Nova generació de reactors nuclears

L’electricitat és necessària a les nostres vides llars, per poder disposar d’una vida més còmoda i desenvolupada; la demanda s’espera que augmenti un 50% per l’any 2050 i les emissions de CO2 s’haurien de reduir en un 50%. Per garantir aquest subministrament elèctric s’han d’utilitzar fonts d’energies segures, econòmiques, netes i que no exhaureixin els recursos naturals. En molts països es podrà prescindint dels combustibles fòssils (carbó, petroli, gas... ) per tendir a les energies renovables (solar, eòlica, hidràulica, biomassa...). No obstant, aquestes possiblement no podran cobrir tota la demanda i s’hagin de complementar amb el manteniment de l’energia nuclear que també compleix amb aquests requisits, fent front a la lluita contra el canvi climàtic i a l’alça dels preus de l’energia.

Sobretot els països en vies de desenvolupament son els que protagonitzen el major creixement nuclear. 

Situació actual de l’energia nuclear

Actualment a tot el món hi ha (2019): 450 reactors nuclears en operació amb una capacitat de potència neta instal·lada d’uns 400.000 MW i 53 reactors nuclears en construcció.

• Espanya: A Espanya es troben en funcionament cinc centrals nuclears (cinc emplaçaments), dues d’elles disposen de dos reactors nuclears (Almaraz i Ascó) i, per tant, sumen set reactors nuclears d’aigua lleugera amb una potència instal·lada d’uns 7.400 Megawatts (MW). Suposen una producció neta de 55.850 GWh funcionant el 90% del total de les hores de l’any i el 21% de l’electricitat consumida al país. Les centrals son: Almaraz I i II (Càceres); Ascó I i II (Tarragona); Cofrentes (València); Vandellòs II (Tarragona) i Trillo (Guadalajara).

El futur de l’energia nuclear al món és incert i va des de la desaparició al renaixement, en tot cas es creu apostar per una nova generació de reactors.

• EUA: És el país amb més reactors nuclears, noranta-quatre en funcionament que cobreixen el 20% de les necessitats energètiques del país.
• La Xina: És el líder mundial en la construcció de noves centrals nuclears. El 2021, quaranta-nou reactors generaven el 5% de l’electricitat del país i altres disset estaven en construcció.
• Índia: Compte amb vint-i-un reactors que generen el 3% de l’electricitat del país. Actualment, s’estan construint sis nous reactors nuclears.
• França: És el segon país, després d’EUA, amb centrals nuclears, actualment cinquanta-sis en funcionament i una en construcció. El 71% de les seves necessitats d’electricitat es cobreixen amb energia nuclear. Darrerament, s’ha pres la decisió de construir nous reactors nuclears.
• Alemanya: Fa deu anys, després de l’accident de Fukushima, la llavors cancellera Àngela Merkel va decidir eliminar gradualment l’ús de l’energia nuclear per a finals del 2022. Així mateix, es va decidir tancar les plantes de carbó abans del 2038.

Actualment, tot està condicionat per la guerra de Rússia contra Ucraïna, l’escassetat en què arriba el gas natural i la crisi energètica global.

Punts forts i febles de les nuclears

Les nuclears tenen l’avantatge, sobre altres energies, de funcionar al 100% de potència pràcticament sempre, excepte recàrregues de combustible i avaries. L’energia hidràulica depèn de les pluges, l’eòlica del vent i la solar del sol que irradia. No són una garantia permanent de subministrament com l’energia nuclear. La producció de l’energia nuclear no comporta l’emissió de CO2, i el cost de manteniment s’ha reduït molt perquè les centrals ja estan amortitzades.

Una aportació indiscutible de l’energia nuclear és l’elevada densitat d’energia: La fissió d’1 gram d’Urani-235 lliure uns 24 MWh d’energia; l’equivalen a la combustió de 2,5 tones de carbó o 2 tones de petroli.

Els punts febles de les centrals nuclears són de sobre coneguts. En cas d’accident –estadísticament poc probables, però a la realitat es donen– les seves conseqüències són molt greus, costoses i el seu efecte dura en el temps.

Des de l’accident nuclear de Fukushima el 2011 a Ascó i a Vandellòs, s’han reforçat i culminat les mesures, entre aquestes una àrea segura que consta de tres noves infraestructures: Un magatzem pels generadors elèctrics portàtils i bombes per injectar aigua; un heliport i un edifici-búnquer des d’on poder gestionar la central en cas d’emergència extrema.

Cal tenir en compte, també, que les centrals nuclears han d’assumir el cost de l’emmagatzemat dels residus radioactius generats. Els residus de baixa i mitja activitat s’emmagatzemen a les piscines de les mateixes centrals. A fi d’evitar aquesta dispersió de residus a tot el territori, està previst disposar d’un Magatzem Temporal Centralitzat (MTC) a Villar de Cañas (Conca), però de moment sense acord per la seva construcció.

Per als residus d’alta activitat (un 5% dels produïts) es disposa de la planta d’El Cabril (Còrdova), propietat d’Enresa (Empresa Nacional de Residuos Radioactivos,S.A.).

Per a molts, tot indicant que les centrals nuclears actuals són més segures que les dels anys 1980, la seguretat absoluta no hi és. Calen estudis que tinguin en compte totes les possibles eventualitats i la garantia de subministrament energètic, però segurament que la postura desitjada per molts seria poder marcar calendaris de tancament i desmantellament, tant com a plantejament econòmic, social i, sobretot, per a la salut de les persones.

França rellança l’energia nuclear

El passat mes de febrer, el president francès Emmanuel Macron va fer una proposta de «renaixement nuclear», acompanyada de la potenciació de les energies renovables, com a fruit de la seva campanya electoral 2022 a l’Elisi. En aquest cas defensa el rellançament d’aquest tipus d’energia per fer front a la lluita contra el canvi climàtic i a l’alça dels preus de l’energia, com és el cas del gas i l’electricitat.

De fet, la tendència del president francès va en contra dels països veïns com és Alemanya, que es proposa tancar les centrals nuclears pel 2022 (ara ajornat) i també Espanya i Àustria que se situen en aquesta darrera posició. Macron ha avançat que invertirà 1.000 milions d’euros fins a 2030 per desenvolupar petits reactors nuclears que se sumarien als cinquanta-sis reactors actius que actualment hi ha a França, tot prolongant la vida activa d’aquests fins als cinquanta anys.

Reactors de tercera generació: Són reactors evolucionats respecte a la II generació. Inclouen sistemes de seguretat passius i actius contra possibles accidents. Passius com els produïts per fenòmens físics naturals, com poden ser la convecció natural per transmetre la calor o la gravetat per accionar els sistemes de seguretat, que actuen automàticament quan la central es desvia del seu mode normal d’operació, sense que res els tingui d’activar, ni cap energia elèctrica externa. Mesures de protecció actives com: Sistemes independents de refredament d’emergència, que continua fins tres anys després de l’apagada inicial del reactor. Contenció hermètica entorn del reactor. Mur de formigó de dues capes amb un gruix total de 2,6 m, dissenyat per resistir l’impacte d’avions i la sobrepressió interna, entre d’altres.

L’elèctrica estatal francesa (EDF) ha proposat construir 6 reactors amb la denominada tecnologia EPR fins a l’any 2037 amb una inversió de 50.000 milions d’euros per substituir 12 plantes nuclears que tancaran tenia previst tancar en el país fins aquesta data. Aquests reactors avançats son d’aigua a pressió (son majoria entre els reactors nuclears). Les dues primeres unitats EPR a construir-se son a Olkiluoto (Finlàndia) i Flamaville (França), porten retards molt costosos i es preveia posar-los en marxa pel 2022 i 2023, respectivament.

Reactors modulars petits (SMR): Poden ser el futur de l’energia nuclear. Són un tipus de reactor de fissió nuclear, de mida i potència més petits que els reactors convencionals, segurs i basats en sistemes de seguretat passius. Serien fabricats en una factoria i, posteriorment transportats a l’emplaçament d’acoblament i posada en funcionament, reduint considerablement el temps de posada en marxa.

Els SMR són escalables o sigui que poden connectar diversos mòduls si cal per aconseguir la potència desitjada. Tenen un disseny que permet que la potència generada segueixi a la demanda, adaptant-se contínuament a ella i, per tant, són molt apropiats per complementar-se amb instal·lacions massives d’energies renovables.

Un SMR consisteix bàsicament en un reactor d’aigua a pressió amb una potència des de 45 MW elèctrics amb els generadors de vapor i el propi pressionador integrats en l’estructura del vas.

Els SMR han de tenir un paper destacat en la transició energètica futura i requeriran operar de forma segura i eficient.

Existeixen dissenys de SMR en fase molt avançada. Rolls-Royce proposa una instal·lació semienterrada. Mòduls de 470 MW es poden acoblar pels nivells de potència desitjats i reduiran en menys de cinc anys el període de construcció. Uns 13 reactors nuclears del Regne Unit s’han de retirar el 2025, i aquestes noves centrals nuclears de baix cost han de servir per ajudar al país a complir els seus objectius de reducció de les emissions de CO2 a zero.

General Electric Hitachi basa els seus dissenys en l’evolució dels reactors d’aigua en ebullició. Consten d’un recipient molt compacte que es pot preparar a la fàbrica i arriben a una potència de 300 MWe.

L’energia nuclear com energia «verda»: Molts experts creuen que és un error incloure l’energia nuclear de fissió en la categoria d’energies «verdes». En canvi, s’hauria de reconèixer, que és una font d’energia no contaminant, que si bé genera residus, no contribueix a la producció de diòxid de carboni ni a l’escalfament global.