Como señala Abbott Derek en su estudio, el consumo mundial de electricidad es de unos 15 Teravatios (TW) (15.000.000.000.000 de vatios). En la actualidad, la capacidad de oferta mundial de la energía nuclear es sólo de 375 Gigavatios (GW). Con el fin de examinar los límites de la energía nuclear, Abbott estima que para satisfacer una demanda de 15 TW, utilizando sólo energía nuclear, necesitaríamos alrededor de 15.000 reactores nucleares. En su análisis, Abbott explora las consecuencias de la construcción, operación y posterior desmantelamiento de 15.000 reactores en la Tierra, observando factores tales como la cantidad de tierra necesaria (superficie), los residuos radiactivos, la tasa de accidentes, la abundancia de uranio y su extracción, y los metales exóticos utilizados para construir los propios reactores. "Una central de energía nuclear requiere una alto consumo de recursos y, además del combustible, la utilización de muchos metales raros en su construcción", afirma Abbott. Sus conclusiones, algunas de las cuales se basan en resultados de estudios anteriores, se han publicado en Physorg y se resumen a continuación:
1- La superficie de tierra y su ubicación:
Un reactor nuclear requiere alrededor de 20,5 kilómetros cuadrados de tierra para dar cabida a la central de energía nuclear en sí, su zona de exclusión, su central de enriquecimiento, el procesamiento de minerales, y la infraestructura de apoyo. En segundo lugar, los reactores nucleares deben estar ubicados cerca de un enorme cuerpo de agua de refrigeración, pero lejos de las zonas de población densa y de desastre en zonas naturales. Encontrar 15.000 lugares en la Tierra que cumplan esas condiciones es muy difícil.
2- Vida útil:
Cada central de energía nuclear tiene que ser dada de baja después de 40 a 60 años de operación. Esto es debido a las grietas que se desarrollan en las superficies metálicas expuestas a la radiación. Si las centrales nucleares necesitan ser reemplazadas cada 50 años en promedio, contando con 15.000 centrales de energía nuclear, una central tendría que ser construida y otra dada de baja en algún lugar del mundo, todos los días. En la actualidad, se tarda más de 12 años para construir una central nuclear, y hasta 20 años para desmantelar otra, por lo que la tasa ideal de sustitución resultaría imposible de lograr.
3- Residuos nucleares:
Aunque la tecnología nuclear se utiliza desde hace más de 60 años, todavía no existe un acuerdo internacional sobre los métodos de eliminación de sus residuos. Siempre es incierta la posibilidad de que la mejor opción sea enterrar el combustible gastado y de los vasos de un reactor vetusto (que también son altamente radiactivos). Estos podrían tener fugas radiactivas hacia las aguas subterráneas o al medio ambiente a través de movimientos geológicos.
4- Accidentes:
Hasta la fecha, se han producido 11 accidentes nucleares con una total o parcial fusión del núcleo. Estos accidentes no son acontecimientos menores que se pueden evitar incrementando la tecnología en sistemas de seguridad en una central; se trata de eventos raros que ni siquiera son posibles de imaginar en un sistema tan complejo como es una central nuclear, y siempre surgen por motivos imprevistos y circunstancias impredecibles (como el accidente de Fukushima). Teniendo en cuenta que estos 11 accidentes se produjeron durante un total acumulado de 14.000 años-reactor (cantidad de años respecto a los reactores operativos) de actividades nucleares, la ampliación hasta 15.000 reactores en funcionamiento simultáneo significaría que tendríamos un accidente grave, en algún lugar del mundo, cada mes.
5- Proliferación de armas nucleares:
Incrementando el poder de las centrales nucleares, existirá una mayor probabilidad de que los materiales y los conocimientos para fabricar armas nucleares puedan proliferar alrededor del mundo. A pesar de que los reactores tienen un control estricto sobre este tema, el mantenimiento de la rendición de cuentas de 15.000 reactores en todo el mundo sería casi imposible.
6- Abundancia de Uranio:
Al ritmo actual de consumo de uranio para los reactores convencionales, una oferta mundial de “uranio viable” puede tener una duración de 80 años. Para satisfacer un consumo energético de hasta 15 TW, el suministro de uranio viable tendrá una duración de menos de 5 años. (Uranio viable es el uranio que existe en una concentración de mineral suficientemente alta como para que la extracción sea económicamente justificada.)
7- Metales exóticos:
El recipiente de contención nuclear está hecho de una variedad de metales raros y exóticos que controlan y contienen la reacción nuclear. El Hafnio se utiliza como amortiguador de neutrones, el Berilio como un reflector de neutrones, para el revestimiento se utilizan circonio, niobio y aleaciones de acero que posibilitan una duración de 40 a 60 años. La extracción de estos metales plantea cuestiones de costes, la sostenibilidad y el impacto ambiental. Además, estos metales tienen muchos usos industriales que compiten contra la utilización en centrales nucleares. Por ejemplo, el Hafnio y el Berilio se utilizan en los circuitos integrados y en la industria de semiconductores. Si un reactor nuclear se construye todos los días, la oferta mundial de estos metales exóticos, necesarios para construir estructuras de contención nuclear, disminuiría rápidamente y crearía una crisis de recursos minerales. Este es un nuevo argumento que Abbott pone sobre la mesa, que estableciendo límites de recursos en toda la generación de reactores nucleares del futuro, ya sea que se alimenten de torio o uranio.
Energía solar térmica
"Debido al costo, la complejidad, los recursos necesarios y los tremendos problemas que se ciernen sobre la energía nuclear, nuestras monedas de inversión serían más sabiamente colocadas en otro lugar", dijo Abbott. "Cada billete que se dedica a la energía nuclear es dinero que se ha desviado de ayudar a la rápida adopción de una solución segura y escalable como podría ser la energía solar térmica". Aprovechar la energía solar térmica para producir calor y generar vapor puede hacer girar una turbina para generar electricidad. La tecnología solar térmica evita muchos de los problemas de escalabilidad frente a la tecnología nuclear. Por ejemplo, aunque un parque de energía solar térmica requiere una superficie poco más de la infraestructura de energía nuclear equivalente, puede ser ubicado en zonas desérticas que existen sin usar. Además de ser una tecnología más segura, los materiales para su construcción son más abundantes y se pueden alcanzar una totalidad de generación muy superior a los 15TW.
Sin embargo, el mayor problema de la tecnología de energía solar térmica son los días nublados y durante las noches. Abbott planea investigar una serie de soluciones de almacenamiento para este inconveniente de intermitencia, además de planear estudios futuros sobre otras energías renovables como la eólica. Durante el período de transición, sugiere que el uso de gas natural junto con parques solares térmicos es el camino a la construcción de una infraestructura de energía segura para el futuro.
Los vehículos eléctricos con baterías de litio no emiten CO2 ni dañan el medio ambiente, siempre que la electricidad provenga de energías renovables, como la eólica, la energía solar fotovoltaica y la termosolar. Los aerogeneradores podrán suministrar la electricidad al vehículo eléctrico, que en un futuro servirán también para almacenar y regular la electricidad intermitente del sector eólico.
www.ieee.org/publications_standards/publications/proceedings/index.html
