Agujeros gigantes en el suelo

Al borde del enorme proyecto de excavación que es un paso preliminar para la construcción de la planta de energía nuclear más grande de Estados Unidos, Joshua Elkins se encuentra junto a dos hoyos que abarcan 42 acres en la arcilla roja de Georgia. Elkins mantiene el equipo de movimiento de tierras que cavó estos hoyos, cada uno tan grande como 15 campos de fútbol, ​​90 pies hasta el lecho de roca y luego los rellenó cuidadosamente hasta unos 50 pies con suelo probado para mantener la estabilidad en un terremoto. Para ayudar a sentar las bases de los dos reactores de 1.100 megavatios que la Compañía del Sur está construyendo aquí, sus máquinas trazarán el contorno de la tierra según especificaciones meticulosamente medidas por GPS.

Pagar suciedad: Ha comenzado la construcción de un par de grandes reactores nucleares en la planta Vogtle de Southern Company en Waynesboro, Georgia.

La última vez que alguien en Estados Unidos hizo trabajos de excavación para un nuevo reactor nuclear, Elkins, que cumplió 27 años en octubre, no había nacido. De hecho, el inicio de la construcción de estos reactores diseñados por Westinghouse en la planta nuclear de Vogtle, a 35 millas al sur de Augusta, Georgia, representa la primera nueva construcción nuclear desde la década de 1970. (Dos reactores existentes en la planta comenzaron a operar comercialmente en 1987 y 1989.) Una coalición poco probable de grandes empresas de servicios públicos, responsables de políticas gubernamentales y ambientalistas preocupados por el calentamiento global esperaba que él y varias otras grandes plantas planificadas en los Estados Unidos marcarían el final. comienzo de un renacimiento nuclear, con la construcción de decenas de nuevos reactores en todo el país y en todo el mundo.

Esta historia fue parte de nuestro número de noviembre de 2010

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Y a primera vista, las circunstancias finalmente parecen favorecer una expansión de la energía nucleoeléctrica. Se pusieron a disposición unos $ 18.5 mil millones en garantías de préstamos federales para cubrir hasta el 80 por ciento del costo de construir una nueva planta, y el programa de préstamos pronto puede ofrecer decenas de miles de millones más. (Los nuevos reactores de Vogtle recibieron $ 8.3 mil millones en garantías de préstamos del Departamento de Energía de EE. UU. En febrero). El presidente Obama, los miembros de su administración y el liderazgo republicano han pedido un mayor uso de la energía nuclear como parte de una estrategia a largo plazo. por reducir la dependencia estadounidense de los combustibles fósiles. También en el tren de la energía nuclear están tecnólogos tan influyentes como el fundador de Microsoft, Bill Gates ( ver Preguntas y respuestas, septiembre / octubre de 2010 ) y el ecologista Stewart Brand, quien ha argumentado que expandir la capacidad nuclear es esencial para satisfacer la creciente demanda mundial de electricidad con fuentes de energía sin carbono.

Pero ahora el renacimiento está estancado, tanto en Estados Unidos como en muchas otras partes del mundo. Aparte de la planta de Vogtle, el único proyecto nuclear de EE. UU. En el que ha comenzado el trabajo en el sitio es al otro lado del río Savannah, cerca de Jenkinsville, Carolina del Sur, donde la Compañía de Electricidad y Gas de Carolina del Sur y la Autoridad de Servicio Público de Carolina del Sur planean agregar dos reactores. a la planta VC Summer existente. Aunque muchas otras empresas de servicios públicos han solicitado la aprobación de proyectos o emplazamientos de reactores en los últimos meses, la mayoría de los planes, incluidos algunos de los ejemplos más destacados, han encontrado obstáculos. Exelon, la empresa de servicios públicos con sede en Chicago, que es el operador nuclear más grande del país, con 17 unidades, pospuso su decisión de construir una planta nuclear de dos unidades en el condado de Victoria, Texas. Otros dos grandes proveedores nucleares, NRG Energy y UniStar Nuclear Energy, han pospuesto la construcción de plantas planificadas desde hace mucho tiempo en el sur de Texas y el condado de Calvert, Maryland, respectivamente.

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Los problemas no se limitan a los Estados Unidos: los proyectos se retrasan en muchas naciones con grandes esperanzas de energía nuclear ( ver Ambiciones nucleares ). El primero de una nueva clase de reactores diseñados por el gigante energético francés Areva se está construyendo en la isla de Olkiluoto en Finlandia. Se inició en 2005 y se suponía que estaría en servicio en 2009; ahora la estimación es 2013. En Flamanville, Francia, se está construyendo un segundo reactor que utiliza el diseño de Areva, que está destinado a ser ultrafiable y cuenta con cuatro sistemas de seguridad redundantes, pero parece haber tenido problemas similares; su fecha objetivo se ha pospuesto de 2012 a 2014. En Japón, los calendarios de construcción de dos reactores avanzados de agua hirviendo, un diseño reciente de General Electric e Hitachi, se han reducido en un año. China está construyendo 24 reactores y planea cuadriplicar la capacidad para 2020, pero actualmente es un actor pequeño, ya que produce solo el 2 por ciento de su electricidad a partir de energía nuclear.

Hoy en día hay 104 reactores nucleares en funcionamiento en los Estados Unidos, que suministran alrededor del 20 por ciento de la electricidad generada. Muchos han aumentado su capacidad, hasta en un 20 por ciento, y la mayoría opera más del 90 por ciento del tiempo, que es un poco más que las centrales eléctricas de carbón o gas y mucho más que los parques eólicos o las plantas solares. Pero todos están envejeciendo. Jay Apt, director ejecutivo del Centro de la Industria de la Electricidad de la Universidad Carnegie Mellon, dice que a medida que se retiran las plantas antiguas y crece la demanda de electricidad, el papel de la energía nuclear podría reducirse. No creo que sea una cuestión de si las plantas nucleares podrán soportar una mayor parte de la carga, dice. Es más una cuestión de si las plantas nucleares podrán seguir asumiendo la parte actual. La energía nuclear tendrá que funcionar muy rápido para mantenerse en su lugar.

Enigma del costo

Aunque el debate sobre la energía nuclear a menudo se centra en cuestiones espinosas sobre su seguridad y su utilidad como fuente de energía sin carbono, el obstáculo para construir más reactores en los Estados Unidos ha sido, simplemente, el costo. Se espera que el precio de los reactores Vogtle esté entre $ 12 mil millones y $ 14 mil millones, dependiendo en parte de lo que les cueste a los propietarios pedir dinero prestado para la construcción. La estimación de $ 14 mil millones sitúa el precio de la planta en alrededor de $ 6,000 por kilovatio (energía suficiente para mantener funcionando un aire acondicionado de ventana). Eso es mucho más alto que el costo de otros tipos de plantas, ya sea que utilicen combustibles fósiles o renovables. La construcción de la capacidad de una turbina eólica cuesta aproximadamente entre $ 2,000 y $ 2,500 por kilovatio; para la capacidad a gas, la cifra es de solo $ 950 a $ 1175. Los defensores argumentan que a pesar de los costos de capital más altos de una planta nuclear, esos costos se pueden recuperar para hacer que la energía nuclear sea barata con el tiempo: después de todo, una nueva planta está diseñada para funcionar durante 60 años, sus costos de operación y combustible son relativamente bajos, y puede operar de manera casi continua, a diferencia de las plantas que generan electricidad a partir de fuentes renovables. El problema es que los costos comparativos de diferentes combustibles, e incluso los costos relativos de construir, digamos, una planta nuclear y un parque eólico, pueden cambiar radicalmente, poniendo en duda estos cálculos.

El que miles de millones de dólares para un nuevo reactor sea una inversión inteligente depende de factores complejos e impredecibles: el costo futuro de los combustibles fósiles, por ejemplo, y el precio, si corresponde, a las emisiones de carbono a través de la política gubernamental. En un análisis de 2008, el grupo de gestión financiera y de activos Lazard examinó numerosas tecnologías energéticas y, para cada una, estimó un costo nivelado de energía, que tiene en cuenta la vida útil esperada del generador, el costo estimado del combustible y el valor. de dinero invertido a lo largo del tiempo. El análisis situó el precio de la electricidad generada a partir de la energía nuclear entre 98 y 126 dólares por megavatio-hora; para el viento, la estimación fue de $ 44 a $ 91 por megavatio-hora, y para el gas natural, fue de $ 73 a $ 100 por megavatio-hora. El rango en cada conjunto de números apunta a la incertidumbre. Una estimación más reciente de la Administración de Información Energética, trabajando desde diferentes supuestos, dio un escenario más optimista para la energía nuclear, colocando su costo muy por debajo del de la energía eólica y otras fuentes renovables y haciéndola parecer más competitiva con los combustibles fósiles ( ver Ambiciones nucleares, pags. 64 ). Pero las cifras de Lazard también muestran que las plantas que funcionan con gas natural podrían producir electricidad a un precio tan bajo como $ 59 por megavatio-hora, y plantas de carbón a un precio tan bajo como $ 67 por megavatio-hora, si los precios de esos combustibles caen aún más. Da la casualidad que los precios del gas natural son actualmente bajos y recientemente se han encontrado vastas y accesibles reservas estadounidenses ( ver El gas natural cambia el mapa energético, noviembre / diciembre de 2009 ).

Nuclear en el horizonte: Los dos nuevos reactores que se están construyendo en la planta de Vogtle representan el primer avance en una planta nuclear en los Estados Unidos desde la década de 1970; se unirán a un par de reactores existentes que han estado en funcionamiento desde finales de la década de 1980.

Entonces, con el tiempo, la energía nuclear puede producir o no electricidad a un precio más bajo que los combustibles fósiles o las fuentes renovables. Para las empresas eléctricas, optar por construir una planta nuclear es, por tanto, una decisión extremadamente arriesgada, especialmente en tiempos económicos difíciles.

No es casualidad que los signos de vida que muestra la industria en los Estados Unidos sean mayoritariamente en el Sur, donde la llamada regulación del costo del servicio garantiza alguna ganancia. Cuando la planta está terminada, los contadores calculan la cantidad total que la empresa de servicios públicos ha invertido en construcción y equipo, menos la depreciación. Esa base de tarifas, junto con los gastos de combustible, mano de obra y mantenimiento, se utiliza para calcular el costo de la empresa de servicios públicos de brindar el servicio; la tarifa que pagan los clientes se basa en ese costo más una tasa de rendimiento autorizada sobre las inversiones de capital. Por tanto, la mayor parte del riesgo lo asumen los clientes, no los inversores.

Sin embargo, aproximadamente la mitad de los Estados Unidos utiliza un modelo de precios radicalmente diferente. En Texas, por ejemplo, la mayor parte de la electricidad se vende en una subasta diaria. Todos los generadores obtienen el mismo precio por su electricidad; ese precio suele estar determinado por el costo del gas natural utilizado en las últimas plantas necesarias para generar el suministro del día. Exelon dice que el bajo precio actual del gas natural, alrededor de $ 4.50 por millón de unidades térmicas británicas (BTU), hizo impensable la construcción de una nueva planta nuclear. No tenemos el estímulo adecuado ahora, dice Christopher M. Crane, presidente y director de operaciones de Exelon. Para que una nueva planta nuclear sea económicamente viable, dice, el precio del gas natural tendría que casi duplicarse, a $ 8 por millón de BTU, y un sistema de tope y comercio del gobierno tendría que poner un precio a las emisiones de dióxido de carbono que asciende a $ 25 por tonelada o más.

El precio del carbono por sí solo podría hacer que la energía nuclear sea mucho más atractiva de inmediato. Una planta de energía típica que funciona con carbón pulverizado produce poco menos de dos libras de dióxido de carbono por kilovatio-hora, por lo que un impuesto al carbono o un precio de mercado de $ 10 por tonelada de contaminación de carbono le costaría a esa planta alrededor de un centavo por kilovatio-hora, lo que es mucho considerando que el kilovatio-hora promedio se vende por alrededor de 10 centavos. Un reactor de 1.100 megavatios que opere el 90 por ciento de las horas en un año obtendría una ventaja de costos de aproximadamente $ 87 millones al año por $ 10 de precio del carbono, y algunos analistas de la industria proyectan precios de $ 60 u $ 80 por tonelada, lo que significa una ventaja de costos de cientos. de millones de dólares al año. Pero todo esto sigue siendo solo teórico, dice Apt de Carnegie Mellon. No tenemos un proyecto de ley sobre el clima, y ​​en este momento hay mucha incertidumbre sobre si alguna vez lo tendremos, señala.

Sin embargo, algunos observadores creen que si queremos lograr energía con bajas emisiones de carbono y reemplazar los vehículos que funcionan con gasolina y diesel por autos eléctricos, eventualmente e inevitablemente necesitaremos energía nuclear. La industria nuclear ciertamente se ha visto afectada por el colapso financiero y la recesión mundial, dice Brian D. Wirth, profesor de ingeniería nuclear computacional en la Universidad de Tennessee. Pero predice que la demanda de electricidad y el precio del gas natural retrocederán en tres a cinco años, creando una nueva apertura para la energía nuclear.

Inventar más pequeño

Dado que gran parte del alto costo (y del riesgo financiero) de la energía nucleoeléctrica está vinculado al costo de construir grandes centrales, una receta obvia es la de reactores más pequeños y diseños modulares. Aunque mostrarían costos más altos por kilovatio de capacidad, las plantas más pequeñas podrían representar un riesgo financiero mucho menor y mucha más flexibilidad para las empresas de servicios públicos que deben adaptarse a las cambiantes demandas de electricidad.

Algunos diseños ya están avanzando hacia la producción. NuScale Power, una compañía en Corvallis, Oregon, ha desarrollado un plan para una unidad modular que mide 60 pies por 14 pies y pesa 300 toneladas, lo suficientemente pequeña para ser movida por ferrocarril o barcaza. Una instalación puede constar de una unidad o hasta 24, cada una de las cuales genera solo 45 megavatios. La compañía dice que en caso de accidente o parada inesperada, el calor es llevado por la circulación natural, por lo que no se requieren bombas ni válvulas de emergencia, y que en el peor de los casos, ninguna unidad individual podría liberar suficiente radiación para necesitar un plan. para evacuar el área circundante.

Despilfarro de dinero: La construcción de Vogtle 3 y 4 costará aproximadamente entre $ 12 mil millones y $ 14 mil millones. Los pasos iniciales del proceso implican cavar agujeros para los cimientos y rellenarlos dentro de las especificaciones exactas medidas por GPS.

Babcock & Wilcox, una empresa gigante de construcción e ingeniería con sede en Charlotte, Carolina del Norte, tiene otro diseño modular, para un reactor de 125 megavatios. Se construiría en una fábrica y se enviaría a un silo subterráneo, lo que reduciría el riesgo de un ataque terrorista exitoso. El reactor funcionaría cuatro años sin requerir repostaje, que es aproximadamente el doble del ciclo más largo que es común ahora.

Estos planes representan algo que la industria no ha visto en décadas: ingenieros del sector privado que creen que pueden ganar dinero siendo emprendedores con nuevos diseños de reactores. Per F. Peterson, profesor de ingeniería nuclear en la Universidad de California, Berkeley, dice que tiene grandes esperanzas para los reactores más pequeños, en parte porque cada uno representa menos riesgo para los inversores dispuestos a arriesgarse con algo nuevo. Las barreras y dificultades del primer movimiento son mucho más pequeñas para el pequeño reactor modular, dice.

Perspectivas en decadencia

En el sitio de Vogtle, en una amplia variedad de remolques de oficina temporales, David Jones está supervisando la construcción de los nuevos reactores. Jones, un veterano de 30 años en Southern Company que anteriormente se desempeñó como vicepresidente de ingeniería de sus seis reactores existentes, comenzó su carrera en la industria nuclear a mediados de la década de 1970, utilizando una cinta métrica para asegurarse de que las barras de refuerzo de acero en el edificio auxiliar principal en la planta Bellefonte 1 de la Autoridad del Valle de Tennessee tenía el espesor y la distancia adecuados. Su sueño era ayudar a la TVA a construir plantas nucleares a lo largo del río Tennessee. Pero la construcción de Bellefonte se detuvo a fines de la década de 1980. La TVA había subestimado sus costos y sobrestimó tanto la demanda de electricidad como su capacidad para gestionar proyectos nucleares.

En estos días, Jones es bastante consciente de que el desfile de proyectos nucleares planeados detrás de él ha desaparecido. Pero, dice, alguien tiene que ser el primero y nosotros somos los primeros. Si la Compañía del Sur puede demostrar que [la energía nuclear] es una opción viable al terminar el trabajo a tiempo y dentro del presupuesto, sostiene, otros lo seguirán.

No todo el mundo está tan seguro. Richard Lester, presidente del departamento de ciencia e ingeniería nuclear del MIT, dice que no está claro si el éxito en el sitio de Georgia y otras plantas nucleares planificadas sería suficiente para alentar un resurgimiento nuclear en este país. Señala que estas primeras plantas contarán con una amplia ayuda gubernamental que es poco probable que esté disponible para los posibles sucesores. La pregunta es si uno puede ver un camino a partir de los primeros construidos en circunstancias bastante excepcionales, probablemente circunstancias no sostenibles en lo que respecta al apoyo del gobierno, dice. Si se tiene una visión más amplia, lo que realmente cuenta aquí es si podemos obtener hasta 300 o 400 [plantas]. Agrega, incluso si uno pudiera conseguir tres o cuatro o cinco nuevas plantas nucleares construidas en los Estados Unidos, la pregunta siempre sería: bueno, ¿entonces qué? Esa pregunta todavía está sobre la mesa.

Severin Borenstein, codirector del Instituto de Energía de la Escuela de Negocios Haas de la Universidad de California, Berkeley, culpa del estancamiento a la falta de aprobación de la legislación para abordar la amenaza del cambio climático.

Es difícil ser muy optimista al respecto en este momento, dice Borenstein sobre las perspectivas de la industria nuclear. El ímpetu original detrás del renacimiento nuclear fue [que la energía nuclear sería] de bajo costo y bajo contenido de carbono. No está resultando ser tan económico como afirmaron los proponentes, y el electorado no se está preocupando mucho por las bajas emisiones de carbono. Esta idea de que la era del carbón ha terminado no es cierta.

Matthew L.Wald es un reportero en el New York Times . Con frecuencia cubre la industria nuclear.

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