Las empresas estadounidenses que desarrollan una nueva generación de pequeñas centrales nucleares para ayudar a reducir las emisiones de carbono tienen un gran problema: solo una empresa vende el combustible que necesitan, y es rusa.
Es por eso que el gobierno de EE. UU. está buscando urgentemente utilizar parte de su reserva de uranio apto para armas para ayudar a alimentar los nuevos reactores avanzados y poner en marcha una industria que considera crucial para que los países cumplan con los objetivos globales de emisiones netas cero.
“La producción de uranio poco enriquecido de alto ensayo (HALEU en inglés) es una misión crítica y se están evaluando todos los esfuerzos para aumentar su producción”, dijo un portavoz del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE).
La crisis energética provocada por la guerra en Ucrania ha renovado el interés por la energía nuclear. Los partidarios de los reactores más pequeños de próxima generación dicen que son más eficientes, más rápidos de construir y que podrían acelerar el cambio de los combustibles fósiles.
Pero sin una fuente confiable del uranio poco enriquecido de alto ensayo (HALEU) que necesitan los reactores, a los desarrolladores les preocupa no recibir pedidos para sus plantas. Y sin pedidos, es poco probable que los productores potenciales del combustible pongan en marcha cadenas de suministro comerciales para reemplazar el uranio ruso.
“Entendemos la necesidad de una acción urgente para incentivar el establecimiento de un suministro sostenible de HALEU impulsado por el mercado”, dijo el portavoz del DOE.
El gobierno de EE.UU. está en las etapas finales de evaluar cuánto de su inventario de 585,6 toneladas de uranio altamente enriquecido asignará a los reactores, dijo el vocero.
El hecho de que Rusia tenga el monopolio de HALEU ha sido durante mucho tiempo una preocupación para Washington, pero la guerra en Ucrania ha cambiado el juego, ya que ni el gobierno ni las empresas que desarrollan los nuevos reactores avanzados quieren confiar en Moscú.
HALEU está enriquecido a niveles de hasta un 20 %, en lugar de alrededor del 5 % para el uranio que alimenta la mayoría de las plantas nucleares. Pero solo TENEX, que forma parte de la empresa estatal rusa de energía nuclear Rosatom, vende comercialmente HALEU en este momento.
Si bien ningún país occidental ha sancionado a Rosatom por Ucrania, principalmente debido a su importancia para la industria nuclear mundial, los desarrolladores de plantas de energía estadounidenses como X-energy y TerraPower no quieren depender de una cadena de suministro rusa.
“No tuvimos problemas con el combustible hasta hace unos meses”, dijo Jeff Navin, director de asuntos externos de TerraPower, cuyo presidente es el multimillonario Bill Gates. “Después de la invasión de Ucrania, no nos sentíamos cómodos haciendo negocios con Rusia”.
El huevo y la gallina
La energía nuclear actualmente genera alrededor del 10% de la electricidad del mundo y muchos países ahora están explorando nuevos proyectos nucleares para mejorar su suministro de energía y seguridad energética, así como para ayudar a cumplir los objetivos de reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero.
Pero dado que los proyectos a gran escala siguen siendo desafiantes por razones que incluyen enormes costos iniciales, retrasos en los proyectos, sobrecostos y competencia de fuentes de energía más baratas como la eólica, varios desarrolladores han propuesto los llamados reactores modulares pequeños (SMR en iglés).
Mientras que los SMR que ofrecen empresas como EDF (EDF.PA) y Rolls-Royce (RR.L) utilizan la tecnología existente y el mismo combustible que los reactores tradicionales, nueve de cada 10 de los reactores avanzados financiados por Washington están diseñados para utilizar HALEU.
Los defensores dicen que estas plantas avanzadas necesitan recargas de combustible menos frecuentes y son tres veces más eficientes que los modelos tradicionales. Algunos analistas dicen que esto significa que finalmente superarán a la tecnología nuclear convencional, aunque los diseños aún no se han probado a escala comercial.
El costo nivelado promedio de la electricidad, el precio necesario para que los proyectos avanzados alcancen el punto de equilibrio, es de $ 60 por megavatio-hora en comparación con $ 97 para las plantas convencionales, según datos del grupo de investigación Energy Innovation Reform Project.
Algunos analistas dicen que la diferencia de precio podría ser menor en este momento, porque los reactores avanzados más pequeños que usan HALEU aún no tienen economías de escala de producción en masa.
Las empresas en los Estados Unidos y Europa tienen planes para producir HALEU a escala comercial, pero incluso en los escenarios más optimistas, dicen que tomaría al menos cinco años desde el momento en que deciden continuar.
Y este dilema del huevo y la gallina está complicando el buen desarrollo del suministro de HALEU.
“Nadie quiere ordenar 10 reactores sin una fuente de combustible, y nadie quiere invertir en una fuente de combustible sin 10 pedidos de reactores”, dijo Daniel Poneman, director ejecutivo del proveedor estadounidense de combustible nuclear Centrus Energy Corp (LEU.A) .
Para las empresas interesadas en nuevos reactores avanzados, como la empresa de servicios públicos Energy Northwest del estado de Washington, el suministro de combustible es sin duda un problema en el proceso de toma de decisiones.
“Un suministro confiable de HALEU es uno de los muchos factores que se están considerando”, dijo la compañía en un comunicado enviado por correo electrónico.
Suministros alternativos
El gobierno de EE. UU. reconoció hace años que el monopolio de Rusia sobre HALEU podría obstaculizar el desarrollo de los reactores avanzados que espera proporcionen energía baja en carbono en el país y también se exporten a los mercados de Europa y Asia.
El gobierno otorgó un contrato de costos compartidos en 2019 a Centrus, la única empresa fuera de Rusia que actualmente tiene una licencia para fabricar HALEU, para construir una instalación de demostración.
Si bien la instalación debía comenzar a fabricar HALEU este año, la producción se retrasó hasta 2023, en parte debido a los retrasos en la obtención de contenedores de almacenamiento debido a problemas en la cadena de suministro durante la pandemia mundial, dijo Centrus.
Una vez que la instalación esté en funcionamiento, pasarán cinco años antes de que Centrus pueda comenzar a producir 13 toneladas de HALEU al año. Pero eso es solo un tercio de la cantidad que los proyectos del DOE necesitarán para los reactores estadounidenses para 2030.
TerraPower, por ejemplo, dijo que necesitará 15 toneladas de HALEU para la primera carga de combustible de su reactor avanzado.
Otros productores potenciales de HALEU están más rezagados.
La empresa estatal francesa de extracción y enriquecimiento de uranio Orano dice que podría comenzar a producir HALEU en cinco a ocho años, pero solo solicitará una licencia de producción una vez que tenga clientes con contratos a largo plazo.
En respuesta a una solicitud del DOE de información sobre cómo establecer un programa para apoyar la producción de HALEU, Orano dijo que dependería del gobierno de EE. UU. poner en marcha la industria.
“La evaluación de Orano muestra que el factor individual más importante que permite el éxito es que el DOE garantice un cierto volumen de demanda”, dijo la compañía en un comunicado en su sitio web.
Mientras tanto, la empresa europea de enriquecimiento de uranio Urenco dice que está considerando sitios en los Estados Unidos y Gran Bretaña para la producción de HALEU, pero aún no ha solicitado las licencias.
El reloj está corriendo
Para TerraPower y X-energy, que tienen proyectos planeados en los estados estadounidenses de Wyoming y Washington, respectivamente, el tiempo corre.
Washington les otorgó contratos para construir dos rectores de demostración para 2028 y compartió los costos. Pero sin el combustible ruso, ese plazo caerá mucho antes de que cualquier proveedor comercial alternativo esté en funcionamiento.
Si bien los niveles de enriquecimiento del 20 % para HALEU están muy por debajo del nivel de aproximadamente el 90 % necesario para las armas, las empresas necesitan licencias especiales para producirlo. También se requieren requisitos adicionales de seguridad y certificación para los sitios de producción, empaque y transporte del combustible.
Para acelerar el proceso y romper el estancamiento, el gobierno de EE. UU. está buscando “reducir” el uranio altamente enriquecido apto para armas que se encuentra en su reserva, aunque eso también llevará tiempo.
El gobierno de EE. UU. dijo en 2016 que había reducido 7,1 toneladas entre el 30 de septiembre de 2013 y el 31 de marzo de 2016. Cuando se le preguntó este mes si el proceso se había vuelto más rápido, el DOE dijo: “Las tasas de reducción se evalúan constantemente para oportunidades de aceleración”.
La Ley de Reducción de la Inflación que el presidente de EE. UU., Joe Biden, firmó en agosto contenía $ 700 millones para asegurar los suministros de HALEU del gobierno y un consorcio asociado con el DOE para su uso en reactores avanzados e investigación.
En septiembre, la Casa Blanca solicitó al Congreso otros 1500 millones de dólares en un proyecto de ley de financiamiento gubernamental temporal para impulsar el suministro interno de uranio poco enriquecido y HALEU, para abordar las posibles dificultades para acceder al combustible ruso.
Los legisladores eliminaron la medida del proyecto de ley por preocupaciones sobre los costos, aunque sigue siendo una prioridad para algunos funcionarios de Biden, incluida la secretaria de Energía, Jennifer Granholm.
El año pasado, las centrales nucleares de Estados Unidos importaron alrededor del 14 % de su uranio de Rusia, junto con el 28 % de sus servicios de enriquecimiento, según la Administración de Información de Energía de EE. UU.