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Los retos de la energía
El valor de la energía nuclear en la transición energética
Antonio Colino Martínez
Dr. Ingeniero de caminos, canales y puertos.
Presidente de la Real Academia de Ingeniería de España.
El consumo de los combustibles fósiles, esto es, la manera en que los venimos usando en los sistemas energéticos de los diferentes países, ha de reducirse significativamente para evitar una situación climática caótica de consecuencias imprevisibles. Sustituir el petróleo en el sector transporte y el gas en la demanda doméstica y en algunas actividades industriales no es trivial y presenta retos que se pueden afrontar con distintas aproximaciones en desarrollo. Evitar los combustibles fósiles en la generación eléctrica parece una tarea abordable.
España cuenta con un sistema eléctrico que suministra de manera segura kWh a un precio elevado en la actualidad y con un impacto ambiental mejorable. En 2020 las energías renovables (EERR: eólica, solar fotovoltaica y de concentración), la hidráulica, el carbón y las centrales nucleares (CCNN) contribuyeron aproximadamente en un 82% de la generación eléctrica bruta total en España. Algo más del 20% de la producción total se debió a las CCNN. En ese mismo año, la generación bruta de electricidad sin emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) fue de unos 173 619 GWh, lo que representa un 62% de la electricidad producida. Las tecnologías de generación eléctrica libres de emisiones de GEI son las EERR, la hidráulica, las CCNN, el bombeo y la cogeneración renovable. De estas, el 33% se debió en 2020 a las CCNN.
El reto ambiental que confronta la transición energética es la sustitución de tecnologías que utilizan petróleo, gas y carbón por otras que no emitan GEI. Solo las EERR, la energía hidroeléctrica y las CCNN son alternativas posibles. Como ya se ha mencionado, el transporte seguirá dependiendo en buena medida, y por algún tiempo, del petróleo. Sin embargo, la combinación de parques de EERR y CCNN ofrece una opción única para descarbonizar la generación eléctrica y resolver una parte del reto ambiental. La seguridad del suministro eléctrico y los costes para lograr la transición al nuevo sistema libre de emisiones de GEI aparecen como otros dos retos adicionales. Mientras las EERR han reducido sus costes de capital en la última década, las nuevas CCNN implican en Europa inversiones elevadas de capital y en Asia costes mucho menores y decrecientes. Por otro lado, las CCNN existentes en Europa y, en particular, en España están total o en gran parte amortizadas, producen kWh a precios relativamente reducidos debido a sus bajos costes variables, y su estado de conservación y operación segura garantizarían la extensión de su vida hasta 60, 70 u 80 años, como es práctica normal en EE. UU., en otros países de nuestro entorno y en otros muchos del mundo y para lo cual es necesario realizar inversiones razonables con un impacto en los costes de generación asumible. La transición energética se extenderá con seguridad hasta la década de 2040 o, incluso, 2050. Es altamente improbable que las EERR en solitario puedan satisfacer una demanda creciente de electricidad antes de dos o tres décadas. Parecería, pues, sensato mantener operativas las CCNN existentes en España mientras sean necesarias para garantizar la seguridad del suministro, el tercer reto de la transición energética.
Las EERR son productoras intermitentes de electricidad. En periodos con vientos fuertes y cielo despejado, las EERR pueden producir un porcentaje muy elevado de la demanda total y, dado que el mercado eléctrico les asigna un coste cero de generación, hacer que los precios del kWh sean prácticamente nulos. Por el contrario, en ausencia de viento y con cielo nublado, las EERR apenas generan kWh y han de contar con el respaldo de la energía fija de base que aportan las CCNN o la energía gestionable que aportan las centrales térmicas que usan combustibles fósiles y emiten GEI. Las tecnologías de almacenamiento masivo de electricidad aparecen en el horizonte aún lejano.
Cuadro de impacto ambiental
Una transición energética, necesariamente lenta, viable y razonable ha de mantener un equilibrio entre los retos ambiental, económico y de seguridad de suministro. Una penetración excesivamente rápida de las EERR en el sistema de generación eléctrica conllevará una reducción en la seguridad del suministro y, en ausencia de CCNN, un uso de combustibles fósiles como respaldo y, por tanto, un kWh más caro para los consumidores y solo moderadamente sostenible para el ambiente. Si la participación de las EERR en la producción de electricidad es escasa, las emisiones de GEI y los precios aumentarán.
En cuanto a la situación actual en el mundo, el parque nuclear es de 437 CCNN y se está ampliando con 59 en fase de construcción, 103 planificadas y 325 propuestas. La Agencia Internacional de la Energía (AIE) contempla este incremento de CCNN como un instrumento esencial en la lucha contra el cambio climático. Asimismo, la UE ha catalogado la energía nuclear como «sostenible» («verde» en su taxonomía). La clausura de las CCNN en Alemania, decisión contraria a la de otros 38 países, respondió a criterios políticos sin atender consideraciones ambientales, sociales, ni económicas y, al sustituirlas por centrales térmicas de carbón, está emitiendo a la atmósfera 2,7 veces la media del CO2 producido por el sistema eléctrico español por cada kWh generado.
Centrales nucleares en el mundo (WNA. Abril 2023)
La energía nuclear es segura, proporciona una electricidad firme, con muy altos factores de utilización y libre de emisiones de GEI. Genera en la actualidad alrededor del 10% de la electricidad mundial, del 25% en la UE y de algo más del 20% en España.
Con todo lo expuesto anteriormente, en la actual situación de transición energética en España se debería tener en cuenta:
- El sector nuclear español cuenta con ingenierías, empresas de servicios de alto valor añadido, fabricantes de combustible nuclear e investigadores de alta cualificación y prestigio internacional que —aparte de atender a las actividades nucleares en España— despliegan una parte muy importante de su actividad en proyectos internacionales.
- Es importante no descuidar la formación de titulados superiores y técnicos nucleares que puedan mantener los altos niveles de seguridad en la operación de las CCNN existentes, la excelencia de las empresas del sector, las tareas de tratamiento de residuos de baja o media actividad (RBMA) y la gestión del combustible parcialmente usado.
- La operación de las CCNN españolas es un referente internacional en aspectos de seguridad y de eficiencia (factores de utilización superiores al 90%).
- España ha decidido abandonar la construcción del Almacenamiento Temporal Centralizado (ATC) y del Almacenamiento Geológico Profundo (AGP) para el combustible parcialmente usado en las CCNN españolas, y sustituirlo por siete almacenes temporales singulares (ATS), por lo que los costes y riesgos se incrementan. Además, desde hace mucho tiempo pagamos a Francia cerca de 28 millones de euros cada año por la custodia de combustible parcialmente usado al no disponer de un ATC. Las dificultades se multiplicarán cuando se inicie el desmantelamiento de varias CCNN. ENRESA tendría un desafío muy importante para desmantelar todas las CCNN con las clausuras programadas entre 2027 y 2035.
- La electricidad de origen nuclear tiene menores costes de generación, dado que las altas inversiones de capital se han realizado hace algunas décadas y los costes variables de operación y mantenimiento son relativamente bajos.
Emisiones de CO del ciclo de vida de distintas tecnologías
- Las empresas eléctricas propietarias de CCNN quieren seguir operándolas; para ello deberán invertir en actualizar sus instalaciones siempre que el Gobierno garantice un marco regulatorio que les permita obtener unos beneficios razonables y, en esas condiciones, solicitarán extensiones de vida de 10, 20 o más años. En cualquier caso, la fijación de precios es consecuencia de una subasta marginalista y está en manos de la Administración —en un sistema altamente regulado dentro de las directrices de la UE— negociar una retribución apropiada del kWh.
- Modelos rigurosos demuestran que los escenarios que prescinden de la energía nuclear conllevan costes de generación y precios al consumidor más altos, un incremento de las emisiones de GEI y una reducción de la seguridad de suministro. Asimismo, las inversiones en nueva potencia instalada y la ampliación de red son más elevadas que seguir operando con CCNN con vida alargada.
Mantener el parque nuclear existente alargando su vida permitiría seguir generando kWh de bajo coste y libres de emisiones de GEI
El Plan Nacional Integrado de Energía y Clima (PNIEC), en las circunstancias actuales de alta incertidumbre en el suministro de combustibles, debería considerar las siguientes indicaciones:
- Mantener el parque nuclear existente alargando su vida, con lo cual se podría seguir generando kWh de bajo coste y libres de emisiones de GEI.
- Considerar la instalación en el futuro de reactores modulares pequeños (Small Modular Reactors, SMR) en España.
- Incluir varios escenarios u hojas de rutas alternativas para la transición energética y no considerar un caso único de previsiones.
- El PNIEC debe considerar rangos de variables y varios escenarios verosímiles, ya que solo emplea un valor único para la evolución temporal de las variables y de los escenarios.
- Considerar un incremento realista de la potencia instalada de EERR en el escenario objetivo, más fácilmente alcanzable a la luz de la experiencia de las dos últimas décadas en España.
- Existen tres modelos de gestión de residuos nucleares: ciclo abierto, ciclo cerrado y ciclo cerrado avanzado, y en los tres modelos se cumplen los criterios de máxima seguridad. Existe una empresa nacional para la gestión de estos residuos, ENRESA.
- Para la fabricación de combustible nuclear para las centrales españolas existe la empresa nacional ENUSA.
- En lo que se refiere a la fabricación de equipos nucleares, España cuenta con una de las pocas empresas en el mundo con capacidad para fabricar las vasijas del reactor, así como los generadores de vapor y otros equipos del sistema nuclear, ENSA.
Todo lo anteriormente expuesto justifica que la energía nuclear sea considerada como una parte esencial en el proceso de transición energética.
