En un intento por competir con las baterías eléctricas como fuente de energía sin emisiones de carbono, las empresas de energía nuclear están intentando reducir el tamaño de los reactores al de los contenedores de carga.
La carrera para desarrollar “microrreactores”, que es liderada por Westinghouse, se basa en la idea de que pueden reemplazar generadores diésel y gas que se utilizan en todo, desde centros de datos hasta comunidades remotas fuera de la red, y plataformas de petróleo y gas en alta mar.
"Inicialmente, la idea era que hay partes de la economía que son muy difíciles de descarbonizar, especialmente las comunidades remotas que dependen del diésel transportable, que es muy caro”, dijo Jon Ball, director del programa de microrreactores eVinci de Westinghouse.
“Pero relamente el nivel de interés se ha expandido y creemos que esta será una importante área de crecimiento”. La industria nuclear está viviendo un renacimiento a medida que los gobiernos y las grandes empresas tecnológicas buscan fuentes de energías limpias para cumplir con sus compromisos climáticos. Ya hay docenas de proyectos en marcha para desarrollar pequeños reactores modulares, que tienen capacidades de hasta 300 MW.
Los microrreactores tienen una potencia mucho menor, de hasta 20 MW, suficiente para abastecer a unos 20.000 hogares, y es probable que puedan operar como baterías grandes, sin salas de control ni trabajadores en terreno. Los reactores serían transportados a un sitio, enchufados y dejados en funcionamiento durante varios años antes de ser llevados de regreso a su fabricante para reabastecerse de combustible.
En diciembre, Westinghouse logró la aprobación de los reguladores nucleares estadounidenses para un sistema de control que eventualmente permitirá que el eVinci de 8 MW sea operado de forma remota. El reactor, que tiene mínimas partes móviles, utiliza tuberías llenas de sodio líquido para extraer calor de su combustible nuclear y transferirlo al aire para hacer funcionar una turbina y producir electricidad o ser bombeado a sistemas de calefacción.
"Nuestro objetivo es poder operar de manera autónoma, desde una ubicación central, donde podamos simplemente monitorear una flota de reactores desplegados en todo el mundo”, dijo Ball.
El reactor utiliza pequeñas cantidades de Triso, un combustible recubierto de cerámica, que está diseñado para soportar temperaturas extremas sin fundirse.
Data centers y extracción de combustibles
El eVinci es el primer microrreactor en completar los estudios de ingeniería para un programa de pruebas (que se espera que comience en 2027) en el Laboratorio Nacional de Idaho en EEUU, y Westinghouse firmó recientemente un acuerdo con Core Power, una start-up del Reino Unido que busca desarrollar plantas de energía nuclear en el mar.
"Está en camino de obtener una licencia operativa en la Comisión Reguladora Nuclear de EEUU. Creemos que 2029 es el momento, que es lo más pronto que cualquier cosa saldría al mercado", dijo Mikal Bøe, director ejecutivo de Core Power.
Agregó que espera que las dos compañías puedan construir una cartera de pedidos en 2027 y 2028.
Ball dijo que dos de los mercados objetivo para los reactores eVinci son los centros de datos y la industria del petróleo y el gas, apuntando a estructuras terrestres y marítimas. Dijo que la capacidad de operar varios microrreactores uno al lado del otro haría que los centros de datos fueran más resistentes que con una sola fuente de energía.
Es probable que los microrreactores también sean utilizados por la industria minera, particularmente para excavar cobalto, manganeso y otros minerales críticos que a menudo se encuentran en lugares remotos, dijo Ian Farnan, profesor de materiales nucleares y terrestres de Cambridge.
Farnan agregó que el problema era "que hay que cortar 1.000 toneladas de roca para una tonelada de producto".
"Esto cambiará la forma de operar una mina. Actualmente, utilizamos diésel. Además de su costo y la intensidad en la emisión de carbono, la logística para llevar diésel a sitios remotos hace que muchas de estas minas sean inviables. Si pudieras instalar un reactor que dure entre 10 y 20 años, tendrías una fuente de energía resuelta”, dijo.
Nano Nuclear Energy, que cotiza en Nasdaq, ha contratado a Farnan para que la ayude a diseñar un microrreactor de refrigerante de baja presión que espera lanzar al mercado en 2031.
En expansión
En la lista de empresas que han alcanzado posiciones de liderazgo en la nueva industria de microrreactores está BWX Technologies, que cotiza en la bolsa de Nueva York y ya construye reactores nucleares para submarinos y portaviones de la marina para Estados Unidos, y X-energy, que recaudó US$500 millones en septiembre de inversores como Amazon y Ken Griffin, fundador del fondo de cobertura Citadel.
Ambas empresas fueron seleccionadas para el Proyecto Pele, una comisión del Departamento de Defensa de EE. UU. para un reactor nuclear portátil que podría desplegarse en cualquier sitio en un avión y funcionar durante varios años antes de ser trasladado.
Pero J Clay Sell, director ejecutivo de X-energy, dijo que el mercado de microrreactores "todavía está emergiendo".
"Probablemente hemos invertido tanto como cualquiera en el sector”, dijo.
“Pero cuando se reduce el tamaño, la economía se vuelve mucho más desafiante. Para que los microrreactores resulten rentables, hay que alcanzar un nivel de escala mayor”, afirmó.
Bøe afirmó que los microrreactores serían competitivos en cuanto a precio una vez que se ampliaran las líneas de producción.
“Si se tiene una cartera de pedidos de 60 a 120 reactores, se observa una economía de números”, y añadió que el objetivo era producir electricidad a un precio de entre US$100 - 150 dólares por MW/h.
"Eso no es competitivo a escala de red, pero es muy competitivo para puertos, terminales, instalaciones petroquímicas y ubicaciones remotas”, dijo.
“El costo de llevar diésel y gas a estos lugares es muy alto”, pero hay dudas sobre cómo construir, transportar y operar microrreactores de forma segura, dijo Ronan Tanguy, director del programa de seguridad y licencias de la Asociación Nuclear Mundial.
Los reguladores aún tienen que elaborar normas sobre si los microrreactores pueden operarse de forma remota y cómo hacerlos seguros frente a los ataques cibernéticos. También se necesitan normas sobre su transporte, especialmente a través de las fronteras nacionales, y sobre si deben ser cargados en una fábrica o en el lugar.
Dado su menor tamaño, también pueden convertirse en blanco fácil para el robo de combustible nuclear.
Westinghouse dijo que el eVinci pasaría la misma prueba de evaluación de impacto de aeronaves que se aplica a los reactores más grandes, pero Tanguy señaló que muchas de las normas existentes para los reactores son "desproporcionadas o no aplicables a los microrreactores".
Sería muy difícil alcanzar deliberadamente un objetivo tan pequeño con una aeronave, señaló.
"Es probable que el Organismo Internacional de Energía Atómica emita estándares de seguridad de alto nivel que generalmente se incorporan a la regulación nacional", dijo. "No va a ser rápido. Si la gente quiere que se haga, sí se puede, pero hay mucho trabajo de por medio".
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