La energía nuclear proviene del núcleo de los átomos. La energía se libera por fusión nuclear (los núcleos se fusionan) o por fisión nuclear (los núcleos se separan). Las plantas nucleares utilizan la fisión nuclear de un elemento radiactivo llamado uranio, para generar electricidad que es el objetivo de las plantas nucleares.
¿De dónde proviene la energía nuclear?
Los átomos, las partículas que componen todos los objetos del universo, consisten en neutrones, protones y electrones. Contienen un núcleo, que es de donde proviene la energía nuclear.
La energía nuclear se libera de un átomo a través de:
Fusión nuclear: cuando los núcleos de los átomos se combinan o fusionan. Así es como el Sol produce energía.
Fisión nuclear: cuando los núcleos de los átomos se separan. Este es el método utilizado por las centrales nucleares para generar electricidad.
¿Qué es el uranio?
El uranio es un elemento radiactivo que se formó cuando se creó la Tierra por primera vez. Ocurre naturalmente en ciertos tipos de roca. El uranio es uno de los pocos elementos que se fisiona fácilmente, por lo que se utiliza como combustible en las centrales nucleares. Aunque el uranio se encuentra en todo el mundo, sigue siendo una fuente de energía no renovable.
El ciclo del combustible de uranio es el nombre que se le da al proceso de extraer el mineral de uranio, usarlo en un reactor nuclear y luego desecharlo.
¿Qué sucede durante la fisión nuclear en una planta nuclear?
Una forma particular de uranio, llamada uranio-235, se usa más comúnmente para la producción de energía, ya que su núcleo se divide fácilmente cuando es bombardeado por un neutrón.
Esto es lo que sucede durante una reacción de fisión nuclear:
El núcleo de un átomo de uranio es bombardeado por un neutrón, lo que hace que se divida en dos átomos. Al mismo tiempo, la energía se libera en forma de calor y radiación. Como resultado de la reacción de fisión, se liberan más neutrones. Estos neutrones luego comienzan a bombardear otros átomos de uranio, por lo que el proceso sigue repitiéndose. A esto se le llama reacción en cadena.
La energía nuclear es una importante fuente de electricidad de bajas emisiones, que proporciona alrededor del 10% de la generación de electricidad mundial. Para aquellos países donde se acepta, puede complementar las energías renovables en la reducción de las emisiones del sector eléctrico y al mismo tiempo contribuir a la seguridad de la electricidad como fuente de energía gestionable. También es capaz de producir calor e hidrógeno con bajas emisiones.
La energía nuclear puede desempeñar un papel importante en las transiciones de energía limpia
La energía nuclear ha evitado alrededor de 55 Gt de emisiones de CO2 en los últimos 50 años, casi lo equivalente 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 los aumentos de la energía con bajas emisiones de carbono. En ausencia de más extensiones de vida útil y nuevos proyectos, podrían generar 4 mil millones de toneladas adicionales de emisiones de CO2, lo que subraya la importancia de la flota nuclear para las transiciones energéticas bajas en carbono en todo el mundo.
Ejemplos de plantas nucleares en el mundo
Central nuclear de Kashiwazaki-Kariwa, Japón
La planta Kashiwazaki-Kariwa de Tokyo Electric Power Co. (TEPCO) en Japón es actualmente la planta de energía nuclear más grande del mundo, con una capacidad neta de 7,965MW. Kashiwazaki-Kariwa tiene siete reactores de agua en ebullición (BWR) con una capacidad bruta instalada de 8.212MW.
Las primeras cinco unidades tienen una capacidad bruta de 1.100MW cada una, mientras que la sexta y la séptima unidades tienen una capacidad de 1.356MW cada una.
La primera unidad entró en operación comercial en septiembre de 1985 y la última unidad entró en operación comercial en julio de 1997.
Sin embargo, las operaciones en la planta se paralizaron en mayo de 2012 debido al desastre nuclear de Fukushima. TEPCO ha estado implementando medidas en la planta para cumplir con las nuevas pautas de seguridad establecidas por la Autoridad Reguladora Nuclear de Japón. Se espera que todos los reactores de la planta se reinicien para 2021.
Estación de generación nuclear de Bruce, Canadá
La estación de generación nuclear Bruce en el condado de Bruce, Ontario, Canadá, es la segunda planta de energía nuclear más grande del mundo.
La instalación nuclear de 6.430 MW es propiedad de Ontario Power Generation (OPG) y está operada por Bruce Power.
La planta está compuesta por ocho reactores de agua pesada a presión (PHWR) con capacidades brutas que varían de 786MW a 891MW. El último reactor de la central nuclear canadiense entró en funcionamiento comercial en mayo de 1987
Bruce 1 fue testigo de un cierre a largo plazo en 1997 y se reabrió en septiembre de 2012. Bruce 2 también se reinició en octubre de 2012 después de un cierre a largo plazo en 1995. La capacidad máxima de la planta se incrementó en 22 MW a 6430 MW, después de la finalización de interrupción planificada de Bruce 3 en julio de 2019.
Central nuclear de Hanul, Corea del Sur
La planta de energía nuclear de Ulchin, que pasó a llamarse planta de energía nuclear de Hanul en 2013, es la planta de energía nuclear más grande de Corea del Sur.
La planta tiene actualmente una capacidad instalada bruta de 6.189MW y una capacidad de diseño neta de 5.908MW, lo que la ubica como la tercera central nuclear más grande del mundo.
La primera fase de la central nuclear de Hanul se completó en 2005 con seis unidades de reactores de agua a presión (PWR). Dos reactores más, a saber, Shin Hanul-1 y Shin Hanul-2, se agregarán a Hanul como parte de la segunda fase de desarrollo de la planta.
Los dos nuevos reactores tendrán una capacidad neta de 1350MW cada uno y aumentarán la capacidad neta total de la planta a 8608MW cuando se completen a fines de 2019. La capacidad bruta de la planta aumentará a 8.989MW al finalizar la fase dos.
Planta de energía nuclear de Hanbit, Corea del Sur
La planta de energía nuclear Hanbit de Corea del Sur, anteriormente conocida como la planta de energía nuclear de Yeonggwang, actualmente se ubica como la cuarta estación de energía nuclear más grande del mundo, con una capacidad neta instalada de 5899 MW y una capacidad bruta de 6164 MW.
La planta de energía, operada por Korea Hydro & Nuclear Power (KHNP), consta de seis unidades PWR puestas en servicio en 1986, 1986, 1994, 1995, 2001 y 2002 respectivamente.
La Unidad 3 de 1.000MW de la planta se mantuvo fuera de servicio debido a grietas encontradas en el tubo guía de la barra de control en noviembre de 2012. La unidad reanudó sus operaciones en junio de 2013 luego de ocho meses de trabajos de reparación.
Central nuclear de Zaporizhzhia, Ucrania
La central nuclear de Zaporizhzhia tiene una capacidad neta instalada de 5.700 MW y una capacidad bruta de 6.000 MW. Actualmente es la central nuclear más grande de Europa y la quinta del mundo.
La central eléctrica está ubicada en Enerhodar, Ucrania, y cuenta con seis unidades VVER-1000 PWR operativas que se pusieron en funcionamiento desde 1984 hasta 1995.
La central nuclear de Zaporizhzhia es propiedad y está operada por Energoatom, la Compañía Nacional de Generación de Energía Nuclear estatal de Ucrania. La planta representa más de una quinta parte de la generación eléctrica total del país.
Central nuclear de Gravelines, Francia
La central nuclear de Gravelines, que tiene una capacidad neta instalada de 5.460 MW y una capacidad bruta de 5.706 MW, actualmente se ubica como la sexta instalación de energía nuclear más grande del mundo.
La central eléctrica está ubicada en Gravelines, en el norte de Francia, y consta de seis unidades PWR de capacidad similar puestas en servicio entre 1980 y 1985.
La instalación de energía nuclear, propiedad y operada por la compañía eléctrica francesa Electricité de France (EDF), creó un punto de referencia en agosto de 2010 al entregar sus 1,000 billones de kilovatios-hora de electricidad.
Central nuclear de Paluel, Francia
La central nuclear de Paluel, ubicada a 40 km de Dieppe, Francia, es actualmente la séptima central nuclear más grande del mundo, por capacidad neta. La planta se extiende a lo largo de 160ha en el paseo marítimo del Canal de la Mancha y utiliza agua del canal para la refrigeración.
La planta es propiedad y está operada por EDF y consta de cuatro PWR con una capacidad bruta instalada de 5528MW (1382MW cada uno) y una capacidad neta de diseño de 5200MW (1300MW cada uno).
La construcción de la central nuclear comenzó en 1977. Las dos primeras unidades de la planta se conectaron a la red en 1984. La tercera y cuarta unidades se pusieron en servicio en 1985. Paluel es la segunda central nuclear francesa más grande, después de Gravelines.
Central nuclear de Cattenom, Francia
La planta de energía nuclear de Cattenom de 5.448 MW (brutos) está ubicada en Cattenom, Francia. La planta de energía es propiedad y está operada por EDF. La capacidad neta de la central es de 5.200MW, similar a la de la CN de Paluel, la séptima central nuclear más grande del mundo.
La planta de energía nuclear de Cattenom consta de cuatro PWR de 1362 MW cada uno. La construcción de la planta comenzó en 1979 y las operaciones comerciales comenzaron en abril de 1987. El cuarto reactor de la planta se conectó a la red en 1991.
La instalación nuclear de Cattenom utiliza agua del río Mosela. En 2019 se retiraron y entubaron tres condensadores de la planta, lo que supuso la sustitución de un total de 64.200 tubos.
Planta de energía nuclear de Yangjiang, China
La planta de energía nuclear de Yangjiang, ubicada en la provincia de Guangdong, China, tiene una capacidad bruta instalada de 5.430MW abarcada por cinco PWR de 1086MW, mientras que el sexto reactor se pondrá en marcha en la segunda mitad de 2019.
La planta es propiedad de China Guangdong Nuclear Power Company (CGNPC) y operada por Yangjiang Nuclear Power Company, la capacidad neta actual de la central eléctrica es de 5.000 MW, lo que la convierte en la octava central nuclear más grande del mundo.
Las tres primeras unidades de la planta se pusieron en marcha en 2014, 2015 y 2016, mientras que la cuarta y quinta unidades se conectaron a la red en enero de 2017 y la quinta en mayo de 2018, respectivamente.
Planta de energía nuclear Shin Kori, Corea del Sur
La planta de energía nuclear Shin Kori, ubicada cerca de Ulsan, Corea del Sur, tiene una capacidad neta instalada de 4.748MW y una capacidad bruta de 4.974MW. Es la tercera planta de energía nuclear más grande de Corea del Sur y la novena más grande del mundo por capacidad neta.
De propiedad y operación de Korea Hydro & Nuclear Power (KHNP) la central eléctrica está instalada con cuatro unidades PWR operativas, incluidos dos reactores de potencia avanzados-1400 (APR-1400). Se han estado construyendo dos unidades APR-1400 más en el sitio desde abril de 2017 y septiembre de 2018, respectivamente.
Las dos primeras unidades de 996MW de capacidad neta cada una se pusieron en marcha entre 2010 y 2012, mientras que la tercera y cuarta unidades se pusieron en marcha en enero de 2016 y abril de 2019, respectivamente.
Central nuclear de Hongyanhe, China
La planta de energía nuclear Hongyanhe ubicada en Donggang, cerca de la ciudad costera de Dalian, provincia de Liaoning, consta de cuatro unidades PWR operativas con una capacidad instalada bruta de 4.476 MW (1.119 MW cada una) y una capacidad de diseño neta de 4.244 MW (1.061 MW cada una). ).
Hongyanhe actualmente se ubica como la segunda instalación de energía nuclear más grande de China y la décima más grande del mundo. Está previsto que otras dos unidades PWR de 1.000MW actualmente en construcción en el sitio entren en funcionamiento a fines de 2019 y 2021, respectivamente.
La planta de Hongyanhe es propiedad y está operada por Liaoning Hongyanhe Nuclear Power (LHNP), que es una empresa conjunta de CGNPC (45 %), China Power Investment Corporation (CPIC, 45 %) y Dalian Construction Investment Group (10 %). Las cuatro unidades de reactores CPR-1000 de la planta se pusieron en servicio entre 2013 y 2016.
Planta de energía nuclear de Fukushima Daini, Japón
La planta de energía nuclear Fukushima Daini o Fukushima II ubicada en Naraha, prefectura de Fukushima, Japón, se habría clasificado como la décima planta de energía nuclear más grande del mundo si estuviera operativa. Las cuatro unidades del reactor de Fukushima II se apagaron automáticamente debido al Gran Terremoto del Este de Japón en marzo de 2011.
La planta de 4.268MW (netos) es propiedad y está operada por TEPCO. Consta de cuatro unidades BWR con una capacidad bruta de 1.100MW y una capacidad neta de 1.067MW cada una.
Las poderosas olas del tsunami provocadas por el terremoto submarino de magnitud 9,0 provocaron fusiones en tres reactores de la central nuclear de Fukushima Daiichi, mientras que Fukushima Daini sobrevivió al desastre debido a la parada de emergencia de sus reactores. Desde entonces, los cuatro reactores de Fukushima Daini se han mantenido en parada en frío. En junio de 2018, TEPCO informó que estaba considerando el desmantelamiento de la planta.