¿Es la energía nuclear una energía verde?
La energía nuclear es la segunda fuente de electricidad baja en carbono en la actualidad, con 452 reactores en funcionamiento que proporcionaron 2700 TWh de electricidad en 2018, o el 10% del suministro mundial de electricidad.En las economías avanzadas, la energía nuclear ha sido durante mucho tiempo la mayor fuente de electricidad baja en carbono, proporcionando el 18% del suministro en 2018. Sin embargo, la energía nuclear está perdiendo terreno rápidamente. Mientras que 11,2 GW de nueva capacidad nuclear se conectaron a las redes eléctricas a nivel mundial en 2018 -el total más alto desde 1990- estas adiciones se concentraron en China y Rusia.
La energía nuclear ha evitado alrededor de 55 Gt de emisiones de CO2 en los últimos 50 años, casi igual a 2 años de emisiones globales de CO2 relacionadas con la energía. Sin embargo, a pesar de la contribución de la energía nuclear y el rápido crecimiento de las energías renovables, las emisiones de CO2 relacionadas con la energía alcanzaron un récord en 2018, ya que el crecimiento de la demanda de electricidad superó el aumento de la energía baja en carbono.
En ausencia de nuevas ampliaciones de la vida útil y de nuevos proyectos, podrían producirse 4.000 millones de toneladas adicionales de emisiones de CO2, lo que subraya la importancia del parque nuclear para las transiciones energéticas bajas en carbono en todo el mundo. En las economías emergentes y en desarrollo, sobre todo en China, el parque nuclear proporcionará electricidad con bajas emisiones de carbono durante las próximas décadas, pero el parque nuclear de las economías avanzadas tiene una edad media de 35 años y muchas centrales se acercan al final de su vida útil. Sin embargo, el parque nuclear de las economías avanzadas tiene una media de 35 años y muchas centrales se acercan al final de su vida útil. Dada su antigüedad, las centrales están empezando a cerrar, y se espera que el 25% de la capacidad nuclear existente en las economías avanzadas se cierre para 2025. No obstante, siguen representando una importante inversión de capital. El coste estimado de ampliar la vida operativa de 1 GW de capacidad nuclear durante al menos 10 años oscila entre 500 millones de dólares y algo más de 1.000 millones de dólares, dependiendo del estado del emplazamiento.Sin embargo, las difíciles condiciones del mercado son un obstáculo para las inversiones de ampliación de la vida útil. Un periodo prolongado de precios bajos de la electricidad al por mayor en la mayoría de las economías avanzadas ha reducido drásticamente o eliminado los márgenes de muchas tecnologías, lo que hace que la energía nuclear corra el riesgo de cerrar antes de tiempo si se necesitan inversiones adicionales. Por ello, la viabilidad de las ampliaciones depende en gran medida de las condiciones del mercado nacional.
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La definición común de energía nuclear es la energía liberada por una reacción en cadena, especialmente por fisión o fusión. En la práctica, la energía nuclear utiliza combustible fabricado con uranio extraído y procesado para producir vapor y generar electricidad.
En los EAU, la planta de energía nuclear de Barakah, situada en la región de Al Dhafra del Emirato de Abu Dhabi, alberga cuatro reactores. Cada reactor está diseñado para producir 1.400 megavatios (MW) de electricidad con casi cero emisiones de carbono.
Construidos para funcionar durante 60 años o más, estos reactores proporcionarán electricidad eficiente y fiable con bajas emisiones de carbono a la nación durante generaciones. Una vez en pleno funcionamiento, la central evitará la emisión de más de 21 millones de toneladas de gases de efecto invernadero al año. Esto equivale a eliminar 3,2 millones de coches sedán de las carreteras de los EAU.
Un reactor nuclear produce electricidad de forma muy parecida a como lo hacen otras centrales eléctricas. La reacción en cadena produce la energía, que convierte el agua en vapor. La presión del vapor hace girar un generador, que produce electricidad.
Energía nuclear frente a energías renovables
La energía nuclear es el uso de reacciones nucleares para producir electricidad. La energía nuclear puede obtenerse a partir de reacciones de fisión nuclear, desintegración nuclear y fusión nuclear. En la actualidad, la mayor parte de la electricidad procedente de la energía nuclear se produce mediante la fisión nuclear del uranio y el plutonio en las centrales nucleares. Los procesos de desintegración nuclear se utilizan en aplicaciones nicho como los generadores termoeléctricos de radioisótopos en algunas sondas espaciales como la Voyager 2. La generación de electricidad a partir de la energía de fusión sigue siendo el centro de la investigación internacional.
La mayoría de las centrales eléctricas utilizan reactores térmicos con uranio enriquecido en un ciclo de combustible de un solo uso. El combustible se retira cuando el porcentaje de átomos que absorben neutrones es tan grande que ya no se puede mantener una reacción en cadena, normalmente tres años. A continuación, se enfría durante varios años en piscinas de combustible gastado in situ antes de ser trasladado al almacenamiento a largo plazo. El combustible gastado, aunque de bajo volumen, es un residuo radiactivo de alto nivel. Aunque su radiactividad disminuye exponencialmente, debe ser aislado de la biosfera durante cientos de miles de años, aunque las nuevas tecnologías (como los reactores rápidos) tienen el potencial de reducirlo significativamente. Dado que el combustible gastado sigue siendo en su mayor parte material fisionable, algunos países (por ejemplo, Francia y Rusia) reprocesan su combustible gastado extrayendo elementos fisionables y fértiles para su fabricación en un nuevo combustible, aunque este proceso es más caro que la producción de un nuevo combustible a partir de uranio extraído. Todos los reactores producen algo de plutonio-239, que se encuentra en el combustible gastado, y como el Pu-239 es el material preferido para las armas nucleares, el reprocesamiento se considera un riesgo de proliferación.
Cómo se produce la energía nuclear
Los reactores nucleares son, fundamentalmente, grandes calderas que se utilizan para calentar agua y producir enormes cantidades de electricidad con bajas emisiones de carbono. Los hay de diferentes tamaños y formas, y pueden funcionar con distintos combustibles.
Un reactor nuclear funciona mediante la división de átomos, un proceso llamado fisión, en el que se dispara una partícula (un “neutrón”) a un átomo, que se fisiona en dos átomos más pequeños y algunos neutrones adicionales. Algunos de los neutrones liberados chocan con otros átomos, provocando su fisión y liberando más neutrones. Esto se denomina reacción en cadena.
La fisión de átomos en la reacción en cadena también libera una gran cantidad de energía en forma de calor. El calor generado se elimina del reactor mediante un fluido circulante, normalmente agua. Este calor puede utilizarse para generar vapor, que impulsa las turbinas para la producción de electricidad.
Para garantizar que la reacción nuclear se produzca a la velocidad adecuada, los reactores cuentan con sistemas que aceleran, ralentizan o detienen la reacción nuclear y el calor que produce. Esto se hace normalmente con barras de control, que suelen estar hechas de materiales que absorben los neutrones, como la plata y el boro.