Introducción

La energía es una de las fuerzas vitales de nuestra sociedad. Nuestro estilo de vida sería imposible sin energía. De ella dependen, entre otras cosas, la iluminación de interiores y exteriores, el calentamiento y refrigeración de nuestras casas, el transporte de personas y mercancías, la obtención de alimentos y su preparación, o el funcionamiento de las fábricas.

Hace poco más de un siglo las principales fuentes de energía eran la fuerza de los animales y la de los hombres (energía mecánica) y el calor obtenido al quemar madera (energía calorífica). El ingenio humano también había desarrollado algunas máquinas con las que aprovechaba la fuerza hidráulica para moler los cereales o preparar el hierro en las herrerías, o la fuerza del viento en los barcos de vela y los molinos de viento. Pero la gran revolución vino con la máquina de vapor.

Si bien James Watt no inventó la máquina de vapor, realizó, en la segunda mitad del siglo XVIII, una serie de mejoras tales que permitieron utilizarla en miles de aplicaciones, dando lugar a la Revolución Industrial.

A finales del siglo XIX comenzó a utilizarse la energía eléctrica, principalmente para la iluminación de las calles y las casas. Poco a poco fueron surgiendo gran número de aplicaciones que convirtieron a esta energía en el motor de una segunda revolución industrial.

James Watt da nombre a la unidad de potencia en el Sistema Internacional de Unidades: El vatio (en inglés: watt). Su símbolo es W. Está unidad también se utiliza para referirse a la potencia eléctrica. Un kilovatio (1kW), es decir, mil vatios 1000 W, equivale a 1,36 caballos de vapor (CV).

La energía nuclear lleva ya más de 50 años entre nosotros (la primera central nuclear entró en funcionamiento en el año 1951). Se trata de una tecnología que proporciona una gran cantidad de energía por unidad de masa, casi 100 millones de veces más de energía por una reacción de fisión nuclear que por una reacción de combustión. Como explicaremos en el siguiente capítulo, la energía se obtiene del calor producido por la pérdida de masa en la reacción nuclear.

Respecto a las otras fuentes de energía, la energía nuclear presenta una serie de particularidades:

• Las reacciones de fisión nuclear provocan la generación de productos radiactivos, lo que obliga a extremar las medidas de seguridad, siendo un proceso crítico. Por ello, en todo momento se están controlando las reacciones presentes en el reactor y es necesario desarrollar la tecnología de protección radiológica y una vigilancia radiológica ambiental para asegurar que no tengan efectos nocivos sobre el público ni el medio ambiente..
• El reactor siempre produce calor incluso cuando está parado y no hay reacciones de fisión, el calor residual, por lo que toda central debe contar con sistemas de extracción de calor disponibles en todo momento. Como veremos más adelante, esta particularidad es especialmente crítica en caso de accidente.
• El núcleo del reactor tiene una carga de combustible suficiente para funcionar, según los diseños, del orden de 18 meses a plena potencia sin paradas.
• Es una industria con una regulación muy estricta:
  • Nivel internacional: Hay múltiples organismos internacionales que favorecen la creación conjunta de conocimiento y la mejora de la seguridad así como la coordinación entre los distintos países. Podemos hablar de, por ejemplo, el Organismo internacional de Energía Atómica (OIEA, IAEA en siglas inglesas), la Agencia de Energía Nuclear de la OCDE (NEA), la comunidad europea de la energía atómica (EURATOM).
  • Nivel nacional: El Consejo de Seguridad Nuclear (CSN), organismo regulador en España. Vela por el cumplimento de la normativa (inspecciones anuales en las centrales nucleares, inspectores residentes en centrales…) y, en general, por la seguridad de las centrales nucleares españolas.

Hay que destacar la alta formación y cualificación de los trabajadores del sector, unido a una cooperación internacional en el intercambio de conocimiento operativo y la no competencia entre centrales.

Otra particularidad es la gran influencia de la opinión pública sobre las decisiones políticas en este campo y, por tanto, la trascendencia de la comunicación al público en esta materia. En general, se observa que en los países con mayor número de centrales nucleares la opinión pública es mejor. En este sentido, tenemos como ejemplo a Finlandia donde actualmente hay cuatro centrales en operación, una está en construcción y está planificada una más. A su vez, los países donde no hay ninguna central en operación suelen tener peor opinión pública de la energía nuclear. No obstante, si vemos el caso español, que ocupa el 6º lugar de peor opinión pública, es un país que con ocho centrales nucleares está entre los que peor opinión pública tienen. Por ello, se requiere un trabajo continuado de comunicación clara y consistente.

La historia de la energía nuclear

Situación actual de la energía nuclear

Como podemos observar en las figuras 1 y 2, en marzo de 2016, según el Sistema de Información de Reactores Nucleares (PRIS) de la IAEA, habían 444 centrales nucleares operando en todo el mundo (el 78% están en países de la OCDE) y 64 reactores en construcción.

Hay un desplazamiento de la construcción de centrales nucleares de occidente a Asia ya que prácticamente el 80% está realizándose en China, India, Corea y Rusia, como se observa en la figura 3. No obstante, en Estados Unidos se han autorizado cuatro nuevas centrales que están en construcción y que se están finalizando una central en Brasil y otra en Argentina.

Por otro lado hay 240 reactores de investigación en funcionamiento en 56 países.

El conjunto de fuentes de energía renovable en la generación de electricidad superó en volumen a la nuclear en 2011 y ha seguido aumentando esta diferencia, en parte como consecuencia del progresivo cierre de las plantas nucleares en Japón tras el accidente nuclear de Fukushima (la generación nuclear en Japón en el 2014 fue nula). En la figura 4 podemos observar la evolución del mix de generación de electricidad en los países de la OCDE.

A pesar del crecimiento de las renovables, la generación con combustibles fósiles apenas ha variado desde 1985, después de la entrada de la producción nuclear. El mix de generación en los países de la OCDE en 2014 ha permanecido dominado por los combustibles fósiles, principalmente carbón y gas, como se representa en la figura 5.

La fisión nuclear contribuye de forma importante al mix de generación: en el 2014, las centrales eléctricas de fisión nuclear produjeron el 19% de la electricidad de los países de la OCDE.

El panorama energético mundial

En los últimos años, el escenario energético mundial y europeo ha cambiado sustancialmente. Se ha producido un incremento muy importante de la demanda energética, particularmente de la eléctrica, aumentada de forma espectacular por el desarrollo de los países emergentes.

Al mismo tiempo, ha surgido la amenaza de un cambio climático originado por el aumento de las emisiones de gases de efecto invernadero, especialmente el dióxido de carbono, procedentes fundamentalmente de la combustión de los combustibles fósiles. Conviene considerar que, pese a las llamadas al ahorro energético, indudablemente necesarias, la demanda energética va a continuar su escalada, impulsada por el aumento de población y la acelerada incorporación de las sociedades emergentes a los niveles de consumo de los países desarrollados. Además, a más largo plazo habrá que utilizar crecientes cantidades de energía para sustituir la empleada en el sector del transporte por otra no emisora de gases de efecto invernadero y para la producción de agua potable por desalación del agua del mar. Hay que esperar, por tanto, una fuerte penetración de la electricidad como sustitutiva del uso directo de los combustibles fósiles.

Ante esta situación, en el futuro va a ser necesario contar con todas las fuentes disponibles, incluida la nuclear, en un mix energético lo más equilibrado posible, de tal forma que se alcancen de forma simultánea los criterios necesarios de sostenibilidad, competitividad y garantía de suministro.

Las centrales nucleares se presentan como parte de la solución a corto plazo para el problema del calentamiento global ya que, junto con otras fuentes de energía sostenibles, la energía nuclear es un método de la producción de electricidad de baja generación carbono. La emisión de gases de efecto invernadero por unidad de energía generada es similar a otras fuentes renovables.

Organizaciones como la Asociación Nuclear Mundial (WNA), la Agencia Internacional de la Energía (IAEA) y ambientalistas para la Energía Nuclear sostienen que la energía nuclear es una fuente de energía segura, sostenible, que reduce las emisiones de carbono, mientras que otras organizaciones como Greenpeace Internacional y Nuclear Information and Resource Service (NIRS), sostienen que la energía nuclear plantea muchas amenazas a las personas y al medio ambiente.

Ha habido varios accidentes en plantas de energía nuclear, como el accidente de Three Mile Island (1979), el desastre de Chernobyl (1986) o el desastre nuclear de Fukushima Daiichi (2011). También ha habido algunos accidentes en submarinos nucleares. En términos de vidas perdidas por unidad de energía generada, el análisis ha determinado que la energía nuclear ha causado menos muertes por unidad de energía generada que las otras fuentes principales de generación de energía. La producción de energía a partir del carbón, el petróleo, el gas natural y la energía hidroeléctrica causa un mayor número de muertes por unidad de energía generada debido a la contaminación del aire y a los efectos de los accidentes. Sin embargo, el coste económico de los accidentes nucleares es alto, y éstos pueden generar zonas inhabitables durante períodos muy largos. Los costes humanos de las evacuaciones de las poblaciones afectadas y de los medios de vida perdidos también son significativos.

Según la IAEA la estrategia energética debe considerar el desarrollo de fuentes de energía inteligentes que permitan que la energía sea más sostenible, con mayor seguridad de suministro, aumentar la independencia energética (mayormente de áreas geográficas en conflicto) y que sea competitiva.

La energía nuclear contribuye de manera significativa a la mayoría de los criterios anteriormente comentados. Por tanto la energía nuclear forma parte de la solución. En este caso, habría que incrementar la potencia nuclear instalada y pasar de los 400 GW a los 650 GW de capacidad instalada para el 2025.

Pulsando aquí se puede observar, en tiempo real, el mix de generación de los distintos países del mundo (los que proporcionan dicha información).

Futuro de la energía nuclear

La energía nuclear presenta una enorme barrera de entrada ya que las centrales nucleares están al alcance de muy pocos inversores porque requieren grandes recursos financieros y conocimientos muy especializados, lo que implica que en la práctica, un operador nuclear no reside en una sola empresa sino en un conglomerado de ellas y, normalmente, va ligado al desarrollo tecnológico del país. Esta elevada inversión inicial y las incertidumbres durante la construcción de un proyecto exigen una planificación de larga duración.

La inestabilidad de los precios de la energía según en qué áreas geográficas requiere unos contratos a largo plazo para asegurar el retorno de la inversión a muy largo plazo.

La selección del emplazamiento es crítica: criterios sísmicos, infraestructuras, red eléctrica, disponibilidad de foco frío, etc.

El accidente de Fukushima ha ocasionado el aumento de la seguridad de las centrales nucleares, y ha demostrado que la seguridad actual es tremendamente satisfactoria. La Unión Europea reaccionó de manera inmediata y requirió que se llevaran a cabo inspecciones en todas las centrales para asegurar que los sistemas estaban en perfectas condiciones para hacer frente a sucesos similares. También se llevaron a cabo pruebas de resistencia para conocer hasta qué punto las centrales serían capaces de operar de forma segura en caso de sucesos mayores que los de las condiciones de diseño. Estas medidas las trataremos en profundidad en capítulos posteriores.

El ejemplo español

En España existen actualmente 7 reactores nucleares en funcionamiento: Almaraz I y II, Ascó I y II, Cofrentes, , Trillo I y Vandellós II. La central de José Cabrera, más conocida como Zorita, y la central Vandellós I se encuentran en proceso de desmantelamiento. Recientemente se ha declarado el cierre definitivo de la central nuclear de Santa María de Garoña.

Entre todas las centrales nucleares españolas se produce una potencia de más de 7.700 MW, que cubre, aproximadamente, un 20% de las necesidades del país.

Con la profunda crisis financiera y en una situación en la que la energía está dominada por combustibles fósiles que suponen una alta dependencia exterior, desde el Consejo de Seguridad Nuclear (CSN) se aconseja mantener el parque nuclear con las mismas o mejores condiciones de eficiencia y de seguridad.

Ahora bien, el consumo ha caído de manera significativa (los valores actuales se asemejan a los del 2005) y por tanto hay una sobrecapacidad instalada, más de 100.000 MW, mientras que la punta de consumo son 40.000 MWh. Añadimos una conexión internacional escasa y que para el sector nuclear es necesaria una regulación sostenible y predecible ya que la vida útil de la central está actualmente en 60 años. Y por último, el desmesurado déficit de tarifa es un gran inconveniente para la construcción de nuevas centrales.

En la figura 7 se puede observar cómo se distribuyen las diferentes tecnologías de generación en el mix en España.

Las centrales nucleares españolas están en los mejores niveles de seguridad si las comparamos internacionalmente, en los mejores niveles de eficiencia, y están preparadas para una operación a largo plazo hasta 60 años. La energía nuclear representa el 8% del total de capacidad instalada siendo la principal fuente de contribución a la energía producida en el 2014 con un 22%.