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Las empresas estadounidenses que están desarrollando una nueva generación de pequeñas centrales nucleares para ayudar a reducir las emisiones de carbono tienen un gran problema: sólo una empresa vende el combustible que necesitan, y es rusa.

Por eso, el gobierno de Estados Unidos está buscando urgentemente utilizar parte de sus reservas de uranio de calidad armamentística para ayudar a alimentar los nuevos reactores avanzados y poner en marcha una industria que considera crucial para que los países cumplan los objetivos globales de emisiones netas cero.

“La producción de HALEU es una misión crítica y se están evaluando todos los esfuerzos para aumentar su producción”, dijo un portavoz del Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE).

La crisis energética provocada por la guerra de Ucrania ha renovado el interés por la energía nuclear. Los partidarios de los reactores más pequeños y de nueva generación dicen que son más eficientes, más rápidos de construir y que podrían acelerar el abandono de los combustibles fósiles.

Pero sin una fuente fiable del uranio poco enriquecido (HALEU) que necesitan los reactores, los promotores temen no recibir pedidos para sus plantas. Y sin pedidos, es poco probable que los posibles productores del combustible pongan en marcha cadenas de suministro comerciales para sustituir 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 estadounidense está en la fase final de evaluación de la cantidad de su inventario de 585,6 toneladas de uranio altamente enriquecido que debe asignar a los reactores, dijo el portavoz.

El hecho de que Rusia tenga el monopolio del 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 depender de Moscú.

El HALEU está enriquecido hasta el 20%, en lugar del 5% del uranio que alimenta la mayoría de las centrales nucleares. Pero sólo TENEX, que forma parte de la empresa estatal rusa de energía nuclear Rosatom, vende HALEU comercialmente por el momento.

Aunque ningún país occidental ha sancionado a Rosatom por lo de Ucrania, principalmente por su importancia para la industria nuclear mundial, los promotores de centrales estadounidenses como X-energy y TerraPower no quieren depender de una cadena de suministro rusa.

“No teníamos un problema de combustible hasta hace unos meses”, dijo Jeff Navin, director de asuntos externos de TerraPower, cuyo presidente es el multimillonario Bill Gates. “Tras la invasión de Ucrania, no nos sentíamos cómodos haciendo negocios con Rusia”.

EL HUEVO Y LA GALLINA

La energía nuclear genera actualmente alrededor del 10% de la electricidad mundial y muchos países están estudiando nuevos proyectos nucleares para mejorar su suministro y seguridad energética, así como para ayudar a cumplir los objetivos de reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero.

Pero como los proyectos a gran escala siguen siendo difíciles por razones como los enormes costes iniciales, los retrasos en los proyectos, los sobrecostes y la competencia de fuentes de energía más baratas como la eólica, varios promotores han propuesto los llamados reactores modulares pequeños (SMR).

Mientras que los SMR propuestos por empresas como EDF y Rolls-Royce utilizan la tecnología existente y el mismo combustible que los reactores tradicionales, nueve de los diez reactores avanzados financiados por Washington están diseñados para utilizar HALEU.

Sus defensores afirman que estas centrales avanzadas necesitan recargas menos frecuentes y son tres veces más eficientes que los modelos tradicionales. Algunos analistas afirman que esto significa que acabarán superando a la tecnología nuclear convencional, aunque los diseños aún no se han probado a escala comercial.

El coste medio nivelado de la electricidad -el precio necesario para que los proyectos avanzados alcancen el punto de equilibrio- es de 60 dólares por megavatio-hora, frente a los 97 dólares de las centrales convencionales, según datos del grupo de investigación Energy Innovation Reform Project.

Algunos analistas afirman que la diferencia de precios podría ser menor por el momento, porque los reactores avanzados más pequeños que utilizan HALEU aún no cuentan con las economías de escala de la producción en masa.

Las empresas de Estados Unidos y Europa tienen planes para producir HALEU a escala comercial, pero incluso en los escenarios más optimistas, dicen que tardarían al menos cinco años desde el momento en que decidan proceder.

Y este enigma del huevo y la gallina está complicando el buen desarrollo del suministro de HALEU.

“Nadie quiere hacer un pedido de 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 de combustible nuclear estadounidense Centrus Energy Corp.

Para las empresas interesadas en nuevos reactores avanzados, como la empresa pública Energy Northwest del estado de Washington, el suministro de combustible es sin duda un problema en el proceso de toma de decisiones.

“Un suministro fiable de HALEU es uno de los muchos factores que se están considerando”, dijo la empresa en un comunicado enviado por correo electrónico.

SUMINISTROS ALTERNATIVOS

El gobierno de Estados Unidos reconoció hace años que el monopolio ruso sobre el HALEU podría obstaculizar el desarrollo de los reactores avanzados que espera que proporcionen energía baja en carbono en el país y también se exporten a los mercados de Europa y Asia.

El gobierno adjudicó un contrato de costes 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.

Aunque la instalación debía empezar a fabricar HALEU este año, la producción se ha retrasado hasta 2023, en parte debido a los retrasos en la obtención de contenedores de almacenamiento por problemas en la cadena de suministro durante la pandemia mundial, dijo Centrus.

Una vez que las instalaciones entren en funcionamiento, pasarán cinco años antes de que Centrus pueda empezar a producir 13 toneladas de HALEU al año. Pero eso es sólo un tercio de la cantidad que el DOE prevé que se necesitará para los reactores estadounidenses en 2030.

TerraPower, por ejemplo, dijo que necesitará 15 toneladas de HALEU para la primera carga de combustible de su reactor avanzado.

Otros posibles productores de HALEU están más retrasados.

La empresa estatal francesa de extracción y enriquecimiento de uranio Orano dice que podría empezar a producir HALEU en cinco u ocho años, pero que sólo solicitará una licencia de producción cuando tenga clientes con contratos a largo plazo.

En una respuesta a una solicitud de información del DOE sobre cómo establecer un programa de apoyo a la producción de HALEU, Orano dijo que correspondería al gobierno estadounidense poner en marcha la industria.

“La evaluación de Orano muestra que el factor más importante para el éxito es que el DOE garantice un cierto volumen de demanda”, dijo la empresa en un comunicado en su sitio web.

La empresa europea de enriquecimiento de uranio Urenco, por su parte, afirma que está considerando emplazamientos en Estados Unidos y Gran Bretaña para la producción de HALEU, pero que aún no ha solicitado licencias.

EL TIEMPO CORRE

Para TerraPower y X-energy, que tienen proyectos previstos en los estados norteamericanos de Wyoming y Washington respectivamente, el tiempo corre.

Washington les adjudicó contratos para construir dos rectores de demostración antes de 2028 y compartió los costes. Pero sin el combustible ruso, ese plazo caerá mucho antes de que cualquier proveedor comercial alternativo esté en funcionamiento.

Aunque los niveles de enriquecimiento del 20% para el 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 centros de producción, el embalaje y el transporte del combustible.

Para acelerar el proceso y salir del estancamiento, el gobierno de Estados Unidos está intentando “rebajar” el uranio altamente enriquecido de grado armamentístico que tiene almacenado, aunque esto también llevará tiempo.

El gobierno estadounidense 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 downblending se evalúan constantemente para las oportunidades de aceleración”.

La Ley de Reducción de la Inflación que el presidente estadounidense Joe Biden firmó en agosto contenía 700 millones de dólares para asegurar el suministro de HALEU por parte del gobierno y de un consorcio asociado con el DOE para su uso en reactores avanzados e investigación.

En septiembre, la Casa Blanca solicitó al Congreso otros 1.500 millones de dólares en un proyecto de ley de financiación gubernamental temporal para impulsar el suministro nacional de uranio poco enriquecido y HALEU, para hacer frente a las posibles dificultades de acceso al combustible ruso.

Los legisladores retiraron la medida del proyecto de ley por su preocupación por los costes, 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 Energética de Estados Unidos.