Friday, March 18, 2011

¿No a la energía nuclear?


Con todo esta tragedia que pasa Japón, no han faltado los oportunistas que hoy salen a decir NO A LA ENERGÍA NUCLEAR, aunque claro, no dijeron nunca antes nada al respecto. Claro, ahora resulta cómodo, conveniente, oportunista y hasta una pose agradable, oponerse a estos desarrollos de la energía nuclear. El problema principal es que todos estos opositores no dicen jamás qué alternativas hay a este tipo de desarrollos. Porque está claro que no se han enterado siquiera de las necesidades energéticas del planeta Tierra.

Van aquí algunos datos al respecto:

El consumo energético mundial total en 2005 fue de 500 EJ (= 5 x 1020 J) (ó 138.900 TWh) con un 86,5% derivado de la combustión de combustibles fósiles, aunque hay al menos un 10% de incertidumbre en estos datos. Esto equivale a una potencia media de 15 TW (= 1.5 x 1013 W). Debe aclararse a todo esto, que no todas las economías mundiales rastrean sus consumos energéticos con el mismo rigor, y el contenido energético exacto del barril de petróleo o de la tonelada de carbón varía ampliamente con la calidad. Aún así, el dato revela que el consumo de energía es gigantesco.

Ahora bien, la mayor parte de los recursos energéticos mundiales provienen de la irradiación solar de la Tierra - alguna de esta energía ha sido almacenada en forma de energía fósil, otra parte de ella es utilizable en forma directa o indirecta como por ejemplo vía energía eólica, hidráulica o de las olas. El término constante solar es la cantidad de radiación electromagnética solar incidente por unidad de superficie, medida en la superficie exterior de la atmósfera terrestre, en un plano perpendicular a los rayos. La constante solar incluye a todos los tipos de radiación solar, no sólo a la luz visible. Mediciones de satélites la sitúan alrededor de 1366 vatios por metro cuadrado, aunque fluctúa un 6,9% a lo largo del año - desde los 1412 W/m² a principios de enero hasta los 1321 W/m² a principios de julio, dada la variación de la distancia desde el Sol, de una cuantas partes por mil diariamente. Para la Tierra al completo, con una sección transversal de 127.400.000 km², la potencia obtenida es de 1,740×1017 vatios, más o menos un 3,5%.

Las estimaciones de los recursos energéticos mundiales restantes son variables, con un total estimado de los recursos fósiles de unos 0,4 YJ (1 YJ = 1024J) y unos combustibles nucleares disponibles tales como el uranio que sobrepasan los 2,5 YJ. El rango de los combustibles fósiles se amplía hasta 0,6-3 YJ si las estimaciones de las reservas de hidratos de metano son exactas y si se consigue que su extracción sea técnicamente posible. Debido al Sol principalmente, el mundo tiene también acceso a una energía utilizable que excede los 120 PW (8.000 veces la total utilizada en 2004), o de 3,8 YJ/año, empequeñeciendo a todos los recursos no renovables.El problema es que el usar toda esta energía solar no está aún disponible. Los desarrollos de celdas solares están lejos aún de poder usar toda la energía que nos llega del astro rey.

Sobre los combustibles fósiles se pueden decir muchas cosas: durante el siglo veinte se observó un rápido incremento en el uso de los combustibles fósiles que se multiplicaron por veinte. Entre 1980 y 2004, las tasas anuales de crecimiento fueron del 2%. Según las estimaciones en 2006 de la Administración de Información sobre la Energía estadounidense, los 15 TW estimados de consumo energético total para 2004 se dividen como se muestra a continuación, representando los combustibles fósiles el 86% de la energía mundial:

El carbón suministró la energía para la revolución industrial en los siglos XVIII y XIX. Con la llegada del automóvil, de los aviones y con la generalización del uso de la electricidad, el petróleo se convirtió en el combustible dominante durante el siglo XX. El crecimiento del petróleo como principal combustible fósil fue reforzado por el descenso continuado de su precio entre 1920 y 1973. Tras las crisis del petróleo de 1973 y 1979, en las cuales el precio del petróleo se incrementó desde los 5 hasta los 45 dólares estadounidenses por barril, se produjo un retraimiento del consumo de petróleo. El carbón y la energía nuclear pasaron a ser los combustibles elegidos para la generación de electricidad y las medidas de conservación incrementaron la eficiencia energética.

En EE.UU. el automóvil medio aumentó a más del doble las millas recorridas por galón. Japón, que soportó la peor parte de las crisis del petróleo, realizó mejoras espectaculares y ahora presenta la mayor eficiencia energética del mundo. Tras los últimos cuarenta años, el uso de combustibles fósiles ha continuado creciendo y su participación en el suministro energético se ha incrementado. En los últimos tres años, el carbón, que es una de las fuentes más sucias de energía, se ha convertido en el combustible fósil de más rápido crecimiento. . Pese a ello, la energía solar fotovoltaica se está incorporando rápidamente como reemplazo de los combustibles fósiles como fuente dominante de energía. Así pues, los recursos totales de todos los combustibles fósiles representan 0,4 YJ en total, mientras que la disponibilidad de energía solar es de 3,8 YJ al año.


Ahora bien, si consideramos la energía nuclear, en el 2005 representó el 6,3% del suministro de energía primaria total. La producción energética nuclear en 2006 alcanzó los 2.658 TWh, lo que representa el 16% del total de la producción mundial de electricidad. En noviembre de 2007, estaban operativos a nivel mundial 439 reactores nucleares, con una capacidad total de 372.002 MW. En construcción habían otros 33 reactores, planeados 94 y en estado de propuesta 222. Entre las naciones que no la usan en la actualidad, 25 países están construyéndolos o se lo proponen. Algunos países han anunciado planes para suprimir la energía nuclear, pero hasta la fecha tan sólo Italia lo ha llevado a la práctica (aunque continúa importando electricidad de naciones con centrales nucleares activas). Además de esto, aunque Austria, Filipinasy Corea del Norte han construido centrales nucleares, estos países las abortaron antes de que fueran puestas en marcha.

Según las estimaciones de la Organismo Internacional de Energía Atómica queda el equivalente a 2500 ZJ de uranio. Esto asumiendo el uso del reactor reproductor rápido que es capaz de generar más material fisible del que consume. Se estima que los depósitos de uranio económicamente recuperables actualmente probados para los reactores de ciclo de combustible directo alcanzan sólo hasta 2 ZJ. El uranio finalmente recuperable se estima en 17 ZJ para los reactores de ciclo directo y en 1000 ZJ para los reactores reproductores rápidos que realizan el reprocesado.

Ni los recursos ni la tecnología limitan la capacidad de la energía nuclear de contribuir a satisfacer la demanda energética durante el siglo XXI. Aun así, las implicaciones políticas y medioambientales acerca de la seguridad nuclear y de los residuos radioactivos comenzaron a limitar el crecimiento de este suministro energético a finales del siglo pasado, en especial debido a ciertos accidentes nucleares. Las preocupaciones acerca de la proliferación nuclear (especialmente al respecto del Plutonio producido por los reactores reproductores) apuntan a que el desarrollo de la energía nuclear por países tales como Irán o Siria está siendo activamente desalentado por la comunidad internacional.

Quizás la opción esté entonces en la fusión nuclear, que es el mecanismo que usa el Sol, por ejemplo. Este proceso genera grandes cantidades de calor a base de fusionar los núcleos de isótopos de Hidrógeno. El calor puede ser teóricamente empleado para la generación de electricidad. Las temperaturas y presiones necesarias para albergar la fusión la convierten en un proceso muy difícil de controlar y por lo tanto en un reto tecnológico sin resolver. El tentador potencial de la fusión lo representa su capacidad teórica para suministrar grandes cantidades de energía, con una relativamente pequeña contaminación asociada. Tanto los Estados Unidos de América como la Unión Europea apoyan la investigación (como por ejemplo invirtiendo en el ITER), además de otros países. Según un informe, la limitada inversión ha retrasado el progreso en la investigación sobre la fusión durante los últimos 20 años, con lo que se está a 50 años de distancia de una disponibilidad comercial.

Así entonces, el problema es qué alternativas tenemos si nos oponemos a la energía nuclear. ¿La energía eólica? ¿La energía solar? Estamos lejos de que estas energías limpias e infinitas (hasta que se acabe el Sol, pues), estén disponibles masivamente y puedan sustituir las cantidades de energía que se generan con otros procedimientos. Hay que recordar, para colmo, que en el 2030 habrá unos 8300 mil millones de seres humanos, que requerirán recursos, salud, higiene, protección, energía, etc. ¿De dónde se supone va a salir toda esa cantidad de energía para satisfacer a la enorme población humana que estará presente en menos de 20 años?

Por ello, oponerse sin más argumentos es fácil. Más dificil dar opciones. Mucho más difícil.

3 comments:

Francisco said...

No existe una solución mágica, y lo más probable es que tengamos que usar una combinación inteligente de varias alternativas. En los últimos cuatro años, analizar alternativas para generación de electricidad ha sido una parte de mi actividad profesional, he asistido a varias conferencias internacionales, participado en discusiones, etc. Si vamos a dejar de usar combustibles fósiles ¿cuáles son nuestras alternativas? En Norteamérica, aproximadamente la mitad de la electricidad se genera a partir de carbón, por lo que la substitución de esta fuente de energía no es una tarea fácil.

Nuclear: Cero emisiones contaminantes al ambiente, pero requieren medidas extremas de seguridad. Casi nunca tienen accidentes, pero cuando los tienen... bueno, ya sabemos que pasa.

Viento: el problema con esta tecnología es que no puedes controlar cuando va a soplar, por lo que se tiene que usar en conjunción con otras fuentes. En los mejores casos tienen una utilización promedio de alrededor de 40%. Se le pueden poner baterías, para almacenar la energía para cuando no sopla el viento. Otra solución es acoplarla a un generador que opere con gas, aunque todo esto aumenta los costos. Aunque parezca increíble, no está totalmente exenta de detractores del lado ecológico: en algunos casos mata a los murciélagos, y a las ovejas que viven cerca de las turbinas (porque no las deja dormir, parece). Nosotros tenemos que llevar un reporte mensual de muertes de pájaros y murciélagos en cada una de nuestras turbinas.

Solar: esta tecnología es muy cara todavía e ineficiente, pero yo personalmente creo que es muy promisoria. Un amigo mío, compañero de la universidad, encabeza el “Clean Energy Project” en Harvard, en la búsqueda de materiales de alta eficiencia para celdas fotovoltaicas. Algo que muchas veces se pasa por alto es que junto al desarrollo de la tecnología solar, es necesario avanzar en el desarrollo de baterías, porque por supuesto, el sol no brilla de noche. Mi apreciación personal es que estamos en la infancia de esta tecnología, pero tiene mucho potencial.

Cabe decir que por el momento ni la generación eólica ni solar son costeables por sí mismas, sino que reciben importantes subsidios por parte de los gobiernos que las quieren impulsar.

Generación Hidráulica: proyectos de gran escala generan grandes perturbaciones al medio ambiente, se inundan valles, se desalojan poblaciones, se destruyen hábitats, etc. Además hay una serie de problemas con los peces, que ya no pueden subir a desovar, la temperatura del agua, la concentración de oxígeno disuelto, en fin. Parece inofensiva, pero tampoco lo es.

Jose A. said...

Hola Manuel, te dejo otro comentario aunque sea un poco tarde. Es una lástima que a una sola persona le interesó el tema que propusiste que para mí me parece de máxima prioridad, aunque dejando a un lado un poquito la cuestión nuclear yo dejaría la siguiente pregunta para que alguien quisiera opinar: ¿Que vamos hacer cuando ya no dispongamos del petróleo? Ojo que utilizo la palabra "dispongamos" en vez de la pequeña frase "se acabe". La gente debe saber que el petróleo en si mismo nunca se acabará, suena irónico en un mundo con demasiadas necesidades energéticas pero es la verdad, ¿la razón? La TRE (Tasa de Recuperación Energética), es la que le indica a las compañías petroleras cuándo un pozo es rentable. Cuando el pozo ya no es rentable simplemente buscan en otra parte. Y se preguntarán ¿cómo se calcula? Simple, la relación que un pozo debe entregar como mínimo es de 1 a 2, que significa que por cada barril de petróleo que se gaste en explotar ese pozo debe redituar en la obtención de 2 barriles de crudo. Entonces, ya se habrán dado cuenta, todo depende de la ganancia que obtenga dicha compañía al extraer petróleo, por lo que cuando la TRE del pozo "X" sea de 1 a 1, de 2 a 1, etc. no tendrá sentido extraer el crudo pues dicha extracción representaría grandes pérdidas para ellos. Resumiendo, cuando la TRE de todos los pozos en el mundo sea de 1 a 1 (lo siguiente a lo que era rentable) en ese momento dejará de extraerse el petróleo, el recurso natural no renovable mas impresionante y versátil de todos los tiempos y también el más desaprovechado y despilfarrado de que se tenga registros. Después de este pequeño esbozo me surge otra pregunta aun más preocupante (el por qué se los diré más adelante ¿Podremos encontrar un sustituto al petróleo? Dado el estado actual de la tecnología, de que ya nos gastamos la mitad de las reservas mundiales de petróleo y lo más grave (entre otras cosas): los grandes descubrimientos de yacimientos petrolíferos hace bastante tiempo que ya fueron hechos, está claro que no hay un sustituto para el petróleo, por más que nos vendan esas campañas ecologistas que lo único que hacen es intentar que los gobiernos les compren sus "ideas" e inviertan en el tema de "moda" que ya lleva algo de tiempo. Por favor no caigan en ese juego, analícenlo un poquito, el petróleo está presente en todas las actividades del ser humano, TODAS, explicar todos los usos del petróleo me tomaría escribir varios libros, de ese tamaño es el problema, por lo tanto NO EXISTE MATERIAL, SUSTANCIA O COMPUESTO QUÍMICO (artificial o natural) que se le compare al petróleo. Solo hay que usar la lógica, todas las "investigaciones" de las alternativas energéticas tienen que hacerse ¡USANDO PETROLEO! Absurdo ¿no lo creen? Y resulta más absurdo que para que "explotemos" la energía eólica, solar, hidráulica, nuclear, etc. necesitaremos gastarnos la otra mitad de las reservas que todavía tenemos de petróleo. Este tema es demasiado complejo como para tratarlo en unas pocas líneas, ojala nuestro amigo Manuel escriba un nuevo post con el tema del petróleo para intercambiar ideas pero les adelanto que como respuesta a la 2a pregunta que hice les añado otros 2 factores que indican que no se encontrara un sustituto al petróleo (al menos en el corto y mediano plazo): el crecimiento de la población mundial y las necesidades que cada día irán surgiendo año tras año con ese crecimiento. Por el momento esta es la primera parte de mi comentario, hay mucho de que hablar, escribiré la segunda con más detalle si a alguna persona le interesa y pondré un enlace para descargar un libro en PDF donde leí sobre el tema que comento y que me parece todo el mundo debería leer. Saludos cordiales amigo Manuel.

Morsa said...

José,

Pues lo que apuntas no hace más que corroborar que el Mundo está metido en una trampa sin solución. No hay alternativas reales al petróleo, eso me queda claro. Si a eso le sumas el nuevo jinete del Apocalipsis, el crecimiento de las poblaciones, verás que nos acercaremos eventualmente a una etapa crítica. Yo no tengo idea de qué va a pasar, porque el futurismo no se me da, pero de que no se ven las cosas muy bien, me queda clarísimo.

saludos