El 'diesel nuclear' podría convertirse en un cambio de juego en los mercados energéticos

En febrero, una propuesta de la UE para prohibir completamente los automóviles que funcionan con combustibles fósiles para 2035 enfrentó una fuerte oposición liderada por la economía más grande del bloque, Alemania, así como Polonia e Italia. Aunque es un fuerte jugador de energía limpia, Alemania también es la superpotencia europea de ICE, y temía que un movimiento tan dramático pudiera sonar una sentencia de muerte para su industria fundamental.

La UE aún logró aprobar la propuesta, pero con una concesión clave: la venta de vehículos de combustión interna podría continuar después de la prohibición de 2035 solo si funcionan con combustibles electrónicos. Según la AIE, los combustibles sintéticos son vitales en la descarbonización del transporte y la industria para 2050, especialmente en sectores difíciles de electrificar como la aviación.

 

No debe confundirse con los biocombustibles, o los combustibles producidos a partir de cultivos como la caña de azúcar, el maíz, las algas, la soja, los combustibles electrónicos o los combustibles sintéticos son combustibles líquidos producidos a partir de gas natural, carbón, turba y esquisto bituminoso, e incluyen diesel sintético, queroseno sintético y e-metanol. Los combustibles sintéticos neutros en carbono se fabrican de dos maneras.

 

El primer método utiliza dióxido de carbono capturado o monóxido de carbono de la atmósfera o de un proceso industrial como la fabricación de acero, y lo combina con hidrógeno obtenido del agua a través de la electrólisis para producir ecombustibles en un proceso conocido como Fischer-Tropsch. La segunda categoría abarca biocombustibles sintéticos creados a partir de biomasa gasificada antes de ser catalizada con hidrógeno utilizando medios químicos o mediante procesos térmicos.

 

El mayor atractivo de los combustibles sintéticos es que, a diferencia de los combustibles fósiles, el C02 que liberan a la atmósfera cuando se queman en un motor es prácticamente igual a la cantidad extraída de la atmósfera para producir el combustible, lo que los convierte en CO2 neutros en general. Para endulzar el trato, los vehículos de ICE no requieren ninguna modificación para funcionar con combustibles electrónicos, que también pueden transportarse a través de las redes logísticas de combustibles fósiles existentes. Además, los combustibles sintéticos se pueden mezclar en combustibles fósiles o pueden reemplazarlos completamente en barcos, aviones o tecnologías industriales existentes.

 

La multinacional alemana de ingeniería y tecnología BOSCH es una firme defensora de los combustibles sintéticos. Según la compañía, alrededor de la mitad de los automóviles de gasolina o diesel que se venden ahora todavía estarán en las carreteras para 2030. Mediante el uso de combustibles sintéticos (que BOSCH dice que son completamente compatibles con los combustibles fósiles actuales), estos vehículos heredados podrán desempeñar un papel en la reducción de las emisiones de CO2.

 

No es sorprendente que las grandes compañías petroleras como la estadounidense ExxonMobil Corp. (NYSE: XOM) y la italiana Eni S.p.A (NYSE: E), así como los fabricantes de automóviles globales como Porsche y Audi sean algunos de los mayores patrocinadores de los combustibles electrónicos (Exxon y Eni son partidarios de la Alianza eFuel de Europa).

 

Actualmente, los e-combustibles no se producen a escala debido a un problema importante: los altos costos. La producción de combustibles sintéticos es altamente intensiva en energía, tanto que un estudio reciente del Consejo Internacional de Transporte Limpio encontró que los combustibles electrónicos podrían costar hasta € 2.80 por litro ($ 11.52 USD por galón), o 3 veces el costo actual del diesel en los EE. Además, el uso de combustibles electrónicos en un automóvil ICE requiere aproximadamente 5 veces más electricidad renovable que el funcionamiento de un vehículo eléctrico, lo que reduce su propuesta de valor como combustible de energía limpia.

 

La primera planta comercial de e-fuel del mundo, respaldada por Porsche y con el objetivo de producir 550 millones de litros por año, se inauguró en Chile en 2021. Otras plantas planificadas incluyen Norsk e-Fuel de Noruega, que comenzará la producción en 2024 con un enfoque importante en el combustible de aviación.

 

Afortunadamente, las grandes petroleras podrían encontrar a su caballero blanco en otra tecnología controvertida: la energía nuclear.

 

Nuclear Diesel

 

El uso de la energía nuclear para producir productos químicos y combustibles líquidos es una idea que se ha planteado durante mucho tiempo. De hecho, la energía nuclear está fuertemente orientada hacia procesos que requieren altas temperaturas a precios asequibles, como la producción de combustible sintético y la gasificación del carbón. Las altas temperaturas aumentan la eficiencia de generación de energía de los reactores refrigerados por gas de alta temperatura (∼50%) y abren la posibilidad de utilizar HTGR para las operaciones de proceso.

 

Desafortunadamente, es realmente difícil desplegar la energía nuclear a un ritmo lo suficientemente rápido como para lograr nuestros objetivos climáticos gracias a la dura realidad de los proyectos de energía nuclear. Tenga en cuenta que no solo se necesita un promedio de ocho años para construir una planta de energía nuclear, sino que también el tiempo promedio entre la decisión y la puesta en marcha generalmente oscila entre 10 y 19 años. Además, los grandes obstáculos comerciales, principalmente el gran costo de capital inicial y los enormes sobrecostos (las plantas nucleares tienen la mayor frecuencia de sobrecostos de todos los proyectos de energía a escala de servicios públicos), hacen que este sea un esfuerzo aún más oneroso.

 

Ingrese pequeños reactores nucleares modulares (SMR).

 

Los SMR son reactores nucleares avanzados con capacidades de potencia que oscilan entre 50-300 MW (e) por unidad, en comparación con 700 + MW (e) por unidad para los reactores de energía nuclear tradicionales. Sus mayores atributos son:

 

Modular: esto hace posible que los sistemas y componentes SMR se ensamblen de fábrica y se transporten como una unidad a un lugar para su instalación.

Pequeño: los SMR son físicamente una fracción del tamaño de un reactor de energía nuclear convencional.

Dada su huella más pequeña, los SMR pueden ubicarse en lugares no adecuados para plantas de energía nuclear más grandes, como las plantas de carbón retiradas. Las unidades SMR prefabricadas se pueden fabricar, enviar y luego instalar en el sitio, lo que las hace más asequibles de construir que los reactores de potencia grandes. Además, los SMR ofrecen ahorros significativos en costos y tiempo de construcción, y también se pueden implementar de manera incremental para satisfacer la creciente demanda de energía. Otra ventaja clave: los SMR tienen requisitos de combustible reducidos y se pueden reabastecer cada 3 a 7 años en comparación con entre 1 y 2 años para las plantas nucleares convencionales. De hecho, algunos SMR están diseñados para funcionar hasta 30 años sin repostar.

 

Decenas de gobiernos, incluido el gobierno de los Estados Unidos, han comenzado a incentivar los SMR haciéndolos más atractivos para los prestamistas y las empresas de servicios públicos. En 2020, el Departamento de Comercio de los Estados Unidos lanzó un Grupo de Trabajo de Reactores Modulares Pequeños que busca acelerar el despliegue de SMR en los mercados europeos en un intento por posicionar a las empresas estadounidenses para tener éxito en esos mercados. Mientras tanto, Ghana y Kenia también están buscando desarrollar SMR para expandir sus capacidades de generación de energía.

 

Afortunadamente para las grandes compañías petroleras y los defensores de los combustibles sintéticos, los SMR podrían ser justo lo que necesitan para finalmente hacer que los combustibles electrónicos sean competitivos con los combustibles fósiles.

 

El Dr. Robert Hargraves, cofundador de ThorCon International, una compañía de ingeniería nuclear, ha propuesto el desarrollo del "diesel nuclear", calificándolo como un cambio de juego en la transición de energía limpia. Según el experto nuclear:

 

"Los costos avanzados de energía de fuentes nucleares pueden ser de 3.5 centavos / kWh para electricidad o 2 centavos / kWh para calor de alta temperatura. Este costo de entrada de energía de fuente bruta para fabricar diesel nuclear es inferior a $ 1 por galón. Incluso después de agregar nuevos costos de capital de refinería y costos operativos, espero que las nuevas refinerías puedan producir diesel nuclear a precios mayoristas actuales cercanos a $ 3 por galón ".

 

Aunque esta tesis aún no se ha probado en la industria del petróleo y el gas, ya tiene un claro precedente en la industria química: el año pasado, la compañía de ciencia de materiales Dow Inc. (NYSE: DOW) se asoció con el pequeño experto en tecnología nuclear modular, X-energy, para implementar la tecnología de reactor de gas de alta temperatura Xe-100 de X-energy en uno de los sitios de Dow en la costa del Golfo de Estados Unidos. La planta del reactor Xe-100 proporcionará calor y energía de proceso competitivos y libres de carbono a las instalaciones de Dow.

 

"La tecnología nuclear modular pequeña avanzada será una herramienta crítica para el camino de Dow hacia las emisiones de carbono cero y nuestra capacidad para impulsar el crecimiento mediante la entrega de productos bajos en carbono a nuestros clientes", dijo Jim Fitterling, presidente y director ejecutivo de Dow.

 

Por Alex Kimani para Oilprice.com