Pros y contras de la energía nuclear
Los átomos son las diminutas partículas de las moléculas que componen los gases, los líquidos y los sólidos. Los átomos están formados por tres partículas llamadas protones, neutrones y electrones. Un átomo tiene un núcleo que contiene protones y neutrones y está rodeado de electrones. Los protones tienen una carga eléctrica positiva y los electrones una carga eléctrica negativa. Los neutrones no tienen carga eléctrica. Los enlaces que mantienen unido el núcleo contienen una enorme energía. Esta energía nuclear puede liberarse cuando se rompen esos enlaces. Los enlaces pueden romperse mediante la fisión nuclear, y esta energía puede utilizarse para producir (generar) electricidad.
En la fisión nuclear, los átomos se separan, lo que libera energía. Todas las centrales nucleares utilizan la fisión nuclear, y la mayoría de las centrales nucleares utilizan átomos de uranio. Durante la fisión nuclear, un neutrón choca con un átomo de uranio y lo divide, liberando una gran cantidad de energía en forma de calor y radiación. También se liberan más neutrones cuando un átomo de uranio se divide. Estos neutrones siguen chocando con otros átomos de uranio, y el proceso se repite una y otra vez. Este proceso se denomina reacción nuclear en cadena. Esta reacción se controla en los reactores de las centrales nucleares para producir la cantidad de calor deseada.
¿Es la energía nuclear ecológica?
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.
Ejemplos de energía nuclear
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.
Energía atómica
En las centrales nucleares se producen tres conversiones mutuas de formas de energía: la energía nuclear se convierte en energía térmica, la energía térmica se convierte en energía mecánica y la energía mecánica se convierte en energía eléctrica.
Estas conversiones se producen de la siguiente manera: El corazón de una central nuclear es el reactor, una zona asignada estructuralmente a la que se carga el combustible nuclear y donde se produce la reacción en cadena controlada. El uranio-235 se fisiona mediante neutrones lentos (térmicos), como resultado de lo cual se libera una enorme cantidad de calor. Este calor se elimina del núcleo del reactor mediante el refrigerante, que es un medio líquido o gaseoso que atraviesa el núcleo. En la mayoría de los casos se utiliza agua como refrigerante; sin embargo, en los reactores de neutrones rápidos se utilizan en su lugar metales fundidos (por ejemplo, sodio fundido en los reactores BN-600). Así es como se lleva a cabo la conversión más difícil (energía nuclear en energía térmica).
El calor recogido por el refrigerante del núcleo del reactor se utiliza para generar vapor en el generador de vapor. La energía mecánica del vapor generado en el generador de vapor se dirige al turbogenerador, donde se convierte en energía eléctrica y se suministra a la red y finalmente a los clientes. Así se producen la segunda y la tercera conversión. El vapor se enfría y el agua condensada se devuelve al reactor para su reutilización.
