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Evaluación de la energía nuclear como una opción para mitigar el cambio climático. Parte I

Autor | Suzy Waldman


Conflictos de Interes
La autora no manifiesta conflictos de interés


Palabras Claves
sostenibilidad, cambio climático, energiewende, energías renovables, Alemania, Germany, nuclear energy, climate change, energía eólica, costo, Greenpeace, Friends of the Earth, Suzy Waldman, decarbonización, IPCC, CO2



09-02-2015 | En la prensa, respecto del último informe de evaluación (IE5) del IPCC se afirma que "el cambio climático va a ocasionar impactos graves, generalizados e irreversibles" sobre las personas y el mundo natural a menos que las emisiones de carbono se reduzcan drástica y rápidamente. No obstante, como muchos de nosotros sabemos bien, esta reducción drástica y rápida aún no ha comenzado; en vez de eso, cada año el mundo agrega un 2% adicional de emisiones de CO2 a la atmósfera con respecto al año anterior. Estamos yendo hacia atrás.


La cuestión por la que estoy aquí -como muchos otros en estos días- es averiguar por qué estamos retrocediendo, y qué podemos hacer al respecto. La razón obvia es que los combustibles fósiles producen el 87% de la energía mundial y que estamos usando entre un 2 y un 3% más de los combustibles fósiles más importantes cada año. Si es verdad que está en marcha una transición energética a nivel mundial, los resultados aún no están a la vista.

Esto no quiere decir que los países no estén elaborando políticas para tratar de manejar esta cuestión. En la actualidad, alrededor de 59 países han asumido el compromiso de reducir de manera voluntaria las emisiones de gases de efecto invernadero, aunque algunos han dado marcha atrás con relación a esa meta (Japón, Australia) y al menos otra media docena de países muestran indicios de no poder alcanzarla (Canadá, México, EE.UU, Corea). Finalmente, se ha propuesto que incluso si se cumplieran todos los compromisos actuales de reducción de las emisiones estaríamos en camino a un mundo 3,7 grados más cálido para 2100. Un vicepresidente del IPCC dijo hace dos semanas que incluso la Unión Europea, que tiene las metas de reducción de emisiones más estrictas, "está estableciendo objetivos que parecen ser más políticamente realizables que lo que es necesario hacer para transformar nuestra forma de producir y usar la energía según avanza el siglo".

Las críticas del vicepresidente del IPCC apuntan directamente a si los enfoques sobre la transición energética son los adecuados para alcanzar el objetivo. El IPCC mismo se ha centrado mayormente sobre las energías renovables como solución. Recientemente conduje una pequeña investigación sobre las distintas posiciones asumidas por el IPCC acerca de la energía nuclear y observé que hicieron mucho hincapié en las soluciones renovables en el curso de los años, muy especialmente en un informe publicado en 2011, titulado Renewable Energy Sources and Climate Change Mitigation (SRREN). En este informe los redactores afirman estar aportando "claridad a este debate acerca de… las opciones y decisiones que los gobiernos deben tomar si el mundo se dispone a hacer realidad en forma colectiva una senda con menos carbono…," y que la principal solución es "la energía renovable". Esta última "podría producir casi el 80% del consumo de energía mundial en cuatro décadas" y que "contribuirá más para lograr un suministro energético sin emisiones para 2050 que la energía nuclear" u otras tecnologías como la captura y el almacenamiento del carbono. Tal vez no sea casual que en paralelo con esta preferencia del IPCC, la opción de política climática más favorecida en el mundo ha sido establecer objetivos para el desarrollo de las energías renovables, que fueron adoptadas por 138 países.

Aun así, y cada vez más, hasta el IPCC parece cuestionar la concentración del interés solo en el desarrollo de las energías renovables. En los 90 indicaban otras opciones, como "la sustitución del combustible por la energía nuclear" y escribían que "la energía nuclear podría reemplazar la generación de electricidad de carga base a partir de combustibles fósiles en muchos lugares del mundo". Si bien se desestimó durante la década siguiente, comenzaron a revivirla en forma reciente, en su informe de 2014, donde agrupan formalmente la energía nuclear con las energías renovables bajo "suministros eléctricos con bajas emisiones" en un "sistema energético con bajas emisiones de carbono". Se produjo también una nueva y notable discusión acerca de las "dificultades" encontradas al fomentar la integración del suministro renovable con otras opciones con bajas emisiones de carbono y otras metas políticas.

Tal vez estemos asistiendo al nacimiento de la incredulidad oficial respecto de las afirmaciones hechas acerca de las energías renovables entre 2011 y 2014 y al renacimiento algo tenso de la sensación de que el armamento pesado de la energía nuclear -que por supuesto son la generación libre de carbono y en grandes cantidades, 24 horas al día, los 7 días de la semana, con emisiones durante su ciclo de vida similares a las de la energía solar y la eólica- podría ser necesario para cumplir con la tarea. Esta sensación de amanecer también ha alcanzado a una corriente de ecologistas y ambientalistas que cambiaron de modo de pensar, incluido George Monbiot de The Guardian, un puñado de ex ejecutivos de Greenpeace, así como una gran cantidad de climatólogos -muy especialmente Ken Caldeira y James Hansen, y varios otros, que escribieron una carta hace un año a los responsable políticos, que fue publicada en el New York Times. En esa carta decían "…las energías renovables como la eólica y la solar y la biomasa sin duda serán parte de la economía energética del futuro, aunque dichas fuentes de energía no pueden escalar lo suficientemente rápido como para suministrar energía barata y confiable en la escala que la economía global requiere". En consecuencia propusieron que "no hay ningún camino creíble hacia la estabilización climática que no incluya una participación importante de la energía nuclear" y como tal "…la oposición continua a la energía nuclear amenaza la capacidad humana para evitar los peligros del cambio climático".

Este desasosiego de muchos científicos preocupados por el clima respecto de los escenarios de descarbonización basados totalmente en las energías renovables reflejó las preocupaciones emergentes del progreso de Alemania con su Energiewende (transición energética). Alemania hizo de la eliminación de la energía nuclear un aspecto importante de su política energética de 2002, y programó que sus 17 plantas nucleares van a ser desconectadas para 2036 junto a la transición hacia un 60% de participación de las energías renovables para el año 2050. Pero el 29 de mayo de 2011, incitado por Fukushima y presionado por la política electoral, el gobierno de Merkel anunció que cerraría la mitad de sus centrales nucleares inmediatamente y el resto en 2022.

Lo que sucedió después es bastante alarmante. Alemania ya venía instalando energía renovable desde 1990. En 2012 su capacidad energética solar y eólica representaba el 84 por ciento de la generación de energía eléctrica de Alemania de 70.4 GW17 - algo así como 23.000 turbinas de viento (2014) y 1,4 millones de paneles solares (2013) que representan alrededor de un tercio de todos los que existen en el mundo (2012)... pero que en última instancia generaban sólo el 11,9 por ciento de la electricidad total del país.

La razón primordial de la baja generación energética producida por el viento o el sol se debe a su factor de capacidad, que es la cantidad de electricidad que producen realmente, en comparación a cuánto podrían haber producido de haberlo hecho todo el tiempo. Estos factores de capacidad son bastante bajos en Alemania - sólo el 11% para la energía solar y el 17% para la eólica debido a la variabilidad obvia e inevitable del sol y del viento, pero también debido al hecho de que Alemania no es un país muy soleado o también, en algunas de las zonas más industrializadas que necesitan mucha energía, el país no es especialmente ventoso. Así que aunque pueda haber ciertas horas del mediodía en ciertos días de verano en los cuales el 50% de la energía de Alemania, a una hora determinada de un día determinado, se agrega a la red en el transcurso de un año, la energía solar sólo produce alrededor del 5% de su electricidad neta (2012) y la energía eólica alrededor del 10%. La Energiewende ha dado lugar a una gran acumulación de infraestructura con resultados bastante magros.

Pero, como escuchamos con frecuencia, las energías renovables representan el 25% del sector energético alemán. El otro 10% está conformado por la biomasa, que es un elemento de la mezcla energética renovable de Alemania y está creciendo tres veces más rápido que la energía eólica y la energía solar combinadas. Pero la biomasa y su pariente, el biogás, son polémicos, dado que se hacen principalmente con maíz y madera. El maíz insume una gran cantidad de energía para su cultivo y ambos utilizan tierra que de lo contrario podría ser utilizada para la captura y el almacenamiento del carbono en forma permanente; de hecho, un estudio ha demostrado que si se incluye en los cálculos la tierra perdida para el secuestro de carbono, los biocombustibles son en realidad tan carbono intensivos como los combustibles fósiles. Un segundo problema de los biocombustibles, al igual que con la energía eólica y solar, es que no son fuentes muy concentradas de energía en términos de "densidad energética" o sea, la cantidad de energía que suministran por kg. Rinden solo alrededor de 1/3 a 1/4 de la energía por kg respecto de los combustibles fósiles, y por eso dejamos de utilizarlos, en primer lugar. Como resultado, se deben utilizar cantidades enormes de ellos para reemplazar la energía de los combustibles fósiles. Resulta que Europa no tiene suficiente madera para alimentar sus necesidades de biomasa y en 2010 recibió 10 millones de toneladas de pellets de madera enviados desde todas partes del mundo. Para alcanzar su cuota de emisión de carbono, Europa necesitará 60 millones de toneladas de madera para 2020.29 Se cree que no hay suficiente maíz en el mundo como para producir biocombustibles incluso para hacer funcionar los automóviles a nivel mundial, y mucho menos para sus sistemas energéticos; "bosques enteros tendrían que ser diezmados" para abastecerlos de ese suministro.

Para compensar las deficiencias en el sector de las energías renovables, Alemania ha ido añadiendo políticas climáticas destinadas a apartarnos de los combustibles fósiles y en particular, del carbón. En el año 2014, el 46% de la generación eléctrica de Alemania provenía del carbón. Entre 2011 y 2015, Alemania está construyendo una capacidad de producción de carbón que será el doble de la producción anual de todos sus paneles solares, en su mayor parte, lignito altamente carbonoso. El resultado de esto ha sido un aumento del 4% de las emisiones de carbono en Alemania desde el año 2009 y la creencia creciente de que la Energwiende podría ser un experimento fallido.

Aun así el pueblo sigue siendo optimista respecto de la Energiewende, principalmente debido a la promesa de almacenamiento. Si Alemania pudiera capturar toda la electricidad producida en un día ventoso o muy cálido en una batería a escala de red u otros procesos de almacenamiento, los recursos eólicos y solares serían mucho más eficientes. Sin embargo en el futuro próximo, tal almacenamiento está fuera del alcance, porque también es una forma relativamente ineficiente de proporcionar suministro eléctrico a las personas. La batería de litio, usada en un Tesla, es la forma de almacenar energía de la manera más densa.

Ahora la batería más grande del mundo es una batería de iones de litio industrial en China, que es del tamaño de una cancha de fútbol y cuesta 15 millones de dólares. Puede almacenar 40 MWH de electricidad, suficiente para alimentar a 12.000 hogares, pero sólo durante una hora. Alemania necesitaría unas 28.000 de estas baterías, a un costo total de $ 420.000 millones de dólares, para satisfacer sus necesidades de almacenamiento.

Semejante gasto ni siquiera comienza a descontar el costo de la infraestructura energética que necesitará Alemania para lograr sus metas: 92.000 turbinas eólicas adicionales (costo US$1.000.000 cada una, total US$ 92.000 millones) y los 5,6 millones adicionales de paneles solares que habrá que sumarle (costo US$10.000 cada uno, total US$ 56.000 millones), (300.000 GW con un factor de capacidad ~ 15%) así como los US$25.000 millones necesarios para la transmisión y conexión de todo ello y las redes inteligentes para coordinar todos estos complicados intercambios, (estimadas en US$ 8.000 millones por año durante 10 años, suman US$ 1,5 billones). Esa suma de US$ 1,5 billones es un poco menos de lo que ha dicho Siemens que costará la Energiewende. Esto los llevaría a siete años y luego tendrían que cambiar las baterías, y en 20 años tendrían que empezar a reemplazar las turbinas y los paneles solares. Se necesitaría solo un tercio de ese dinero para obtener la misma cantidad de electricidad a partir de 17 de las nuevas plantas nucleares más caras del planeta, aunque la experiencia de Francia sugiere que sería mucho más barato si las compráramos en cantidad (factor de capacidad del reactor Hinkley Point C, 90%; costo de 17 reactores, US$ 416.000 millones). Además, durarían 60 años.

Por supuesto, el costo de las energías renovables está cayendo, aunque queda por verse hasta dónde. Es una forma aún bastante cara de generar grandes cantidades de energía, como ya he demostrado. Y es probable que no haya suficiente litio en la tierra para alimentar todas las baterías para automóvil que requiere un sistema de transporte electrificado, y mucho menos para las redes de todo el mundo, de modo que habría que innovar hasta tener otras formas igualmente eficientes en escala de red para el almacenamiento. Por último, hay otra cuestión: si, cuando incluimos toda la energía necesaria para construir las baterías así como los paneles solares, los aerogeneradores, y los biocombustibles--todo lo cual requiere de mucha energía en comparación con la energía que producen (EROIE) - podrían entregar suficiente energía para reemplazarse a sí mismos cuando sea necesario. Algunos calculan que la demanda siempre nos hará recaer en los combustibles fósiles o en alguna otra fuente con mayor intensidad energética.

Es así que los programas de descarbonización renovables asequibles, viables, sostenibles y de alta penetración apuestan a la innovación y posiblemente a una innovación que va en contra de todas las probabilidades. Esto podría ser atractivo o no, dependiendo de si uno es alguien que hace apuestas, que no es mi caso. Por la misma razón, en este ensayo no voy a entrar en el tema de las posibilidades del torio o de las sales fundidas en la energía nuclear, sino que me centraré sólo en las tecnologías que ya tenemos y que han demostrado que funcionan. Creo prudente hacerlo dado que estamos tratando de resolver un problema que ya está en curso. En verdad me asombra cuando estoy en una sala llena de ecologistas muy inteligentes hablando de la devastación que sobrevendrá en los próximos cien años en términos de vidas y bienestar humanos si el cambio climático sigue sin modificarse, y que luego sostienen la idea de que debemos buscar la solución en tecnologías que aún no existen o no funcionan correctamente, en lugar de apelar a las que efectivamente tenemos y funcionan. Para mí, ese no es un enfoque pragmático frente lo que podría decirse que es el problema más grande que ha enfrentado la humanidad.

Ahora voy a referirme a la energía nuclear, y a lo que la misma ya hace en términos de mitigación del cambio climático, así como a mis motivos para pensar que debería ocupar un lugar más destacado dentro de la corriente principal de pensamiento cuando hablamos sobre cómo afrontar el cambio climático.

A diferencia de Alemania, donde se han cerrado las centrales nucleares y las emisiones de carbón han aumentado abruptamente, cosa que también ha sucedido en el sur de California y en Japón, el modelo obvio a seguir para frenar las emisiones de carbono de manera abrupta son Francia y Suiza. A partir de la crisis del petróleo de 1970, Francia ordenó a las empresas de servicios públicos estatales que reemplazaran el petróleo del sector eléctrico, principalmente a través del incremento proporcional de nuevos programas nucleares. Centrándose en un solo tipo de reactor, el gobierno alentó la normalización, las economías de escala, la construcción y la instalación rápida en la emergente industria nuclear. Como resultado de estas políticas federales, Francia construyó 59 reactores nucleares en alrededor de 15 años, llegando al punto de producir el 75% del suministro eléctrico sin emisiones de carbono.

Prácticamente en el mismo período de tiempo, Alemania obtuvo un 25% de suministro sin emisiones a partir de la energía renovable, en su mayoría biocombustibles, con un costo de US$ 132.000 millones mientras que Francia gastó algo menos, si tomamos en cuenta la inflación, para obtener el 75% del suministro eléctrico sin emitir carbono a un costo de US$ 126.000 millones. Estos cálculos no incluyen el costo del desmantelamiento, que añade otro 20% al costo de construcción, ni tampoco el del combustible ni el de la eliminación del combustible gastado. Pero aun así, el sistema francés brinda actualmente un suministro eléctrico que emite 1/5 de lo que emite Alemania, a la mitad del costo.

Por lo tanto cabe destacar que uno de los tres argumentos distintivos que plantean en la actualidad los grupos ambientalistas contra la energía nuclear, es el gasto. Greenpeace escribe acerca de los reactores Hinkley Point C, los primeros reactores que se construirán en la Unión Europea en el siglo XXI, que son "demasiado caros e innecesarios". Según se afirma, Friends of the Earth ha "manifestado que su antigua oposición a la energía nuclear se ha desmoronado, siendo reemplazada por una nueva oposición pragmática basada en el costo y el tiempo de construcción".

Así que ¿qué es lo que cambió entre la década del 70 y el presente, para que los ambientalistas sintieran que un argumento económico tiene más peso que un argumento de seguridad, por ejemplo? Para empezar, tiene una especie de validación autocumplida. Como se construye un menor número de plantas, su construcción se vuelve más costosa. Resulta difícil capacitar a trabajadores inexpertos hasta lograr que aprendan las normas de construcción dentro de un plazo adecuado, lo cual lleva a la comisión de errores, retrasos y costos excesivos que están atormentando a los nuevos reactores de Olkiluoto. Pero éste es precisamente el problema que Francia superó al normalizar el diseño de los reactores, y es de la clase de problemas que presumiblemente pueden ser solventados por un sector nuclear más activo.

Otro motivo del alto costo es que la construcción de las plantas nucleares, que son grandes y complejas, lleva tiempo, si se las compara con otro tipo de infraestructura pública, volviéndolas "sensibles a las tasas de interés y a tiempos de retorno más prolongados" a la vez que se exponen al riesgo del cambio de políticas y reglamentaciones. Tal grado de riesgo financiero las torna poco atractivas para los inversores privados, de manera que en general tratan de hacer que los gobiernos les den subsidios y garantías de préstamos. A su vez, estos gastos públicos irritan a los ciudadanos, que son contribuyentes mucho más alertas de lo que solían ser en los años 70.

Pero estos problemas no son exclusivos de la energía nuclear. Debido a lógicas de inversión similares ha sido difícil hacer cualquier emprendimiento grande y excepcional, ya sea con energía mareomotriz, solar térmica o eólica marina o geotérmica; todos los tipos de energías renovables han visto numerosos proyectos cancelados a medida que se veía aumentar los costos. No es solo la energía nuclear demasiado cara, sino todo lo que es grande. Lo que conseguimos en cambio son cosas pequeñas -un parque eólico rural aquí y allá, un parque solar aquí y allá, cosas fáciles de ser financiadas por un inversor o una comunidad o incluso un dueño de casa, con una tasa de retorno relativamente corta. Estas decisiones públicas son comprensibles, pero creo que nos deberíamos preguntar si el problema del cambio climático debe ser afrontado de un modo tan provisional y parcial. La adición de estas pequeñas infraestructuras demora mucho en llegar a ser algo sustancial, y ése es el momento en el cual se recae en los combustibles fósiles -sea el nuevo carbón en Alemania o el nuevo gas en cualquier otra parte.

Y eso me lleva a preguntar, ¿estas dificultades de financiación en última instancia resultarán decisivas, o los gobiernos deben tratar de modificar el diálogo con el fin de proporcionar suficiente energía sin emisiones de carbono a sus ciudadanos e industrias, como hizo el Reino Unido, por ejemplo, contra todos los pronósticos, al aprobar la construcción del reactor Hinkley Point C? Podríamos observar que el segundo argumento planteado por los grupos antinucleares es que la energía nuclear es superflua, pero lo hacen de acuerdo a una lógica distorsionada. El FOE (sigla inglesa de Amigos de la Tierra) dice que el reactor Hinkley Point C "no es necesario", aun cuando el Reino Unido se enfrenta a una inminente escasez de energía debido al cierre de sus plantas alimentadas por carbón para cumplir con los requisitos de reducción de emisiones de la UE".

Finalmente, los grupos antinucleares dicen que las plantas nucleares toman demasiado tiempo para ser construidas. Pero creo que el contraste entre Francia y Alemania muestra cómo un largo tiempo de planificación y construcción de gran capacidad y una vida útil prolongada rinden más que el mismo tiempo dedicado a construir infraestructura de baja capacidad y una vida útil relativamente corta. La creencia convencional es que lleva quince años construir una planta. Si pusiéramos los recursos destinados a mitigar el cambio climático para reemplazar nuestras plantas de carbón por centrales nucleares, imagínese lo que podría hacerse a través de la reducción de las emisiones de carbono, incluso con intervalos de quince años.

Una tasa razonable para el reemplazo de las centrales es del 3% al año. En todo el mundo, el carbón suministra el 41% de la energía y es responsable del 44 por ciento de las emisiones de CO2. A ese ritmo, durante los próximos quince años el mundo podría reemplazar cerca de la mitad de sus plantas de carbón por las centrales nucleares y, en última instancia, reduciríamos las emisiones en casi una cuarta parte, solo a través de esa medida. Si empezáramos el proceso otra vez durante los siguientes 15 años no tendríamos más plantas de carbón para el 2060 y habríamos eliminado casi la mitad de las emisiones mundiales con esa medida sola, que por sí misma podría llevarnos a que el calentamiento global se redujera en más de 2 grados. Mientras tanto podríamos empezar a construir capacidad para reemplazar todos los vehículos del mundo por coches eléctricos, lo cual eliminaría otro 25 por ciento de los gases de efecto invernadero. Podríamos prácticamente eliminar los GEI para el año 2100, que es lo que deberíamos tener como objetivo según el último informe del IPCC.

¿Podría lograrse lo mismo con las energías renovables? Tal vez hipotéticamente, pero el proceso tiende a estropearse en la práctica. A menudo escuchamos que las energías renovables crecieron un 25% a nivel mundial durante este siglo, pero la generación por carbón creció un 45% en el mismo tiempo, no solo en los países en desarrollo sino en países de Europa, con metas de energías renovables, donde aumentó hasta un 50%. Parecería haber un suerte de simbiosis entre las energías renovables y los combustibles fósiles, en que las primeras requieren de estos últimos. Existe ese audaz video donde Robert F. Kennedy está parado frente a un grupo de ejecutivos petroleros y dice que en los Estados Unidos las plantas eólicas y solares son plantas de gas, porque los servicios públicos siempre van a necesitar grandes cantidades de gas para suplir la producción intermitente e ineficiente de esas energías renovables. Utilizando la misma lógica, George Monbiot señala que la mayoría de los países europeos carecen de plantas operativas que les permitan obtener mediante energías renovables lo que se ha dado en llamar una penetración del 45% para 2030, así que el otro 55% tendrá que provenir de los combustibles fósiles.

Dice que esto es inmoral, y alega que en razón de que estos países desdeñan sus políticas nucleares, los están llevando hacia una "brecha generacional" en materia de infraestructura, durante la cual no se sabe cómo se logrará el equilibrio, y es probable que esa brecha sea ocupada por los combustibles fósiles, que son el recurso disponible más barato.66 Por el contrario, Francia muestra -lo mismo que Ontario- que la energía nuclear no necesita demasiado respaldo, porque puede darles casi toda la electricidad libre de carbono que puedan necesitar.

En general, parece que la energía nuclear ha sido excluida del espacio de las políticas climáticas de manera bastante arbitraria, se si considera lo mucho que podría ayudar a solucionar el cambio climático. Los obstáculos financieros siguen siendo legítimos, pero tal vez no deberían ser una barrera mental tan enorme, dado que estamos otra vez aumentando las emisiones.

* Publicado el 11 de noviembre de 2014. Derechos cedidos por la autora a OETEC. Traducción OETEC.
Referencias por favor ingresar aquí: http://pframing.weebly.com/blog/archives/11-2014