L’energia nuclear al transport marítim: una reacció a la descarbonització
Tot i aixecar suspicàcies, la nova generació de reactors està posicionant l'energia nuclear com una de les opcions més viables i interessants per descarbonitzar el sector del transport marítim. Analitzem els pros i els contres.
Publicat el
03.10.2024
Ara, en ple segle XXI, l'ús de la nuclear ha entrat a la terna d'altres candidates, com ara l'hidrogen, el metanol o l'amoníac, sempre amb l'objectiu de descarbonitzar el sector del transport marítim.
Tal com assenyala Maurici Hervas, investigador del CENIT i doctorand en transició energètica del Port de Barcelona, aquestes alternatives tenen avantatges i inconvenients. En tot cas, no són incompatibles entre elles, i a cadascuna presenta unes característiques que les fan més adequades, segons el tipus de mercaderia transportada o les distàncies que han de recórrer els vaixells sense fer proveïment.
"Quan parlem d'energia i transport, un concepte clau és la densitat energètica. En el cas del marítim, el fonamental és la densitat volumètrica. El pes, si bé és important, no és tan restrictiu com el volum, que pot restar espai destinat a la càrrega i incidir en el model de negoci de les navilieres. Per tant, l'interès rau en aquells combustibles o fonts d'energia amb densitats energètiques volumètriques elevades”, argumenta Hervas.
Els avantatges que ofereix la nuclear al transport marítim
En aquest escenari, l'hidrogen es converteix en una alternativa poc interessant, ja que és una molècula molt petita “i difícil de contenir” i que requereix tancs criogenitzats i molt hermètics per evitar fugues. El mateix passa amb les versions més “verdes” del metanol i amoníac, ja que parteixen de la pròpia molècula d'hidrogen, segons Hervas.
L'energia nuclear, en canvi, presenta una densitat volumètrica molt més atractiva per al transport marítim, a més d'altres beneficis, gràcies a una nova generació de reactors:
- No requereix proveïment
Molts portacontenidors i petroliers necessiten sistemes de fins a 50 megawatts, energia suficient per abastir unes 50.000 llars. En canvi, els submarins i portaavions actualment propulsats per energia nuclear utilitzen urani altament enriquit i reactors d'aigua lleugera, cosa que els permet funcionar durant 30 anys o més sense proveir.
Els reactors de nova generació poden complir una funció similar utilitzant un combustible d'urani menys enriquit que es podria utilitzar amb finalitats comercials.
“Això significaria un canvi de paradigma a la logística, ja que no dependria de la volatilitat dels preus del combustible que impacten en la gestió de la flota ni de planificar les seves escales en funció de les necessitats del bunkering”, destaca Hervas.
- Contamina menys que altres opcions
Segons la International Atomic Energy Agency (IAEA), si es compara amb altres fonts sostenibles que generen electricitat, l'energia solar necessita 17 vegades més material i ocupa un terreny 46 vegades més gran per produir una unitat d'energia. De fet, la nuclear ja proporciona al voltant d'una quarta part de l'electricitat amb baixes emissions de carboni del món.
“Permetria que les navilieres facin front al paquet de regulacions europees com FuelEU Maritime + ReFuelEU, ja que aquesta mesura agrupa les emissions que genera el conjunt d‟una flota i permet combinar diferents tipus de combustibles amb l'objectiu final de reduir les emissions de carboni totals”, argumenta l'expert en nous combustibles.
- És una energia que promou la circularitat
Gran part dels residus nuclears es poden utilitzar per produir energia mitjançant tecnologies nuclears de nova generació. Per això, aclareix Hervas, a la indústria no es parla de “residus nuclears”. "La nova tecnologia que utilitzen els reactors ràpids permet reaprofitar el combustible i destinar-lo a altres usos", recalca.
La nova generació de reactors nuclears, clau per al transport
"La majoria de reactors actualment en ús pertanyen a la tercera generació, mentre que la quarta, actualment en fase de recerca i desenvolupament, és la que obrirà un nou camp de possibilitats", afirma Hervas.
Una de les claus d'aquesta nova generació de cinc tipus de reactors nuclears és que fan servir refrigerants alternatius que milloren la seguretat pel que fa als dissenys tradicionals.
Utilitza urani dissolt en una barreja líquida de sals de fluorur foses per generar calor mitjançant una reacció nuclear de fissió en cadena controlada al nucli. La sal fosa actua com a refrigerant i moderador, mantenint la reacció en cadena. Els reactors de sals foses s'alimenten de per vida, per la qual cosa no necessiten proveir.
Un tub de calor nuclear (microreactor de baixa pressió) és un dispositiu passiu de transferència de calor. L'urani s'utilitza com a combustible per generar calor mitjançant una reacció nuclear de fissió en cadena controlada al nucli del reactor.
Aquesta categoria s'ha transformat en petits reactors modulars que es podrien utilitzar a bord. Usen urani com a combustible per generar calor mitjançant una reacció nuclear de fissió en cadena controlada. La calor es transfereix al refrigerant, que en un PWR sol ser aigua corrent.
Els reactors de gas d'alta temperatura són reactors nuclears avançats que utilitzen una barreja de tipus de combustible i fan servir gas heli com a refrigerant per extreure calor per a la generació d'electricitat o energia tèrmica. Disposen de sistemes de seguretat passius, com la moderació per grafit i el combustible revestit de ceràmica per a un funcionament fiable i segur.
Utilitzen metalls líquids com a refrigerants en lloc d'aigua, cosa que permet temperatures de funcionament més elevades i una major eficiència tèrmica. Aquests reactors també estan dissenyats amb característiques de seguretat inherents, ja que els refrigerants no reaccionen amb l'aire o l'aigua, cosa que redueix el risc d'explosions de vapor o la producció d'hidrogen en cas de fugida.
Hervas destaca precisament la seguretat passiva com l'element més destacat de la quarta generació de reactors nuclears. També ressalta que tampoc no cal comptar amb experts en energia nuclear a bord en cas de produir-se algun incident.
"La quarta generació de reactors més petits explora diferents tecnologies que permeten que aquests reactors compleixin fins diferents i que, a més, es podran controlar i gestionar digitalment a distància, segons les normes que estableixi la IAEA i l'Organització Marítima Internacional (OMI)", afegeix.
La història i l'opinió pública, enemics de la nuclear
Els accidents a les centrals nuclears de Txernòbil (1986) o Fukushima (2011), les amenaces nuclears durant la Guerra Freda o el programa nuclear que està desenvolupant Corea del Nord han minat la reputació de la nuclear entre la població civil, que la mira de reüll atemorida, més enllà de considerar-la com una energia verda de present i de futur.
“D'una banda, és una energia que no és perceptible per a l'ésser humà perquè és inodora, innòcua i no genera calor. Això crea una sensació de manca de control que deriva en pànic entre l'ésser humà. El segon és que, tot i que al llarg de la història s'han produït molt pocs accidents, la severitat és molt greu”, enumera Hervas.
La clau per augmentar el grau de confiança rau, segons l'expert, a transmetre a la societat que aquesta nova generació de reactors es basa en tecnologies de seguretat passiva en què gairebé no intervindrà l'ésser humà ni necessitarà recàrregues, ja que funcionaran com una caixa negra. Això sí, “caldrà protegir els reactors perquè no caiguin en mans indesitjades quan naveguin en aigües poc controlades”, alerta.
Un altre aspecte clau és el regulador, tant per part de l'IAEA com de l'OMI. “Convé no accelerar aquest punt, ja que cal molta normativa per part de totes dues i s'hauran d'entendre, ja que aquestes organitzacions provenen de dos sectors molt diferents”, recomana.
En aquest sentit, Hervas celebra la creació de NEMO, la Nuclear Energy Maritime Organization, que uneix tots dos mons per avançar en aquesta direcció.
“És rellevant apuntar que ha passat molt més temps entre la tercera i quarta generació de reactors que entre les anteriors per una qüestió no de física o vigilància nuclear, sinó per una qüestió relacionada amb la tecnologia dels materials i el fet que aquests utilitzen noves tecnologies que, en cap cas, no són una iteració millorada de les anteriors”, afirma.
Hervas també creu que és important comunicar al conjunt de la societat el missatge de com aquesta energia pot ser fonamental per descarbonitzar el sector.
Primeres proves i assaigs
Tant les navilieres com altres empreses i institucions relacionades amb aquesta energia estan estudiant l'ús de la nuclear a les seves flotes i al sector del transport marítim.
- És el cas de la italiana RINA, una de les principals empreses de certificació de vaixells del món, que està estudiant l'ús de combustible nuclear i participa en un estudi de viabilitat juntament amb Fincantieri, un dels grups de construcció naval més grans del món. El CEO de RINA, Ugo Salerno, afirma que els portacontenidors, que requereixen una potència considerable, es troben entre els segments del transport marítim que podrien ser viables per al combustible nuclear, però creu que el més probable és que transcorrin “entre set i deu anys” abans que la producció sigui viable.
- El gegant navilier japonès Imabari Shipbuilding, juntament amb una altra dotzena d'empreses, ha invertit 80 milions de dòlars a la start-up britànica Core Power per desenvolupar una central nuclear flotant amb tecnologia SMR que algun dia podria utilitzar-se també en vaixells.
- I a Corea del Sud, nou organitzacions, entre les quals hi ha companyies navilieres i l'Institut d'Investigació d'Energia Atòmica de Corea, planegen desenvolupar i provar grans vaixells propulsats per SMR.
- Per part seva, el Departament d'Energia dels Estats Units va encarregar a l'American Bureau of Shipping un estudi, recentment conclòs, per identificar els reactors adequats per a un vaixell mercant i descriure els reptes de R+D que caldria superar abans que el transport marítim propulsat per energia nuclear es pogués convertir en una realitat comercial.
- Finalment, Maersk ha decidit unir-se a un estudi innovador liderat per Lloyd's Register (LR) i, de nou, la britànica Core Power, que investigarà els requisits per a l'actualització de les normes de seguretat, juntament amb la millora de la comprensió operativa i normativa necessària per a l'aplicació de l'energia nuclear al transport marítim de contenidors.
Hervas estima que la implementació de l'energia nuclear al transport marítim podria produir-se en una dècada per als vaixells intercontinentals i abans del 2050 en aquelles embarcacions que cobreixen distàncies regionals.
No veu viable, però, el seu ús en vaixells de passatge.
- I quin paper jugaran els ports?
En el cas del transport marítim propulsat per energia nuclear, el paper dels ports serà diferent respecte de l'adoptat amb els combustibles tradicionals ja que, en general, no s'encarregarien de subministrar aquest combustible als vaixells ni l'emmagatzemarien a les instal·lacions.
“En tot cas, aquells ports que ofereixin aquest servei, i que en principi serien minoritaris, destinarien una terminal on es faria el manteniment dels reactors i les comprovacions i inspeccions pertinents”, conclou Hervas.
Articles relacionats
![Reptes i desafiaments per a la descarbonització del transport marítim de curta distància]()
![Vaixells que funcionen amb amoníac, GNL o amb veles de kitesurf: el més nou en navegació comercial descarbonitzada]()
