeiza), y en cada uno de ellos opera un reactor de baja potencia dedicado a la investigación y la docencia, en colaboración con un instituto académico asociado. Las tareas realizadas están relacionadas con la ingeniería para la generación nucleoeléctrica, el desarrollo de energías limpias, la aplicación de técnicas nucleares para el cuidado del medio ambiente, la producción de radioisótopos medicinales y la asistencia tecnológica a la industria, entre otros (Comisión Nacional de Energía Atómica, s.f.a).
Especí camente, para el caso del Centro Atómico Constituyentes (CAC) se realizan actividades de relaciones con la comunidad para acercar la actividad nuclear a la sociedad, estas acciones incluyen jornadas y talleres abiertos al público, visitas especiales para instituciones educativas, y programas de vinculación cientí co-técnica con universidades e instituciones de investigación.
El objetivo es fomentar la transparencia y la comprensión de la tecnología nuclear y sus aplicaciones pací cas, promoviendo así una mayor integración y colaboración entre la comunidad cientí ca y la sociedad en general (Centro Atómico Constituyentes, s.f.).
Ideas Clave
A nivel normativo países latinoamericanos como Chile, Argentina, Brasil, Perú, Bolivia, Costa Rica, Nicaragua, México, ya tienen Ley de seguridad nuclear. Colombia por su parte cuenta con un proyecto de ley, el cual, estará articulado con el Organismo Internacional de Energía Atómica -OIEA (IAEA por sus siglas en inglés) y tendrá las actualizaciones y acuerdos internacionales que la rigen. En el documento también se plantea la creación de la Agencia de Energía Nuclear.
Los SMR también pueden bene ciarse de reformas políticas y regulatorias que simpli quen los marcos regulatorios y de concesión de licencias. Además de aprender de los primeros proyectos de demostración, estas medidas acelerarían el despliegue y reducirían el costo de nuevos proyectos.
Plan Energético Nacional (PEN) 2022-2052
Desarrollado por la UPME entidad que traza la hoja de ruta para la demanda energética del país, estableció que Colombia debería empezar a trabajar en el desarrollo de energía a partir de centrales nucleares.
Allí, se plantea que Colombia podría utilizar una tecnología conocida como SMR. Este tipo de reactores tiene más o menos el tamaño de una casa pequeña, pueden permanecer hasta cinco años sin ningún tipo de mantenimiento, son acoplables, por lo que se pueden instalar varios de ellos, y no requieren de mucho trabajo en su instalación porque esencialmente se compran listos, se instalan y ya empiezan a funcionar (Caicedo, 2022).
De acuerdo con lo dispuesto en el PEN, el país contempla que estos SMR puedan “entregarle al sistema 1.200 megavatios de capacidad (el equivalente a la mitad que tendrá Hidroituango) a partir del año 2042 (ver Figura 63), para ir reemplazando las plantas térmicas que lleguen al nal de su vida útil” (Caicedo, 2022). “En términos de generación de energía eléctrica, se contempla la introducción gradual de la generación nuclear a partir del año 2038 con 300 MWe y adiciones en bloques de 300 MWe en los años 2041 y 2045 utilizando tecnología SMR” (Unidad de Planeación Minero-Energética [UPME], 2023).
En Colombia, aunque hoy hay la capacidad técnica, el análisis de la necesidad y hasta el equipo humano capacitado para desarrollar energía a partir de centrales modulares como lo plantea el PEN, aún queda en el aire dos factores claves: voluntad política y una exigente normativa (Caicedo, 2022).
Ley de energía nuclear
Aún se encuentra como proyecto de ley, el cual se enfoca en la responsabilidad del Estado frente a la seguridad nuclear y a la organización de los actores estatales frente a la regulación de los usos de las radiaciones ionizantes. Se basa en cuatro ejes:
Protección radiológica (tecnológica)
Salvaguardas
Seguridad física
Responsabilidad
El proyecto de ley apunta a establecer un marco regulatorio claro y efectivo para la gestión segura de materiales radiactivos, así como para la protección de la salud pública y del medio ambiente. Para esto, se propone la creación de una entidad reguladora independiente y capacitada, la de nición de estándares de seguridad y protección radiológica, la promoción de la cooperación internacional y la adopción de estándares globales.
Esta Ley estará articulada con el Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA) y tendrá las actualizaciones y acuerdos internacionales cubiertos por dicho organismo. Se espera que para julio de 2024 se realice una audiencia pública y ya tener el borrador de la ley listo para su consulta ciudadana (Salazar, 2023).
Por otra parte, cabe mencionar que los siguientes países ya tienen ley de seguridad nuclear: Chile, Argentina, Brasil, Perú, Bolivia, Costa Rica, Nicaragua, México.
Otras normativas y disposiciones
El Gobierno Nacional, mediante el Decreto No. 0381 de 2012, le asigna al Ministerio de Minas y Energía la competencia de adoptar la política nacional en materia de energía nuclear y materiales radiactivos. Así mismo, le asigna dictar las normas y reglamentos para la gestión segura de materiales nucleares y radiactivos en el territorio colombiano (Minenergía, 2024). Para esto, se identi can las siguientes disposiciones:
Figura 63. Capacidad instalada cada 10 años para cada tecnología- In exión (MWe).
En cumplimiento del deber constitucional de garantizar la salud de los colombianos y la protección del medio ambiente, y en el marco de los compromisos adquiridos como Estado miembro del
Reglamento de protección y seguridad radiológica "Norma Básica"
Organismo Internacional de Energía Atómica –OIEA, el 5 de diciembre de 2002, se expidió la Resolución 181434 de 2002, mediante la cual se adopta el Reglamento de Protección y Seguridad Radiológica, el cual constituye el marco regulatorio fundamental para el uso seguro de materiales radiactivos y nucleares coherente con la legislación nacional e internacional.
La Resolución, establece los requisitos y condiciones mínimas que deben cumplir y observar las personas naturales o jurídicas interesadas en realizar o ejecutar prácticas que involucran el uso de materiales radiactivos y nucleares que causan exposición a las radiaciones ionizantes. La norma también contempla la seguridad de las fuentes de radiación y resume el esfuerzo de expertos del OIEA y de la Comisión Internacional de Protección Radiológica – ICRP.
Sistema de categorización de las fuentes radiactivas
De acuerdo con el Código de Conducta sobre la seguridad tecnológica y física de las fuentes de radiación y de las directrices sobre la importación y exportación de tales fuentes radiactivas, se expide la Resolución 180052 de enero 21 de 2008, donde se adopta el sistema de categorización, cuyo fundamento descansa en el daño potencial que la radiación puede causar a la salud humana.
Autorizaciones e inspecciones para el empleo de fuentes radiactivas
Todas las personas naturales o jurídicas, públicas o privadas, nacionales o extranjeras radicadas o con representación en el territorio nacional que dentro de la jurisdicción de la República de Colombia realice actividades relacionadas con el uso de materiales radiactivos, deben poseer autorización otorgada por el Ministerio de Minas y Energía o su entidad delegada. En la Resolución 90874 del 11 de agosto de 2014, junto con las modi caciones y adiciones realizadas en la Resolución 41226 de diciembre 16 de 2016, se establecen los requisitos y condiciones mínimas que se deben cumplir para la obtención de los diferentes tipos de autorización, y se otorga al órgano regulador la potestad de vigilancia y control mediante inspecciones o auditorías regulatorias, para veri car las condiciones de protección radiológica y seguridad física de las instalaciones.
Licencia de importación de materiales radiactivos
La Resolución 181419 de noviembre 4 de 2004, establece los requisitos y el procedimiento para la expedición de la licencia de importación de todo tipo de material radiactivo destinado a uso médico, industrial, agrícola, veterinario, comercial, investi-
gativo, docente u otros, para su aplicación y uso en todo el territorio nacional.
Gestión de desechos radiactivos en Colombia
En concordancia con la política para la gestión de los desechos radiactivos, publicada el 28 de diciembre de 2009, el Ministerio de Minas y Energía expidió la Resolución 180005 el 5 de enero de 2010, adoptando el reglamento para la gestión de los desechos radiactivos en el territorio colombiano. En paralelo con la divulgación de la norma y con el n de establecer directrices para la adecuada gestión de los desechos radiactivos generados en la práctica de medicina nuclear, se publicó la Guía para la gestión de desechos radiactivos clase 2, con el objetivo de armonizar los niveles de dispensa mediante de un criterio regional aprobado, la Resolución 180005 de 2010, fue modi cada el 2 de diciembre de 2016 por medio de la Resolución 41178 del 2 de diciembre de 2016.
Licencia para la prestación del servicio de dosimetría personal
Dado que para todo trabajador expuesto a radiaciones ionizantes se debe llevar un sistema de medición de dosis; las personas naturales o jurídicas que realicen actividades relacionadas con la prestación del servicio de dosimetría personal encontrarán en la Resolución 181289 del 6 de octubre de 2004, los requisitos establecidos para la obtención de la licencia que permite prestar dicho servicio.
Reglamento para instalaciones nucleares
Con el objeto de reglamentar el licenciamiento para la Operación de Instalaciones Nucleares en Colombia, el 12 de noviembre de 2004, se expidió la Resolución 181475, mediante la cual se establecen los requisitos para la obtención de las licencias para: operación, parada prolongada, modi cación y desmantelamiento de este tipo de instalaciones.
Reglamento para el transporte seguro de materiales radiactivos
La Resolución 181682 de diciembre 9 de 2005, adopta el reglamento que deben cumplir las personas naturales o jurídicas que, en cualquier calidad, participen en el transporte de materiales radiactivos en Colombia (Minenergía, 2024).
Las preocupaciones sobre la seguridad energética, particularmente tras la invasión rusa de Ucrania, también se han relacionado con los recientes cambios en la política nuclear. Por una parte, en Estados Unidos, Francia, Bélgica, Japón, Corea del Sur y otros países se han aprobado o señalado extensiones adicionales de la vida útil de los reactores nucleares existentes. Además, se han anunciado o acelerado planes para ampliar la energía nuclear, incluso en Francia, el Reino Unido, la India y China (IEA, s.f.).
Para ver las políticas y estrategias nucleares especí cas de países como Reino Unido, Estados Unidos, Japón, Corea, Brasil, Francia, Argentina, México, Bangladesh, Canadá, se puede acceder a la Base de datos de Políticas y Medidas (PAMS por sus siglas en inglés).
Por otra parte, la Agencia Internacional de Energía Nuclear también proporciona información en su sitio web sobre los marcos legales para actividades nucleares en países miembros de la OCDE y de la NEA (ver Figura 64). Cada per l de país ofrece una revisión de temas relacionados con el derecho nuclear, incluyendo la gestión de residuos radiactivos, la protección radiológica y la seguridad nuclear. Además, detalla el marco institucional, incluyendo las autoridades regulatorias y las agencias involucradas.
Eslovenia
Grecia
Irlanda
Países
Bajos
Portugal
Reino Unido
República Eslovaca
Rumania
Suecia
Turquía
Desafíos Regulatorios
Documento Técnico (TECDOC) Lecciones apren didas en la regulación de pequeños reactores modulares - IAEA-TECDOC-2003
Existe un considerable interés en los Estados miem bros de la Agencia Internacional de Energía Atómica (IAEA en inglés) por el diseño y despliegue de peque ños reactores modulares (SMR). Sin embargo, hay información limitada disponible sobre la experiencia regulatoria internacional en este campo (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2022b).
Reactores nucleares de potencia típicamente <300 MW(e) o <1000 MW(th) por reactor.
Reactores diseñados para uso comercial (incluidos prototipos o plantas de demostración): producción de electricidad, desalinización, calor de proceso (a diferencia de los reactores de investigación y prueba).
Reactores diseñados para permitir la adición de múltiples módulos muy cerca de la misma infraestructura (reactores modulares).
Esta publicación sobre “Lecciones aprendidas en la regulación de pequeños reactores modulares” identi ca los desafíos regulatorios clave y las lecciones aprendidas que han surgido en las revisiones regulato rias y la toma de decisiones relacionadas con los SMR en los Estados miembros y proporciona consideracio nes sobre acciones futuras (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2022b).
“Muy pocos organismos reguladores han emitido una licencia de construcción o de explotación. También parece haber una amplia gama de enfoques para la regulación de los SMR y una signi cativa incertidum bre se deriva de las diversas características novedosas de estos reactores” (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2022b). Se espera que el intercambio de experiencias en materia de reglamentación ayude a todos los Estados miembros a prepararse para el despliegue de los SMR y también apoyará el desarrollo de estrategias reguladoras comunes basadas en el estado actual de la práctica (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2022b).
Diseños novedosos que no han sido ampliamente analizados ni autorizados por los organismos reguladores. Las tecnologías consideradas incluyen reactores refrigerados por agua, por gas a alta temperatura, refrigerados por metal líquido y por sales fundidas.
Reactores que pueden ser submarinos, terrestres o centrales nucleares otantes (FNPP).
65. Características de los SMR.
Adaptada de (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2022b)
Características especí cas de los pequeños reactores modulares
Muchos países, están considerando los SMR como la principal opción para el despliegue de nueva generación de energía nuclear.
Conoce el documento
Para efectos del documento técnico en cuestión (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2022b) los SMR se de nen como centrales nucleares (CN) que normalmente presentan las siguientes características (ver Figura 65):
Las características especí cas de los SMR que fueron consideradas por los grupos de trabajo del Foro de Reguladores de SMR (donde reguladores experimentados identi can y abordan desafíos clave en este campo emergente) se han agrupado en cuatro categorías: tamaño de la instalación, uso de tecnologías novedosas, diseño modular e implementación. Estas categorías no son mutuamente excluyentes, simplemente proporcionan un marco útil para identi car características especí cas importantes de SMR (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2022b).
Las características clave especí cas de SMR y las a rmaciones hechas por diseñadores y proveedores se plantean a continuación:
Figura
Fuente:
Tamaño de la instalación
Menor huella de la central (en comparación con una central nuclear convencional
Menor potencia del núcleo
Mecanismos de refrigeración pasiva
Diseño integral (incorporación de los componentes primarios del sistema en un único recipiente)
Menor carga térmica de desintegración
Mayor estabilidad del núcleo (en algunos diseños)
Inventario más reducido de radionucleidos
Circulación natural Inyección por gravedad Utilización de
Barreras no tradicionales a la liberación de productos de sión.
Diseños de combustible únicos (por ejemplo, materiales cerámicos, combustible de sales fundidas)
Sistemas de seguridad pasivos
Diseño
Modular
Diseños compactos y simpli cados
Fabricación, montaje y pruebas en fábrica
Instalaciones multimódulo
Eliminación práctica de algunos escenarios de accidentes graves
Menos estructuras, sistemas y componentes (CSS):
Eliminación de algunos sucesos iniciadores (EI) tradicionales
Introducción de nuevos sucesos:
Internos a un único módulo
Interacciones entre módulos
Nuevas técnicas de construcción
Nuevos factores humanos
Dotación de personal de la sala de control
Compartición de CSS entre módulos
Dependencia/independencia de los módulos
Fallo multimódulo en condiciones de riesgo
Fuente: adaptada de (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2022b)
Aspectos Relacionados con el Marco Jurídico y Reglamentario
A medida que muchos países, incluidos los países en fase de embarque, se plantean el despliegue de los SMR utilizando características, conceptos, tecnología y modelos de despliegue innovadores, se anticipa que puede haber retos y cambios necesarios en los marcos jurídicos y reglamentarios para permitir una regulación e caz (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2022b).
Los Estados miembros del OIEA que se enfrentan a desafíos con la regulación de los SMR respondieron a cuestionarios sobre aspectos como el marco legal y regulatorio, el diseño y análisis de seguridad, y otros desafíos regulatorios, para recopilar información que podría ser útil para el organismo regulador de cualquier Estado miembro que desee desplegar SMR. El objetivo principal de la publicación “Lecciones aprendidas en la regulación de pequeños reactores modulares” es documentar la experiencia adquirida por los organismos reguladores de los Estados miembros durante los últimos veinte años en cuanto a: El marco jurídico, normati-
va y orientación, la concesión de licencias y el enfoque regulatorio. Se centra en experiencias prácticas y retos, los desafíos encontrados y sus soluciones y apuntes con miras al futuro. A continuación, se presentará un resumen de los puntos destacados para cada aspecto (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2022b).
Para empezar, se reconoce que, en general, existen dos tipos amplios de enfoques, con algunas variaciones, para regular la seguridad tecnológica y física de las instalaciones nucleares en los Estados miembros: un enfoque prescriptivo basado en requisitos legales para cumplir normas especí cas por medios que se especi can en las leyes, regulaciones y marcos legales para el establecimiento de objetivos y enfoque no prescriptivo o basado en el desempeño en el que el requisito legal se establece en términos generales por medio de 'objetivos de seguridad' que debe alcanzar el solicitante/licenciatario. Esto último deja espacio y opciones para que el solicitante/
licenciatario decida cómo lograr dichos objetivos y al mismo tiempo le asigna la responsabilidad de demostrar que se han logrado (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2022b).
Pregunta 1 Marco Jurídico
Esta subsección documenta los puntos clave de las respuestas al cuestionario relativas al marco jurídico: retos/experiencias prácticas y actividades prospectivas.
Experiencias prácticas y
retos
Las siguientes consideraciones representan las principales experiencias/retos a nivel del marco jurídico identi cados en las respuestas al cuestionario:
En general, los participantes de los Estados miembros que operan con marcos jurídicos de jación de objetivos informaron que no se necesitaban cambios, o éstos eran muy limitados, para permitir la regulación de los SMR. Esto es lo que se espera cuando los objetivos se expresan sobre una base ampliamente neutral desde el punto de vista tecnológico y, según los informes, es el caso de Canadá y el Reino Unido.
Los participantes de los Estados miembros que utilizan marcos y enfoques de regulación basados en normas (que no son neutrales con respecto a la tecnología) informaron que se han realizado cambios o que serán necesarios para permitir la regulación de la nueva tecnología (reactores de alta temperatura refrigerados por gas (HTGR) y FNPP). Según los informes, estos cambios son necesarios en los niveles de legislación secundaria, como reglamentos, requisitos y normas. Como ejemplo, la República Checa respondió que su marco jurídico contiene una lista de equipos y parámetros especí cos (incluida la presión y temperatura máximas de funcionamiento) y un diámetro nominal que debe cumplirse. Otro ejemplo de la República Checa son las disposiciones legales relativas a la aplicación del concepto de Defensa en Profundidad (DiD). En el caso de las instalaciones nucleares con un reactor nuclear, la función de las barreras físicas de seguridad debe estar garantizada por Clasi cación de Seguridad de Estructuras, Sistemas y Componentes - SSC independientes.
La necesidad de cambios en el marco jurídico y la normativa ha sido escasa o nula cuando los requisitos y la normativa ya cubren o se han desarrollado especí camente para cubrir la tecnología considerada (por ejemplo, la tecnología LWR cuando se consideran proyectos LWR-SMR), como informaron Argentina y Estados Unidos.
Los participantes de los Estados miembros han detectado lagunas o problemas en sus marcos jurídicos vigentes -cuando éstos se utilizaron para desarrollar la reglamentación de un tipo especí co de tecnología (por ejemplo, los LWR) y es necesario tener en cuenta un amplio conjunto de nuevas tecnologías. En este caso, puede ser necesario introducir cambios en las orientaciones normativas existentes para identi car y resolver los ámbitos que pueden no ser neutrales con respecto a la tecnología (o para interpretar las expectativas en el contexto de las nuevas tecnologías). Por ejemplo, en la República Checa la tecnología utilizada actualmente es la LWR, pero podría plantearse un reto si se consideran diseños de SMR basados en tecnologías diferentes (por ejemplo, tecnologías de IV Generación).
Los participantes de los Estados miembros han reconocido que, en el ámbito de las leyes (y reglamentos) de seguridad nuclear, la normativa ha tendido a ser de naturaleza más prescriptiva y se están llevando a cabo revisiones para reconocer que las nuevas tecnologías y enfoques pueden ofrecer oportunidades para proteger mejor los reactores nucleares y la infraestructura de seguridad nuclear frente a las amenazas. Por lo tanto, parece que se ha producido un cambio hacia enfoques basados en el establecimiento de objetivos y en el rendimiento, así como en la inclusión de la tecnología. En el Reino Unido, por ejemplo, se aplican expectativas de seguridad basadas en el establecimiento de objetivos y en la inclusión de la tecnología, como se documenta en sus Principios de Evaluación de la Seguridad (SyAP), los cuales, constituyen la base esencial para la introducción de una normativa centrada en los resultados para todas las disciplinas de seguridad constituyentes: física, personal, transporte, ciberseguridad y garantía de la información. Esta losofía reguladora está en consonancia con el régimen de seguridad nuclear no prescriptivo del Reino Unido y proporciona a los solicitantes/titulares de licencias un enfoque regulador coherente en toda la industria nuclear civil del Reino Unido.
Fuente: adaptada de (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2022b)
De cara al futuro
La revisión de la información facilitada en las respuestas al cuestionario permitió identi car las siguientes consideraciones para futuras actividades e iniciativas en el ámbito del marco jurídico. Se reconoce que los marcos legislativos nacionales que son especí cos de una tecnología deben ajustarse para re ejar las distintas tecnologías y/o formularse de una manera más neutral desde el punto de vista tecnológico para facilitar el despliegue de los SMR, por ejemplo:
En la consideración de nuevas tecnologías (por ejemplo, HTGR) según sus leyes, algunos Estados miembros participantes han invitado al público a presentar sus observaciones sobre los documentos cientícos y técnicos como parte del proceso de solicitud (como se ha hecho en Japón).
Es posible que otros Estados miembros deseen aplicar enfoques similares que pueden implicar cambios a nivel del marco jurídico o la introducción de procesos de consulta pública.
Canadá está utilizando un enfoque basado en la información sobre los riesgos para determinar los cambios y mantener la exibilidad en el enfoque reglamentario de manera que se tengan en cuenta las posibles consecuencias radiológicas y los impactos en la salud.
Los enfoques reglamentarios comunicados por la Federación de Rusia indican la necesidad de seguir trabajando:
De acuerdo con el enfoque regulador adoptado por la Federación Rusa, la instalación BREST-300 no pertenece a la clase de los SMR. Por lo tanto, está sujeta al proceso de autorización establecido para las centrales nucleares convencionales.
El procedimiento de concesión de licencias para la construcción de una unidad de potencia con BREST-300 no estaba completado en el momento de redactar este TECDOC. BREST-300 es innovador en su diseño, pero tiene pocas características inherentes a otros diseños de SMR que se están considerando en todo el mundo. El organismo regulador está utilizando el marco normativo y jurídico existente para regular la construcción, teniendo en cuenta las especi cidades del combustible y el refrigerante que se utilizarán.
Fuente: Adaptado de (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2022b)
Pregunta 2 Normativa y orientación
Expectativas en materia de reglamentación, experiencias prácticas/retos y actividades prospectivas comunicadas.
Los participantes de los Estados miembros con experiencia práctica en la utilización del marco reglamentario en la de licencias de SMR, por ejemplo, HTGR, participan en el desarrollo de puntos de espera, expectativas y orientaciones para permitir la presentación de solicitudes de licencia por etapas que examinen el grado de preparación de una solicitud para la siguiente fase. En el caso de Sudáfrica, esta práctica estaba vinculada a la evolución y el desarrollo de los argumentos de seguridad por parte del solicitante/titular de la licencia (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2022b).
Expectativas de los organismos reguladores
Los organismos reguladores entienden que los reglamentos y orientaciones existentes aplicables a los reactores nucleares son también aplicables a los SMR. Sin embargo, para situaciones particulares en las que sea necesario introducir modi caciones porque la normativa y las orientaciones no son tan neutrales con respecto a la tecnología como deberían ser, se espera que esos cambios se apliquen antes de los proyectos de SMR (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2022b).
Experiencias prácticas y retos
Las siguientes consideraciones representan las principales experiencias/retos a nivel de normativa y orientaciones que se identi caron en las respuestas al cuestionario:
Los participantes de los Estados miembros con regímenes normativos en gran medida neutrales desde el punto de vista tecnológico y que jan objetivos regular y autorizar un RLG. Sin embargo, pueden ser necesarias orientaciones o interpretaciones para tener en cuenta las características innovadoras especí cas de los SMR propuestos.
No es necesario modi car la reglamentación del prototipo de reactor CAREM 25. Sin embargo, paralelamente a las revisiones reglamentarias, el órgano regulador inició un proceso de revisión de los requisitos reglamentarios del país.
Argentina
Para colmar las lagunas de los requisitos o directrices nacionales, el órgano regulador informó de que se utilizaron normas internacionales como guía para ampliar el alcance de los requisitos reglamentarios del país.
Informaron de que actualizan periódicamente los documentos de orientación y reglamentación para tener en cuenta las lecciones aprendidas y las buenas prácticas y los nuevos conocimientos en general
Se espera que las propuestas de SMR demuestren, con la información adecuada, que cumplen los requisitos y expectativas reglamentarios. En estos países, los requisitos y orientaciones para las instalaciones de reactores suelen ser neutrales desde el punto de vista tecnológico y favorecen el uso de un enfoque gradual.
Unido Canadá Reino Unido Canadá Argentina
Informó de una serie de retos y ámbitos de experiencia, a saber:
Dado que todas las centrales nucleares construidas anteriormente en China eran reactores de agua a presión (PWR), los requisitos reglamentarios formulados por el órgano regulador se aplican principalmente a este tipo de reactores. Por lo tanto, si un SMR utiliza tecnología PWR, como el ACP100, la mayoría de los requisitos reglamentarios son aplicables.
En el caso de las centrales nucleares otantes (FNPP), aunque aún no se ha modi cado la normativa pertinente, se han llevado a cabo investigaciones adicionales y podrían proponerse cambios en los próximos años en los siguientes aspectos:
China
Construcción - Riesgos internos y externos - Sistemas de seguridad y condiciones de ampliación del diseño (DEC) para centrales nucleares con varias unidadesControl del núcleo del reactor - Diseño para la pérdida de energía fuera del emplazamiento - Sistemas de aire acondicionado y ventilación, etc.
Los principios de seguridad nuclear disponibles se basaban en reactores de neutrones térmicos terrestres y, por lo tanto, para los SMR, como las FNPP, la normativa básica y las guías que las acompañan deben mejorarse o completarse.
Los reglamentos establecidos para de nir los objetivos de seguridad de los SMR prevén un nivel de protección del público superior al que se espera de una gran central nuclear basada en la tecnología de agua ligera. El objetivo a largo plazo para la seguridad nuclear establecido en 2020 es eliminar la posibilidad de una gran emisión radiactiva y, por lo tanto, se debe realizar una evaluación probabilística de la seguridad (PSA).
Reino
Informó de que si se instalara en el país un SMR de diseño muy distinto, sería necesario un análisis más detallado de la legislación secundaria. Sin embargo, dado que no hay planes para el despliegue de un SMR (de un diseño particular) en la República Checa, no se pudieron identi car retos especí cos.
Francia
República Checa
Informó de que no ha detectado ninguna necesidad de modi car su normativa como consecuencia de un futuro proyecto relacionado con los SMR. Sin embargo, para abordar cuestiones especí cas, podrían promulgar resoluciones para imponer nuevos requisitos a los titulares de licencias, ya que este ha sido un enfoque que se ha adoptado en el pasado. En cuanto a las guías reguladoras, el organismo regulador no ha identi cado ninguna necesidad de crear nuevas guías especícas para los SMR.
Informó que su normativa sólo cubre las FNPP. Para los SMR terrestres, el organismo regulador está planeando llevar a cabo una investigación para adaptar los requisitos reglamentarios existentes y evaluar la necesidad de desarrollar nuevos requisitos reglamentarios para el caso de los reactores de pequeña y mediana potencia y producción en serie de reactores modulares.
Rusia
Informó que ha introducido nuevos requisitos reglamentarios para abordar las lecciones aprendidas del accidente de la central nuclear de Fukushima Daiichi. En tales circunstancias, el organismo regulador ha llevado a cabo una revisión del reactor de ensayo de ingeniería de alta temperatura (HTTR), considerado un reactor de investigación. Al revisar el HTTR, Japón informó de los siguientes retos y medidas:
Para cumplir con los nuevos requisitos reglamentarios, se ha instalado en HTTR un equipo portátil de alimentación eléctrica para la monitorización de su estado de parada, en caso de pérdida de la alimentación eléctrica comercial o de emergencia, lo cual es diferente de las centrales nucleares. Además, el HTTR está diseñado para la disipación pasiva del calor de desintegración (utilizando la convección natural y la radiación), por lo que no se requiere energía de emergencia para la refrigeración del reactor a través de medios activos de ingeniería en un escenario de corte de energía.
Debido a las características de seguridad inherentes al diseño del HTTR, la integridad del conjunto de combustible y los límites de presión del refrigerante pueden mantenerse incluso cuando se pierde la función de refrigeración (como soplantes, intercambiadores de calor, etc.). Por este motivo, en lo que respecta a las medidas contra incendios internos, el diseño para la protección contra incendios no se basa necesariamente en las medidas o requisitos típicos estipulados en los reglamentos y guías para lo siguiente:
El carácter autoextinguible de los cables ignífugos
Equipamiento de diferentes tipos de sistemas de detección de incendios
Activación de equipos jos de extinción de incendios desde la sala central de control central
Separación de cada área de incendio
El organismo regulador revisó y con rmó que se cumplían los niveles de seguridad exigidos requeridos, teniendo en cuenta las características especí cas del diseño del HTTR
Japón
Estados Unidos
Informaron de las siguientes iniciativas y modi caciones de reglamentos y documentos de orientación asociados para la concesión de licencias a los SMR:
Cambios para abordar las consideraciones relativas al emplazamiento en función de la población de los reactores avanzados.
Cambios para abordar las cuestiones de plani cación de emergencia para los futuros SMR y otras nuevas tecnologías, incluidos los reactores no LWR.
Se identi có una posible desigualdad entre los requisitos de seguro para instalaciones de diferentes tamaños.
Una revisión de alcance limitado de los reglamentos y orientaciones relativos a la seguridad física de los reactores avanzados.
Se revisaron tres posibles alternativas de estructura de concesión de licencias para instalaciones multimódulo y se determinó que era preferible la concesión de licencias para cada módulo individualmente.
Se propuso una evaluación equitativa de las tasas anuales para los SMR.
Se documentaron los criterios para garantizar el tratamiento adecuado de las percepciones de riesgo importantes relacionadas con el diseño y el funcionamiento multimódulo.
Se propusieron cambios para permitir a los solicitantes presentar una estimación de los costos de desmantelamiento de un emplazamiento especí co con un análisis de apoyo y una justi cación adecuada para una exención de los requisitos de nanciación mínima para grandes LWR en los reglamentos de la NRC (Comisión de Regulación Nuclear).
Dado que el concepto de "módulo" de SMR no es equivalente al concepto de "unidad" o "central" de los grandes reactores, los principios de seguridad desarrollados para la cuestión de las “unidades múltiples” no pueden transponerse a los “módulos múltiples” en las instalaciones SMR. Por lo tanto, el foro recomienda que se desarrollen principios y requisitos para la evaluación de la seguridad de un SMR de "módulos múltiples".
De cara al futuro
a)Algunos participantes de los Estados miembros que operan en regímenes reguladores neutrales en cuanto a la tecnología y jadores de objetivos informaron que están llevando a cabo de forma proactiva una revisión de las orientaciones existentes para la compatibilidad con los SMR. Con ello se pretende abordar las lecciones aprendidas de las experiencias de otros Estados miembros participantes que desarrollaron procesos, orientaciones y requisitos paralelamente a la concesión de licencias y encontraron di cultades (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2022b).
Foro de Reguladores de SMR
b)En general, existe la expectativa y el planteamiento de desarrollar y aplicar orientaciones pertinentes para la evaluación y la concesión de licencias de los SMR buscando referencias en las actividades de desarrollo de normas y orientaciones de seguridad del OIEA (y contribuyendo a ellas). Algunos Estados miembros participantes se han referido, por ejemplo, al trabajo emprendido en relación con la aplicabilidad de los requisitos de la serie de normas de seguridad del OIEA no. SSR-2/1 (Rev. 1), Seguridad de las centrales nucleares: Diseño para garantizar la compatibilidad con los HTGR (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2022b).
Expectativas regulatorias, las experiencias/desafíos prácticos y las actividades prospectivas.
Los Grupos de Trabajo del Foro de Reguladores de SMR han informado sobre consideraciones clave en los pasos del ciclo de vida para la concesión de licencias de SMR versus centrales nucleares grandes, y estas se presentan aquí para contextualizarlas. La Figura 66 muestra las etapas de alto nivel de las actividades en el proceso de autorización de una central nuclear, tal como se de ne en la Serie de Normas de Seguridad del OIEA No. SSG-12, Proceso de concesión de licencias para instalaciones nucleares.
La Figura 67 muestra las posibles etapas del ciclo de vida de un SMR. La muestra que podría haber dos nuevas etapas: fabricación y transporte. Todas las etapas podrían introducir cambios en las actividades asociadas que pueden presentar desafíos regulatorios y de seguridad. En ambas guras las echas representan puntos potenciales de retención (o intervenciones regulatorias clave) a lo largo del proceso (solo con nes ilustrativos) (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2022b)
Selección y evaluación del sitio
•Auditoría del programa de caracterización del sitio del solicitante
Diseño
• Auditoría de la organización y sistema de gestión del diseño
•Revisión del control de cambios de ingeniería
•Control de adquisiciones (servicios y bienes)
•Uso de experiencia operativa e I+D
Construcción
• Auditoría de la supervisión de la construcción por parte del licenciatario, incluyendo inspecciones de recepción de bienes
•Garantía de nalización y entrega a operaciones
Puesta en marcha
• Auditoría de la supervisión del programa de puesta en marcha por parte del licenciatario, incluida la realización de actividades de puesta en marcha (Auditoría del programa de puesta en marcha supervisado por el licenciatario, incluyendo la realización de actividades de puesta en marcha)
•Realización de la entrega a operaciones
Operación
•Aceptación del informe nal de análisis de seguridad, reinicio después de paradas, reemplazos importantes de equipos, revisión de seguridad, etc.
Desmantelamiento
Liberación del control regulatorio
Nota: Las echas representan puntos potenciales de retención (o intervenciones regulatorias clave) a lo largo del proceso (solo con nes ilustrativos).
Fuente: (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2022b)
Figura 66. Etapas de actividades de alto nivel en el proceso de autorización de una central nuclear (adaptado para SSG-12).
Emplazamiento y evaluación del sitio
(Selección y evaluación del sitio)
Diseño
Construcción en sitio
Fabricación
Puesta en marcha fuera de sitio
Transporte
Puesta en marcha en sitio
Operación
Desmantelamiento en sitio
Transporte
Desmantelamiento fuera de sitio
Liberación del control regulatorio
Figura 67. Posibles etapas del ciclo de vida de un SMR. Nota: Las echas representan puntos potenciales de retención (o intervenciones regulatorias clave) a lo largo del proceso (solo con nes ilustrativos).
Fuente: (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2022b)
Además, en el tema de la licencia, las responsabilidades y actividades del solicitante/licenciatario aumentan en el contexto anterior. El solicitante/licenciatario debe tener in uencia sobre el diseño y la adquisición de un SMR para garantizar la seguridad, incluidos aquellos aspectos de seguridad garantizados por el diseño y el seguro de calidad en el período del primer suministro y montaje tales como (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2022b):
Ubicación y evaluación del sitio
SMR de módulos múltiples cuando un solicitante propone poner en servicio solo unos pocos módulos para empezar, con la opción de instalar y operar más unidades en el futuro. Módulos gastados que pueden retirarse y reemplazarse con módulos más nuevos, que podrían diferir técnicamente de la unidad original.
También se debe considerar el impacto de las unidades adyacentes plani cadas en un sitio, junto con la proximidad a la población. En algunos casos, puede haber más de un licenciatario presente en un sitio y cualquier posible interacción deberá ser considerada por todos los licenciatarios actuales o potenciales.
Considerando las características especí cas de SMR, las características del sitio seleccionado podrían ser un desafío importante con respecto a la implementación del concepto de Defensa en profundidad (Defence-in-depth – DiD), el cual se centra en la prevención de accidentes en una central nuclear proporcionando diferentes niveles de defensa y mitigando las consecuencias de los accidentes en caso de que ocurran (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2022b).
Los aspectos de ubicación pueden tener una in uencia importante en el diseño de seguridad de SMR y los diferentes niveles de DiD debido a la posible variedad de sitios adecuados para las instalaciones de SMR, incluidos subterráneos, submarinos o otantes en el agua (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2022b).
Todas las actividades asociadas con la propuesta de SMR, incluido el impacto de la construcción y operación de múltiples módulos (o unidades) en un solo sitio, deben considerarse en la solicitud de licencia. Esto sería particularmente importante para casos como: a. b.
Diseño
No hay cambios fundamentales en el proceso de revisión del diseño de una planta con SMR en comparación con el diseño de una central nuclear de gran escala. Sin embargo, se espera que se preste la debida consideración durante la revisión de un diseño único en su tipo (FOAK), ya que este tipo de instalación diferirá en el tipo de evidencia y experiencia operativa disponible para respaldar el caso de seguridad.
Además, es posible que los organismos reguladores necesiten adoptar nuevas directrices/enfoques adaptados a los SMR para cumplir con los requisitos reglamentarios subyacentes.
La tendencia hacia la estandarización y certi cación global de los diseños SMR deseada por algunos diseñadores puede ser un desafío para los actuales titulares de licencias y organismos reguladores, ya que puede requerir cambios signi cativos en el proceso de concesión de licencias nacionales (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2022b).
El objetivo de muchos diseños de SMR es fabricar módulos SMR fuera del sitio y luego transportarlos a un sitio para su instalación y uso. Los módulos diseñados podrían fabricarse en serie en un entorno de fábrica controlado. La premisa de esta estrategia da como resultado una construcción de alta calidad en tiempos cortos
Estos módulos diseñados se entregarían desde las fábricas de producción para ser ensamblados en el sitio de implementación, con el supuesto de que el tiempo de construcción se reduciría signi cativamente. En el caso de los SMR transportables surgen importantes problemas adicionales, por cuestiones de salvaguardias (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2022b).
Puesta en servicio fuera del sitio
Para algunos SMR, la puesta en marcha fuera del sitio consiste en las pruebas de puesta en servicio que se realizan en un módulo (u otro equipo) antes de que abandone las instalaciones de ensamblaje fuera del sitio (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2022b).
Transporte
Algunos conceptos de SMR consideran el uso de un recipiente central nuclear compacto que sería completamente reemplazable o que tendría todo su inventario de combustible reemplazado de manera similar a un cartucho de combustible (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2022b).
Puesta en servicio in situ
Es necesario garantizar la continuidad desde la puesta en servicio fuera del sitio hasta la puesta en servicio en el sitio. También se deben considerar las pruebas de integración de todos los módulos y sistemas.
Con la puesta en marcha in situ, pueden surgir di cultades a medida que se añaden nuevos módulos. Si se comparten varias unidades/módulos en una instalación o se agregarán algunas unidades/módulos más adelante, es probable que surjan los siguientes desafíos:
Habrá SSC compartidos que pueden requerir que se lleven a cabo ciertas actividades de puesta en servicio a medida que se instalan y ponen en servicio los primeros módulos.
Se debe tener debidamente en cuenta el rendimiento de los sistemas compartidos al agregar unidades o módulos y si pueden ser necesarias pruebas de puesta en servicio adicionales, nuevas o repetidas (un sistema HVAC de planta compartida, por ejemplo, es importante para la cali cación ambiental).
La puesta en servicio puede tener como objetivo demostrar/veri car la compatibilidad con la planta existente (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2022b).
Operación
Algunos diseños de SMR proponen tener varios reactores más pequeños funcionando en un solo sitio. Los múltiples módulos de reactor pueden tener servicios que se comparten entre módulos, tales como sistemas eléctricos comunes, sistemas de aire comprimido o estructuras civiles. Para instalaciones con múltiples módulos, se debe dar consideración adicional al impacto de las actividades que involucran cada módulo en la operación de los otros módulos (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2022b).
Al otorgar licencias para un sitio o instalación SMR, los organismos reguladores también deben considerar:
Que algunos diseños novedosos pueden necesitar controles reglamentarios adicionales para su funcionamiento
Que muchos conceptos operativos pueden ser diferentes de los de los reactores tradicionales: Instalaciones operadas remotamente sin operadores en el sitio; Múltiples módulos operados desde una sala de control común por el mismo personal operativo; Distintas empresas realizando diferentes actuaciones (repostaje, mantenimiento).
Las disposiciones de seguridad de los sitios remotos
La respuesta necesaria a los accidentes en sitios remotos
Que puede haber múltiples organizaciones operativas en un sitio
La duración de la licencia de funcionamiento y el intervalo entre revisiones periódicas de seguridad.
Experiencias prácticas y retos
Las principales experiencias prácticas y retos en la aplicación de los procesos reguladores a la concesión de licencias de SMR que se mencionaron en las respuestas al cuestionario fueron los siguientes:
IRO IRO
La ausencia de un proceso especí co de concesión de licencias que haya sido probado o aplicado a los SMR ha sido considerada como un reto clave por los participantes de los Estados miembros, por lo que es necesario desarrollar y aplicar un proceso una vez que se recibe la solicitud de licencia y comienza a ser examinada por el organismo regulador. El proceso de concesión de licencias debe ser lo su cientemente exible para proyectos de desarrollo, como fue el caso del proyecto de reactor modular de lecho de guijarros (PBMR) en Sudáfrica (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2022b).
Los Estados miembros participantes que construyen actualmente SMR, como el prototipo CAREM 25 en Argentina, informaron de cambios en el proceso de concesión de licencias, principalmente al principio de la fase de construcción. Estos cambios se debían a que el reactor se consideraba un prototipo. El esquema de licenciamiento incluyó el punto de espera para el inicio de la construcción y, para emitir la autorización de construcción, el órgano regulador estableció requisitos adicionales de documentación obligatoria en comparación con el licenciamiento tradicional de las centrales nucleares. El cumplimiento de estos requisitos reglamentarios condicionaba el inicio de la construcción del módulo nuclear del reactor, por ejemplo, a la resolución de las conclusiones del informe de análisis de seguridad. Los hallazgos estaban relacionados con la ingeniería, y que tienen un impacto en la obra civil, ya sea debido a funciones estructurales, de con namiento o de blindaje (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2022b).
Algunos organismos reguladores ofrecen un proceso previo a la concesión de licencias, como el GDA en el Reino Unido, el VDR en Canadá, y el Memorando de Entendimiento (MOU) en Argentina y China. En general, su objetivo es aumentar la exibilidad y adaptarse mejor a los distintos niveles de madurez y desarrollo de los proveedores de SMR y sus tecnologías, sin dejar de ser coherentes con enfoques anteriores (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2022b).
A continuación, se presenta un resumen de las respuestas más concretas de algunos países respecto al Proceso de Licencia: Expectativas regulatorias y experiencias/desafíos prácticos:
Informó que para instalar y operar un nuevo reactor, es necesario: (1) obtener el permiso para la instalación del reactor (“Permiso de instalación del reactor”) para el diseño especí co; (2) obtener la aprobación del plan para la construcción del diseño especí co ("Plan de Construcción") y (3) llevar a cabo los trabajos de construcción; y nalmente, (4) obtener la aprobación de los Programas de Seguridad Operacional antes del inicio de la operación. El organismo regulador señaló que había invitado al público a comentar desde un punto de vista cientí co y técnico sobre los borradores de los documentos de revisión. Se informó que era la primera vez que se invitaba al público a formular comentarios sobre los planes de reactores de investigación (como se designan los SMR en Japón).
Federación Rusa
Informó que no tenía experiencia en la concesión de licencias para SMR terrestres. Sin embargo, informó que el proceso de concesión de licencias existente para las centrales nucleares podría aplicarse a las SMR terrestres.
Estados Unidos
Una solicitud de certi cación de diseño, licencia combinada, aprobación de diseño o licencia de fabricación, respectivamente, debe incluir los principales criterios de diseño para una instalación propuesta, ya sea un LWR o un SMR. Los principales criterios de diseño establecen los requisitos necesarios de diseño, fabricación, construcción, pruebas y desempeño para los SSC importantes para la seguridad; es decir, SSC que brindan garantías razonables de que la instalación puede operarse sin riesgos indebidos para la salud y la seguridad del público. Los actuales Criterios Generales de Diseño (GDC) establecen requisitos mínimos para los principales diseños de centrales nucleares refrigeradas por agua similares en diseño y ubicación a las centrales para las cuales la Comisión Reguladora Nuclear de Estados Unidos ha emitido permisos de construcción. También se considera que los Criterios Generales de Diseño son generalmente aplicables a otros tipos de unidades de energía nuclear y tienen como objetivo proporcionar orientación para establecer los principales criterios de diseño para esas otras unidades. Muchos de los GDC existentes son aplicables en diversos grados a los SMR que actualmente están siendo revisados por la Comisión Reguladora Nuclear de EE. UU.
Sudáfrica
Informó de las siguientes experiencias prácticas:
Las diferencias entre el enfoque regulatorio aplicado a la concesión de licencias para una central nuclear de gran tamaño con dos unidades basadas en tecnología PWR como proyecto llave en mano, en comparación con un proyecto de desarrollo como el PBMR (y el HTGR SMR) para el cual la base de concesión de licencias (y por lo tanto) el caso de seguridad estaba en desarrollo. El órgano regulador informó que no había un consenso amplio sobre los criterios generales de diseño y las reglas de diseño para los HTGR en ese momento, y una lección clave aprendida fue concentrar los esfuerzos en esto desde el principio e incluir a los diseñadores, al solicitante y al órgano regulador.
Se dedicaron esfuerzos al desarrollo e implementación de un proceso para el desarrollo estructurado y la evaluación de los casos de seguridad, teniendo en cuenta los criterios y reglas de diseño limitados. Esto proporciona claridad de las expectativas y un vínculo lógico entre los distintos pasos del proceso de diseño, la evaluación de la seguridad y el desarrollo del programa de apoyo operativo.
El compromiso con los diseñadores es un punto clave (y debe existir un marco que permita el compromiso directo con el diseñador/arquitecto ingeniero con la participación de un cliente potencial y un eventual licenciatario). Esto es similar a la necesaria transferencia de conocimientos y argumentos de seguridad entre el solicitante/licenciatario en el proceso de evaluación de diseño genérico (GDA) del Reino Unido y el enfoque de Canadá para las revisiones de diseño de proveedores (VDR) y la concesión de licencias.
Los reglamentos establecidos para de nir los objetivos de seguridad de los SMR prevén un nivel de protección del público superior al que se espera de una gran central nuclear basada en la tecnología de agua ligera. El objetivo a largo plazo para la seguridad nuclear establecido en 2020 es eliminar la posibilidad de una gran emisión radiactiva y, por lo tanto, se debe realizar una evaluación probabilística de la seguridad (PSA).
Los Grupos de Trabajo del Foro de Reguladores de SMR también brindaron experiencia práctica y desafíos para la concesión de licencias para sitios de unidades múltiples:
a)Será un desafío para una organización de explotación nuclear autorizada operar instalaciones de múltiples módulos/múltiples unidades. Esto incluiría, por ejemplo, un programa de gestión del envejecimiento de las características de “servicios comunes” que se comparten entre módulos, incluidas estructuras civiles, sistemas eléctricos comunes y sistemas de aire comprimido (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2022b).
b)Aunque la experiencia reglamentaria actual es pertinente y aplicable a las instalaciones SMR de múltiples unidades/módulos, la novedad de la mayoría de los diseños de SMR, incluida su estrategia de despliegue (por ejemplo, módulos de reactor reemplazables, diferentes diseños de reactores en el mismo emplazamiento, múltiples reactores operados por uno organización operativa), la justi cación de las características de seguridad pasivas e inherentes, el sistema de gestión de calidad y el control de la cadena de suministro para los desarrolladores de diseños múltiples pueden plantear desafíos adicionales para futuras revisiones regulatorias y licencias (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2022b).
Mirando hacia el futuro
Se informaron las siguientes actividades y posibles cambios en los procesos de evaluación y concesión de licencias para SMR:
a)La mayoría de los Estados Miembros participantes que operan en regímenes regulatorios neutrales desde el punto de vista tecnológico y que jan objetivos, informaron que no habían participado en cambios en el trabajo de concesión de licencias o permisos regulatorios asociados con el despliegue de un SMR en el momento de recibir el cuestionario, pero podría ser una tarea en el futuro cercano.
b)Otros Estados miembros participantes, como los EE. UU., informaron que el proceso de concesión de licencias que aborda los SMR debe ajustarse según sea necesario, pero siempre teniendo en cuenta los elementos especí cos básicos que ya existen en su proceso de concesión de licencias (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2022b).
Experiencia práctica/desafíos y actividades prospectivas.
Los organismos reguladores e caces de nen y documentan los procesos para revisar y evaluar los casos de seguridad y gestionan el proceso para garantizar que la revisión y la evaluación se completen antes de emitir una autorización.
Teniendo en cuenta las respuestas recibidas al cuestionario, los organismos reguladores generalmente esperan que el solicitante/licenciatario presente una demostración detallada de que la instalación SMR propuesta funcionará dentro de los límites de seguridad y cumplirá con los criterios regulatorios de seguridad nuclear, salvaguardias y objetivos de protección ambiental. Se espera que el proceso de evaluación de los órganos reguladores esté documentado, por ejemplo, en orientaciones reglamentarias y en el sistema de gestión del órgano regulador. Esto puede incluir las expectativas regulatorias sobre el contenido y la calidad de los documentos y la información que se presentarán (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2022b).
Las principales experiencias y desafíos prácticos con respecto a la evaluación regulatoria reportados en las respuestas al cuestionario fueron los siguientes:
Los Estados miembros participantes informaron cambios limitados en el enfoque para revisar la documentación como parte del proceso de autorización. Este fue, por ejemplo, el caso de Japón y Argentina. En el caso de Japón, los cambios reportados se limitaron a los requisitos regulatorios introducidos tras el accidente de la central nuclear de Fukushima Daiichi. Argentina enfatizó el benecio de una participación temprana en el enfoque regulatorio de establecimiento de objetivos, ya que las interacciones efectivas entre el organismo regulador y el solicitante permitieron la detección temprana de desajustes con los requisitos regulatorios evitando problemas en fases posteriores (fabricación o construcción). Canadá, Sudáfrica y el Reino Unido informan de un énfasis similar en la participación temprana (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2022b).
No informaron de cambios en su enfoque regulatorio para la introducción de SMR. Francia y Estados Unidos
Se informó que el enfoque normativo del proceso de examen y evaluación de los SMR otantes no necesitaba ningún cambio. También se informó:
La principal diferencia entre los SMR otantes y los terrestres fue la ausencia de una etapa separada de “ubicación”. Como resultado, no fue necesario obtener una licencia de emplazamiento para una instalación de energía atómica. La evaluación de la posibilidad de operar una embarcación en un sitio especí co puede realizarse tanto en la etapa de su construcción como en la etapa de operación y realizarse en cada caso especí co. Al mismo tiempo, de acuerdo con la normativa vigente, el diseño de un SMR otante debe formular los requisitos que debe satisfacer el sitio.
Durante la operación de un SMR otante, un buque puede ocupar varios sitios; La lista de puertos marítimos de la Federación de Rusia donde se permiten buques y otras embarcaciones otantes con instalaciones de energía nuclear está regulada por el Gobierno.
Además, se espera que el conjunto de documentos para demostrar la seguridad nuclear y la protección radiológica durante la operación de instalaciones nucleares de buques y otros equipos otantes contenga un certi cado de clasi cación y examen del buque en el Registro Marítimo de Transporte Marítimo de Rusia. Además, al otorgar licencias otantes. Las plantas, a diferencia de las instalaciones estacionarias, el conjunto de documentos de demostración no incluyen los resultados de las observaciones de edi cios y estructuras.
Los procesos de revisión son los mismos para todas las instalaciones nucleares que, según la terminología del OIEA, pueden clasi carse como SMR.
Mirando hacia el futuro
Algunos Estados miembros participantes que se encuentran actualmente en las primeras fases de evaluación de solicitudes de licencia o que aún no han evaluado solicitudes de licencia, casos de seguridad o diseños SMR, generalmente informan un impulso para emprender actividades de preparación, revisando proactivamente orientaciones, procesos y enfoques. Por ejemplo:
Federación Rusa
Canadá informó que se está trabajando para mejorar la comprensión colectiva de los requisitos regulatorios y la orientación sobre los sistemas de gestión y de un 'cliente inteligente', particularmente en lo que respecta a las capacidades de un solicitante con respecto al escrutinio de un proveedor de tecnología o de los contratistas del solicitante y subcontratistas (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2022b).
Como se informó anteriormente (ver Pregunta 3 Proceso de Licencia), el Reino Unido ha emprendido procesos de modernización de GDA y ha publicado directrices para aumentar la exibilidad y adaptarse mejor a los diferentes niveles de madurez y desarrollo de los proveedores de SMR y sus tecnologías, sin dejar de ser coherente con enfoques anteriores. Esto incluyó la producción de orientación técnica en todas las disciplinas técnicas en el contexto de GDA anteriores, así como la introducción de declaraciones de evaluación regulatoria provisionales que brinden claridad sobre el nivel de alineación con las expectativas regulatorias a medida que la evaluación del diseño avanza a través de los pasos. El Reino Unido ha colaborado y continúa colaborando con los proveedores de reactores para comunicarles las normas reglamentarias pertinentes (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2022b).
Para ver los videos de los seminarios web ofrecidos por la OIEA, visite el sitio web en el siguiente enlace
Gómez Cobo, experta en seguridad nuclear y exfuncionaria del OIEA, destacó que se seguirá trabajando en esta área: “Es importante que cualquier a rmación sobre los altos niveles de seguridad de los nuevos diseños de reactores esté respaldada por sólidos razonamientos y pruebas cientícas; por eso trabajamos para desarrollar nuevas orientaciones, es muy importante una nueva guía de seguridad sobre la demostración de seguridad de tecnología innovadora en diseños de reactores de potencia” (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2022b).
El amplio alcance de esta publicación la hace valiosa para los organismos reguladores, organizaciones de apoyo técnico, organizaciones operativas de centrales nucleares, empresas proveedoras (como diseñadores, contratistas de ingeniería, fabricantes) y establecimientos de investigación (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2022b).
El OIEA sigue plenamente comprometida a permitir el despliegue e caz de reactores nucleares avanzados seguros y protegidos. Tras la elaboración del informe de seguridad, el OIEA sigue plenamente comprometida a permitir el despliegue e caz de reactores nucleares avanzados seguros y protegidos.
Para conocer el informe de seguridad realizado por la OIEA, visite el sitio web en el siguiente enlace
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Estrategias, alianzas y colaboraciones
Ideas Clave
Tanto el Acuerdo Regional de Cooperación para la Promoción de la Ciencia y Tecnología Nucleares en América Latina y el Caribe (ARCAL) como la Red Regional de Reactores de Investigación e instituciones relacionadas re ejan un esfuerzo colaborativo a nivel de Latinoamérica para avanzar en el uso de la energía nuclear y sus aplicaciones; estas iniciativas promueven el desarrollo de tecnologías nucleares y también facilitan el fortalecimiento de capacidades técnicas y humanas para impulsar la implementación de la energía nuclear como apoyo a la descarbonización.
Algunos gobiernos como Estados Unidos, Corea del Sur, Reino Unido y China; le apuestan a convenios y asociaciones con el sector privado, para lograr la aplicación de tecnologías de SMR garantizado su estabilidad, minimizando riesgos y planeando su ejecución y aplicabilidad en el corto plazo a través de pilotos y a mediano plazo como tecnología conectada a la red distribuida de energía.
avanza en la mejora del marco regulatorio nacional para las aplicaciones nucleares.
En el 2023, el Ministerio de Minas y Energía recibió al OIEA, que lideró un Taller de Derecho Nuclear, durante 3 días, en el que se abordaron temas relacionados con los elementos de la legislación nacional, el marco jurídico internacional para la seguridad tecnológica y física nuclear, así como las salvaguardias y el régimen global de responsabilidad civil por daños nucleares (Ministerio de Minas y Energía, 2023).
“La legislación nuclear debe establecer un órgano regulador para ejercer de manera e caz sus funciones destinadas a proteger la salud pública y el ambiente”, explicó Matthew D’Orsi, o cial jurídico en su intervención sobre los “elementos de una legislación nacional integral” (Ministerio de Minas y Energía, 2023).
Los representantes del OIEA fueron enfáticos en que es a través de dicho órgano que los países pueden ejercer el control regulatorio de los usos seguros y pací cos de las tecnologías nucleares y las radiaciones ionizantes. Asimismo, señalaron que debe estar facultado para adoptar medidas coercitivas, sanciones por incumplimiento de la ley y condiciones de autorización, administrativas, monetarias y de carácter penal.
Plataforma sobre Pequeños Reactores
Modulares
Plataforma del OIEA sobre SMR y sus aplicaciones para prestar apoyo en todos los aspectos del desarrollo, el despliegue, la concesión de licencias y la supervisión de los SMR.
El portal abarca el desarrollo y el despliegue de tecnologías (incluidas las aplicaciones no eléctricas); la seguridad tecnológica nuclear, la seguridad física nuclear y las salvaguardias; así como el combustible, el ciclo del combustible y la gestión de desechos. En la barra de navegación del portal se pueden seleccionar diez temas con los cuales los usuarios pueden ltrar las noticias, los eventos y las publicaciones según su contenido. El portal se seguirá ampliando para incorporar funciones extra, como esferas para grupos de trabajo técnicos, información sobre programas y proyectos de carácter nacional e internacional, relacionados con SMR, y una versión para dispositivos móviles (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2023a).
Esta plataforma también cuenta con informes sobre los aspectos más destacados del trabajo colaborativo, actividades del organismo en relación con los SMR e iniciativa de armonización y normali-
zación nuclear. En el 2023 se publicó el segundo Informe Anual sobre la Plataforma de toda la Agencia sobre SMR y sus aplicaciones “IAEA Platform on Small Modular Reactors and their applications” (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2023b).
Acelerar SMR para Net Zero – iniciativa
Muchas de las discusiones en la COP28 sobre la energía nuclear se centraron en la innovación dentro del sector, incluido el desarrollo de tecnologías de reactores avanzadas, como los SMR. Esto creó un entorno oportuno para el lanzamiento de la nueva iniciativa de la NEA, Acelerar los SMR para Net Zero, que fue anunciada durante el evento de alto nivel Átomos para Net Zero de la Presidencia de la COP28 de los EAU el 5 de diciembre por el Director General de la NEA, Magwood, del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE)) El secretario adjunto, David Turk, y la directora general de Energía y Clima del Ministerio francés de Transición Ecológica, Sophie Mourlon (NEA, 2023a).
La iniciativa aprovechará la red de líderes industriales, funcionarios gubernamentales, investigadores y expertos de la NEA “para establecer una plataforma práctica y orientada a soluciones con un plan de trabajo de nido para la colaboración y el intercambio de conocimientos para ayudar a los tomadores de decisiones a maximizar todo el potencial de SMR” (NEA, 2023a). Se centrará en herramientas pragmáticas, análisis económicos y recomendaciones de políticas para ayudar a informar las decisiones políticas y de inversión de los gobiernos, la industria y el sector nanciero (NEA, s.f.).
En particular, la iniciativa Acelerar SMR para Net Zero se centrará en la concesión de licencias, la nanciación, las cadenas de suministro, el desarrollo de la fuerza laboral, la disponibilidad de combustible y la gestión del combustible gastado. Reunir a países con ideas a nes sobre estos temas reducirá los costos y acelerará la implementación de estas nuevas tecnologías. Como parte de esta nueva iniciativa, la NEA planea convocar a ministros de los países interesados, directores ejecutivos de la industria y otros (NEA, s.f.). Con el respaldo
Respalda la labor de los Estados Miembros del OIEA encaminada a aprovechar el poder de la energía nuclear para la transición a emisiones netas cero. La iniciativa dota a los Estados Miembros y las partes interesadas, entre ellas las entidades de la industria, las instituciones nancieras y las organizaciones internacionales, de conocimientos técnicos especializados y pruebas cientí cas sobre el potencial de la energía nuclear para descarbonizar la producción de electricidad y sectores, como la industria y el transporte, en los que esta tarea resulta difícil (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2023).
La iniciativa abarca líneas de trabajo especí cas para evaluar y poner de relieve el papel de la energía nuclear en la descarbonización de los sistemas de energía nuclear (ver Figura 68).
La modelización de escenarios energéticos
Nacionales y regionales para evaluar todo el potencial de las tecnologías nucleares, incluidos los reactores modulares pequeños, con miras a lograr sistemas de energía con emisiones netas cero, garantizando al mismo tiempo el desarrollo sostenible, un impacto económico favorable y la creación de puestos de trabajo.
Misiones de expertos del OIEA
Para apoyar la elaboración de estrategias energéticas a largo plazo y actualizaciones de las contribuciones determinadas a nivel nacional que tengan en cuenta la energía nuclear.
Colaboración
A través de talleres, seminarios, sesiones de capacitación y actividades de creación de capacidad diseñadas especí camente para la plani cación de transiciones a emisiones netas cero.
Participación de las partes interesadas
Incluidos los "usuarios nales" como la industria, los reguladores y los responsables de la formulación de políticas, para abordar diversos desafíos, entre ellos el desarrollo de tecnologías de reactores avanzados.
Actividades de divulgación
La comunicación y la participación de las partes interesadas en la energía nuclear para alcanzar los objetivos de emisiones netas cero.
Figura 68. Líneas de trabajo Iniciativa Atoms4NetZero Fuente: Adaptado de (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2023a)
Acuerdo Regional de Cooperación para la Promoción de la Ciencia y Tecnología Nucleares en América Latina y el Caribe - ARCAL
Nació en 1984 a partir de una iniciativa de diez países de la región presentada ante el OIEA (ARCAL, s.f.b).
ARCAL basa sus acciones en la transferencia de tecnología, con el n de promover el uso de las diversas técnicas nucleares y sus aplicaciones con nes pací cos, en torno a seis áreas estratégicas: Seguridad Alimentaria, Salud Humana, Medio Ambiente, Energía, Seguridad Radiológica y Tecnología con Radiaciones, esto por medio de cooperación horizontal entre los 22 países miembros, entre los que se encuentra Colombia (ARCAL, s.f.b).
Con el propósito de alcanzar este objetivo, cada país designa su institución nuclear correspondiente para facilitar la realización de las actividades de los proyectos desarrollados en el marco del ARCAL. Esto se realiza asegurando que la infraestructura y la capacitación de sus profesionales respalden los resultados de dichos proyectos. Asimismo, en las actividades del Programa intervienen diversas organizaciones, tanto públicas como privadas y no gubernamentales. (ARCAL, s.f.b).
“A lo largo de su historia se han desembolsado más de 40 millones de USD en apoyo al Programa, provenientes de diferentes fondos, principalmente aportados por el Programa de Cooperación Técnica del OIEA, por los países miembros y por otros países”. El presupuesto es utilizado principalmente para formación y fortalecimiento de los recursos humanos de la región (ARCAL, s.f.a).
Red Regional de Reactores de Investigación e Instituciones relacionadas en America Latina y el Caribe
Desde febrero de 2023, nueve países de Latinoamérica han integrado esta red: Argentina, Bolivia, Brasil, Chile, Colombia, Cuba, Jamaica, México y Perú. Estos países se han unido con el propósito de promover un mejor aprovechamiento de la utilización de los reactores, así como de mejorar el acceso y la satisfacción de la demanda regional en virtud de los productos y servicios que se generan (Deluchi, 2023).
Los nueve países participan en un proyecto regional de cooperación técnica del OIEA establecido para responder al aumento de la demanda de los produc tos y servicios que proporcionan los reactores nucleares utilizados con nes de investigación, desa rrollo, enseñanza y capacitación y también para producir neutrones destinados a sectores que van desde la medicina y la agricultura hasta la industria y la criminalística. Dada la importante función que cumplen para las actividades de investigación y desa rrollo, muchos reactores de investigación se encuen tran en campus universitarios e instituciones nacio nales, donde numerosas partes interesadas pueden bene ciarse de sus aplicaciones (Deluchi, 2023).
La red tiene como objetivo satisfacer la creciente demanda de servicios tecnológicos, así como la provisión de radioisótopos y radiofármacos producidos en los reactores de investigación de la región. El propósito es alcanzar soluciones que resulten efectivas y e cientes ante las exigencias del desarrollo productivo, así como en los ámbitos de la salud y el medio ambiente a nivel regional e internacional. Se propone convertirse en un foro destinado al intercambio de información, la coordinación de esfuerzos y la exposición de necesidades, así como de las demandas de productos y servicios requeridos y ofrecidos por sus miembros (Deluchi, 2023).
Plan estratégico para el despliegue de SMR
Este plan fue diseñado por las autoridades provinciales de Ontario, New Brunswick, Saskatchewan y Alberta, quienes consideran los SMR como una evolución en la tecnología nuclear siendo una fuente de energía con able y sin emisiones. El plan destaca cinco áreas prioritarias para el desarrollo y despliegue de los SMR:
1-
Preparación tecnológica
Impulsar la innovación y el desarrollo de SMR para asegurar que Canadá esté a la vanguardia de la tecnología nuclear
Marco regulatorio 2-
Establecer normatividad para garantizar que los SMR operen de manera segura y sostenible.
3-
Economía y nanciamiento
Atraer inversiones signi cativas para apoyar el desarrollo y la implementación de los SMR, asegurando que estos proyectos sean económicamente viables
4-
Gestión de residuos nucleares
Desarrollar estrategias efectivas para el manejo seguro de los residuos nucleares generados por los SMR, minimizando el impacto ambiental.
Participación pública y de comunidades indígenas 5-
Involucrar a las comunidades locales y a los pueblos indígenas en el proceso de desarrollo de los SMR, asegurando que sus apreciaciones sean consideradas.
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Capacitación y desarrollo de habilidades en el sector nuclear
Ideas Clave
La formación y capacitación en tecnologías nucleares se ha convertido en un aspecto importante para el desarrollo de la energía nuclear, especialmente en países que están iniciando o expandiendo sus programas nucleares; a través de diversas iniciativas como LANENT, el Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA) y programas académicos en América Latina y el mundo, se busca fortalecer los recursos humanos en el sector. Además, instituciones en países como Argentina lideran la oferta educativa en Latinoamérica, por medio de programas en diversas áreas nucleares, capacitaciones que no solo cubren aspectos técnicos y cientí cos, sino que también incluyen la seguridad y gestión de emergencias nucleares.
La mayoría de la oferta de formación identi cada en este tema se encuentra en países con presencia de asuntos relacionados con la energía nuclear y es impartida por universidades, colegios técnicos e instituciones especializadas en el ámbito nuclear a nivel mundial.
La oferta suele estar dirigida a los organismos reguladores de países que están iniciando programas de energía nuclear o que en el mediano plazo están considerando ampliar los existentes. Además, a la comunidad académica y a investigadores interesados en el desarrollo de la energía nuclear. A continuación, se presenta información general de los casos más representativos
Red Regional de Reactores de Investigación e Instituciones relacionadas en America Latina y el Caribe
Creada con el apoyo del OIEA, es una red de instituciones de América Latina y el Caribe enfocada en la educación, capacitación y divulgación en el campo de la tecnología nuclear. Su objetivo es promover la cooperación regional en estas áreas, gestionando y preservando el conocimiento nuclear y asegurando la disponibilidad de recursos humanos capacitados. Sus principales actividades incluyen:
Identi car la oferta educativa en el área nuclear disponible en la región.
Detectar de ciencias educativas en el ámbito nuclear.
Facilitar el intercambio de información, materiales educativos y recursos virtuales.
Desarrollar materiales educativos.
Promover el intercambio de estudiantes y docentes.
Fomentar el reconocimiento mutuo de cursos y créditos entre instituciones.
Colaborar con redes y organizaciones tanto regionales como globales.
(Organismo Internacional de Energía Atómica, s.f.b)
LANENT busca integrar recursos educativos en colaboración con el OIEA, atraer nuevos talentos y facilitar el acceso a la educación en este campo. También fomenta el uso de tecnologías de información para enseñanza y capacitación y promueve la cooperación entre instituciones académicas, gubernamentales e industriales, de acuerdo con los programas nacionales.
Universidades, redes educativas, centros de investigación y entidades gubernamentales pueden formar parte de LANENT, mientras que otras organizaciones interesadas en la educación y capacitación nuclear pueden participar como miembros colaboradores (Organismo Internacional de Energía Atómica, s.f.b).
Cursos de enseñanza y capacitación
Cursos de capacitación: el Organismo ofrece una serie de cursos de capacitación y programas de creación de capacidad que abarcan diversas esferas como la seguridad nuclear, la protección radiológica, la gestión de recursos humanos, el desarrollo energético sostenible, la preparación y respuesta para casos de emergencia y la cooperación técnica. Algunos de estos cursos que incluyen tanto opciones presenciales como virtuales son:
Curso Internacional de Liderazgo Nuclear y Radiológico en pro de la Seguridad
Curso de Gestión de la Energía Nuclear
Curso de Gestión de los Conocimientos Nucleares
Curso de Gestión de Emergencias Radiológicas
Además, el OIEA ofrece toda una serie de cursos de aprendizaje en línea para todos los niveles, desde principiante hasta experto, que se centran en una amplia gama de temas, desde la energía nuclear hasta la seguridad tecnológica y física, y desde las salvaguardias hasta la tecnología nuclear y sus aplicaciones, se puede acceder tras registrarse en el portal Nucleus del Organismo (el registro y el inicio de sesión son accesibles al elegir un curso en línea especí co) (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2018).
Participación e inscripción: los participantes deben ser designados por un estado miembro del OIEA o ser miembros de organizaciones invitadas a asistir
Documento de estudio: El documento titulado Managing Human Resources in the Field of Nuclear Energy (Gestión de recursos humanos en el ámbito de la energía nuclear) del OIEA, aborda temas tales como asegurar que las personas cuenten con las competencias necesarias para realizar las tareas asignadas, la organización e ciente del trabajo, la plani cación de las necesidades de personal y la supervisión y mejora continua del desempeño a lo
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Ver sitio web
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OIEA
largo del ciclo de vida de las instalaciones nucleares. Brinda orientación a quienes toman decisiones y a los altos directivos responsables de garantizar una fuerza laboral competente en el sector nuclear, así como a los gerentes de las instalaciones nucleares responsables de la capacitación, cuali cación y rendimiento de su personal (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2009).
TECH Education Diplomado
International: Producción y Generación de Energía Eléctrica con Tecnologías y Técnicas Nucleares
Programa ofrecido por TECH Education, diseñado para proporcionar conocimientos sobre la energía nuclear y su aplicación en la generación de electricidad. Algunos de los temas que se abordan en el diplomado son:
Conceptos de la energía nuclear.
Tipos de energía nuclear y funcionamiento de los reactores nucleares.
Procesos termodinámicos en centrales nucleares.
Diseño, construcción y seguridad de las centrales nucleares.
Tratamiento de residuos nucleares y desmantelación de centrales.
Tendencias futuras en la tecnología nuclear.
Duración: 6 semanas.
Modalidad: virtual (TECH School of Engineering, s.f.).
Este programa, conocido como Small Modular Advanced Reactor Training (SMART), tiene como objetivo proporcionar una plataforma reconocida a nivel mundial para la formación especí ca de reactores modulares avanzados (SMR) en Canadá. Liderado por la Universidad McMaster y en colaboración con otras instituciones, el programa ofrece una combinación de aprendizaje experiencial, capacitación técnica en tecnologías SMR y desarrollo de habilidades profesionales. A través del nanciamiento de NSERC, SMART busca preparar a estudiantes y profesionales con conocimientos especializados, fortaleciendo el liderazgo de Canadá en la capacitación de SMR a nivel mundial (Novog, s.f.).
Nuclear Energy Institute
Capacitación y eventos virtuales
La Nuclear Energy Institute (NEI) ofrece tanto eventos presenciales como capacitaciones y eventos virtuales. En su página, se presenta una lista de las próximas sesiones de capacitación, diseñadas para ayudar a los participantes a ampliar su experiencia, mantenerse actualizados sobre las tendencias de la industria nuclear y mejorar su desarrollo profesional (Nuclear Energy Institute, s.f.).
Además, se ofrece acceso al portal de capacitación NEI+, donde los usuarios pueden explorar una amplia gama de recursos de aprendizaje virtual a su conveniencia, ya sea asistiendo a una sesión en vivo o accediendo a contenido bajo demanda.
Oferta de formación en Latinoamérica – Argentina
En Latinoamérica, Argentina lidera la oferta educativa en formación nuclear debido a su trayectoria, avances investigativos desarrollos tecnológicos y enfoque académico. Se relacionan a continuación las instituciones y tipos de programas formativos asociados a la temática:
Comisión Nacional de Energía Atómica
Actualmente el CNEA de Argentina brinda una variada oferta formativa asociada a tecnologías nucleares en sus institutos académicos, creados mediante convenios con universidades nacionales.
En 2006 la CNEA rmó un acuerdo con la Universidad Nacional de San Martín (UNSAM) para crear el Instituto de Tecnología Nuclear Dan Beninson (IDB), con sede en el Centro Atómico Ezeiza, Buenos Aires. Su oferta académica cubre la formación desde el pregrado hasta el doctorado.
Situado en el Centro Atómico Constituyentes (CAC), San Martín, Provincia de Buenos Aires.
Diplomatura en Materiales para la Industria Nuclear
Modalidad: presencial Duración: 112 horas en horas teóricas y prácticas en laboratorio.
Tiene su sede en el Centro Atómico Bariloche (CAB), es una institución académica, especializada en la enseñanza e investigación en áreas de la física, la ingeniería nuclear y la tecnología; depende de la Universidad Nacional de Cuyo (UNCUYO) y la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA).
El Instituto Balseiro dispone de becas completas de la CNEA y otras instituciones, con la condición de dedicarse de forma exclusiva y presencial al estudio para así recibirse en los tiempos previstos. La beca cubre los valores de alojamiento, comida, apuntes y gastos varios (Instituto Balseiro, s.f.).
El Instituto ofrece una amplia oferta académica en el campo de la ingeniería nuclear, que incluye tanto programas de pregrado como de doctorado, estos programas son de modalidad presencial y están diseñados para formar profesionales capacitados en el uso y desarrollo de tecnologías nucleares, preparados para enfrentar desafíos tanto en la industria como en la investigación.
Oferta académica Instituto Balseiro
Pregrado en Ingeniería Nuclear
Carrera de Especialización en Aplicaciones Tecnológicas de la Energía Nuclear (CEATEN)
Doctorado en Ingeniería
Universidad
La Universidad de Buenos Aires (UBA) es una de las universidades más reconocidas de Argentina y América Latina. La UBA ofrece una variedad de carreras de pregrado, posgrado, maestrías y doctorados en áreas como ciencias sociales, ciencias exactas, ingeniería, medicina, entre otros. Su estructura se organiza en facultades autónomas, cada una especializada en diferentes disciplinas; con relación a temas nucleares, la UBA ofrece los siguientes programas:
Oferta académica Instituto Balseiro
Curso de Posgrado de Energía Nuclear
Dirigido a graduados vinculados con: electrotecnia, medidas eléctricas, máquinas eléctricas, termodinámica; mecánica de uidos y control.
Temario:
•Tecnología nuclear
•Industria nuclear en la Argentina
•Energía nuclear en el mundo
•Reactores nucleares
•Energía nuclear en la Argentina
•Accidentes nucleares
Duración: 64 horas
Contacto: depto_energia@ .uba.ar
Realizada en convenio con la Autoridad Regulatoria Nuclear del gobierno de Argentina y con el auspicio del OIEA.
Temario: física nuclear, protección radiológica en instalaciones nucleares, principios fundamentales de seguridad nuclear, seguridad nuclear en el diseño, requisitos de ingeniería para reactores nucleares, operación segura, gestión de incidentes, ciclo del combustible, gestión de residuos y desmantelamiento.
Duración: 14 semanas
Modalidad: presencial.
Contacto: sica@ .uba.ar
Curso de Posgrado de Energía Nuclear
Organizada por la Comisión Nacional de Energía Atómica, la Universidad Nacional de Cuyo (Instituto Balseiro) y la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Buenos Aires. Auspiciada por el Organismo Internacional de la Energía Atómica y empresas argentinas del área nuclear.
Duración: 1 año
Contacto: posgrado@ .uba.ar
Universidad de Antiquia Diplomado en energía nuclear
Con una duración de 90 horas y modalidad virtual, el curso tiene como objetivo explorar los aspectos cientí cos, ambientales y tecnológicos necesarios para considerar la energía nuclear como una opción para la generación eléctrica en el país.
Curso de Posgrado de Energía Nuclear
Análisis IRO–Riesgos y Oportunidades
Ideas Clave
En cuanto a los desafíos y riesgos, los SMR cuentan con todas las desventajas relacionadas con una tecnología al principio de su implementación como pueden ser según el Foro Nuclear: Necesidad de desarrollar un marco regulatorio robusto, Nuevos códigos y estándares, Desarrollo de una cadena especí ca para el SMR que sea estable en el tiempo y Necesidad de recursos humanos con una formación adecuada. Los caminos hacia el cero neto exigen triplicar la capacidad nuclear instalada para 2050, por lo que iniciativas como la de Armonización y Normalización Nuclear (NHSI) de la OIEA buscan acelerar SMR para Net Zero y las plataformas de colaboración están impulsando esfuerzos globales para superar todas las barreras y alcanzar las metas planteadas.
Uno de los desafíos más importantes es la gestión de residuos nucleares, a nivel internacional es un asunto que involucra a diferentes organizaciones de diferentes países, cada una con sus estrategias adaptadas a sus contextos nacionales; en países con amplio uso de esta energía se están desarrollando soluciones a largo plazo mediante el aislamiento de residuos en depósitos geológicos, un enfoque que ha mostrado avances en lugares como Finlandia y Francia. Sin embargo, las estrategias varían según el tipo de reactor y la cantidad de residuos generados, y algunos países aún están en las primeras fases del proceso de selección de sitios.
Riesgos de los SMR
Los SMR cuentan con todos los desafíos relacionados con una tecnología al principio de su implementación como pueden ser según el Foro Nuclear (s.f.):
Necesidad de desarrollar un marco regulatorio robusto
Desarrollo de una cadena especí ca para el SMR que sea estable en el tiempo
Nuevos códigos y estándares
Necesidad de recursos humanos con una formación adecuada
Si bien la implementación de los SMR presenta ventajas importantes, el Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE) identi ca obstáculos
Ventajas
clave que deben resolverse para su adopción generalizada. En respuesta, se están llevando a cabo esfuerzos signi cativos para abordar estos desafíos.
En el periodo presidencial de Joe Biden, se promulgó la Ley ADVANCE, una legislación destinada a garantizar que la Comisión Reguladora Nuclear (NRC) no restrinja innecesariamente el uso de la energía nuclear ni los bene cios que esta puede ofrecer a la sociedad. Además, la Casa Blanca ha introducido una serie de medidas diseñadas para mitigar los riesgos asociados con el desarrollo y la construcción de nuevos reactores nucleares.
A continuación, se presenta una tabla con dichas ventajas y desventajas relacionadas con los SMR que aplican también para diferentes escenarios y regiones:
Riesgos de los SMR
Diseñados con una variedad de capacidades, tamaños y escenarios de implementación en mente, los SMR se pueden utilizar para la generación de energía, el calor de proceso, la desalinización y más (Patel, 2024).
Los SMR Gen III+ y IV pueden revitalizar y aprovechar la experiencia, la fuerza laboral y las cadenas de suministro que respaldan la ota existente de grandes diseños de reactores de agua ligera, proporcionando así un camino a corto plazo para nuevos despliegues y operaciones nucleares (Patel, 2024).
Las centrales nucleares son muy densas en energía, lo que signi ca que pueden producir grandes cantidades de energía a partir de pequeñas cantidades de “combustible”. Por ejemplo, una sola bolita de combustible de uranio, aproximadamente del tamaño de la goma de un lápiz, genera energía equivalente a una tonelada de carbón, 149 galones de petróleo o 17.000 pies cúbicos de gas natural (Menon, 2023).
Desventajas
La abilidad de los costos es un gran desafío, dado que los proyectos nucleares anteriores han sufrido importantes sobrecostes y, en algunos casos, no se han completado. Las preocupaciones por los costes han “limitado la energía nuclear en relación con las tecnologías de carga base competidoras, como el gas natural”, dijo el DOE. Además, la cadena de suministro nuclear nacional se enfrenta a limitaciones de ujo de capital, “donde el retorno y el rendimiento del capital se encuentran en horizontes temporales que inhiben a los inversores e inciden signi cativamente en la cali cación crediticia de un propietario”, señaló.
La industria nacional estadounidense también carece de plenas capacidades para el desarrollo, la integración y la gestión de proyectos. “No existe un constructor líder para nuevos proyectos nucleares, y la falta de modelos integrados de ejecución de proyectos ha limitado los proyectos anteriores”, subraya.
Desarrollo de una cadena de fabricación y suministro. “La actual cadena de suministro nuclear nacional se enfrenta a graves cuellos de botella en las adquisiciones a largo plazo de los componentes principales de los proyectos. Esta falta de resiliencia en cuanto a capacidad, competencia y competitividad en cuanto a costos está obligando a realizar adquisiciones en el extranjero”, a rmó el DOE.
El número limitado de trabajadores cuali cados en materia nuclear, como soldadores y operadores de plantas, plantea un reto para ampliar los despliegues nucleares. La incertidumbre en cuanto a las licencias plantea un obstáculo importante. “El riesgo de obtener licencias para nuevas tecnologías, incluidos los plazos y los costos asociados con la obtención de la aprobación de la NRC para nuevos diseños nucleares, genera dudas entre los posibles adoptantes”, a rmó el DOE.
Se necesitan más esfuerzos para encaminar la energía nuclear hacia el Escenario de Emisiones Netas Cero para 2050. Las extensiones de vida útil de las centrales nucleares existentes son una de las fuentes más rentables de electricidad de bajas emisiones, y ha habido varios avances políticos positivos para aprovechar plenamente estas oportunidades, incluso en Estados Unidos, Francia y Japón. Se necesitan esfuerzos adicionales para acelerar las nuevas construcciones: en 2022 se pusieron en funcionamiento 8 GW de nueva capacidad nuclear, pero el escenario Net Zero exige un despliegue anual cuatro veces mayor para 2030. El apoyo a la innovación en la energía nuclear, incluidos los pequeños reactores modulares, también ayudará a ampliar la gama de opciones de bajas emisiones y ampliar el camino hacia la energía neta cero (IEA, s.f.).
En este sentido, el Foro Internacional Generación IV (GIF), iniciado por el DOE en el año 2000, se ha establecido como un esfuerzo internacional para estudiar la producción de energía eléctrica a partir de desarrollar sistemas nucleares de cuarta generación (Gen-IV) y hacerlos disponibles para su uso industrial en 2030. Se ha enfocado en seis modelos distintos de reactores nucleares que parecen apoyar la sustentabilidad, la seguridad y abilidad, sin ser una alternativa costosa ni que incite a la proliferación de armas nucleares. Bajo estos criterios, los siguientes son los modelos más viables: el SCWR, el VHTR, el LFR, el GFR, SFR y el MSR.
Los seis diseños mencionados al parecer no causan una contaminación signi cativa al medio ambiente y poseen la capacidad de generar grandes cantidades de energía eléctrica. “Sin embargo, todavía existen ciertos riesgos asociados a su uso, como la posibilidad de accidentes, el control y manejo de los desperdicios nucleares radioactivos y el costo de la electricidad producida” (Varón, 2021).
De acuerdo con lo descrito por Varón (2021), se pueden agrupar las características principales de los reactores de Generación IV en: Espectro del neutrón, refrigerante, temperatura, ciclo del combustible y producción en megavatios. Bajo estas características se busca encontrar el reactor con la mayor producción de electricidad y a su vez el mayor aprovechamiento del calor remanente. Organizando los reactores nucleares según su e ciencia térmica se identi ca que el VHTR tiene la e ciencia térmica más alta (de aproximadamente 46%), seguido por el MSR (45,5%), el GFR (45%), el LFR (44%), el SCWR (44%) y el SFR (40%). Esto implica que los reactores nucleares térmicos parecen tener un mejor uso del calor remanente producido. Este debe ser un parámetro importante que ponderar, en conjunto con la cantidad de electricidad producida, dependiendo del tamaño del reactor (ver Tabla 13).
De acuerdo con lo anterior, los valores de e ciencia térmica deben ser considerados a partir de la capacidad de producción de electricidad. La tabla anterior muestra que los reactores con mayor producción eléctrica son el SCWR y el SFR, seguidos por el GFR el VHTS, el LFR y el MSR. Sin embargo, es importante notar que sólo los GFR y los LFR son modulares, lo que implica que tienen posibilidad de construirse como una cadena de módulos que pueden operar de forma independiente lo cual facilita la nanciación de su construcción y permite producir electricidad de manera controlada, esto signi ca que se pueden utilizar en zonas remotas y de ser necesario, se pueden añadir módulos si la demanda de energía llega a ser mayor, en la zona en que se esté prestando el servicio. Esto los hace económicamente más competitivos, ya que no requieren de una inversión inicial muy grande. Ambos reactores operan con un espectro de neutrones rápido y por tanto pueden reciclar el combustible de otros reactores.
Tabla 13. Características de los principales reactores de Generación IV
Sistema Espectro del neutrón Refrigerante
VHTR (de muy alta temperatura)
SFR (refrigerado por sodio)
SCWR (supercrítico enfriado por agua)
GFR (Refrigerado por gas)
LFR (Refrigerado por aleación de plomo)
MSR (De sal fundida)
Helio Térmico
Sodio Rápido
Térmico/ Rápido
Agua
Helio Rápido
Plomo Rápido
Sal de uoruro Epitérmico
Temperatura [°C]
Ciclo del combustible Producción [MWe]
900 - 1000Abierto250 – 300
550Cerrado
510 - 625 Abierto/ Cerrado
30 – 150, 300 – 1500, 1000 – 2000
300 – 700, 1000 – 2000
850Cerrado1200
480 - 800Cerrado
20 – 180, 300 – 1200, 600 - 1000
700 - 800Cerrado1000
Fuente: (Varón, 2021)
Esto destaca la exibilidad de los reactores modulares a mediano plazo, en lo que respecta a la demanda energética (Varón, 2021).
Un aspecto importante a considerar al evaluar la viabilidad de un reactor es el tiempo que tardaría en entrar en servicio y/o conectarse al sistema, por ejemplo el modelo MSR, que es uno de los más seguros, debido a la di cultad técnica del uso de las sales fundidas, todavía se encuentra en etapa de viabilidad; sin embargo, si se piensa en un reactor que esté disponible y licenciado, la base deberían ser aquellos reactores que están próximos a fase de piloto o demostración, tales como los LFR, SFR, VHTR y los SCWR. Es importante precisar que la fase de demostración en este tipo de proyectos podría tomar un lapso estimado de 10 años, por lo cual, ninguno de ellos podría estar activo antes del 2030 (Varón, 2021).
Oportunidades Vs. Riesgos
A continuación, se presenta la Tabla 14 la cual muestra un resumen de algunas oportunidades y riesgos de las tecnologías de reactores de cuarta generación. Los modelos se compararon considerando su e ciencia térmica para la producción de energía, la viabilidad económica de cada uno de ellos y su impacto ambiental. Esta tabla se realizó a partir de la información contenida en el documento de (Varón, 2021).
Tabla 14. Oportunidades y riesgos de los principales reactores de Generación IV.
Reactores rápidos refrigerados por gas (GCFR)
Reactores supercríticos refrigerados por agua (SCWR
Alta e ciencia térmica
E ciencia en combustible
Tamaño compacto
Reducción de residuos nucleares
Aplicaciones industriales y/o descentralizadas
Seguridad operativa
Simpli cación del diseño
Mejora en la seguridad química
Mayor producción de productos adicionales
Reactores de alta temperatura (VHTR)
Reactores de sales fundidas (MSR)
Oportunidades
Espectro neutrónico
Refrigerados por metales fundidos (LMFBR)
Reactor
Refrigerado por Sodio (SFR)
Costos elevados
Complejidad técnica y de diseño
Desafíos tecnológicos
Riesgos asociados al refrigerante
Desafíos regulatorios
Riesgo asociado al transporte
Procedimientos complejos de operación
Reactores rápidos refrigerados por gas (GCFR)
Reactores supercríticos refrigerados por agua (SCWR
Reactores de alta temperatura (VHTR)
Riesgos
De lo anterior, y de acuerdo con lo descrito por (Varón, 2021), se concluye que de los reactores nucleares se esperan avances en tres rubros: producción de energía, impacto medioambiental y accesibilidad. En el primero, se espera que los reactores produzcan su ciente energía eléctrica y que sean e cientes térmicamente. En el segundo, que no contaminen el ambiente, por ejemplo, por medio de emisión de gases de efecto invernadero o producción de desechos radioactivos. Y en el tercero que el reactor sea fácil de construir, fácil de operar y que sea seguro, no solo en la prevención de accidentes sino también en no promover la proliferación de armas nucleares.
Para algunos expertos, la energía nuclear, en todas sus formas, grandes o pequeñas, tiene un importante papel que desempeñar en la transición energética. Para que sea efectivo, “la Agencia Internacional de la Energía, que esbozó lo que muchos expertos consideran el plan más realista del mundo para la descarbonización, ve necesario duplicar con creces o hasta triplicar la energía nuclear de aquí a 2050” (Dewan et al., 2024).
Reactores de sales fundidas (MSR)
Espectro neutrónico
Refrigerados por metales fundidos (LMFBR)
Reactor Refrigerado por Sodio (SFR)
Desafíos y Riesgos
Los caminos hacia el cero neto exigen, como ya se ha mencionado, triplicar la capacidad nuclear instalada para 2050. Actualmente alrededor de cincuenta países explotan centrales nucleares, la proyección anual de casos de la OIEA prevé que la capacidad nuclear instalada se duplicará con creces hasta 890 gigavatios para 2050, en comparación con los 373 gigavatios actuales. Esto representa un aumento de casi el 25% con respecto a la estimación de la Agencia en 2020, con sus proyecciones revisadas al alza por tercer año consecutivo (Donovan, 2023).
Fuente: Adaptado de (Varón, 2021)
instalada (GW)
Capacidad instalada (GW)
1.200 2020
I+D (7-10 años)
Licenciamiento (2-4 años)
Demo (5-7 años)
Licenciamiento (2-4 años)
Demo (5-7 años)
Decisiones políticas
Disponibilidad de LWR SMRs
Disponibilidad de LWR SMR no disponibles
Brecha de capacidad nuclear global
Disponibilidad de generación a gran escala III
202520302035204020452050
Operación plani cada a largo plazo
Generación plani cada a gran escala
Brecha de capacidad nuclear global Escenarios IPCC 1,5°C (2050 promedio) = 160 GW de capacidad nuclear
Figura 69. Pleno potencial de las contribuciones nucleares al cero neto.
Fuente: (NEA, 2024)
Escenarios IPCC 1.5°C (promedio 2050 ≈ 1160 GW de capacidad nuclear) (basado en el promedio de los escenarios IPCC 1.5°C)
Reactores modulares pequeños (perspectiva de mercado 2035)
Nuevas construcciones a gran escala (en construcción)
Operación a largo plazo (plani cada)
Reactores modulares pequeños (extrapolación de mercado posterior a 2035)
Nuevas construcciones a gran escala (plani cadas)
Operación a largo plazo (hasta 80 años)
Figura 70. Brecha mundial de capacidad nuclear instalada (2020-2050).
Fuente: (NEA, 2024)
Por su parte el Escenario de Emisiones Netas Cero para 2050 (NZE) de la OCDE, en World Energy Outlook 2023 prevé un aumento de la capacidad nuclear a 916 GWe (Gigavatio eléctrico) para 2050, muy cercano al pronóstico de la OIEA (World Nuclear Association, 2025).
El IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) ha concluido que, en promedio, las trayectorias para limitar el calentamiento global promedio a menos de 1,5°C requerirían que la capacidad nuclear instalada alcanzara los 1160 gigavatios para 2050, frente a los 394 gigavatios de 2020 (NEA, 2023b).
Si bien el objetivo nuclear del IPCC es ambicioso para la energía nuclear, no está fuera de alcance. Como se ilustra en la Figura 69, un análisis reciente de la NEA encuentra que este objetivo se puede lograr mediante una combinación de la operación a largo plazo de las plantas existentes y la construcción de nuevas y SMR de Generación III y IV a gran escala. También incluirá el aprovechamiento de las aplicaciones energéticas y no energéticas de la energía nuclear, incluido el calor nuclear para la industria y la calefacción urbana, el hidrógeno de origen nuclear y los combustibles sintéticos (NEA, 2024).
En este sentido el mundo enfrenta una brecha en la capacidad nuclear instalada global de aproximadamente 681 gigavatios para 2050. Por tanto, si bien la energía nuclear tiene el potencial de desempeñar un papel mucho más importante en los esfuerzos de mitigación del cambio climático, enfrenta una serie de desafíos según las tendencias políticas actuales para las nuevas construcciones a gran escala.
Como se encuentra actualmente el funcionamiento, a largo plazo la capacidad nuclear en 2050 ascenderá a 479 gigavatios, muy por debajo del objetivo de 1160 gigavatios de electricidad establecido anteriormente (NEA, 2024). Como lo muestra la Figura 70, a la luz de los cronogramas de despliegue de las tecnologías nucleares existentes y futuras, abordar esta brecha de capacidad nuclear global requerirá decisiones políticas a corto plazo para permitir su despliegue durante las próximas tres décadas (NEA, 2024).
Es necesario abordar varios desafíos para que la energía nuclear alcance su potencial de ayudar al mundo a alcanzar cero emisiones netas de gases de efecto invernadero para mediados de siglo. Estos incluyen el aumento de las tasas de interés y los precios de las materias primas, la necesidad de igualdad de condiciones nancieras y políticas, así como una mayor armonización regulatoria y estandarización industrial, un tema en el que la Iniciativa como la Armonización y Normalización Nuclear (NHSI) de la OIEA están acumulando esfuerzos globales (Donovan, 2023).
Desafíos que la tecnología SMR debe superar antes de que pueda alcanzar el despliegue comercial
De hecho, no se prevé que los SMR lleguen al mercado comercial antes de 2030, y aunque se espera que tengan costos de capital iniciales por reactor más bajos, su competitividad económica aún debe demostrarse en la práctica una vez que se implementen a escala. Los reactores nucleares son sistemas extremadamente complejos que deben cumplir estrictos requisitos de seguridad, tenien-
do en cuenta una amplia variedad de escenarios de accidentes. El proceso de concesión de licencias es extenso y depende del país, lo que implica que se necesitará cierta estandarización para que los SMR despeguen adecuadamente (Gordon, s.f.).
Económicos
En la edición de 2021 de su informe anual de costos, la rma de Wall Street Lazard estimó que el costo nivelado de la electricidad (LCOE) de las nuevas plantas nucleares será de 131 a 204 dólares/ MWh, mientras que las plantas de energías solares y eólicas a escala de servicios públicos de nueva construcción producen electricidad a un precio de entre 26 y 50 MWh. Se puede notar una brecha grande entre la energía nuclear y las energías renovables. MV Ramana, catedrático Simons de Desarme, Seguridad Humana y Global en la Escuela de Políticas Públicas y Asuntos Globales de la Universidad de Columbia Británica, Canadá, y autor de The Power of Promise: Examining Nuclear Energy, en India, dice "Si bien los costos nucleares han aumentado con el tiempo, el costo nivelado de la electricidad solar y eólica ha disminuido rápidamente, y se espera que esto continúe durante las próximas décadas" (Gordon, s.f.).
Esos costos corresponden a las centrales nucleares tradicionales. En comparación, los SMR producen cantidades relativamente pequeñas de electricidad, pero, contrariamente a la opinión popular, Ramana cree que esto es una desventaja económica. Cuando la producción de energía del reactor disminuye, genera menos ingresos para el propietario de la empresa de servicios públicos, pero el costo de construir el reactor no es proporcionalmente menor. “Por lo tanto, los SMR costarán más que los grandes reactores por cada megavatio de capacidad de generación”, dice Ramana (Gordon, s.f.).
NuScale, sin embargo, a rma que el diseño de su planta de 12 módulos y 924 MWe tendrá un LCOE de aproximadamente 40-65 dólares/MWh. "El diseño innovador de NuScale elimina las bombas de refrigerante del reactor, las tuberías de gran diámetro y otros sistemas y componentes que se encuentran en los grandes reactores convencionales, lo que resulta en un caso de seguridad extremadamente sólido y menores costos operativos y de capital", dijo Diane Hughes, vicepresidenta de marketing y comunicaciones de NuScale (Gordon, s.f.).
"La existencia de varios reactores en un mismo emplazamiento aumenta el riesgo de que un accidente en una unidad pueda provocar accidentes en otros reactores o di cultar la adopción de medidas preventivas en otros", a rma Ramana. "Este es especialmente el caso si la causa subyacente del accidente es una causa común que afecta a todos los reactores, como un terremoto". En el caso del accidente de la planta japonesa de Fukushima Daiichi en 2011, las explosiones en un reactor dañaron la piscina de combustible gastado de un reactor cercano, mientras que las fugas de radiación de una unidad di cultaron que los trabajadores de emergencia se acercaran a las otras unidades (Gordon, s.f.).
Poco tiempo
El tiempo no juega del lado de la tecnología. El mundo está en una carrera hacia la descarbonización. Para mantener la posibilidad de limitar el calentamiento por debajo de 1,5°C, los países deben reducir colectivamente las emisiones en alrededor de un 50% para 2030. Es poco probable que muchos SMR estén en funcionamiento para entonces, lo que, aunque no los hace redundantes a largo plazo, sí impulsa la baja en la lista de prioridades de desarrollo frente a tecnologías limpias de implementación más rápida, como las energías renovables y las baterías (Gordon, s.f.).
Ambientales: Residuos radiactivos
Los enfoques especí cos para la gestión del combustible gastado y los residuos radiactivos dependen del diseño del SMR y de la infraestructura existente y los planes de gestión de cada país. Estos planes podrían requerir ajustes o mejoras para dar cabida a la necesidad de conceptos y tecnologías de gestión de residuos nuevos o adicionales (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2020).
Un estudio de 2022 publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences concluyó que los SMR crearían hasta 30 veces más desechos radiactivos por unidad de electricidad que los reactores convencionales (Krall et al., 2022). NuScale, sin embargo, refuta los hallazgos del estudio: "Utilizó información de diseño obsoleta para la capacidad energética del diseño del combustible NuScale, suposiciones erróneas sobre el material utilizado en el re ector del reactor y suposiciones incorrectas sobre el quemado del combustible", dice
Hughes. "Con los datos correctos, el diseño de NuScale es comparable a los grandes reactores de agua a presión actuales que generan residuos de combustible gastado por unidad de energía" (Gordon, s.f.).
Los combustibles usados en los reactores nucleares “son intensamente radiactivos, y esa radiactividad tarda mucho tiempo en desintegrarse. Después de unos 1.000 años, queda alrededor del 10% de la radiactividad original, y eso se descompondrá lentamente durante unos 100.000 años más o menos” (Orgaz, 2024).
Ahora, con los reactores de agua a presión, los SMR y sistemas futuros, “los residuos se pueden almacenar provisionalmente en un lugar seco y a largo plazo, enterrarse en un depósito geológico. Lugares como Suecia y Finlandia, están muy por delante en este aspecto” (Orgaz, 2024). Además, los avances en códigos informáticos y simulaciones ayudan a evaluar la gestión del combustible nuclear gastado y los residuos radiactivos durante las etapas de diseño, aunque los nuevos materiales combustibles requieren validación experimental. Algunos SMR, con características como ciclos de recarga más largos (hasta 30 años), proponen utilizar la infraestructura existente para nuevos ujos de combustible nuclear gastado y residuos radiactivos (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2020).
Prácticas internacionales en la gestión de residuos nucleares
A continuación, se presenta información sobre las prácticas internacionales que actualmente se llevan a cabo para el manejo de estos residuos en las plantas tradicionales, es posible que cierta parte de estas prácticas se sigan utilizando para las futuras plantas con reactores avanzados SMR. Casi todos los países con producción de energía nuclear comercial a gran escala, debido a la cantidad de residuos radiactivos que generan, están planeando aislar el subproducto de su ciclo de combustible nuclear en un depósito geológico profundo. Las plantas nucleares de menor tamaño ode tipo modular con SMR también deben cumplir con regulaciones de gestión de residuos y aunque sus estrategias pueden diferir también pueden incluir algunos aspectos del manejo tradicional.
En la siguiente tabla se presentan algunas organizaciones encargadas de realizar la gestión de residuos nucleares en sus respectivos países, con una pequeña descripción de su quehacer.
Tabla 15. Organizaciones encargadas de la gestión de residuos nucleares
País Descripción Organización responsable
ONDRAF/NIRAS
Bélgica
China
Finlandia
China National Nuclear Corporation (CNNC)
Posiva
Andra Francia
BGE (Bundesgesellschaft für Endlagerung)
Alemania
Hungría
India
Japón
Rusia
Eslovaquia
Corea del Sur
Suecia
Suiza
Reino Unido
Estados Unidos
Responsable de la gestión de residuos radiactivos en Bélgica. En 2022, se publicó un Real Decreto que establece una política nacional para la gestión a largo plazo de residuos radiactivos de alto nivel.
Encargada del desarrollo de un depósito geológico profundo para el combustible usado de CANDU y residuos de alto nivel. El proceso de selección de sitios comenzó en 1986. En 2016, se seleccionó una región para un laboratorio de investigación subterránea
Responsable de la disposición nal del combustible nuclear usado. El proceso de selección de sitios comenzó en los años 80, y se seleccionó la isla de Olkiluoto en 2000. La construcción de un depósito está en curso, con la operación esperada para 2023.
Encargada de la gestión a largo plazo del combustible nuclear usado. Los estudios de localización comenzaron en 2007, y en 2023 se presentó una solicitud de licencia para la construcción de un depósito geológico profundo, con construcción esperada para 2025
Empresa federal responsable de la disposición de residuos radiactivos. Actualmente busca un lugar para un depósito de residuos de alto nivel y está en la Fase 1 del proceso de selección de sitios.
PURAM
Atomic Energy Commission (AEC)
Nuclear Waste Management rganization (NUMO)
National Operator for Radioactive Waste Management (NO RWM)
JAVYS
Korea Radioactive Waste Agency (KORAD)
Swedish Nuclear Fuel and Waste Management Company (SKB)
Nagra
Nuclear Decommissioning Authority (NDA)
Department of Energy (DOE)
Responsable de implementar el proceso de selección de un depósito geológico profundo para residuos nucleares de alto nivel, con nalización esperada para 2030.
Realiza investigaciones sobre el desarrollo y localización de un depósito en el Centro de Investigación Atómica Bhabha en Trombay, Mumbai, centrando las actividades en la región noroeste de Rajasthan.
Encargada de la gestión a largo plazo de residuos nucleares vitri cados. Desde su creación en 2000, ha promovido el proceso de localización y espera seleccionar un sitio alrededor de 2025.
Responsable del programa ruso de gestión de residuos nucleares. En 2008 se propuso el Macizo Rocoso Nizhnekansky como sitio para el depósito geológico profundo.
Implementadora del proceso de selección de un depósito geológico profundo para combustible nuclear usado, con dos sitios bajo investigación detallada.
Responsable de implementar el programa de disposición de residuos nucleares. Actualmente, todo el combustible usado se almacena en los sitios de los reactores. Se está preparando una legislación para un proceso de selección de sitios que incluya consultas comunitarias.
Establecida en los años 70 para gestionar el combustible nuclear gastado. El proceso de selección de sitios comenzó en los 90, y en 2021 se aprobó la solicitud de licencia para un depósito geológico profundo.
Responsable de la gestión segura del combustible nuclear usado en Suiza. El proceso de selección de sitios comenzó en 1972 y se han realizado investigaciones detalladas en tres regiones, con la decisión de almacenar el combustible nuclear usado a largo plazo en Nördlich Lägern, al norte de Zúrich.
Encargada de implementar la política del gobierno sobre residuos radiactivos de alta actividad. En 2018, se lanzó un nuevo proceso de selección de sitios, comenzando con consultas comunitarias. En 2021, se formó una asociación comunitaria en Copeland, Cumbria, para discutir un posible sitio para un depósito de residuos radiactivos de alto nivel.
Dedicado a la disposición segura de residuos, incluyendo la gestión del combustible nuclear gastado. Se enfocó en el sitio de Yucca Mountain, que fue cancelado en 2009. Actualmente está revisando opciones y desarrollando un nuevo plan para la gestión de residuos nucleares.
Políticas y Estrategias para la Gestión de Desechos Radiactivos del OIEA
Esta publicación forma parte de la Colección de Energía Nuclear del OIEA y proporciona orientación sobre las políticas y estrategias necesarias para la gestión segura y e ciente de los desechos radiactivos. En este documento “se brindan orientaciones a los estados miembros para el establecimiento de sus políticas nacionales de gestión de desechos radiactivos y las estrategias correspondientes; estas orientaciones se aplican también al combustible gastado declarado como desecho” (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2022a).
al documento
Planes de Gestión y Eliminación de Combustible Usado y Residuos Propuestos para SMR
En el Anexo VII del documento titulado Advances in Small Modular Reactor Technology Developments (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2020), se presenta un panorama sobre los planes de gestión y eliminación de residuos radiactivos, propuestos por los organismos diseñadores de los nuevos modelos de SMR. Dichos planes abordan enfoques que varían según el diseño del reactor y las políticas nacionales. En este marco, la gestión de residuos es crucial para el futuro de la energía nuclear, y los SMR ofrecen la oportunidad de incorporar estrategias de gestión desde la fase de diseño, lo que podría reducir costos y mejorar la aceptación pública.
Para acceder a más información de la gestión de residuos, se puede consultar el documento completo:
En la Tabla 15 se presentan los modelos de SMR identi cados en dicho documento que se encuentran en un estado más cercanos a su salida comercial, con su respectiva propuesta de plan de gestión y disposición de residuos.
Tabla 16. Algunos referentes de planes de gestión y disposición de residuos en reactores SMR. (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2020)
País
Estado Reactor
Bajo construcción
Argentina
HTR-PM
China
Bajo construcción
NuScale
Estados Unidos
Bajo revisión regulatoria
Plan de gestión y disposición de residuos
Se proporcionan instalaciones para el tratamiento y almacenamiento de residuos. Se consideran disposiciones para el almacenamiento temporal prolongado de residuos sólidos en el sitio.
Las tecnologías para el tratamiento de residuos líquidos y gases residuales en HTR-PM son similares a las empleadas en plantas PWR convencionales, aunque la cantidad de residuos líquidos es considerablemente menor. Los residuos de baja o media actividad generados durante la operación se acondicionan mediante diversas tecnologías de proceso que han demostrado e ciencia en la industria nuclear. Los distintos materiales auxiliares y residuos sólidos se depositarán en contenedores para almacenamiento intermedio, y estos residuos podrán someterse a un almacenamiento nal tras ser acondicionados.
Los ensamblajes retirados se almacenan inicialmente en la piscina de combustible usado para su enfriamiento inicial y, posteriormente, se trasladan a un almacenamiento en seco en el sitio. El diseño de la planta incluye espacio de almacenamiento su ciente en las instalaciones para todo el combustible gastado que se generará durante los 60 años de vida útil de la planta. Se espera que la disposición nal se realice en un repositorio nacional de combustible cuando esté disponible.
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CAREM
Algunos SMR, como los enfriados por agua, siguen métodos tradicionales de tratamiento y almacenamiento de residuos, con tecnologías que limitan el impacto ambiental. Otros diseños avanzados, como los reactores de alta temperatura (HTGR) o los de espectro rápido, producen menos residuos o pueden reutilizar materiales radiactivos, reduciendo su peligrosidad. Además, ciertos SMR están diseñados para operar largos períodos sin recarga de combustible, lo que disminuye la cantidad de residuos generados.
Por otro lado, los SMR de sales fundidas eliminan y almacenan los productos de sión gaseosos, y algunos proponen reprocesar el combustible. En general, los SMR requieren un enfoque adaptable para la gestión de residuos, aprovechando la experiencia acumulada en la industria nuclear, e innovaciones tecnológicas que optimicen su sostenibilidad y seguridad a largo plazo.
Guía técnica de acción para residuos radioactivos
La Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) ha desarrollado una guía técnica que proporciona criterios para el manejo adecuado de residuos radiactivos generados en actividades académicas e investigativas, esta guía incluye procedimientos para identi cación, segregación y almacenamiento seguro.
Accede al documento
Casos de referencia de la gestión de residuos nucleares
A continuación, se presentan algunos casos de la gestión y disposición de residuos nucleares que se han llevado a cabo en las centrales nucleares tradicionales, pueden servir de referencia en los aspectos que se pueden retomar para el caso de los SMR.
Gestión de residuos
Central Nuclear Angra
La central Eletronuclear en Brasil utiliza reactores de tipo PWR, allí la gestión de residuos se centra en almacenar de forma segura los Elementos Combustibles Irradiados (ECI) de las plantas nucleares. Estos ECI, después de ser utilizados en los reactores de Angra 1 y 2, se almacenan inicialmente en piscinas con sistemas de refrigeración y blindaje radiológico. Sin embargo, al agotarse el espacio en estas piscinas, Eletronuclear optó por construir una Unidad de Almacenamiento Seco Complementario (UAS) en el sitio de Angra, entre las plantas de Angra 2 y el área de obras de Angra 3. En el video (icono para acceder abajo), Electronuclear presenta el proyecto de implementación de dicha unidad
complementaria de almacenamiento de combustibles irradiados en la central nuclear de Angra, detallando el proceso y las medidas necesarias para su puesta en marcha (Electronuclear , s.f.).
La UAS utilizará una tecnología de almacenamiento seco conocida como sistema "Canister", que consiste en un casco de acero inoxidable que contiene hasta 37 elementos de combustible irradiado, asegurando la contención del material radioactivo y el control de la subcriticidad. Este canister, además, está rodeado de capas de blindaje de acero y módulos de almacenamiento de concreto, que protegen contra la radiación y permiten la disipación de calor (Electronuclear, s.f). En la Figura 71 se muestra un ejemplo de instalación con módulos de almacenamiento en seco.
Elemento combustível irradiado
Caninster
Cono de transferencia
UAS
Módulo de armazenamento vertical
Figura 71. Ejemplo de instalación con módulos de almacenamiento en seco.
Fuente: (Electronuclear , s.f.)
Así mismo, la UAS cuenta con certi caciones de seguridad, y ha demostrado resistencia a sismos, tornados e inundaciones, y emplea una tecnología probada en más de 70 sitios en Estados Unidos. La implementación de esta unidad tendrá un costo de aproximadamente 439,19 millones de reales (62,51 millones de dólares), con un plazo de 34 meses para la construcción y ocho meses adicionales para las transferencias de los ECI (Electronuclear, s.f.).
Eletronuclear gestiona los residuos radioactivos generados en las plantas de Angra mediante almacenamiento y monitoreo permanente; los residuos se clasi can según su nivel de radioactividad, y se gestionan de acuerdo con protocolos especí cos para cada categoría. La compañía se encarga de su recolección y control continuo para asegurar la seguridad de los trabajadores y el entorno, tal y como se describe a continuación (Electronuclear, s.f.):
Ver video
Angra 1 Angra 2
Algunos SMR, como los enfriados por agua, siguen métodos tradicionales de tratamiento y almacenamiento de residuos, con tecnologías que limitan el impacto ambiental. Otros diseños avanzados, como los reactores de alta temperatura (HTGR) o los de espectro rápido, producen menos residuos o pueden reutilizar materiales radiactivos, reduciendo su peligrosidad. Además, ciertos SMR están diseñados para operar largos períodos sin recarga de combustible, lo que disminuye la cantidad de residuos generados.
Por otro lado, los SMR de sales fundidas eliminan y almacenan los productos de sión gaseosos, y algunos proponen reprocesar el combustible. En general, los SMR requieren un enfoque adaptable para la gestión de residuos, aprovechando la experiencia acumulada en la industria nuclear, e innovaciones tecnológicas que optimicen su sostenibilidad y seguridad a largo plazo.
Los residuos de baja radioactividad, que incluyen materiales usados en la operación como guantes y ropa especial, pasan por un proceso de descontaminación para reducir la radiación. Luego, se trituran y compactan para optimizar el espacio y se almacenan en recipientes que bloquean la radiación.
Los residuos de media radioactividad, como ltros y e uentes líquidos solidi cados, se encapsulan en cemento y se colocan en recipientes de acero diseñados para contener la radiación hasta que el material se degrade y pierda su radioactividad.
Elmementos combustibles
Los elementos combustibles, aunque ya no son viables para la producción de energía, aún contienen energía potencial para un futuro reprocesamiento y no se consideran residuos. Estos elementos se almacenan en piscinas especiales dentro de las instalaciones de Angra.
Monitoreo continuo
Eletronuclear implementa un programa de monitoreo continuo de la radiación en el aire, agua y suelo alrededor de las plantas, en colaboración con universidades, agencias de investigación y organismos regulatorios, lo cual ha mostrado que los niveles de radioactividad en el ambiente permanecen sin cambios.
Proyecto Onkalo: instalación para almacenar residuos nucleares
Este proyecto tiene sus raíces en decisiones gubernamentales tomadas a nales de los 80, época en la que se establecieron políticas que exigían a los productores de residuos nucleares la responsabilidad sobre su gestión. De esta manera cuando el gobierno nlandés otorgó la licencia de operación a la central nuclear de Olkiluoto se le solicitó al titular de la licencia la elaboración de un plan para la gestión de residuos nucleares, lo que condujo al desarrollo del concepto KBS-3, que encapsula los residuos en recipientes de cobre para ser enterrados a cientos de metros bajo tierra. Es así como para 2015, Finlandia otorgó la licencia formal de construcción para la instalación de eliminación geológica en Onkalo, la primera de su tipo en el mundo, la selección del sitio fue el resultado de varios años de evaluación de potenciales ubicaciones, basándose en información geológica. Durante este tiempo, se llevaron a cabo numerosas revisiones del concepto de eliminación, proceso fundamental para la revisión técnica del proyecto (Mikhailova, 2019).
Principio de operación:
Onkalo inicialmente fue una instalación de investigación subterránea en la que se llevaron a cabo estudios para veri car la idoneidad del lecho rocoso para la disposición nal; esta planta es un enorme complejo que comprende un túnel de acceso en forma de espiral, cuatro pozos verticales (de personal y de contenedores, además de dos pozos de ventilación), túneles centrales, túneles de disposición nal e investigación, múltiples salas técnicas, instalaciones de bienestar y un café-comedor para el personal, así como un almacenamiento subterráneo de contenedores (Posiva, 2024).
Hasta ahora, la longitud total de los diversos túneles excavados en la roca madre es de aproximadamente diez kilómetros y ello es solo el comienzo, pues durante la etapa operativa de la disposición nal en los próximos cien años, se excavarán unos 40 kilómetros de nuevos túneles en la roca madre. El depósito de disposición nal ocupa un área de dos kilómetros cuadrados bajo tierra y requiere la excavación de alrededor de dos millones de metros cúbicos de roca (ver Figura 72).
Residuos de baja radioactividad
Residuos de mediana radioactividad
Figura 72. Complejo de túneles de Onkalo
Fuente: (Posiva, 2024)
En total, Onkalo, que está programada para comenzar a operar a mediados de la década de 2020, aunque la fecha exacta aún no se ha determinado, puede albergar 6,500 toneladas de uranio de combustible gastado, lo que equivale a aproximadamente 3,250 contenedores de disposición nal. El proceso de disposición nal consta de varias etapas (Posiva, 2024):
En la planta de encapsulación, ubicada en la super cie, se sella de manera segura el combustible nuclear gastado en los contenedores; esta planta, desarrollada por Posiva (empresa nlandesa encargada de la gestión y el almacenamiento de residuos nucleares), utiliza tecnología única y se basa en experiencias de instalaciones de manejo de combustible en diseño en diversas partes del mundo.
1
2
Los contenedores se trasladan mediante un elevador desde la planta de encapsulación hasta el depósito subterráneo, donde se depositan en ori cios de disposición nal; cada túnel cuenta con 30 a 40 ori cios de disposición.
3
Una vez que todos los ori cios contienen un contenedor y se aíslan con bloques de arcilla bentonítica, el túnel se rellena con arcilla y se sella. La seguridad de la disposición nal se fundamenta en el principio de múltiples barreras, que incluye barreras de liberación redundantes para garantizar la seguridad a largo plazo; estas barreras de ingeniería abarcan el estado del combustible, el contenedor de disposición nal, la arcilla bentonítica y el relleno del túnel, mientras que la roca madre actúa como barrera natural. Por otro lado, si la ingeniería de Onkalo presentó desafíos, obtener la aprobación de la comunidad local tampoco fue sencillo, el proceso de seleccionar la ubicación de esta instalación, denominado "ubicación basada en el consentimiento", se centró en asegurar el apoyo de la comunidad que albergaría el depósito; la agencia Posiva, dedicó tiempo a informar a los habitantes de Eurajoki sobre los bene cios y riesgos del almacenamiento nuclear,
este enfoque permitió generar la con anza y el apoyo necesarios para avanzar con la iniciativa. En esta localidad los ingresos scales derivados de la instalación de la planta han facilitado mejoras en infraestructuras locales, como escuelas y centros deportivos, este impacto económico ha sido un elemento relevante para mantener el apoyo de la comunidad (Polo, 2024).
Este proyecto no solo se orienta a garantizar la seguridad a largo plazo, sino también a generar bene cios inmediatos para las comunidades locales, este equilibrio entre la gestión de residuos y el desarrollo comunitario es clave para el éxito de cualquier proyecto de almacenamiento nuclear (Polo, 2024).
A su vez, existe un informe de la Agencia de Energía Nuclear de la OCDE titulado "Radioactive Waste Management and Decommissioning in Finland", que ofrece una visión general del marco de gestión y regulación de residuos radiactivos y desmantelamiento en ese país (Nuclear Energy Agency [NEA], 2020). Algunos de los puntos clave que se destacan en el informe se presentan a continuación:
Responsabilidades
El productor de residuos nucleares es responsable de la gestión de los residuos y del desmantelamiento, incluyendo la plani cación, investigación y desarrollo, así como la nanciación de estos procesos.
Seguridad
La seguridad de las instalaciones de residuos nucleares debe mantenerse al nivel más alto posible, y todas las acciones deben estar justi cadas por la investigación en seguridad y los avances en ciencia y tecnología.
Evaluación de impacto ambiental
Se requiere una evaluación de impacto ambiental antes del primer paso de autorización para la construcción de una instalación de residuos nucleares.
Para consultar el informe completo, haga clic en el enlace:
A través de la Ley de Residuos de Combustible Nuclear de 2002 del Gobierno de Canadá, la NWMO recibió el mandato federal de diseñar e implementar el plan de Canadá para la gestión segura del combustible nuclear usado en el país. De esta manera el plan de Canadá para la gestión a largo plazo de los residuos nucleares usados, conocido como Gestión Faseada Adaptativa (APM, por sus siglas en inglés), se centra en la construcción de un depósito geológico profundo en formaciones rocosas adecuadas para contener y aislar de manera segura los residuos nucleares.
El plan surgió de un estudio y diálogo de años con la comunidad y expertos técnicos, del cual surgieron puntos en común como:
Los canadienses dijeron que esperaban que el país asumiera ahora, en esta generación, la responsabilidad de los desechos producidos para satisfacer sus necesidades energéticas. Sencillamente, no era aceptable dejar a las generaciones futuras la carga de la gestión y nanciación del combustible usado.
Los canadienses no querían un enfoque irreversible, sino uno exible que permitiera a las generaciones futuras introducir mejoras basadas en nuevos conocimientos o en cambios de prioridades.
Si bien el enfoque elegido debía cumplir obviamente una serie de objetivos, los canadienses fueron absolutamente claros en que la seguridad sería primordial.
El plan de Canadá también se apoya en las mejores prácticas cientí cas internacionales. La implementación completa del plan de Canadá se proyecta que durará 175 años. El proceso de selección del sitio para el depósito comenzó en mayo de 2010, con planes para nalizar el sitio en 2024. Tras las aprobaciones regulatorias, se anticipa que la construcción llevará aproximadamente 10 años, con el objetivo de estar operativo a principios de la década de 2040. Después de esto, el depósito se someterá a un monitoreo a largo plazo antes de la eventual desactivación y supervisión post-cierre (Nuclear Waste Management Organization [NWMO], 2024).
Según el catedrático Ramana “el único papel que pueden desempeñar los SMR para que el mundo avance hacia el cero neto es negativo”. En primer lugar, el dinero invertido en SMR ahorraría mucho más carbono si se invirtiera en acelerar el cambio a las energías renovables. Además, a rma que "por lo tanto, invertir en SMR o en energía nuclear en general tiene un costo de oportunidad económica" (Gordon, s.f.).
Él también cuestiona el argumento de que la energía nuclear puede proporcionar la exibilidad necesaria para respaldar la variabilidad de la energía renovable. "Si se utiliza una planta nuclear para respaldar las energías renovables, funcionará con una e ciencia aún menor", a rma. "Se distribuirá un gran costo de capital en menos kilovatios hora. Sería mejor abordar la variabilidad de las energías renovables utilizando una combinación de respuestas del lado de la demanda, diversidad [de tecnología y geografía] y almacenamiento” (Gordon, s.f.).
Estas a rmaciones son bastante fuertes, considerando que el tema de la energía nuclear se está volviendo a retomar en diferentes regiones y sectores económicos como los centros de datos. En este sentido, Greg De Temmerman, director general del grupo de expertos en energía Zenon Research, con sede en París, señala estudios recientes de la Universidad de Princeton y del operador del sistema de transmisión de electricidad de Francia, RTE, que indican que, al considerar los costos totales del sistema energético, un sistema que incluya algo de energía nuclear sería más barato que un sistema totalmente renovable debido a la reducción del costo total, necesidad de almacenamiento y exibilidad. “Sin embargo, mucho depende del costo asumido de la energía nuclear, que requiere mucho gasto de capital; el capital es ahora más caro que el de los proyectos renovables” (Gordon, s.f.).
Como conclusión a este controversial debate, quedan más preguntas que respuestas "¿Es viable el 100% de energías renovables? Algunos dicen que sí, pero aún quedan desafíos técnicos por resolver en materia de exibilidad y almacenamiento” plantea De Temmerman (Gordon, s.f.). ¿Los SMR podrían ser una opción para apoyar las energías renovables o funcionarían mejor como otra alternativa energética?, ¿es posible que los SMR alcancen un costo competitivo al de las energías renovables en un corto plazo?
El debate continuará, pero una cosa es segura: los SMR no contribuirán notablemente a las redes globales para el objetivo Net Zero en el corto plazo (Gordon, s.f.). Proyecto
Acelerar los SMR para Net Zero
Con el objetivo de disminuir el tiempo de salida al mercado de los SMR y las posibilidades de implementación a escala han surgido variedad de iniciativas y propuestas a nivel investigativo, normativo, metodológico, entre otros, de diferentes entidades, a continuación, se reseñan algunos documentos que aportan en este sentido, los cuales pueden ser estudiados para profundizar en el tema.
Consideraciones para la parte nal del ciclo del combustible de pequeños reactores modulares - IAEA-TECDOC-2040 (documento recomendado)
Con un interés cada vez mayor en los pequeños reactores modulares (SMR) y sus aplicaciones, en septiembre de 2022 se organizó una reunión técnica sobre consideraciones para la parte nal del ciclo del combustible de los pequeños reactores modulares para facilitar el intercambio de información y debates que permitan a los expertos colaborar, identi car las oportunidades y los desafíos que se enfrentan en todas las etapas necesarias para la gestión de los combustibles gastados, provenientes de diferentes tecnologías SMR (por ejemplo, almacenamiento, transporte, reprocesamiento y reciclaje, y eliminación), determinar las brechas en la infraestructura actual y el conocimiento requerido para garantizar un enfoque integrado del proceso general. estrategia de gestión del combustible gastado, así como las posibles formas de avanzar para abordarlos en el corto, mediano y largo plazo (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2023d).
Avanzando en el estado de la práctica en metodologías de incertidumbre y sensibilidad para el análisis de accidentes graves en reactores refrigerados por agua de tipo PWR y SMR - IAEA-TECDOC-2031 (Documento adicional)
La OIEA facilitó la cooperación en investigación y desarrollo, incluido el desarrollo y validación de códigos informáticos para el diseño y análisis de seguridad de centrales nucleares, para reunir a expertos de los estados miembros con tecnologías de reactores refrigerados por agua con experiencia en el desarrollo y uso del grave accidente. Proporciona códigos para seguir avanzando en el estado de los conocimientos sobre la propagación de la incertidumbre en la simulación de accidentes graves y los análisis de modelización, así como para aumentar la so sticación y competencia de los profesionales en este campo. Esta publicación es una de las cinco de la serie TECDOC que aborda líneas de reactores especí cas y proporciona descripciones de las instituciones contribuyentes sobre sus métodos de incertidumbre y sensibilidad utilizados para el análisis de accidentes graves en grandes reactores de agua a presión (PWR) y en pequeños reactores modulares integrales de tipo PWR (Organismo Internacional de Energía Atómica, 2023c)
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