Energía nuclear y su papel en la transición energética

Jesús V.

Octubre 29, 2023

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Autor: Jesús V, 29 octubre 2023.

Introducción

Actualmente el mundo se enfrenta a grandes desafíos como suplir la creciente demanda de energía y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Por tales razones, la transición energética se ha convertido en una de las posibles respuestas ante dichas problemáticas. Sin embargo, varias fuentes de energía alternativa no cuentan con los grados de eficiencia y continuidad necesarios para suplantar los combustibles fósiles. Por ende, la energía nuclear surge como una solución que merece ser analizada.

La energía nuclear se plantea como un puente hacia la transición energética global al ofrecer una fuente de electricidad sin emisiones significativas de carbono. Sus capacidades permiten operar de manera constante, proporcionando estabilidad en la generación de energía. Lo que resultaría en la reducción de la dependencia de los combustibles fósiles.

No obstante, dicha alternativa cuenta con obstáculos importantes, que deben ser superados si se desea emplear en este proceso de transición. En este artículo, exploraremos el papel de la energía nuclear en la transición energética global. Para ello indagaremos en aspectos como la situación actual de la descarbonización global, las oportunidades y los desafíos que comprende esta fuente de energía.

La transición energética y sus dificultades

Actualmente, distintas naciones se encuentran en el proceso de evaluar y adaptar sus sistemas energéticos ante las grandes demandas¹. Al mismo tiempo, se están llevando a cabo esfuerzos para minimizar las emisiones de CO₂ producto de combustibles fósiles. Una de las principales motivaciones para ello es sin duda el cambio climático que puede traer impactos negativos al planeta.

La búsqueda por reducir las emisiones origino el desarrollo y empleo de sistemas de energía renovable para mitigar efectos nocivos al ambiente. Las energías limpias provienen de fuentes como la solar y la eólica, cada una con sus propias características. La creación de un portafolio variado de fuentes renovables proyecta la posibilidad de reducir la dependencia del combustible fósil, y así, encaminarnos hacia un futuro más limpio.

A pesar de los grandes beneficios que representa adoptar este nuevo modelo energético, existen obstáculos que impiden su completa adopción. Entre las principales dificultades que enfrenta la transición energética tenemos:

Intermitencias: Debido a la naturaleza intermitente del sol y el viento, las fuentes de energías renovables no pueden suplir las demandas constantes. Resultando en una de las razones principales de la actual dependencia de los combustibles fósiles.
Disponibilidad de recursos: Dependiendo de la zona, la disponibilidad de los recursos puede verse afectada. Y con ello, la eficiencia y viabilidad del sistema de generación de energía se verá limitada.
Dependencias de recursos: Para poder implementar alguna forma de energía renovable, resulta necesario contar con recursos específicos. Como consecuencia, esto ocasiona la reducción de opciones para aquellas zonas que no cuentan con un ambiente favorable.
Costos elevados: Aunque los costos de producción de energía limpia han disminuido con el paso del tiempo, sigue siendo una alternativa más cara en comparación a producción tradicional. Por lo tanto, la adopción de estos sistemas de energía a gran escala puede seguir generando dudas.

Energía nuclear

La energía nuclear constituye una manifestación de energía liberada por el núcleo atómico, compuesto por protones y neutrones. Esta fuente de energía se genera a través de dos procesos distintos: la fisión, que involucra la división de núcleos atómicos en fragmentos más pequeños, y la fusión, que implica la unión de núcleos.

La forma predominante de energía nuclear empleada globalmente para la generación de electricidad es la fisión nuclear². Este proceso consta de la reacción del núcleo de un átomo al ser dividido en dos o más núcleos pequeños, liberando energía durante su desarrollo.

Energía Nuclear: Proceso de la Fisión Nuclear — Figura 1. Proceso de la Fisión Nuclear (Gráfico: A. Vargas/IAEA)

Al recibir el impacto de un neutrón, el núcleo de un átomo de uranio-235 se divide en dos núcleos más pequeños, además de dos o tres neutrones adicionales. Estos neutrones adicionales colisionarán con otros átomos de uranio-235 cercanos, induciendo su división y generando más neutrones en un proceso multiplicativo, creando de esta forma una reacción en cadena en un instante muy breve.

Cada vez que se desencadena esta reacción, se libera energía en forma de calor y radiación. El calor generado puede ser convertido en electricidad en una planta nuclear, de manera similar a cómo se utiliza el calor de combustibles fósiles como el carbón, el gas y el petróleo para la generación de energía eléctrica.

Beneficios de la adopción de la energía nuclear

La implementación de esta fuente de energía puede traer consigo una serie de beneficios, tales como:

Suministro de recursos: Este tipo de energía destaca por su potencial de suministro a largo plazo. A diferencia de los combustibles fósiles, la energía nuclear no depende de suministros finitos como el petróleo o gas. Los reactores nucleares utilizan uranio, que es más abundante de lo que solemos pensar. Además, las tecnologías de reactores avanzados, como los reactores de sal fundida, pueden aprovechar uranio empobrecido y otros combustibles alternativos.

Estabilidad energética: Uno de los desafíos de las energías renovables, como la solar y eólica, es su producción intermitente. Es decir, cuando el sol y el viento no estén presentes, se requerirá de una fuente de respaldo. La energía nuclear ofrece una solución en este sentido. Los reactores nucleares pueden operar de manera constante³, proporcionando una base de energía estable que complementa las fluctuaciones de las energías renovables.

Eficiencia energética: En comparación con otras fuentes renovables de energía, la nuclear cuenta con una alta eficiencia de producción en relación con sus recursos. Por ello, ofrece una mayor viabilidad y sustentabilidad que otras energías.

Madurez tecnológica: Se trata de un concepto bastante conocido, por lo que cuenta con un gran historial de desarrollo y mejora continua. Por lo tanto, emplearla no supondría un desafío alguno ya que resulta en una fuente con parámetros conocidos. Adicionalmente existen ya una gran cantidad de centrales nucleares, así que la construcción de estos centros de producción de energía no representa un enigma.

Los desafíos de implementación

A pesar de sus beneficios, la energía nuclear enfrenta desafíos significativos. Abordar estos desafíos es fundamental para adoptar esta fuente de energía renovable a mayor escala.

Percepción pública: La energía nuclear a menudo se asocia con un halo de temor debido a eventos pasados⁴. Como consecuencia de ello se pueden generar preocupaciones por temas como la seguridad de las plantas, los residuos nucleares o incluso posibles accidentes.

Seguridad nuclear: La seguridad de una planta nuclear es sin duda uno de los aspectos más delicados a tomar en cuenta. Para prevenir y minimizar cualquier tipo de inconveniente o accidente, es necesario que se desarrollen protocolos estrictos e imponer regulaciones precisas.

Costos: Una planta nuclear comprende una serie de costos que van desde la construcción, producción hasta su desmantelamiento. Cada uno de ellos debe ser considerado antes de llevar a cabo la adopción de su sistema de generación de energía eléctrica.

Gestión de residuos nucleares: Si bien la cantidad de residuos nucleares generados es relativamente pequeña en comparación con los desechos de combustibles fósiles, la gestión segura de estos residuos es importante. En este sentido, los avances tecnológicos, como el almacenamiento geológico profundo, ofrecen soluciones prometedoras.

Energía nuclear en la transición Energética

En un mundo que intenta revertir el cambio climático, la descarbonización de la energía eléctrica es una prioridad crítica. Principalmente por su capacidad para generar electricidad sin emisiones significativas. Además, produce calor, que puede ser de utilidad para las redes de calefacción urbana y algunas instalaciones industriales.

La transición exige pasar del uso incesante de combustibles fósiles a un conjunto de energías limpias en el sector eléctrico. Los atributos favorables de la energía nuclear, aumentarán su valor para los sistemas eléctricos a medida que se descarbonicen progresivamente. Este tipo de energía será cada vez más valiosa a medida que las renovables variables, que no son despáchales y son menos flexibles, proporcionen una parte cada vez mayor en la producción de electricidad.

Sin embargo, su proyección depende de las decisiones que tomen los responsables políticos y las empresas en cuanto a la velocidad de construcción de nuevos reactores y la duración de las operaciones continuas de los reactores nucleares existentes.

Actualmente, para países como Francia, la energía nuclear representa una parte importante del mix energético, por lo que sus emisiones de carbono son notablemente bajas. Demostrando así el papel crucial que puede desempeñar este tipo de energía en la lucha contra el calentamiento global.

Conclusiones

En un mundo que enfrenta una crisis climática inminente, la energía nuclear se impone como uno de los pilares que nos impulsarán hacia la transición energética. Su capacidad para generar electricidad, sin emisiónes de carbono, resulta una herramienta indispensable para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Sin embargo, para que desempeñe su papel en la lucha contra el cambio climático, es imperativo superar obstáculos y cambiar percepciones.

Desafíos como los altos costos iniciales, la seguridad y las preocupaciones públicas no deben oscurecer el hecho de que es una opción viable y efectiva para mitigar los daños a nuestro ambiente. No obstante, es fundamental invertir en tecnologías más seguras, gestionar de manera responsable los residuos nucleares y educar al público sobre los beneficios y la seguridad de esta industria.

El futuro energético de nuestro planeta depende de tomar decisiones adecuadas. La energía nuclear es una herramienta que debe ser utilizada con precaución, puede allanar el camino hacia un futuro más limpio, sostenible y menos dependiente de los combustibles fósiles. La transición hacia un mundo más verde y saludable requiere considerar todas las opciones disponibles, y esta alternativa merece su lugar en el escenario energético global.