El retorn de l’energia nuclear?

Amb l’emergència climàtica hi ha un seguit de tecnologies que competeixen per crear energia lliure d’emissions de gasos d’efecte hivernacle i contaminants atmosfèrics. A hores d’ara els contendents principals són les energies renovables i una energia nuclear renascuda. De fet, la nuclear es reclama, de la perspectiva de l’escalfament mundial i la pol·lució a les ciutats, com una font energètica neta. Tanmateix, amb l’accident de Txornòbil i, posteriorment, el de Fukushima, el rebuig de la població ha estat general. Alemanya es va comprometre a abandonar-la completament el 2022, però tot i haver impulsat les energies renovables, també ha hagut de recórrer, si més no momentàniament, a combustibles fòssils per substituir-la, cosa que ha fet augmentar les seves emissions de CO2. El Japó va haver de fer igual, quan decidí d’aturar temporalment les seves centrals nuclears després de l’accident de Fukushima. Aquestes experiències són posades per algunes veus de l’ecologisme i col·lectius de científics com a elements de debat. Consideren que no es pot menysprear l’energia nuclear com un aliat en la lluita contra el canvi climàtic. Tot seguit, analitzem el present i el futur d’aquesta font d’energia i també les crítiques que continua rebent.

La situació actual i la nova tecnologia nuclear que ha d’arribar

Els reactors nuclears comercials –de fissió– utilitzen principalment l’urani com a fuel. La reacció nuclear no genera electricitat directament, sinó que calor, que és utilitzada per fer electricitat. Són reactors tèrmics com els que fan servir combustibles fòssils (carbó, gas i petroli), però sense generar CO2. El primer reactor nuclear es va connectar a la xarxa elèctrica el 26 de juny de 1954 a Óbninsk, Rússia, i a partir d’aquell moment aquesta tecnologia es va anar expandint. Segons la Societat Europea Nuclear (ENS), l’any 2016 a tot el món hi havia 450 centrals nuclears repartides en 31 estats, que produïen un 11% de tota l’energia elèctrica i el 4% de tota l’energia que consumim. Qui més en té són els EUA, amb 99, seguits de França (58), el Japó (43) i la Xina (36), que empata amb Rússia. Mentrestant, 16 estats en construeixen 60 més, encapçalats per la Xina (20), Rússia (7), l’Índia (5) i els Emirats Àrabs Units (4). França és l’estat on la nuclear té més pes, perquè crea el 72% de la seva electricitat. Als Països Catalans, el Principat és un dels països del món on té més importància: actualment és la responsable del 49% de l’electricitat que s’hi genera. Temps enrere, fins i tot, havia arribat a superar a França, amb un 79% de generació elèctrica l’any 1990.

Les centrals nuclears fan servir diverses tecnologies que s’agrupen en generacions. La primera generació (I) correspon als primers reactors experimentals. La segona generació (II) és la de la majoria dels actuals, que es van construir entre els anys 1965 i 1996. Són dissenyats per durar entre trenta anys i quaranta, però amb modificacions s’allarguen fins a seixanta, perquè són el gruix de les centrals en funcionament i, ara per ara, no és previst que siguin substituïts per noves centrals. Aquesta generació és la responsable dels accidents de Txornòbil i Fukushima, i entre les diverses tecnologies de què disposa, s’han detectat mancances de seguretat estructurals. Es continuen fabricant dissenys evolucionats (II+), tot i els problemes de seguretat, perquè són més barats i senzills que no les generacions més modernes. Malgrat això, la major part de reactors que es construeixen actualment són de la tercera generació (III i III+), que inclou millores diverses. Per una banda, s’espera que puguin operar entre seixanta anys i cent. També augmenten l’eficiència del combustible –necessiten un 17% menys d’urani– i milloren l’eficiència tèrmica. A més, han començat a incloure mesures de seguretat passives, el problema principal dels de la segona generació. Això vol dir que, en cas d’inacció humana, el reactor tendeix per si sol a una situació de seguretat. Malgrat tot, no resol aquest problema.

És precisament per això que s’ha començat a desenvolupar la quarta generació (IV). No s’espera que les tecnologies que l’acompanyen s’hagin desenvolupat abans del 2030, tot i que la Xina ja n’ha fet un primer reactor. L’objectiu principal d’aquesta generació és la seguretat i la reducció de residus, les dues grans crítiques de l’energia nuclear. Una central com aquesta s’ha de poder aturar automàticament de manera passiva en cas d’emergència, accident o fallada, sense necessitat de cap intervenció humana. Quant al combustible, aquests reactors han de poder reutilitzar-lo tant com puguin creant un cicle tancat, de manera que els residus finals siguin radioactius durant segles o mil·lennis, en compte de centenars de milers d’anys com ara.

Quant a la seguretat de l’energia nuclear, els defensors argumenten que és la font d’energia menys mortífera. Segons les estatístiques, el carbó causa entre 4 i 5 milions de morts anuals, el petroli 3 milions, la biomassa 750.000 i el gas 500.000. Morts atribuïbles, fonamentalment, a la contaminació atmosfèrica que generen. En comparació, l’energia nuclear en causa 10.000, una atribució estatística a partir dels accidents de Txornòbil (uns 60.000 morts, considerant causes directes i indirectes a llarg termini) i Fukushima (uns 2.000). És la mateixa quantitat atribuïda a les energies renovables (10.000-11.000 anuals), en aquest cas relacionada amb accidents durant l’extracció dels materials necessaris a les mines, el transport i la instal·lació.

Les grans promeses: els reactors de tori i la fusió nuclear

Com hem vist fins ara, la tecnologia nuclear actual es basa en l’urani. Tanmateix, d’entrada es va suggerir una altra tecnologia de fissió, basada en el tori. Se’n va fer un experiment els anys seixanta als EUA, amb un reactor que va funcionar durant cinc anys (del 1965 al 1969). El primer avantatge és que és quatre vegades més abundant que no pas l’urani. El reactor també és més eficient amb el combustible i el disseny no és tan complex i, per tant, no és tan susceptible de tenir accidents. Malgrat tot, l’avantatge principal és que els residus que genera –bàsicament cesi-137 i estronci-90– són radioactius durant uns tres-cents anys. De fet, aquesta és una de les tecnologies incloses en la generació IV dels reactors de fissió. Actualment, la UE, el Japó, els EUA, Rússia i la Xina tenen projectes per a desenvolupar-ne reactors comercials.

Però si hi ha cap promesa, o esperança, en el sector nuclear, és sens dubte el de la fusió nuclear. Promet de resoldre totes les necessites energètiques del planeta. El seu combustible seria l’element més abundant a l’univers, l’hidrogen. A més, el seu residu principal, el triti –un isòtop de l’hidrogen– té una vida mitjana de només 12,5 anys i emet un tipus de radiació –la beta– d’intensitat mitjana i més fàcilment aïllable, la qual cosa significa que els residus haurien de ser confinats només durant poques dècades i amb mesures de seguretat més fàcils d’aplicar. N’han fet diversos experiments aquestes darreres dècades. El projecte més famós és l’ITER, amb seu a la UE, en què participen també els EUA, Rússia, la Xina, el Japó, l’Índia i Corea del Sud.

Els problemes: preu, retards, residus, accidents i promeses no complertes

L’energia nuclear també té problemes. La majoria sense resoldre i amb implicacions a molt llarg termini. La primera cosa que cal ressaltar és que l’energia nuclear, tot i que sovint es declara neta perquè no emet CO2, no ho és pas. A banda de les emissions de CO2 de manera indirecta (mineria de l’urani, transport, refrigeració…), genera residus amb una capacitat letal durant més de 200.000 anys. En menor mesura, tots els materials dins un recinte nuclear han de ser dipositats en abocadors especials, perquè poden ser radioactius. A més, també contaminen el medi. En rius com l’Ebre o el Roine hi ha elements provinents de les centrals nuclears, perquè se’n fa servir l’aigua per refrigerar-les. Durant dècades s’ha fet recerca i experiments per trobar un dipòsit segur per als residus del combustible de les nuclears. De moment, no n’han trobat cap d’adient. Els defensors de l’energia nuclear argumenten que el volum dels residus és petit i que es poden vigilar fàcilment. Però cal tenir present que actualment només genera un 11% de l’energia elèctrica i el 4% del total d’energia. Amb l’electrificació de tot el consum energètic, la nuclearització de l’electricitat podria dur a una escalada exponencial de residus nuclears. Els reactors basats en tori milloren la situació, però tres segles continua essent molt temps.

Un altre aspecte que cal continuar considerant és el dels accidents. Com ha mostrat recentment la sèrie ‘Chernobyl‘, a Europa li van faltar només 48 hores per a una apocalipsi nuclear, que hauria deixat països sencers com Ucraïna i Bielorússia completament inhabitables durant cent anys, i amb la possibilitat d’interferir en la vida de manera molt significava a tota l’Europa de l’Est. L’accident de Fukushima, el segon més greu de la història, no tingué tant d’impacte, però també ha causat moviments de població, ha aïllat territoris i ha afectat tota l’economia nipona. Si bé en països altament avançats com el Japó, o amb gran capacitat científico-tècnica com l’URSS, han pogut afrontar-los a un cost elevat, no tots podrien encarar incidents com aquests d’una manera adequada. Un accident nuclear és molt improbable, però quan passa pot desbordar el control humà i tenir unes conseqüències inabastables. Així mateix, cal considerar els accidents que poden esdevenir-se a llarg termini amb els residus, a més d’elements de seguretat geopolítica (terrorisme o escalada d’armament nuclear).

Un altre argument que s’esgrimeix contra la indústria nuclear és que incompleix les seves promeses. Fa dècades que es parla de crear centrals nuclears que puguin aturar-se de manera passiva, cosa que impossibilitaria accidents greus, i de moment no s’ha aconseguit. També fa decennis que es parla dels reactors de tori, que també té inconvenients. Utilitzen sals escalfades que són molt corrosives i demanen un manteniment més car. A més, aquest manteniment és més difícil i s’hauria de fer amb robots, perquè, tot i que els residus finals són menys radioactius, durant l’operació de la central la radioactivitat és més alta que no en les d’urani. Però, sobretot, la gran promesa incomplerta és la de la fusió nuclear, que fa dècades que es diu que arribarà al cap de vint o trenta anys (l’últim objectiu de l’ITER: 2050). A més, encara s’ha de demostrar que la fusió nuclear sigui viable tècnicament, perquè és extremadament complexa i juga als límits de la física. Tampoc la indústria nuclear no ha trobat la solució al greu problema dels residus, ni tractant-los ni localitzant un confinament segur.

Però segurament el problema principal que té a hores d’ara l’energia nuclear és el preu. Segons alguns acadèmics, no cal entrar en consideracions de seguretat: la nuclear té un cost prohibitiu i actualment no pot competir econòmicament amb les renovables. Per exemple, la Xina ha començat a oferir el seu disseny de reactor de quarta generació, però de moment ningú no hi té interès, perquè, tot i ser més segur, és molt més car que no els de tercera generació. Això sí, el preu del kWh nuclear és un dels més barats, i és generalment la font d’energia que hi ha darrere les tarifes nocturnes. Això és perquè les centrals nuclears no es poden apagar i han de funcionar nit i dia i, abans de llençar l’electricitat, l’ofereixen a un preu més baix. Però sobretot, el preu és més barat perquè és una indústria que no assumeix tots els costs. Les instal·lacions nuclears no tenen les assegurances de responsabilitat civil obligatòries, perquè cap companyia privada no els en fa cap –el preu és impossible d’assumir. Així, per exemple, es calcula que el cost del desastre de Fukushima va ser d’uns 187.000 milions de dòlars, que haurà de pagar l’estat japonès. El de Txornòbil puja a 235.000 milions. I no hi ha només els accidents, també la gestió de residus. Quant costarà vigilar residus durant 200.000 anys? A l’estat espanyol és l’empresa pública Enresa que s’encarrega de desmantellar les centrals nuclears i de gestionar-ne els residus. Només per als setanta anys vinents Enresa cobrarà 20.000 milions d’euros.

Quant a la gran promesa de la fusió nuclear, de moment s’hi han invertit desenes de milers de milions sense que se n’hagi demostrat ni la viabilitat tècnica ni la comercial. Molts argumenten que, de fet, els humans ja disposem d’una central de fusió nuclear natural: el Sol. Igual que amb una central nuclear, que genera calor que aprofitem per generar electricitat, amb el Sol –on cada segon es produeix la fusió de 620 milions de tones mètriques d’hidrogen– ja aprofitem la calor de manera directa (termosolar) o indirecta (solar fotovoltaica, eòlica o energia d’onades). De fet, avui dia les renovables ofereixen preus del kWh per sota del preu de l’energia nuclear. A més, les centrals renovables es construeixen molt més de pressa (1-2 anys habitualment) i poden generar la mateixa energia que una nuclear en el mateix espai que ocupen els seus terrenys, sense mesures especials de protecció i és molt més distribuïda –la nuclear mai no podrà competir amb el preu de la solar autogenerada. Juntament amb sistemes d’emmagatzematge (bateries, embassaments reversibles, generació d’hidrogen…), que resolen el problema de la intermitència, les renovables poden oferir els mateixos nivells de seguretat energètica que la nuclear. Al final, si la nuclear vol sobreviure, primer haurà de demostrar que és viable econòmicament, a més a més de demostrar la viabilitat comercial dels reactors de quarta generació –inclosos els de tori– i, sobretot, que els reactors de fusió són possibles tècnicament. A banda, caldrà trobar una solució per a uns residus que seran extremadament perillosos durant 2.000 segles, si és que n’hi ha cap.