viernes, 3 de abril de 2015

La fusión no es magica


Mucha gente confía en que la fusión nuclear resuelva nuestros problemas energéticos.  Aseguran que es una fuente totalmente limpia,  practicamente gratuita e ilimitada, que solo tienen la pequeña pega de que todavia no sabemos como controlarla.  El problema es que llevamos 57años intentándolo, se han invertido grandes sumas de dinero, se han realizado decenas de experimentos y no parece que nos estemos acercando al objetivo, sino que cada vez parece estar mas lejos y ser mas complicado.

Pero seamos seamos positivos, pensemos que a partir ahora cambia nuestra suerte y todo sale bien. Supongamos que el ITER es todo un éxito. Que funciona como un reloj a la primera y sin que surja ninguna complicación. Esto ocurriria entorno a 2026.

¿Tendríamos energia limpia, barata y abundante?

Siento desilusionaros... pero no.
El ITER solo es un reactor de demostración de apenas 500MW. Lo cual es una potencia relativamente pequeña... y lo que es peor, no puede funcionar de manera continua, ya que no esta diseñado para regenerar el tritio. Solo puede funcionar durante 1000segundos... y luego se apaga y hay que volver a empezar.

La energia generada por el ITER seria carisima, si la llegase a generar... pero el ITER no contará con turbinas de vapor ni generadores eléctricos... así que no generara nada de electricidad. Pero servirá para demostrar que la fusión es técnicamente viable.

El plan previsto es que si tiene éxito el ITER se construya el reactor DEMO. El reactor DEMO debería solucionar el difícil problema del combustible, se debe regenerar el Tritio para que la reacción nuclear se mantenga indefinidamente. El problema es que todavia no se sabe como hacerlo. También hay otros problemillas... como conseguir un material para recubrir el interior del toroide  que resista enormes temperatura durante un tiempo indefinido.(En el ITER solo debe durar 1000s y aun así resulta sumamente difícil). Suponiendo que se encuentren estas soluciones empezaría a construirse entorno al 2030, y que si todo funciona correctamente y sin problemas conseguiría funcionar entorno al 2040.

Vale... la cosa se retrasa un poco pero ya  tendríamos la esperada fuente de energia limpia, abundante y barata..¿no?

Pues me temo que tampoco. Aunque el DEMO ya seria capaz de generar electricidad y tendria una potencia térmica entre 2 y 4 GW(como una central nuclear típica de fisión)Como su propio nombre indica, la planta DEMO, es una planta de DEMOSTRACION, no seria comercial.
 
Así que habría que construir otro reactor, el PROTO, que según las previsiones mas optimistas estaría operativo en el 2050. No se tiene ni idea de cual seria su diseño, su coste y sus características. Ni siquiera conocemos que problemas o dificultades tendriamos que solucionar. Básicamentelo único que se tiene es el nombre.

Supongamos que todo sale de huevos, se solucionan todos los problemas y en el 2050 tenemos el primer reactor nuclear de fusión comercial operativo e inyectan electricidad en la red.

 ¿Significa eso que por fin podemos contar con una fuente de energia inagotable, abundante, barata y limpia?

Pues lo siento.... pero tampoco.
Que la energia de fusión llegue a ser viable técnicamente, no la convierte en una energia mágica. Posee la misma limitaciones físicas y económicas que cualquier otra fuente de energia.
La construcción de la central nuclear de fusión tendrá un coste(y un coste elevado a la vista de las enormes complicaciones que presenta). Es necesario creer campos electromagnéticos intensisimos(varios Teslas)  y corrientes electricas de millones de amperios. Se necesitan electroimanes con potencias descomunales, para lo que se necesitan superconductores refrigerados con helio. Todo estos equipos son muy complejos y caros
Un reactor de fusión siempre será mas complejo que uno de fisión(en el que básicamente lo único que hay que hacer es juntar el material fisible y se calienta solo). Si los costes de una central de fisión son elevados, resulta muy poco probable que una central de fusión sea barata.
Ademas la parte convencional de la planta( calderas de vapor, turbinas, generadores electricos, torres de refrigeracion), son comunes a todas las centrales térmicas y tienen un coste.

Así que resultara muy difícil que la energia de fusión sea barata... e imposible que sea gratis.

Pero tampoco es abundante. La capacidad de las centrales nucleares de fusión es limitada, por lo que dependerá de la cantidad de centrales nucleares de fusión que se puedan instalar.
Esto tiene mucho limites, ubicación,requerimientos de agua, materiales de construcción, disponibilidad de capital etc etc. personal etc.
Se han tardado 4 décadas en instalar unos 400 reactores de fisión, que proporcionan el 5% de la energia primaria del planeta.
¿Cuanto tiempo se necesitara para construir las centrales nucleares de fusión para producir una cantidad significativa de energia?

Teniendo en cuenta la mayor complejidad y que en el mejor de los casos la tecnologia no seria viable hasta el 2050, nos meteríamos en el 2100 antes de conseguir producir un 10% de la energia primaria.

Existe el mito de que la energia de fusión es un problema muy complejo... pero que cuando se resuelva tendremos energia gratis y abundante. No es cierto. Que el problema sea muy difícil no implica que el premio sea muy grande.

Pero la parte positiva, es que ya contamos con un inmenso reactor nuclear de fusión que genera una enorme cantidad de energia... al que llamamos Sol. Y disponemos de una tecnologia, viable y barata para poder aprovechar la energia de este reactor nuclear... se llama fotovoltaica.

No es necesario esperar décadas y gastar miles de millones de euros para conseguir un reactor comercial de 2GW. En el 2014 se instalaron 47GW de paneles fotovoltaicos.
Para cuando el ITER consiga ponerse en marcha con 500MW térmicos durante 1000 segundo cada varios meses. Se estarán instalando en el mundo cientos de GW de paneles fotovoltaicos cada año.

1 comentario:

Anónimo dijo...

Buena aportación, seamos reaistas y hablemos de nosotros, nuestros hijos y/o nuestros nietos.
Aunque, para el 2100, no diría yo que no pueda plantearse en serio (si todavía hay planeta, que lo habrá, y civilización, que la habrá, y reajustes varios, que los habrá), véase:

http://universitatsirecerca.gencat.cat/ca/detalls/noticia/Capturar-asteroides-per-fer-estacions-espacials-o-mineres

Corto el tecnooptimismo desmadrado.
Salut.

Manel