Todo lo que siempre quisiste saber sobre la energía nuclear

Taxonomía verde en la Unión Europea. Organizaciones ambientales pro-nucleares. Atucha III. Las preguntas sobre la energía nuclear. Emisiones, residuos, seguridad, costos y más.

¡Hola! ¿Cómo estás?

Hace algunos días se firmó contrato para la construcción de una nueva central nuclear en Argentina. Aprovechando la ocasión, escribí este news con toda la información que necesitás saber sobre el tema nuclear. Preparate un café, un mate o un tecito, ponete una linda playlist y seguime en este recorrido.

La actualidad de la energía nuclear

Después de años donde se había construido un sentido común bastante negativo alrededor de la energía nuclear, está teniendo una suerte de revival basado en el avance del cambio climático, la demorada transición energética y la consecuente búsqueda de energías limpias estables.

En este marco, me interesa retomar tres noticias de los últimos meses:

1. La taxonomía europea

El miércoles 2 de febrero la Comisión Europea aprobó la Taxonomía de Actividades Sostenibles, que define qué tecnologías la UE va a considerar verdes. La Taxonomía forma parte del «Plan de Acción para la Financiación del Crecimiento Sostenible» y tiene como objetivo clasificar las actividades económicas ambientalmente sostenibles para que a los inversores les sea más sencillo evaluar si los proyectos y otras actividades económicas tienen un impacto ambiental y climático positivo. El sistema tiene como objetivo combatir el «greenwashing» y hacer que el grado de sostenibilidad de las empresas sea más consistente y transparente. Además, las empresas clasificadas como sostenibles tendrían más facilidad para acceder a financiamiento.

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Dentro de las tecnologías que se catalogan como verdes aparece el gas natural (como quería el anterior gobierno alemán) y la energía nuclear (como quería Francia). Si bien no es el tema de este news, hagamos un mini apunte sobre el tema gas natural: solo se lo va a clasificar como tecnología de transición si “las centrales eléctricas de gas apoyen el cambio rápido a las energías renovables y la reducción de emisiones en el sector energético en su conjunto, no desplacen a las energías renovables y su operación sea convertible a hidrógeno rápidamente». De esta manera, se pretende lograr que estas instalaciones realmente sean de transición y no otro foco de captura de un sistema energético basado en carbono.

2. Organizaciones ambientales que se declaran a favor de la energía nuclear

Respecto de la nuclear, hubo oposición de gobiernos (Austria, Alemania y España, entre otros) y organizaciones ambientales, pero otros se pronunciaron a favor, por ejemplo Fridays for Future (el movimiento fundado por Greta Thunberg) de Finlandia.

FFF Finlandia sacó un comunicado donde se expresan a favor de este tipo de energía. 

“La energía nuclear no es una alternativa perfecta, pero sus emisiones son bajas. En nuestra opinión, son las emisiones de dióxido de carbono las que plantean una amenaza más grave que los desechos nucleares y están aumentando la temperatura del planeta. Por eso estamos dispuestos a aceptar la energía nuclear como parte de la combinación energética. Ahora no es el momento de descartar por completo una fuente de energía de bajas emisiones; más bien, necesitamos usar todos los medios disponibles para luchar contra la crisis climática. La oposición a la energía nuclear complicará y aumentará la ya enorme tarea. Si queremos detener el calentamiento global por debajo de 1,5 grados, necesitamos todos los medios posibles, incluida la energía nuclear, para lograr ese objetivo. Una de las ventajas de la energía nuclear es también la gran cantidad de energía que puede producir una planta. La energía nuclear no está libre de problemas ni es una panacea, pero en medio de la crisis climática es mejor utilizar esta fuente de energía de bajas emisiones que arriesgar el futuro de todo el planeta.”

No es loco dado que el 34% de la electricidad en Finlandia se produce a partir de energía nuclear, pero me parece super interesante tanto la posición explícita a favor de una organización de jóvenes ambientalistas, como esto de poder ver cómo en diferentes contextos una misma fuente de energía puede generar pasiones tan diversas y visiones tan diferentes respecto de qué es compatible con la transición y qué no.

3. Una nueva central nuclear en Argentina

El martes 1 de febrero se anunció en Argentina la construcción de la cuarta central nuclear. Se trata de un reactor Hualong One, de diseño chino y con una potencia de 1150 MW (la empresa Nucleoeléctrica calcula que alcanzará para abastecer a unas 11 millones de personas) y será financiado por un consorcio de bancos chinos. Las empresas Nucleoeléctrica Argentina (NASA) y China National Nuclear Corporation (CNNC) firmaron un contrato de una inversión de 8.300 millones de dólares con un 40% de participación nacional en los componentes.

En esta nota de Nicolás Deza en EconoJournal hay más detalles sobre el contrato y la tecnología a utilizar.

¿Cuánta energía nuclear usamos actualmente?

Cuando decimos energía nuclear nos referimos al uso de reacciones nucleares para producir electricidad. Estas reacciones pueden ser de tres tipos, en todos se libera energía:

  1. Fisión nuclear (separación del núcleo)
  2. Descomposición nuclear
  3. Fusión nuclear (unión de núcleos)

Actualmente, las reacciones de descomposición se utilizan en algunas aplicaciones muy de nicho (por ejemplo sondas espaciales) y las reacciones de fusión para generación de energía están en estudio. En las plantas nucleares se utiliza la fisión nuclear. 

La energía generada a partir de la reacción en cadena de la fisión de los núcleos se utiliza para producir vapor que por medio de una turbina genera electricidad. Si no se entiende, este video de Kurzgesagt lo muestra bien.

En 2019 aproximadamente el 10% de la electricidad mundial fue generada a partir de energía nuclear. Actualmente hay 439 reactores nucleares en funcionamiento, 53 en construcción y 98 planificados. De los 32 países donde hay reactores, Estados Unidos es el mayor productor de energía nuclear total, Francia tiene la mayor proporción de electricidad generada por energía nuclear (70%) y China es donde más rápidamente está creciendo la energía nuclear con 13 nuevos reactores en construcción. 

Se observan 3 escenarios bien diferentes: 

  1. Países de salida: tienen centrales pero con fecha de salida de la nuclear definitiva (Alemania), tienen centrales pero no planean aumentar la capacidad (España) y países donde directamente no está permitida (Uruguay desde 1997 y en Italia hubo 2 referéndums donde ganó el «no» a la energía nuclear) 
  2. Países “indiferentes” que pueden o no tener o haber tenido un reactor ocasional pero no es una energía relevante en su matriz energética (Australia y Colombia)
  3. Países “pro-nucleares” que pueden o no contar con reactores pero planean ampliar su capacidad (China, India, Estados Unidos, Brasil, etc.)

¿Es una energía limpia?

El principal argumento a favor de este tipo de energía es que es libre de emisiones. Veamos si es efectivamente así. Según el IPCC (el Panel Intergubernamental de Cambio Climático), “la electricidad procedente de la energía nuclear no contribuye a las emisiones directas de GEI”. Es decir, a la hora de generar la electricidad en la central, el proceso de fisión no genera emisiones.

Pero, tenemos que mirar todo el ciclo de vida. No me acuerdo si ya hablé de este concepto pero se trata de ver el impacto ambiental de un producto desde la extracción de la materia prima hasta la disposición final o reincorporación en el ciclo productivo. Para el caso de la energía nuclear hay que mirar, por ejemplo, el momento de la minería de uranio (que es el combustible que se usa para generar las reacciones nucleares) y la construcción y el cierre de las centrales. Para evaluar las emisiones totales, hay que calcularlas y luego dividirlas por la electricidad producida durante toda la vida útil de la planta.

Hay mucho investigado sobre esto y una coincidencia general en que, también analizando las emisiones en todo el ciclo de vida, se puede considerar una energía limpia. Benjamin K. Sovacool, investigador de la Universidad Nacional de Singapur, analizó más de cien estudios del ciclo de vida de plantas nucleares en todo el mundo y encontró que en el ciclo de la energía nuclear la mayor fuente de emisiones de carbono (38%) proviene de la «parte inicial» del ciclo del combustible, que incluye la extracción y molienda del mineral de uranio, y el proceso de conversión y enriquecimiento. La construcción (12%), la operación (17%), el procesamiento de combustible y la eliminación de desechos (14%) y el desmantelamiento (18%) conforman las emisiones medias totales.

Del análisis de las diferentes investigaciones, Sovacool estima que la media de 66 gCO2e/kWh es una aproximación razonable de las emisiones del ciclo de vida de la energía nuclear. Esta cifra está muy por debajo de las plantas de carbón (960 gCO2e/kWh) y las plantas de gas natural (443 gCO2e/kWh) y algo por encima de la energía solar fotovoltaica (32 gCO2e/kWh) y la eólica (10 gCO2e/kWh). 

Los riesgos: los aviones que llegan no son noticia

Los grandes accidentes suelen llamar muchísimo más la atención que la suma de episodios pequeños. Todo el mundo conoce lo que pasó en Chernobyl y Fukushima, pero es probable que pocos sepan cuántos reactores hay en el mundo funcionando sin problemas, y que murió mucha más gente por efecto de los combustibles fósiles que por la energía nuclear, incluyendo los accidentes mencionados. 

A partir de la combinación de dos estudios (uno de 2007 y otro de 2016) que comparaba las tasas de mortalidad (se consideraron las muertes por accidentes, como el desastre nuclear de Chernobyl, accidentes laborales en operaciones mineras o de centrales eléctricas, así como muertes prematuras por contaminación del aire) según tipo de energía (combustibles fósiles, energía nuclear, hidroeléctrica, biomasa, eólica y solar), se calculó que la tasa de mortalidad nuclear incluye unas 4000 muertes por el desastre de Chernobyl de 1986 (estimaciones de la OMS); 574 muertes por Fukushima de 2011 (un trabajador muerto y 573 muertes indirectas por el estrés de la evacuación); y muertes ocupacionales estimadas (principalmente por la minería y la molienda). 

De esta manera, la combinación entre emisiones (en este gráfico toman solo las directas y no del ciclo de vida) y seguridad nos da algo así:

Así, vemos que, al contrario de lo que nos dice el sentido común, la energía nuclear ha generado muchísimas menos muertes que los combustibles fósiles y la biomasa y obviamente también sus emisiones son mucho menores que esas energías. 

En base a los efectos negativos sobre la salud por accidentes y contaminación del aire de la energía fósil, se hizo un cálculo de cuántas vidas “salvó” la energía nuclear al haber reemplazado, aún si una pequeña porción, del uso de carbón y petróleo. El número preciso depende de cómo hubiese sido la composición de la matriz energética (siendo el carbón peor que los otros fósiles), pero el estudio estima que por la energía nuclear se evitaron unas 2 millones de muertes en el período 1971 a 2009.

Otros impactos ambientales

Ahora bien, si venís siguiendo este newsletter ya sabés que la crisis ambiental no trata solo del cambio climático, sino que hay otros factores a tener en cuenta como el uso del suelo y la biodiversidad.

En este sentido, es importante considerar el espacio que ocupa cada tipo de fuente para generar una unidad de energía. Según esta investigación, convertida en visualización por Bloomberg aquí, los metros cuadrados necesarios para mantener prendida una televisión durante un año son: 296 hidroeléctrica, 37 eólica, 14 solar, 0,8 carbón, 0,3 nuclear y 0,1 gas natural.

No parecen números gigantes, pero pensando en generar electricidad para toda la humanidad este es un dato súper relevante. ¡Mirá lo que es este gráfico que muestra el uso del suelo en Estados Unidos por tipo de fuente de energía!

En total son 327.795 km2, de los cuales 206.389 son ocupados para la producción de biocombustibles, 32.374 con presas hidroeléctricas, 24.281 con parques eólicos, 20.234 para transmisión, 16.187 para gas natural, 12.140 para petróleo, 2.428 para carbón, 2.023 para solar, 930 para nuclear y 647  para plantas de generación de energía.

Obviamente, en la medida que van avanzando las tecnologías la eficiencia en la producción crece, pero parece difícil que en este aspecto las renovables superen a la nuclear, sumado a su vez la cuestión de la intermitencia: las renovables solo funcionan cuando hay viento, sol o agua disponible. En cambio, la energía nuclear funciona permanentemente. 

Como decíamos arriba, esta característica es importante al considerar un proyecto energético, porque poder producir más energía en menor espacio si bien también condensa riesgos, permite liberar espacio para la recuperación de ecosistemas.

¿Nada es para siempre? 

Otro punto de conflicto respecto de la nuclear son los residuos radiactivos, su tratamiento y almacenamiento. Es cierto que por ahora no hay sitios definitivos de alojamiento, pero no es cierto que se barren bajo la alfombra como en la planta nuclear de Springfields.

Por su radiactividad, los residuos nucleares requieren tratamiento, gestión y aislamiento especial durante largos períodos de tiempo -cientos a miles de años- donde siguen siendo potencialmente peligrosos.

Sin embargo, las cantidades de residuos producidas son mucho menores a las de otras actividades industriales y la producción energía a partir de combustibles fósiles. Según Carla Notari, docente e investigadora del Instituto Dan Beninson de la UNSAM: “Los volúmenes de los residuos radiactivos por unidad de energía generada son muy bajos respecto de los volúmenes de residuos que producen los combustibles fósiles que, a diferencia de los nucleares, en lugar de aislarse son dispersados en la atmósfera produciendo dos efectos importantes en el ambiente humano: contaminación del aire y aumento de la concentración de gases de efecto invernadero”.

A grandes rasgos, se generan dos tipos de residuos peligrosos: de baja intensidad donde la actividad radiactiva termina a los 30 años (por ejemplo la ropa de los operarios) y de media intensidad (el combustible usado). Este último se almacena en piletas con agua refrigerante y luego de cierta cantidad de años de enfriamiento pasan a otro tipo de almacenamiento, típicamente construcciones de hormigón, todo dentro del predio de las centrales nucleares. Así, hay más de 430 lugares en todo el mundo donde se sigue acumulando material radiactivo. En Finlandia se está construyendo un depósito final subterráneo.

En nuestro país se generan por año unos 200 metros cúbicos de residuos nucleares totales (una parte es combustible usado y otra parte es otro tipo de residuos que se descomponen más rápido). Para tener una idea, en una pileta tamaño tipo las clásicas de lona de 2,2 x 4,4 metros, entran 8.000 litros. Así, en algo más de 20 de estas podemos albergar todo el residuo nuclear generado en un año en Argentina. 

Tanto la infraestructura, como la operación y los profesionales son supervisados y autorizados por las instituciones relevantes. La Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) se ocupa de hacer cumplir los lineamientos internacionales de gestión de los residuos nucleares y toda la actividad está regulada por la Autoridad Regulatoria Nuclear (ARN).

Si pensamos solo en los residuos de más larga actividad, en el caso de Estados Unidos, según fuentes oficiales, se generan alrededor de 2,000 toneladas métricas de combustible usado cada año. Desde la década de 1950 se produjeron unas 83.000 toneladas métricas de combustible usado y todo eso podría caber en un solo campo de fútbol de 9 metros de altura.

Los costos

Más allá de las discusiones anteriores, uno de los grandes obstáculos de la energía nuclear es el costo y el tiempo de construcción de los reactores. 

A ello se debe sumar, los costos de investigación y desarrollo, la gestión de los residuos y el desmantelamiento de las plantas. A su vez, deben considerarse los eventuales costos de los desastres nucleares (por ejemplo, se estima que el desastre de Fukushima costará 187.000 millones de dólares).

Según el contrato firmado la construcción de la nueva central nuclear va a costar unos 8.300 millones de dólares. Atucha III tendría una vida útil inicial de 60 años y una potencia de 1150 MW. Ahora, para calcular (y poder comparar con otras opciones) el costo total de la energía hay que incorporar varias dimensiones: la tasa de interés del financiamiento, el costo de operación y mantenimiento, el costo del combustible, el tiempo de vida útil (cuántos años funciona la instalación, los parques eólicos, por ejemplo duran 20 a 25 años, máximo 35) y el factor de uso (cuánto de la potencia instalada es efectiva: los parques solares solo funcionan cuando hay sol, por ejemplo), entre otros. 

Para poder comparar entonces de manera razonable el costo total de diferentes tipos de energía se usa el costo normalizado de la energía (LCOE). En 2019 la Secretaría de Energía hizo estos cálculos en el marco de los Escenarios Energéticos 2030. En el trabajo llegaron a los siguientes números:

Comparemos diferentes energías limpias. Costo en dólares por MWh: 

  • nuclear 80 a 116
  • embalse 62 a 12 
  • biogás 127 a 167 
  • solar 38 a 59
  • eólica 37 a 49

¿Y entonces, Eli?

Hay un enorme debate sobre la energía nuclear. Por un lado, están las instituciones globales defensoras como la Asociación Nuclear Mundial y los Ambientalistas por la Energía Nuclear que sostienen que es una fuente de energía segura y sostenible que reduce las emisiones de carbono. 

El meme dice: Sólo el uranio puede detener que nos quememos con combustible fósil.

Y, por el otro, las opositoras como Greenpeace, Scientists for Future, NIRS y el Partido Verde alemán argumentan que esta energía presenta demasiadas amenazas para las personas y el ambiente, es demasiado costosa y tarda mucho en su construcción.

El cartel dice: La energía nuclear no es la respuesta al caos climático.

Te voy a ser honesta, yo era bastante anti energía nuclear, un poco por seguir a los verdes, otro por sentido común y después porque ya, no me hice muchas más preguntas.

Pero en la medida que me fui metiendo más en el tema de la transición energética y el sistema energético en general, me pareció cada vez menos terrible. Incluso investigando para este news, me encontré con mucha información que me hace pensar cada vez más que es un elemento clave para un mundo sin carbono. 

Entonces, dado que -aún contando los peores accidentes- la energía nuclear es relativamente segura, la podemos catalogar como libre o muy baja en emisiones, ocupa muy poco espacio, no es intermitente y dado que en Argentina tenemos capacidades desarrolladas, me parece que es una herramienta más que relevante para nuestra matriz energética baja en carbono. Por supuesto hay que considerar la cuestión de los costos, dado que efectivamente es más cara que la energía eólica y la solar, pero al día de hoy no contamos con otra tecnología que pueda servir de base (frente a la intermitencia de las renovables), libre de emisiones y con esa eficiencia de uso del espacio.

Además, en Argentina tenemos capacidades tecnológicas en el sector: tres reactores —Atucha I, Atucha II y Embalse— de los cuales el primero está en funcionamiento desde 1974 y se ubica a 100 km de la Ciudad de Buenos Aires; centros dedicados a la investigación y el desarrollo de la tecnología, empresas nacionales involucradas en el proceso productivo y empresas de punta como INVAP que nacieron del complejo nuclear y actualmente producen satélites y radares. A su vez, tenemos el proyecto CAREM que es un reactor nuclear pequeño pensado para el abastecimiento eléctrico de zonas alejadas de los grandes centros urbanos o parques industriales con altos consumos energéticos.

En este gráfico radial desarrollado por el especialista en energía Diego Roger, vemos que hay muy poca coincidencia entre las capacidades tecnológicas nacionales y nuestra matriz energética.

En el sentido de potenciar las capacidades nacionales y la energía nuclear, la Agencia Internacional de Energía propone unos lineamientos de política super interesantes pero que me quedan larguísimos. Te dejo el link acá

Si te quedaste manija te recomiendo dos documentales y un libro sobre el tema:

  • Atom, mon amour de la Deutsche Welle. Es gracioso/irritante la editorialización anti-nuclear de la locutora alemana, pero más allá de eso es interesante cómo muestra las centrales, los centros de investigación y la convivencia de la sociedad civil francesa con los 56 reactores nucleares distribuídos por el país.
  • La promesa de Pandora. Este documental muestra el recorrido de 5 activistas antinucleares se vuelven pronucleares.
  • El libro Voces de Chernóbil de la periodista bielorrusa Svetlana Aleksiévich, quien ganó el Nóbel en 2015, es una crónica coral de sobrevivientes al accidente. Es fuerte.

Día de los humedales

El 2 de febrero fue el día de los humedales. En ese marco el Ministro de Ambiente anunció que se inició un “proceso participativo y federal, con los distintos sectores de la sociedad para tener una Ley de Humedales que sea presentada por el Poder Ejecutivo”. Sería el cuarto intento.

Sobre humedales quiero recomendarte dos cositas:

  • Esta nota de Julián Monkes que sobre la Ley de Humedales dice que “para que sea una herramienta que permita conservar los ecosistemas, planificar la producción y garantizar la justicia ambiental, es necesario un proceso de construcción que fomente el diálogo abierto con todos los sectores afectados. Solo así se podrá elaborar una normativa que represente al bien común”.
  • Este hilo de Azul Schvartzman sobre un paper que propone herramientas para pensar la naturaleza en el marco de la urbanidad. 

Dos cositas más:

  • Cecilia Nicolini va a ser la nueva secretaria de Cambio Climático en el Ministerio de Ambiente.
  • Y te quería recomendar esta nota sobre el trigo HB4 y los desafíos de la innovación que escribieron Juan O’Farrell, Carlos Freytes, Flor Pizzo y Ana Aneise de Fundar.

Por último, quiero contarte que a partir de este mes Infinito Punto Verde va a tener una suerte de primo (?): una nota que saldrá una vez por mes, en principio contando de alguna empresa o algún caso donde podamos ver la transición a la sostenibilidad en la práctica. El objetivo último es que no perdamos la esperanza pero también visibilizar proyectos concretos que quedan muy por fuera de la coyuntura y del news, pero que valen la pena contar. 

Te mando un abrazo, nos leemos en dos semanas.

Eli

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Soy Licenciada en Ciencias Ambientales, Magíster en Políticas Públicas y Becaria Doctoral en Ciencia Política en la UNSAM. En todos los ámbitos que puedo me dedico a sumergirme en los dilemas que nos presenta el desarrollo sustentable, uno de los mayores desafíos que enfrentamos en este siglo. Me mudé a un departamento en CABA hace poquito, así que estoy aprendiendo a ser porteña y tener plantas y compost en el balcón.