El problema de la energia.Capitulo 1.El debate de las nucleares

Recuerdo que en un antiguo debate televisivo entre ecologistas y defensores de la energía nuclear, una de las partes (imagine cuál), se negó de pronto a proseguir la discursión argumentando que “no quiero la energía nuclear porque no me da la gana“.

No parece un argumento muy razonado aunque desde luego es indiscutible.

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PRODUCTIVIDAD

En 2011, la potencia electrica instalada de centrales nucleares en España era de 7,849 GW, y su produccion anual alcanzó los 57.731.millones de kWh . Es decir, se obtiene mas de 7,3 MWh de energia por cada kW de potencia nuclear instalada

En el mismo año, la potencia electrica instalada en centrales de produccion fotovoltaicas en España era de 3,708 GW, y su produccion anual alcanzó los  5.828.millones de kWh. El ratio de produduccion es de 1,5 MWh de energía por cada kW de potencia fotovoltaica instalada.

En otras palabras, la productividad de las centrales nucleares es casi 5 veces superior a la alcanzada mediante sistemas fotovoltaicos. Asi mismo, las nucleares son 3 veces mas productivas que las plantas eolicas y 2,25 veces más que las hidraulicas…

COSTES DE INVERSION Y EXPLOTACION

Cierto que las fuentes renovables no presentan costes de explotacion causados por el consumo de combustible, pero tambien lo es que el consumo de uranio es relativamente reducido.

En terminos de inversión, las centrales nucleares son tal vez incluso más caras que las renovables, y también presentan costes de explotación significativos, si bien su enorme productividad permite periodos de retorno de la inversion mucho mas reducidos si se las compara con las renovables de tipo fotovoltaica, termosolar o eolicas. De hecho, estas ultimas se han beneficiado de un marco normativo muy favorable durante años, incluso ayudas y subvenciones a la invensión que facilitaban su rentabilidad. Desafortunadamente, ese marco ya no existe (cosas de la crisis) y la inversión privada en estas centrales  se encuentra, por esta razón, casi paralizada.

El parque de centrales nucleares españolas, ciertamente muy envejecido, hace muchos años que recuperó las inversiones iniciales y sólo presenta costes de explotación. Por eso la energía ha sido barata, y abundante, durante mucho tiempo en nuestro pais.

LA SEGURIDAD

Nadie espera que los módulos solares que coloca en su azotea exploten. Podría ocurrir en una central termosolar (donde tambien existen circuitos a presión) pero sin peligro para nada que esté situado fuera de la valla externa de la planta.

Las centrales nucleares de fisión, en cambio…. Según escuché en la universidad, la seguridad de una central nuclear es tal que existe solo una posibilidad entre un millón de que algo grave ocurra. Esa probabilidad se pensaba reducir con una nueva generacion de centrales denominadas “intrinsecamente seguras“, donde la circulación del refrigerante se lograba mediante procesos de convección natural y no mediante bombas, como ocurre en las actuales.Recordemos que las bombas són máquinas dinámicas, y que todo lo que se mueve acaba por desgastar y romper.

De cualquier modo, no parece un cálculo muy fiable si observamos lo ocurrido en la central de Chernobyl (Ucrania), la Isla de las Tres Millas (EE.UU.), o Fukushima (Japón), aunque sólo en el primer caso se alcanzó el verdadero desastre.

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En 2011 se hallaban operativos 442 reactores en todo el mundo. Es decir, solo ha habido problemas realmente graves en menos del 1% de todos ellos, aunque cuando ocurren, los daños suelen ser de magnitud incalculable.

Pero ¿por qué ocurren?. La mayor parte de la gente desconoce el hecho de que un reactor nuclear “no se puede parar” de forma instantanea. Aunque se detenga la reacción, (eso sí puede ser instantaneo), el reactor continuará generando grandes potencias de calor durante periodos de tiempo que alcanzan o superan el mes. Es el denominado “calor residual”. Para evacuar el mismo, se necesita refrigerante (agua), impulsada por bombas que la introducen en el reactor y despues (en estado vapor) debe ser condensado en las torres de refrigeración.

Si las bombas no funcionan (porque no disponen de alimentación electrica por ejemplo), el circuto de refrigerante no funcionará, y el calor no podrá ser evacuado del reactor. En ese caso el desastre está asegurado, la vasija del reactor no soportará el calor o las explosiones de hidrógeno y, como mínimo, habrá fugas al exterior de materiales de alta actividad (radioactivos) que se difunden en la atmosfera para despues precipitar en todas partes.

Algunos accidentes (como el de Fukushima) se deben a causas externas y casuales, donde una combinacion de circunstancias (en especial un diseño inadecuado de la central),induce el fallo del circuito de refrigeración, observando escenas tan absurdas como helicopteros intentando verter agua en el interior de los reactores.

IMPACTO AMBIENTAL

Todo el mundo ha oido hablar de los residuos radiactivos. Los de alta actividad (que seguirán siendo peligrosos durante decenas de miles de años), están constituidos fundamentalmente por las barras de uranio “gastadas”, y que se almacenan en piscinas en el interior de las centrales.  Hasta que alguien haga algo al respecto, seguirán ahí, (es decir, en el interior de las centrales), durante todo ese tiempo.

1-12121495914tsnSe prevé la construccion de grandes cofres de acero y hormigón que encierren las piscinas, al término de la vida útil de la central, y nada mas. La alternativa de almacenarlos en depositos subterraneos, en el interior de formaciones geologicamente estables no parece generalizada, de modo que es un problema aun no resuelto.

Respecto a los residuos de media y baja actividad, existen depósitos que actuan como “vertederos”, para lo que están adecuadamente diseñados.

Sorprendentemente, algunas personas creen que lo que expulsan las enormes torres de refirgeración que caracterizan a las centrales nucleares, es humo altamente contaminante o tal vez radiactivo. La realidad es que se trata solo de agua, o vapor, absolutamente inocuo. Esa es una importante diferencia con las centrales térmicas convencionales (gas, fuel, etc…), que, en efecto expulsan toda clase de contaminantes a la atmosfera y, sobre todo, CO2.

Supongo que usted está pensando que nada de eso ocurre con las energías renovables, tradicionalmente “limpias”, aunque eso sólo es casi cierto.

El analisis del “ciclo de vida”, un estudio integral de los productos a lo largo de toda su vida; desde la extraccion de las materias primas en las minas o explotaciones, su transporte a las plantas de fabricación, el procesado, la instalación, el servicio y, finalmente la retirada y desecho de los mismos al final de su vida util, ha demostrado que algunas tecnologías tradicionalmente “limpias” como los modulos solares fotovoltaicos, emplean metales pesados u otros compuestos tóxicos y peligrosos a los que no se habia prestado la debida atencion, y que resultan susceptibles de envenenar cursos de agua, afectar a la salud de las personas, etc…,si no se procesan o recuperan adecuadamente al final de su vida.

De cualquier forma, es algo que se podría controlar.

CALIDAD DE LA ENERGÍA

La energía eléctrica es la forma de distribucion energética standard en el mundo. Solo tiene un inconveniente, y es que no se puede almacenar. No existe pila o batería  que pueda acumular megavatios-hora de energía para despues entregarla siguiendo una curva de demanda como si de un deposito de agua se tratase. Es decir, la energía demanda en cada instante debe ser producida en el mismo momento. Si existe un exceso de producción, se perderá, y si hay un defecto, la demanda no se cubrirá.

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Figura: Perfil de demanda eléctrica en un dia tipo en España, según REE. Se observa que la demanda es muy variable en función del período horario y, por tanto, también debe serlo la producción de las centrales.

Ese es el motivo por el que la demanda base (el minimo que siempre existe) se cubre utilizando centrales térmicas (convencionales o nucleares), que son las únicas que aseguran una producción continua y constante 24 horas/dia. Las puntas de demanda, sin embargo, se satisfacen con las renovables, y siempre y cuando estén disponibles, (ciertamente no de noche, en el caso de las solares, o cuando el viento no alcance la velocidad de operación de los aerogeneradores).

Es decir, las renovables (excepto la hidraulica con ciertos matices), son poco fiables pues dependen de las condiciones horarias o naturales para su producción, a diferencia de las térmicas (combustibles fósiles o nucleares) que sólo se detienen en periodos programados para recargas o mantenimiento.

¿Se imagina una factoria industrial, cuya produccion estuviera supeditada a la disponiblidad o no de luz solar o de suficiente viento? o ¿Cuánto durarían los trayectos en trenes electricos?

ALGUNAS CONCLUSIONES

Esperando que usted esté abierto a más razonamientos que el expuesto en el primer parrafo (acerca de dar o no la gana), y aceptando mis posibles errores e imprecisiones en la exposición anterior, creo que ha quedado demostrado que:

  • La Tecnologia nuclear es mucho mas productiva que la mayor parte de las denominadas “renovables” y de mayor difusión (hasta 5 veces superior a la fotovoltaica en terminos de KWh/KW). Incluso con un coste de inversion y explotacion mayor, las centrales nucleares proveen energía con una relación €/kWh mucho mas competitiva que las renovables no hidraulicas (fotovoltaica, fototérmica y eólica). En otras palabras, la energia es mucho mas barata si se genera en centrales nucleares. De hecho, la anulación de primas a los autoproductores en rgimen especial, recientemente aprobada en España, prácticamente ha paralizado la implantación de nuevas centrales de renovables conectadas a red.
  • La Tecnología nuclear es ciertamente peligrosa y de un impacto ambiental signficativo, y no tratado, aunque no generan emisiones contaminantes ni vertidos. Aunque nada es seguro al 100%, es de esperar que las futuras centrales nucleares sean considerablemente más seguras que las actuales. Es un problema técnico y no cientifico, y yá hay soluciones sobre la mesa para mejorarlo. Todo depende del riesgo que uno esté dispuesto a asumir a cambio de una factura de electricidad asumible.El problema de los residuos es asi mismo mejorable, aunque necesita de politicas favorables y una opinion publica no predispuesta en contra, (es decir, no como en España).
  • La Tecnología nuclear no puede ser sustituida mas que por otra que asegure la misma calidad de produccion o fiabilidad (funcionamiento constante 24 horas/dia). A dia de hoy, sólo las centrales térmicas convencionales podrían sustituir las nucleares, es decir, las que queman carbón, fuel, gas natural, residuos o biomasa. En otro caso, (sustitución íntegra por centrales de renovables), no podría garantizarse la cobertura de la demanda base o una calidad de suministro fiable, a menos que se inventen los “superacumuladores” eléctricos, o cualquier otra forma de almacenamiento energético suficientemente capaz. La sustitución, por centrales convencionales, en todo caso, llevaria aparejada el incremento de emisiones de CO2 con lo que ello supone para el cambio climatico, capa de ozono, etc…

 

He omitido hasta ahora valorar la opinión publica generalizada en España, y que se decanta mayoritariamente en contra de las centrales nucleares. Recuerdo a un catedratico responsabilizando a la comunidad cientifica y técnica de esa opinión. El público en general sólo dispone de una fuente de información, (generalmente movimientos ecologistas), que ha tomado la iniciativa y que se manifiesta en contra de la energía nuclear argumentando los riesgos y el impacto ambiental. En muchos casos, esta fuente desconoce u omite intencionadamente los beneficios (energía barata y fiable).No decir toda la verdad, ¿es mentir?. Valore esto usted mismo.

C.N.1

Lo cierto es que resulta dificil encontrar a una persona, agena a la comunidad cientifica (demasiado pasiva al respecto), que entienda la autentica necesidad de esta tecnología.

He hecho un cálculo rapido. Aceptando que un modulo solar fotovoltaico (el recurso renovable de mayor disponibilidad en España es el solar), presenta un ratio de potencia/ superficie de 100 w/m2, si se intentara sustituir el parque nuclear español por esta tecnología, sería necesario ocupar una superficie de unos 400 km2 con módulos solares fotovoltaicos para lograr la misma producción de energía, (unas 10 veces más que la superficie de módulos solares instalados en la actualidad).

Me resulta muy dificil valorar esa superficie en términos de inversión, y además en un entorno económico sin primas por venta a red o subvenciones. La disponibilidad de centrales térmicas convencionales (combustibles fosiles fundamentalmente) sería entonces fundamental para el mantenimiento de un nivel de calidad aceptable del suministro electrico, y cubrir la demanda base. De hecho, sería probablemente la única opción de sustitucion  economicamente viable, sino queremos ver centuplicado el coste de la electricidad, aunque no parece que esté de acuerdo con las disposiciones del protocolo de Kyoto y la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero.

Existe una tercera alternativa, concretada en aumentar la energía denominada “de intercambio”, es decir, comprada fundamentalmente a Francia. Deberiamos pensar entonces en su verdadero origen (Este pais dispone de 58 reactores nucleares en funcionamiento), para darnos cuenta de que seguiriamos consumiendo energía nuclear, sólo que a un coste mayor y asegurando el empleo de ciudadanos de otro pais.

Si el verdadero temor del publico se centra en los riesgos de un accidente nuclear, tal vez sería bueno recordar que los efectos de Chernobyl (nube radioactiva), llegaron a alcanzar las costas catalanas (case 3.000 km de distancia), Aunque muy atenuados. Un accidente en la vecina Francia, (en cualquiera de sus 58 reactores), repercutiría con total seguridad en nuestro pais y de forma más significativa. No se trata entonces que desaparezcan los riesgos con el fin de las centrales españolas, salvo que convenzamos a los paises vecinos de que hagan lo mismo, (lo que no parece probable).

En una visita del autor a la C.N. de Cofrentes (Valencia), observé sorprendido la existencia de una central meteorológica en la sala de control, cuya función, según se nos explicó, era determinar la velocidad y dirección del viento a fin de prevér hacia dónde podría dirigirse una hipotética nube radioactiva, en caso de accidente.

Nada de lo anteriormente expuesto contradice la conveniencia de disponer, y desarrollar, sistemas de aprovechamiento de energías renovables. De hecho, y si algo pretendo con estas exposiciones es demostrar que la potenciación del sector energético de renovables, muy especialmente cuando se orienta a abaratar los costes de inversión y a I+D, unido a las técnicas de mejora de eficiencia energética en el consumo, constituyen la “solución provisional” más idonea al problema energético, al menos hasta que se desarrollen nuevas tecnologías capaces para la verdadera sustitución de las actuales centrales térmicas, (nucleares y convencionales).

Espero que, finalmente, el lector al menos disponga de otra “versión” del problema de las nucleares que le ayude a formarse una idea más completa, sea cual sea su punto de vista final.

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