Patrocinado por SurfShark VPN. Aunque la energía nuclear es confiable, poderosa y una fuente de energía limpia, todavía no se considera la solución de referencia en la gran transición energética que estamos experimentando en este momento. La energía solar, eólica e hidroeléctrica están acaparando toda la atención. Los reactores nucleares son grandes, caros y su construcción lleva mucho tiempo, incluso más tiempo para obtener la autorización, y también hay que superar el problema de la percepción nuclear. ¿Qué pasaría si pudiéramos hacerlos más pequeños, portátiles, más baratos y más seguros? Los reactores modulares pequeños están despertando mucho interés con las primeras versiones que se encuentran en línea en China y las nuevas ubicaciones que aparecen en Canadá.
Además de los ex ingenieros de Space X que han hecho las cosas aún más pequeñas… a una escala de microrreactor. ¿Podría ser este el futuro de la energía nuclear? Soy Matt Ferrell… bienvenido a Undecided. En diciembre de 2020, publiqué un video que exploraba una de las estrellas emergentes de la tecnología nuclear moderna, los reactores modulares pequeños (SMR). En ese momento, todavía no habíamos visto ninguna planta de energía basada en SMR en operación comercial. Se estaban desarrollando varios proyectos en todo el mundo, pero se han topado con obstáculos. NuScale, con sede en Oregón, que ha gastado millones en el desarrollo de SMR, enfrenta problemas regulatorios en su proyecto que involucra una planta de energía de 540 MW y 12 módulos . , ha habido varias actualizaciones y nuevos proyectos que vale la pena mencionar , como el proyecto de demostración chino SMR que exploré en 2020.
En ese momento, no había comenzado, pero el proyecto finalmente comenzó a construirse en julio de 2021. Los ex ingenieros de Space X también han estado haciendo algunas noticias, pero primero repasemos rápidamente qué son los SMR y por qué tanta gente sigue presionando para que la energía nuclear sea la solución a nuestros problemas de energía. Lo veo todo el tiempo en los comentarios de mis videos. Los SMR funcionan en base a la fisión nuclear, al igual que los reactores nucleares tradicionales, donde los neutrones dividen los átomos liberando energía.
A medida que los átomos se dividen en átomos más pequeños, se liberan algunos neutrones adicionales, que a su vez dividen más átomos alimentando la reacción en cadena y manteniendo este ciclo. Básicamente, existen dos diseños de SMR: reactores de neutrones térmicos y reactores de neutrones rápidos. La diferencia entre los dos es la misma que la de los reactores nucleares tradicionales, que (puede que lo hayas adivinado por la palabra "rápido" en el nombre) es la velocidad del flujo de neutrones. Los neutrones de los reactores de neutrones térmicos se mueven a una velocidad de 2,2 km/s y contienen una cantidad de energía igual a 0,025 eV, donde eV significa electronvoltios, que es la energía cinética ganada por un solo electrón acelerando a través de una diferencia de potencial de un voltio en aspiradora. En el lado más rápido, los reactores de neutrones rápidos operan con un flujo de neutrones a velocidades de alrededor de 50 000 km/s y una cantidad de energía en la escala de MeV, donde MeV significa megaelectronvoltio, eso es 1 millón de electronvoltios, así que sí …
Tiene una un poco más de golpe. Los reactores de neutrones rápidos utilizan metal líquido para enfriar y no requieren un moderador; Los reactores térmicos suelen utilizar agua para la refrigeración y necesitan un moderador. Sin embargo, lo que realmente distingue a los SMR de los reactores nucleares tradicionales es (nuevamente, está justo en su nombre) su tamaño y capacidad de potencia más pequeños. Mientras que los reactores convencionales son enormes, se construyen en el sitio y pueden producir hasta gigavatios de potencia, los SMR son mucho más pequeños, generan menos de 300 MW y se pueden construir fuera del sitio. El enorme tamaño de los reactores convencionales hace que la construcción de centrales nucleares sea compleja y lenta, tardando unos 6 años en completarse, lo que también se traduce en mayores costes. Los SMR se pueden construir mucho más rápido, lo que requiere menos personal para el montaje, el mantenimiento y la operación en la ubicación. Su modularidad, tamaño más pequeño y la posibilidad de construcción en fábrica abren oportunidades para la instalación de múltiples unidades en el mismo sitio, así como para el transporte de componentes más simple y la estandarización de la fabricación.
Cuando pueda comercializar la fabricación, los precios bajarán. Cuando se trata de seguridad, los SMR fabricados incluyen las últimas características y requisitos de seguridad . Los SMR tienen núcleos más pequeños, lo que abre espacio para la integración de más componentes en un solo recipiente, como el sistema de suministro de vapor nuclear. Su diseño modular da como resultado sistemas simplificados y más seguros, lo que implica modos de falla severa reducidos, requisitos de blindaje y zonas de planificación de emergencia fuera del sitio reducidas. El SMR de NuScale, por ejemplo, puede enfriarse pasivamente utilizando la circulación natural del agua sin necesidad de refrigerante o fuente de alimentación adicional. Además de eso, su diseño está sumergido en agua para ayudar a enfriar el reactor durante condiciones inusuales, sin mencionar las válvulas específicas que instantáneamente liberan calor de la vasija del reactor durante una emergencia. Todo eso suena genial, pero ¿qué hay de ponerlo en práctica? Bueno, ha habido algunos desarrollos interesantes recientemente. Pero antes de llegar a eso, me gustaría agradecer a Surfshark por patrocinar el video de hoy.
Siempre recomiendo usar una VPN cuando use Wi-Fi público, pero las VPN pueden ser muy útiles incluso cuando está en casa. Muchos servicios en línea utilizan una segmentación y un seguimiento comerciales bastante sofisticados… una VPN puede protegerlo de eso. CleanWeb de SurfShark hace un gran trabajo al bloquear anuncios, rastreadores y sitios web maliciosos, lo que hace que sea más seguro usar Internet incluso en casa. E incluso puede hacer que parezca que su dirección IP proviene de un país completamente diferente. Esto puede ser útil si desea transmitir un video que solo está disponible desde una ubicación específica.
Una de las mejores partes de SurfShark es que es fácil de configurar en todos sus dispositivos, ya sea iPhone o Android, Mac o PC. SurfShark es la única VPN que ofrece una cuenta para usar con una cantidad ilimitada de dispositivos. ¡Usa mi código para obtener un 83% de descuento más 3 meses adicionales gratis! SurfShark ofrece una garantía de devolución de dinero de 30 días, por lo que no hay riesgo de probarlo por ti mismo.
El enlace está en la descripción a continuación. Gracias a Surfshark ya todos ustedes por apoyar el canal. Ahora volvamos a los últimos desarrollos en SMR… A fines de 2021, el primer SMR comercial en tierra del mundo se puso en marcha en China después de nueve años. El reactor de la unidad 1 de 200MW fabricado por China Huaneng Group Corporation (CNNC) se conectó a la red en la provincia de Shandong, en el noreste de China. Este es el primer reactor modular de alta temperatura con lecho de guijarros del mundo enfriado con gas helio, en lugar de agua líquida. El uso de un gas como refrigerante del reactor permite que el núcleo se caliente hasta alrededor de 1800ºF, lo que no se puede lograr usando agua. El helio es extremadamente estable y no inflamable, por lo que es un excelente refrigerante. La compañía ya tiene una segunda unidad programada para 2023, pero no se ha revelado el costo del proyecto . Según la investigación de la Universidad de Tsinghua, el proceso de comercialización debería reducir el costo de cada reactor en aproximadamente un 60 %.
En diciembre pasado, GE Hitachi Nuclear Energy (GEH) y Ontario Power Generation (OPG) en Canadá, están trabajando en el nuevo sitio nuclear de Darlington. El plan es utilizar un BWRX-300 SMR para el proyecto, que utiliza características de seguridad pasiva y se enfría mediante circulación de agua natural. OPG también había considerado el reactor integrado de sales fundidas de Terrestrial Energy y el reactor refrigerado por gas de alta temperatura de X-Xe-100 Energy. Se prevé que el BWRX-300, un nombre que sale de la lengua, tenga hasta un 60 % menos de costo de capital por MW en comparación con un SMR enfriado por agua típico. Además, se puede construir en 2 a 3 años al combinar su modularidad con el uso de técnicas de construcción de techo abierto, lo que se traduce en una reducción del 90% del volumen en el diseño de la planta.
La técnica descapotable es más o menos lo que parece; Primero se construyen las paredes de la instalación de contención, pero la parte superior se deja abierta. Esto facilita el uso de grúas de gran capacidad para bajar los componentes desde la parte superior. Según un estudio desarrollado por el Conference Board de Canadá, un SMR a escala de red de 300 MWe podría generar miles de empleos directos e indirectos desde el desarrollo del proyecto hasta el desmantelamiento después de 60 años de operación. Además, un informe de PwC Canadá estima que el proyecto podría generar 1900 millones de dólares canadienses (1490 millones de dólares estadounidenses) en ingresos laborales, más de 750 millones de dólares canadienses (588 millones de dólares estadounidenses) en ingresos fiscales federales, provinciales y municipales, y 2300 millones de dólares canadienses (USD 1,800 millones) en producto interno bruto (PIB) durante su vida útil. Se espera que el proyecto se complete a principios de 2028.
Comparativamente, un informe realizado por Hatch Ltd. mostró que al usar la planta de energía IMSR400 de energía terrestre , que se compone de dos reactores y generadores de sal fundida integrales que podrían entregar 390MW de energía, podría generará casi 6600 millones de dólares canadienses (5190 millones de dólares estadounidenses) de PIB para Ontario y 7900 millones de dólares canadienses (6220 millones de dólares estadounidenses) de PIB durante su vida útil. Sin embargo, el diseño y construcción de su modelo llevaría 9 años. Si bien estos son pequeños, ¿qué hay de ir aún más pequeños? Otra alternativa a las centrales nucleares convencionales que ha llamado la atención recientemente son los microrreactores.
Este tipo de reactor compacto puede generar de 1MW a 20MW, pudiendo operar conectado o aislado de la red, o como parte de una microrred. Son 100-1000 veces más pequeños que un reactor nuclear tradicional y tienen tasas de potencia de 10 a 100 veces más bajas que un SMR. Si los SMR se pueden transportar fácilmente en camiones y barcos hasta su destino final, imagine lo que esta tecnología puede aportar. Los microrreactores se pueden integrar fácilmente con energías renovables en microrredes, se pueden usar para restaurar los cortes de energía por desastres naturales y se pueden mover simplemente de un sitio a otro.
Además, en comparación con los reactores comerciales actuales, los microrreactores utilizan uranio poco enriquecido con uranio-235 en mayor concentración. Estos reactores funcionan hasta 10 años sin recargar combustible y, debido al volumen extremadamente pequeño del reactor, su funcionamiento es más seguro. En los EE. UU., los ex ingenieros de Space-X lanzaron la startup Radiant. Están desarrollando un microrreactor nuclear de 1MW que podría proporcionar energía a 1000 hogares sin necesidad de un suministro de agua externo. El microrreactor utiliza helio para la refrigeración y tiene funciones de supervisión y mantenimiento remotos, lo que reduce los riesgos de daños. Radiant ha recibido 1,2 millones de dólares de inversión privada. Sin embargo, la tecnología está pendiente de patente, por lo que todavía no hay mucha información técnica y especificaciones disponibles para el público . Entonces, por más emocionante que sea todo eso…
¿qué lo detiene? ¿Por qué no simplemente "volverse nuclear". Los principales desafíos que rodean el mercado de SMR están relacionados con guías regulatorias y de licencias complicadas , códigos y estándares de práctica, y marcos legales en todo el mundo. Pero más allá de los desafíos regulatorios, también está el costo. Mientras que la energía nuclear convencional tiene un costo nivelado de electricidad, o LCOE, que varía de $131/MWh a 204/MWh según el análisis de costo nivelado de energía de Lazard, versión 15.0, los SMR tienen un LCOE de $120/MWh para un mercado típico en los EE.
UU. Europa o Japón. Esta cifra es inferior a la de los reactores tradicionales pero aún muy superior al LCOE de los reactores de Torio, que alcanzan los 53,51 $/MWh con una vida útil de 30 años. Por otro lado, la capacidad de agregar módulos a una instalación de forma incremental reduce tanto la inversión inicial como el riesgo de capital de los SMR en comparación con otras tecnologías nucleares. Sin embargo, en comparación con la energía solar, eólica e hidroeléctrica, está buscando algo en el rango de $26 a $50/MWh. Incluso los sistemas solares + baterías al por mayor están en el rango de $ 85- $ 158 / MWh, por lo que la energía nuclear tampoco es un éxito. Finalmente, el mayor problema con la energía nuclear es cómo eliminar los desechos. ¿Qué hacemos con los residuos radiactivos de las centrales nucleares, que pueden ser extremadamente peligrosos durante miles de años? Solo aquí en los EE.
UU., por ejemplo, 90 000 toneladas métricas de desechos nucleares esperan ser eliminados de forma permanente, pero todavía no hay depósitos geológicos permanentes en funcionamiento. Mientras tanto, los contenedores que almacenan todo ese material radiactivo se degradan. Una solución más permanente propuesta por los científicos es vitrificar los desechos nucleares para que la mezcla proporcione cierta protección contra las fugas radiactivas. Sin embargo, este proceso es complejo y todavía tiene incertidumbres. Aquí es donde los reactores de torio pueden contribuir al almacenamiento de desechos nucleares. Como exploré en mi video sobre los reactores de torio, sus desechos son radiactivos durante unos 500 años, mientras que los desechos de los reactores nucleares convencionales siguen siendo radiactivos durante miles de años. Para no sonar como si estuviera golpeando demasiado el tambor "nuclear da miedo", es una fuente de energía extremadamente segura. Cuando observamos los datos de seguridad de las fuentes de energía, la energía nuclear tiene tasas de mortalidad considerablemente más bajas debido a la producción de energía por TWh en comparación con otras fuentes de energía.
Mientras que la energía nuclear tiene una tasa de mortalidad por accidentes de 0,07/TWh, las fuentes de energía ampliamente utilizadas como el carbón y el petróleo tienen 24,62/TWh y 18,64, respectivamente, lo cual es otra razón más por la que tenemos que superarlas rápidamente. Aunque los SMR y los microrreactores pueden abordar varios problemas de los reactores convencionales, y se espera que el mercado de SMR crezca a una CAGR del 15,8 % hasta 2030, aún quedan muchos desafíos por superar.
Ha habido un buen progreso en los últimos dos años, y algunos emocionantes en el horizonte, pero si los SMR y los microrreactores serán las principales tecnologías para la energía nuclear no es algo seguro. Entonces, ¿qué piensas de los SMR? ¿Ganarán un punto de apoyo y se convertirán en parte de nuestra combinación energética? Salta a los comentarios y házmelo saber. Y si tiene conocimiento sobre esto o trabaja en la industria, comparta su experiencia para que podamos aprender más juntos. También puedes unirte a mi servidor Discord y hablar con otros miembros de la comunidad. El enlace está en la descripción. Y gracias como siempre a mis patrocinadores y una gran bienvenida al nuevo miembro de Supporter+ Glen Campbell. Todo su apoyo directo realmente me ayuda a producir estos videos y a reducir mi dependencia del todopoderoso algoritmo de YouTube. Hablando de eso, si te gustó este video, asegúrate de ver uno de los que he vinculado aquí. Y suscríbete y activa la campanita de notificaciones si crees que me lo he ganado.
Muchas gracias por mirar y nos vemos en el próximo..