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Los diseñadores de pequeños reactores modulares esperan que haya llegado su momento

norteUKLARSKA SILA nunca cumplió su promesa. Los reactores resultaron ser mucho más caros de lo esperado. Los accidentes y las fugas le han valido la reputación de ser arriesgado, a pesar de sus características de cero emisiones de carbono. (Los intentos de suponer que las centrales eléctricas de carbón matan a muchas más personas que la opción nuclear no han logrado convencer a muchos votantes). La participación de la energía nuclear en la producción mundial de electricidad cayó del 17,5% en 1996 al 10,1% en 2020.

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Pero los gobiernos climáticos ambiciosos le han dado una segunda mirada a la tecnología: en enero, la Unión Europea puso la energía nuclear en una lista de proyectos elegibles, mientras que la invasión de Ucrania por parte de Rusia ha inflado los precios de los combustibles fósiles y ha puesto la seguridad energética en la parte superior de la agenda política. en Europa, que actualmente depende en gran medida del gas natural ruso.SMRs) que están diseñados para ser más baratos, más rápidos y menos riesgosos financieramente para construir.

En 2019, Rusia cerró Académico Lomonosov– nave experimental SMRChina, que tiene más reactores grandes en construcción que cualquier otro lugar, espera su primera operación comercial. SMR Operación en Hainan para 2026. El año pasado, el gobierno del Reino Unido dijo que aceleraría los planes para construir 16 SMRs diseñado por Rolls-Royce NuScale Power, una empresa estadounidense, espera su primer SMRque se construirá en el Laboratorio Nacional de Idaho, proporcionará electricidad para 2029. La Agencia Internacional de Energía Atómica estima «alrededor de 50» SMR Se están trabajando borradores en todo el mundo.

Henry Ford y la fisión nuclear

Como el nombre sugiere, SMRLas s son más pequeñas que las plantas de energía nuclear estándar y normalmente están diseñadas para producir menos de 300megavatios Energía, alrededor de una quinta parte de lo que puede hacer un reactor normal, y debido a su tamaño, como automóviles, tostadoras y latas, sus diseñadores están recurriendo a la producción en masa en las fábricas para ahorrar costos.

«En un gran reactor típico, la mayoría de las cosas se juntan en el sitio», dijo Chris Colbert, director de estrategia de NuScale Power. «Tal vez 8.000 personas trabajan en el lugar». NuScale, con instalaciones diseñadas para producir 77megavatios de electricidad, espera transferir la mayor cantidad de trabajo posible a fábricas especializadas para su posterior ensamblaje en el sitio. Las fábricas brindan protección contra los retrasos de tiempo, dijo. Y la entrega regular de trabajo en un solo lugar significa que no hay necesidad de capacitar a un nuevo equipo de constructores para cada instalación. “Lo que toma 17 horas en el campo solo puede tomar una hora en una fábrica.” En lugar de inmovilizar capital durante décadas para construir una planta grande, los clientes podrían recuperar su inversión mucho antes.

El diseño de NuScale consta de una vasija de reactor en forma de diamante de 23 metros ubicada en una piscina de enfriamiento subterránea revestida de acero (que se muestra) y cubierta con un edificio de reactor de hormigón armado. Se pueden combinar múltiples instalaciones en una gran planta de energía, o varias alimentando un sitio.Tal modularidad también implica redundancia, ya que los reactores individuales se pueden apagar para recargar mientras otros continúan operando.

El tamaño también ofrece oportunidades para simplificar el diseño, lo que ayuda a reducir costos. El agua de enfriamiento en la instalación de NuScale circula a través del núcleo por simple convección, lo que elimina la necesidad de bombas o piezas móviles. Y el tamaño pequeño, dice el Sr. Colbert, también trae beneficios de seguridad. Incluso si falla el enfriamiento interno, el agua externa del lago tiene suficiente capacidad para absorber el calor del pequeño reactor.Además de su supuesta instalación en Idaho, NuScale ha recibido interés de Kazajstán, Polonia y Rumania.

Algo más SMRs amplía la definición de «pequeño». Rolls-Royce está diseñado para producir 470megavatios Electricidad: más que la mayoría de las plantas de energía nuclear Magnox de primera generación, Gran Bretaña comenzó a construir en la década de 1950. Esto requiere un sistema de seguridad activo que se encuentra en las centrales nucleares convencionales, como bombas de refrigerante y generadores de respaldo, para garantizar un funcionamiento continuo y garantizar que todo salga mal, lo que aumenta la complejidad y, por lo tanto, el costo.

Pero la mayoría de los analistas sugieren que un tamaño más grande significa economías de escala y, por lo tanto, energía más barata». «La razón por la que estamos en 470megavatios este es el mejor rendimiento que podemos obtener de nuestra huella, mientras ensambla cada componente en un camión”, dice Alistair Evans, vocero de Rolls-Royce. La empresa espera que cuando su línea de producción esté lista y funcionando, cada uno de sus Jumbo SMRSe espera que cueste £ 1,800 millones ($ 2,400 millones) y tarde unos cuatro años en completarse. Atrajo el interés de Estados Unidos, la República Checa y Turquía.

NuScale, Rolls-Royce y la Corporación Nacional Nuclear de China, que está construyendo la planta de Hainan, se adhieren a conceptos probados: todas las plantas planificadas son reactores de agua ligera (LWRs) que utilizan agua corriente tanto para enfriar el núcleo como para reducir la velocidad de la reacción nuclear en cadena, como hacen la mayoría de los reactores existentes en el mundo. LWRs, esperan que seguir el mismo diseño común acelere las aprobaciones regulatorias (el proyecto NuScale fue aprobado por la Comisión Reguladora Nuclear de EE. UU. en 2020, cuatro años después de su presentación).

Otros diseños son más exóticos y se basan en gas de plomo, sodio o helio fundido en lugar de agua para enfriar el núcleo. X-energía y tu-Baterías, las empresas estadounidenses y británicas confían en reactores en miniatura enfriados por helio que funcionan a temperaturas mucho más altas que LWRPueblo de Heliyat tu“El reactor de la batería alcanzará temperaturas de unos 750 °C”, dijo Tim Abram, ingeniero jefe de la empresa.

De esta forma, dichos reactores podrían vender calor además de electricidad.Muchos procesos industriales tienen lugar a altas temperaturas, que actualmente se deben principalmente a la quema de combustibles fósiles. tu-Battery espera que sus reactores algún día puedan encontrar un hogar en industrias que van desde el vidrio y la cerámica hasta el acero, el cemento y el papel. Podrían, dice Abram, incluso usarse para producir hidrógeno para almacenar energía a través de un proceso llamado fisión termoquímica, usando calor en lugar de electricidad para separar el agua en oxígeno e hidrógeno.

Todo se ve bien sobre el papel, pero la historia sugiere cierto escepticismo. SMRque se remonta a la década de 1960, han fallado a los gemelos de negocios y tecnología. La mayor dificultad, dice MV Ramana, físico de la Escuela de Política Pública y Asuntos Globales de la Universidad de Columbia Británica, es que los reactores pequeños comienzan en desventaja en comparación con sus primos mayores. El costo de construir un reactor está aumentando a un ritmo más lento que su producción, dijo. En igualdad de condiciones, más significa más barato.

Queda por ver si la producción en masa puede superar esta deficiencia. La instalación de Nu Scale en Idaho está parcialmente financiada por subsidios gubernamentales. Pero el precio, según el Dr. Ramana aumentó de $ 3,6 mil millones en 2017 a $ 6,1 mil millones en 2020. Los socios se retiraron del proyecto en 2020. Esto no es alentador para una tecnología que tiene que competir por inversiones bajas en carbono con energía solar y eólica, cuyo precio continúa. caer.

Si no funciona la primera vez…

Sin embargo, la energía nuclear parece ser más barata hoy que antes: Big under construction Una planta de energía en las costas de Somerset en el Reino Unido tuvo que prometer un precio de electricidad ligado a la inflación de £ 92.50 por megavatio-hora en 2013. En ese momento, el El acuerdo fue condenado como demasiado caro, pero en medio de la escasez de gas y viento, los costos de electricidad en el Reino Unido han estado por encima de esos niveles durante la mayor parte de los últimos seis meses.

La Agencia Internacional de Energía advierte que las fuentes de energía renovables son más caras de lo que sugiere el precio de la etiqueta, dada la necesidad de almacenamiento o generación de respaldo SMRTodavía tenemos que ver que la energía nuclear puede ayudar a que vuelva a ser atractiva, pero es poco probable que sus defensores tengan una mejor oportunidad de presentar sus argumentos.

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Este artículo apareció en la sección de Ciencia y Tecnología de la edición impresa bajo el título Plantas eléctricas del tamaño de una pinta.

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