¿Puede Estados Unidos destetarse del uranio ruso?

En marzo de 2022, poco después de la invasión rusa de Ucrania, el presidente Biden firmó una orden ejecutiva que prohibía la importación de petróleo, gas natural licuado y carbón rusos a los Estados Unidos. Aunque la prohibición junto con las sanciones de la UE fueron culpadas por el aumento vertiginoso de los precios mundiales de la energía, las refinerías estadounidenses no fueron peores para el desgaste, ya que Rusia suministró solo el 3% de las importaciones de petróleo crudo de Estados Unidos.

Sin embargo, los apostadores se apresuraron a señalar que una exportación notable quedó fuera de esa lista: el uranio.

 

Durante mucho tiempo, Estados Unidos ha dependido en gran medida del uranio ruso, e importó alrededor del 14 por ciento de su uranio y el 28 por ciento de todos los servicios de enriquecimiento de Rusia en 2021, mientras que las cifras para la Unión Europea fueron del 20 por ciento y el 26 por ciento para las importaciones y los servicios de enriquecimiento, respectivamente. Y, parece no haber un final a la vista a pesar de que el presidente ucraniano, Volodymyr Zelenskiy, pidió a Estados Unidos y a la comunidad internacional que prohíban las importaciones rusas de uranio tras el bombardeo ruso cerca de la central eléctrica ucraniana Zaporizhzhya. U.. Las compañías S están enviando $ 1 mil millones cada año a la agencia nuclear estatal de Rusia, Rosatom, e importaron otros $ 411.5 millones en uranio enriquecido solo en el primer trimestre de 2023.

 

Destetarse del uranio ruso es una decisión difícil para el país, considerando que Rusia alberga uno de los recursos de uranio más grandes del mundo con un estimado de 486,000 toneladas de uranio, el equivalente al 8 por ciento del suministro mundial. Rusia es el hogar del complejo de enriquecimiento de uranio más grande del mundo, que representa casi la mitad de la capacidad mundial.

 

Estados Unidos tiene actualmente una planta operativa administrada por sus propietarios del Reino Unido, Países Bajos y Alemania que puede producir menos de un tercio de sus necesidades domésticas anuales. Además, el país actualmente no tiene planes de desarrollar o encontrar suficiente capacidad de enriquecimiento para llegar a ser autosuficiente a nivel nacional en el futuro.

 

En contraste, la Corporación Nuclear de China está trabajando para duplicar su capacidad para satisfacer las necesidades de la flota de reactores nucleares civiles en rápido crecimiento de China, de modo que para 2030 China planea tener casi un tercio de la capacidad mundial.

 

Pero tal vez Estados Unidos no esté condenado para siempre a doblegarse ante el uranio ruso, con el país buscando activamente sustitutos de uranio.

 

Combustibles alternativos

 

Dado que la administración Biden ha establecido el objetivo de alcanzar el 100 por ciento de energía libre de carbono para 2035, la energía nuclear probablemente seguirá siendo un tema candente a pesar de ser un combustible bajo en carbono, principalmente porque el combustible nuclear convencional crea una gran cantidad de desechos peligrosos.

 

Lo que daría a la energía nuclear un gran impulso sería un avance tecnológico significativo en la sustitución de torio por uranio en los reactores. El público probablemente sería mucho más fácil de incorporar con la eliminación de uranio peligroso.

 

El torio ahora se anuncia como la "gran esperanza verde" de la producción de energía limpia que produce menos desechos y más energía que el uranio, es a prueba de fusión, no tiene subproductos de grado armamentístico e incluso puede consumir reservas de plutonio heredadas.

 

El Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE), el Centro de Ingeniería y Ciencia Nuclear de Texas A&M y el Laboratorio Nacional de Idaho (INL) se han asociado con Clean Core Thorium Energy (CCTE), con sede en Chicago, para desarrollar un nuevo combustible nuclear a base de torio que han denominado ANEEL. ANEEL (Advanced Nuclear Energy for Enriched Life) es una combinación patentada de torio y "High Assay Low Enriched Uranium" (HALEU) que tiene la intención de abordar los altos costos y los problemas de desechos tóxicos (el torio debe combinarse con al menos una pequeña cantidad de un material fisible debido a su incapacidad para fisionarse naturalmente por sí solo). La principal diferencia entre ANEEL y el uranio que se utiliza actualmente en los reactores estadounidenses es el nivel de enriquecimiento de uranio. En lugar de hasta un 5% de enriquecimiento de uranio-235, la nueva generación de reactores necesita combustible con hasta un 20% de enriquecimiento. Hace varios años, CCTE comenzó a adaptar los diseños de reactores existentes para permitirles usar combustible ANEEL, que la compañía proyectó que podría entrar en uso comercial ya en 2024. Mientras tanto, hace dos años, la Comisión Reguladora Nuclear de los Estados Unidos (NRC) aprobó la solicitud de Centrus Energy para hacer HALEU en su instalación de enriquecimiento en Piketon, Ohio, convirtiéndose en la única planta en el país en hacerlo. Sin embargo, más podría estar en camino si el nuevo combustible resulta ser un éxito.

 

Si bien ANEEL funciona mejor en reactores de agua pesada, también se puede usar en reactores tradicionales de agua hirviendo y agua a presión. Más importante aún, los reactores ANEEL se pueden desplegar mucho más rápido que los reactores de uranio.

Otro beneficio clave de ANEEL sobre el uranio es que puede lograr una tasa de quema de combustible mucho mayor del orden de 55,000 MWd / T (megavatios-día por tonelada de combustible) en comparación con 7,000 MWd / T para el combustible de uranio natural utilizado en reactores de agua a presión. Esto permite que el combustible permanezca en los reactores durante mucho más tiempo, lo que significa intervalos mucho más largos entre paradas para reabastecerse de combustible. Por ejemplo, la Unidad Kaiga 1 de la India y la Unidad Darlington PHWR de Canadá tienen el récord mundial de operaciones ininterrumpidas con 962 días y 963 días, respectivamente.

 

El combustible a base de torio también viene con otros beneficios clave. Una de las más grandes es que una quema de combustible mucho mayor reduce los residuos de plutonio en más del 80%. El plutonio tiene una vida media más corta de unos 24.000 años en comparación con la vida media del uranio-235 de poco más de 700 millones de años. El plutonio es altamente tóxico incluso en pequeñas dosis, lo que lleva a la enfermedad por radiación, cáncer y, a menudo, a la muerte. Además, el torio tiene una temperatura de funcionamiento más baja y un punto de fusión más alto que el uranio natural, lo que lo hace inherentemente más seguro y más resistente a las fusiones del núcleo.

 

Las propiedades de energía renovable del torio también son bastante impresionantes.

 

Otro beneficio más: hay más del doble de torio en la corteza terrestre que el uranio. En la India, el torio es 4 veces más abundante que el uranio. El torio también se puede extraer del agua de mar al igual que el uranio, por lo que es casi inagotable.

 

Aún mejor, en febrero, Clean Core Thorium Energy, con sede en Chicago, y la Comisión Canadiense de Seguridad Nuclear (CNSC) iniciaron la fase de planificación de la revisión previa a la licencia del torio ANEEL y HALEU de Clean Core, lo que indica que se están logrando progresos.

 

¿La maldición del torio?

 

Con suerte, ANEEL no sufrirá la maldición del torio y finalmente ayudará al país a ser menos dependiente del uranio ruso. Después de todo, los MSR de torio (reactores de sales fundidas) han estado en desarrollo desde la década de 1960 por los Estados Unidos, China, Rusia y Francia, pero nunca salió mucho de ellos. Además, el nuevo combustible aún no se ha probado a escala comercial. El radiólogo nuclear Peter Karamoskos, de la Campaña Internacional para Abolir las Armas Nucleares (ICAN) ha aconsejado al mundo que no contenga la respiración:

 

"Sin excepción, [los reactores de torio] nunca han sido comercialmente viables, ni ninguno de los nuevos diseños previstos parece ser viable. Como toda producción de energía nuclear, dependen de amplias subvenciones de los contribuyentes; La única diferencia es que con el torio y otros reactores reproductores son de un orden de magnitud mayor, por lo que ningún gobierno ha continuado su financiación".

 

Sin embargo, si ANEEL supera las probabilidades, el país podría suministrar el nuevo combustible a países que operan reactores CANDU (Canadá Deuterio Uranio) y PHWR (Reactor de Agua Pesada a Presión) como China, India, Argentina, Pakistán, Corea del Sur y Rumania. Estos reactores se enfrían y moderan utilizando agua pesada a presión. Otros 50 países (en su mayoría países en desarrollo) han iniciado programas nucleares o han expresado su interés en lanzarlos en un futuro próximo. Estados Unidos probablemente tendrá un mercado listo para su nuevo combustible de torio ya que ha firmado tratados nucleares bilaterales, incluido el Acuerdo 1-2-3, relacionados con la seguridad, la no proliferación de armas y los materiales nucleares con no menos de 48 países. En general, 50 de los 440 reactores nucleares existentes en el mundo pueden alimentarse con este nuevo combustible.

 

Afortunadamente, esto llega en el momento adecuado, con la energía nuclear disfrutando de otro mini-renacimiento de algún tipo.

 

La crisis energética en curso ha estado ayudando a resaltar la facturación de la energía nuclear como la fuente de energía más confiable, lo que aparentemente le da una ventaja seria sobre otras fuentes de energía renovable como la eólica y la solar que existen en el extremo inferior del espectro de confiabilidad.

 

Unite, el sindicato más grande de Gran Bretaña e Irlanda, ha respaldado el llamado de la Asociación de la Industria Nuclear del Reino Unido (NIA) para inversiones nucleares masivas al decir que será necesaria una inversión integral en la industria nuclear para poner en marcha la economía post-pandemia del Reino Unido, al tiempo que cumple el objetivo de la UE de descarbonizar todas sus industrias para 2050. Los líderes de la UE han reconocido la energía nuclear como una forma de combatir el cambio climático, aunque el hidrógeno sigue siendo su principal prioridad.

 

Mientras tanto, Japón anunció un importante giro en su política energética después de que la nación asiática adoptara una nueva política que promueve un mayor uso de la energía nuclear, poniendo fin efectivamente a una prohibición y eliminación gradual de 11 años que fue provocada por el desastre de Fukushima. Bajo la nueva política, Japón maximizará el uso de los reactores nucleares existentes reiniciando tantos como sea posible, prolongará la vida operativa de los reactores antiguos más allá de su límite de 60 años y también desarrollará reactores de próxima generación para reemplazarlos.

 

ANEEL y 'Nuclear Diesel' ofrecen otra posible forma de volver a la energía nuclear, pero solo si tiene éxito donde el torio no lo ha hecho, hasta ahora.

 

Por Alex Kimani para Oilprice.com