El futur de l'energia nuclear és modelat per avenços tecnològics i polítiques energètiques diverses que varien entre països. A mesura que el món pateix els efectes del canvi climàtic i cerca fonts d'energia sostenibles, les innovacions en l'àmbit nuclear i les decisions polítiques jugaran un paper important a determinar la viabilitat i l'acceptació de l'energia nuclear durant les properes dècades.
A continuació veurem quines són aquestes innovacions tecnològiques que ens ofereix el futur i quina visió de futur tenen els països amb més rellevància en l'energia nuclear de cara a les properes dècades.
Innovacions tecnològiques
Reactors de quarta generació
Els reactors de quarta generació estan dissenyats per ser més segurs, eficients i sostenibles que no pas els models actuals.
Aquests reactors inclouen diverses tecnologies innovadores:
Utilitzen una barreja de sals foses com a refrigerant i combustible , el que permet operar a temperatures més altes i baixes pressions. Aquests reactors tenen una major eficiència tèrmica i poden reduir significativament la producció de residus radioactius.
En lloc de neutrons tèrmics utilitzen neutrons ràpids per mantenir la reacció en cadena, cosa que permet utilitzar el combustible de manera més eficient i reduir la quantitat de residus a llarg termini. Aquests reactors també poden reciclar combustibles nuclears usats, aprofitant millor els recursos disponibles.
Com a refrigerant treballen amb gas heli , cosa que permet operar a temperatures molt altes i millorar l'eficiència de la conversió de calor en electricitat.
Una de les característiques daquests reactors és que poden proporcionar calor dalta qualitat per a processos industrials a més delectricitat.
Fusió nuclear
La fusió nuclear és una tecnologia prometedora que podria revolucionar la generació denergia.
A diferència de la fissió, que separa àtoms pesants, la fusió combina nuclis lleugers, com ara el deuteri i el triti, per formar heli i alliberar grans quantitats d'energia. Els avantatges de la fusió inclouen:
- Abundància de combustible: Els combustibles per a la fusió, com el deuteri, es poden extreure de l'aigua de mar, i el triti es pot produir a partir del liti, cosa que assegura una font pràcticament il·limitada de combustible.
- Baixos residus radioactius: La fusió produeix molt menys residus radioactius que la fissió, i els materials generats tenen una vida mitjana més curta.
- Seguretat: La reacció de fusió no pot mantenir una reacció en cadena incontrolada, cosa que redueix significativament el risc d'accidents catastròfics.
Tot i això, la fusió encara encara té dificultats tècniques que cal resoldre, com el manteniment de les condicions extremes necessàries per sostenir la reacció, i no s'espera que estigui comercialment viable fins a la segona meitat del segle.
Projectes científics
Actualment hi ha diversos projectes científics destacats que busquen convertir aquesta tecnologia en una realitat. Vegem-ne els més significatius:
- L' ITER ( International Thermonuclear Experimental Reactor ), ubicat a França, és el major projecte de fusió nuclear al món. El seu objectiu és demostrar la viabilitat de la fusió com a font denergia, recreant les condicions del sol per generar energia neta.
- El JET ( Joint European Torus ) al Regne Unit ha estat pioner en la investigació de la fusió i ha aconseguit rècords en la producció d'energia de fusió, proporcionant valuoses dades per a ITER.
- Als Estats Units, la National Ignition Facility (NIF) utilitza làsers d'alta energia per intentar aconseguir la ignició de fusió, una fita on la reacció de fusió produeix més energia de la que consumeix.
- Un altre projecte prometedor és SPARC , una col·laboració entre el MIT i Commonwealth Fusion Systems, que aspira a ser el primer dispositiu de fusió a produir més energia de la que consumeix, utilitzant tecnologia de superconductors d'alta temperatura per crear camps magnètics més forts i eficients.
- A Alemanya, el Wendelstein 7-X , un reactor estel·lar, explora configuracions magnètiques avançades per contenir el plasma de fusió de manera més estable.
- La Xina també avança significativament amb el seu EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak), que ha aconseguit mantenir el plasma de fusió a temperatures rècord.
Petits reactors modulars (SMRs)
Els Petits Reactors Modulars (SMRs) són reactors nuclears de menor grandària i capacitat en comparació de les plantes nuclears tradicionals. Dissenyats per ser fabricats en mòduls i acoblats al lloc, ofereixen avantatges com costos reduïts, temps de construcció més curts i major flexibilitat en el seu desplegament.
Els SMRs incorporen avançades característiques de seguretat passiva, que no depenen de la intervenció humana ni de sistemes actius, cosa que en millora la seguretat operativa.
Aquests reactors modulars poden ser utilitzats en diverses aplicacions, incloent la generació delectricitat en àrees remotes, el subministrament denergia per a instal·lacions industrials i la integració amb xarxes elèctriques més petites.
Alguns dels principals avantatges que ofereixen aquests sistemes modulars són els següents:
- Cost i temps de construcció reduïts: A causa de la seva mida més petita i disseny modular, els SMRs poden ser fabricats en fàbriques i acoblats al lloc, el que redueix els costos i el temps de construcció en comparació amb les plantes nuclears tradicionals.
- Seguretat millorada: Els dissenys de SMR incorporen característiques de seguretat avançades, com ara sistemes passius de refredament, que no depenen de la intervenció humana ni de sistemes mecànics actius per mantenir la seguretat.
- Versatilitat: Els SMR poden ser utilitzats en una varietat d'aplicacions, incloent-hi la generació d'electricitat en àrees remotes, el subministrament d'energia per a instal·lacions industrials, i la integració amb xarxes elèctriques més petites.
Si tens curiositat per obtenir més informació sobre els SMRs , pots visitar aquest article de la IAEA.
Polítiques energètiques a diferents països
Vegem ara quines són les perspectives de futur dels principals països productors d'energia nuclear.
Estats Units
Als Estats Units, l'energia nuclear continua sent una part significativa del mix energètic.
El govern ha mostrat interès a donar suport al desenvolupament de tecnologies nuclears avançades, com els SMRs i els reactors de quarta generació. Les polítiques inclouen finançament per a investigació i desenvolupament, així com la simplificació de processos regulatoris per accelerar la implementació de noves tecnologies nuclears.
Unió Europea
La política energètica de la Unió Europea varia entre els estats membres.
Països com França, que obtenen al voltant del 70% de la seva electricitat de l'energia nuclear, continuen invertint en la modernització de la seva infraestructura nuclear. Per contra, països com Alemanya i Espanya han decidit eliminar gradualment l'energia nuclear i centrar-se en fonts renovables.
A nivell comunitari, la UE recolza la investigació en tecnologies avançades i la gestió segura de residus nuclears. Recentment, el Parlament Europeu va incloure l'energia nuclear a la classificació d'energies verdes .
Xina
La Xina està expandint ràpidament la seva capacitat nuclear com a part de la seva estratègia per reduir la dependència del carbó i disminuir les emissions de carboni.
El país està invertint en reactors de tercera generació, com ara els reactors d'aigua pressuritzada (PWR), i està liderant el desenvolupament de reactors de quarta generació, incloent-hi els reactors ràpids i els reactors de sal fosa.
Japó
Després del desastre de Fukushima el 2011, el Japó va revisar la seva política nuclear, tancant temporalment totes les plantes nuclears i reforçant les normes de seguretat.
Tot i això, en els últims anys, el Japó ha reiniciat algunes de les seves plantes nuclears més segures i està explorant tecnologies avançades per millorar la seguretat i l'eficiència.
Rússia
Rússia continua sent un jugador important al sector nuclear, no només operant nombroses plantes nuclears a nivell nacional, sinó també exportant tecnologia nuclear a altres països. A més, la Federació Russa està desenvolupant reactors ràpids i SMRs, i participa activament en la investigació de la fusió nuclear.