Propulsió nuclear marina: arriben els primers vaixells comercials

Avenços en regulació internacional de vaixells nuclears

La indústria nuclear està entrant en una fase de nova expansió tecnològica i de desenvolupament de regulacions en un moment en què el sector marítim necessita energies fiables, sostenibles i compatibles amb les seves exigències operatives. Això fa que l'energia nuclear es presenti com una oportunitat estratègica per al sector de la navegació.

• L'energia nuclear aplicada a la propulsió marítima està en plena ebullició. El 2025 es van succeir anuncis de col·laboracions, grups de treball i avenços per desenvolupar la regulació necessària», assenyala Maurici Hervas, responsable de Transició Energètica del Port de Barcelona. «Això es deu a la maduració de tecnologies avançades que es diferencien del reactor dominant, d'aigua pressuritzada, allunyant-se del concepte de planta de gran capacitat, alineant-se millor amb els requisits de la transició energètica, la generació descentralitzada i la potència aplicable al transport».

D'acord amb Hervas, juntament amb els avenços tecnològics destaca el gran nombre de dissenys comercials que hi ha ara mateix en desenvolupament per part d'ens reguladors i que resulten en una acceleració de captació de fons. «Això mostra que entrem en una fase d'implementació d'aquestes tecnologies, de moment en el costat terra», assenyala el responsable de Transició Energètica del Port de Barcelona.

D'acord amb l'informe ‘Navigating nuclear energy in maritime: Initial considerations for nuclear ships and offshore’, elaborat per Lloyd's Register, la manca d'un marc regulatori internacional unificat que integri eficaçment les indústries marítima i nuclear és un dels principals esculls que impedeixen la implantació d'aquesta energia al sector de la navegació. A això se suma la dificultat per aconseguir una col·laboració entre actors.

Segons LR, implementar reactors nuclears en vaixells o offshore requereix col·laboració entre dissenyadors, reguladors, operadors, asseguradores, ports i comunitats. És imprescindible desenvolupar casos de seguretat integrats que responguin als riscos operatius específics del mar, així com dissenyar sistemes robustos de seguretat física i salvaguardes nuclears, assenyalen en l'informe.

• En aquest context, el pas endavant per dissenyar regulacions suposa un impuls per dotar el sector marítim d'energia nuclear. «S'està començant una cursa per aconseguir el lideratge d'aquest sector. Amb l'establimentdel Maritime Nuclear Consortium, Regne Unit es postula com a precursor del desenvolupament de la regulació i de la seva cadena de valor. Els Estats Units també han realitzat moviments establint la Maritime Nuclear Policy Division, així como França amb la New Energies Coalition, formada per Bureau Veritas y CMA, entre d'altres. També es dóna lloc a la col·laboració internacional, com demostra la Atlantic Partnership for Advanced Nuclear Energy entre els Estats Units i el Regne Unit», assenyala Hervas.

Altres actors del sector també estan contribuint a aquest impuls. Per exemple, el MIT Maritime Consortium amb la publicació del 'Nuclear Ship Safety Handbook', que busca establir les bases per a regulacions i estàndards operatius per a vaixells civils de propulsió nuclear.

Projectes líders de vaixells amb propulsió nuclear

En els últims mesos, el sector ha vist aparèixer nombroses iniciatives que mostren amb noms propis l'avenç de l'energia nuclear com a alternativa per impulsar el sector marítim.

• Xina es posiciona com un dels països més avançats, amb plans com el de construir un vaixell portacontenidors de propulsió nuclear desenvolupat per China State Shipbuilding Corporation en associació amb China National Nuclear Corporation.

El vaixell estarà impulsat per un reactor de sal fosa de tori, una tecnologia que opera a pressió atmosfèrica i genera centenars de megawatts d'energia tèrmica. Aquesta característica és fonamental per a la seguretat, ja que a diferència dels reactors d'aigua pressuritzada tradicionals que funcionen a pressions extremadament altes, els reactors de sal fosa eliminen el risc d'explosions per sobrepressió. El tori, a més, és tres vegades més abundant que l'urani a l'escorça terrestre i genera significativament menys residus radioactius de llarga durada.

Un dels avantatges més destacats d'aquest disseny, segons els seus impulsors, és la seva extraordinària autonomia operativa. Amb una sola càrrega de combustible de tori, el vaixell podria navegar durant una dècada completa sense necessitat de reabastir-se. Aquesta característica transforma radicalment l'economia operativa del transport marítim, eliminant la necessitat d'escales per a repostatge i alliberant espai de càrrega que en vaixells convencionals es destina a enormes dipòsits de combustible. A més, la predictibilitat en els costos operatius millora substancialment en independitzar-se de la volatilitat dels preus del petroli.

El cronograma del projecte xinès contempla completar el disseny detallat i obtenir les aprovacions regulatòries necessàries entre el 2024 i el 2026. La construcció del primer prototip s'iniciaria immediatament després, amb proves marítimes previstes per al període 2029-2030. Si tot transcorre segons el planificat, aquest vaixell podria entrar en servei comercial a finals de la dècada, marcant l'inici d'una nova era en el transport marítim.

• Corea del Sud es otro de los países protagonistas. Les drassanes Samsung Heavy Industries i el Korea Atomic Energy Research Institute van dissenyar de forma conjunta un portador de GNL impulsat per reactors modulars petits que va rebre l'aprovació inicial de la societat de classificació estatunidenca American Bureau of Shipping a la segona meitat del 2025.

Aquesta aprovació d'American Bureau of Shipping representa una fita crucial en el desenvolupament del projecte, ja que valida que el disseny compleix amb els rigorosos estàndards internacionals tant de seguretat marítima com nuclear. Els portadors de GNL són tradicionalment grans consumidors de combustible a causa de les enormes distàncies que han de recórrer entre les zones de producció de gas i els mercats de consum. La propulsió nuclear podria reduir dramàticament la petjada de carboni d'aquesta indústria, alhora que la major autonomia permetria rutes més directes i menys escales intermèdies per a reabastiment. El vaixell està dissenyat per funcionar, igual que la proposta xinesa, amb un reactor de sal fosa de tori.

Per la seva banda, HD Korea Shipbuilding & Offshore Engineeringha rebut de la societat de classificació DNV, una altra important societat de classificació internacional, l'aprovació per dissenyar un portacontenidors de 15.000 TEU impulsat per tecnologia de reactor modular petit. Un vaixell d'aquesta capacitat es considera de gran mida, ideal per a les principals rutes comercials com Àsia-Europa o Trans-Pacífic. El disseny basat en reactors modulars petits ofereix avantatges significatius en termes d'escalabilitat i seguretat, ja que múltiples mòduls petits en lloc d'un reactor únic gran proporcionen redundància natural: si un mòdul requereix manteniment, els altres poden continuar operant mentre el vaixell completa la seva travessia.

Beneficis de l'energia nuclear en el sector marítim...

Entre els principals aspectes positius d'impulsar el sector marítim amb energia nuclear destaquen la descarbonització, la flexibilitat operativa i la reducció de la contaminació de l'aire, tal com es detalla en aquest article de PierNext publicat el 2024, un any en què una nova generació de reactors posicionava l'energia nuclear com una opció interessant per a la descarbonització. L'informe de LR coincideix al seu torn que la nuclear pot ajudar el sector a millorar la seguretat energètica i a contribuir als objectius de sostenibilitat i descarbonització, així com a cobrir la demanda energètica futura.

• «Es pot esmentar també la creixent pressió sobre l'accés a la potència elèctrica. La producció de combustibles alternatius requerirà quantitats molt importants d'electricitat; l'adopció de tecnologia nuclear podria ajudar a la viabilitat de la descarbonització marítima reduint l'energia total necessària», assenyala Hervas.

«El sistema energètic es beneficia d'un mix equilibrat, en aquest sentit incorporar una nova tecnologia que permeti la reducció d'emissions resultaria positiu. Però el seu desplegament ha d'estar precedit del desenvolupament de regulacions globals i de l'establiment d'una agència reconeguda per la comunitat internacional que serveixi d'autoritat comuna. A més, s'ha d'assegurar que es tingui en compte tot el seu cicle de vida, per no incórrer en dinàmiques de greenwashing», afegeix.

... i viabilitat econòmica de la propulsió nuclear marítima

La viabilitat tècnica de la propulsió nuclear en vaixells comercials està demostrada després de dècades d'operació en submarins militars i trencagels civils. No obstant això, traslladar aquesta tecnologia a l'àmbit del transport marítim comercial planteja reptes econòmics i financers que van molt més enllà de la mera factibilitat tècnica. Segons l'anàlisi de Lloyd's Register, l'equació financera de l'energia nuclear marítima és complexa i multifacètica, però no necessàriament desfavorable.

• L'avantatge econòmic dels reactors modulars

Els grans projectes nuclears terrestres han adquirit una reputació problemàtica en termes de gestió econòmica. Les centrals nuclears de gran capacitat pateixen històricament sobrecostos significatius i retards en els cronogrames, un fenomen que la indústria atribueix al fet que cada instal·lació és pràcticament única, un projecte singular sense possibilitat de replicació exacta. Aquesta absència d'estandardització impedeix aprofitar les economies d'escala que caracteritzen altres indústries manufactureres.

No obstant això, els reactors modulars petits dissenyats per a aplicacions marítimes podrien canviar radicalment aquesta equació. Lloyd's Register identifica diversos avantatges econòmics fonamentals dels SMR enfront dels seus cosins terrestres de gran escala, com que aquests reactors poden fabricar-se en instal·lacions industrials amb processos estandarditzats i repetibles, de manera similar a com es construeixen els grans motors dièsel marins actuals. Aquesta producció en sèrie redueix dràsticament els costos unitaris un cop s'assoleixen volums de fabricació significatius.

A més, el disseny i aprovació de components estandarditzats permet que múltiples vaixells utilitzin els mateixos sistemes certificats, eliminant la necessitat que cada instal·lació passi per un procés complet de revisió i aprovació des de zero. Aquest concepte de «pre-llicències» regulatòries per a dissenys base significa que els armadors podrien adquirir reactors SMR amb gran part del treball regulatori ja completat, escurçant significativament els terminis de llicenciament i reduint la incertesa regulatòria que tant preocupa els finançadors.

• Més enllà del cost de construcció: la planificació financera integral

Establir el suport financer per a aplicacions nuclears marítimes representa un dels reptes més significatius per a l'èxit d'aquests projectes. Lloyd's Register emfatitza que els equips de projecte han de demostrar primer que el producte és tècnicament viable de construir, operar i desmantlar abans de buscar finançament. Aquest enfocament inverteix la lògica tradicional de molts projectes, on es busca capital basant-se en estudis de viabilitat preliminars. En el cas nuclear marítim, el llistó està considerablement més alt.

El document identifica cinc preguntes fonamentals que tot equip de projecte ha de respondre de manera exhaustiva: qui assumeix quins costos durant les diferents fases de vida del vaixell?, quines són realment les diferències de cost entre la tecnologia nuclear i altres opcions de descarbonització com l'hidrogen verd, l'amoníac o el metanol?, quin és exactament el CAPEX per instal·lar propulsió nuclear en una aplicació marítima específica i qui assumirà aquesta inversió inicial?, i quines són les garanties financeres per a les activitats de descontaminació i desmantellament al final de la vida útil del reactor?

• CAPEX elevat, OPEX potencialment competitiu

Tot i que Lloyd's Register no proporciona xifres específiques en el seu document guia, l'anàlisi de l'estructura de costos revela un patró característic: la propulsió nuclear requereix una inversió inicial significativament major que els sistemes convencionals, però podria oferir avantatges operatius que compensin aquest diferencial al llarg de dècades d'operació.

La inversió de capital per a un sistema de propulsió nuclear inclou no només el reactor i els seus sistemes de contenció, sinó també sistemes de seguretat redundants, blindatge radiològic complet, sistemes especialitzats de gestió de residus, formació exhaustiva de tripulació i l'extens procés de llicències i aprovacions regulatòries. Cadascun d'aquests components afegeix costos que no existeixen en vaixells de propulsió convencional.

No obstant això, un vaixell nuclear amb autonomia de deu anys o més eliminaria completament els costos de combustible fòssil i els seus associats: no només el preu del búnker o del GNL, sinó també els costos de les escales per a reabastiment, les tarifes portuàries associades i les demores operatives.

La viabilitat econòmica, doncs, depèn crucialment del tipus de vaixell i el seu perfil operatiu. Per a grans portacontenidors que operen en rutes transcontinentals amb alta freqüència de servei, els estalvis acumulats en combustible i temps d'operació podrien compensar el major CAPEX en un horitzó de quinze a vint anys. Per a vaixells més petits amb rutes curtes i operació menys intensiva, l'equació és molt menys favorable.

• Security by Design: quan estalviar ara surt car després

La seguretat nuclear s'ha de considerar des del moment conceptual inicial de qualsevol projecte, no com un afegit posterior. Aquesta màxima es basa en dècades d'experiència en la indústria nuclear terrestre. El document és explícit en la seva advertència: el cost d'adaptar posteriorment mesures de seguretat nuclear per complir requisits regulatoris és significativament major que incloure-les en el disseny des del principi. Els costos de retrofitting poden multiplicar per diversos factors el cost d'una implementació integrada des de l'inici.

La raó és tant tècnica com regulatòria. Des del punt de vista tècnic, afegir sistemes de seguretat a un disseny existent sovint requereix modificacions estructurals importants, reconfiguració d'espais, i compromisos en l'eficiència del disseny que no serien necessaris si la seguretat s'hagués considerat des del principi. Des de la perspectiva regulatòria, demostrar l'adequació de mesures de seguretat retrofitted és considerablement més complex que presentar un disseny integrat on la seguretat és inherent a l'arquitectura del sistema.

• Finançament verd: oportunitats en el context de descarbonització

Malgrat els reptes, existeixen oportunitats de finançament específiques derivades de la urgència climàtica global: bons sostenibles (especialment atractius atès que l'EMSA reconeix l'energia nuclear com a font sostenible elegible), vehicles de propòsit especial que aïllen riscos específics, agències de crèdit a l'exportació en països amb indústries nuclears desenvolupades i estructures de joint venture.

L'EU ETS marítim estableix un preu efectiu al carboni per a emissions del transport marítim. En aquest context, un vaixell de propulsió nuclear amb emissions zero durant l'operació podria tenir avantatges competitius significatius.

• El laberint de les assegurances marítimes nuclears

La disponibilitat d'assegurances apropiades constitueix potencialment un obstacle encara més gran que el propi finançament per a la viabilitat comercial de la propulsió nuclear marítima. Els vaixells comercials compten amb assegurances P&I que cobreixen danys a tercers, contaminació i pèrdua de vides. La pregunta clau és com integrar els riscos nuclears específics en aquest marc tradicional.

En el sector nuclear terrestre operen pools d'assegurances on múltiples asseguradores comparteixen col·lectivament la responsabilitat nuclear, reflectint la naturalesa única d'aquest risc: esdeveniments de molt baixa probabilitat però potencialment alta conseqüència. Per a la propulsió nuclear marítima caldrà desenvolupar pools especialitzats que combinin experiència en riscos nuclears i marítims, amb capacitat financera per cobrir incidents en aigües internacionals.

• ALARP: l'equilibri racional entre seguretat i costos

Lloyd's Register introdueix el principi ALARP ("As Low as Reasonably Practicable"), àmpliament utilitzat en les indústries nuclear i marítima. Estableix que els riscos s'han de reduir fins al punt en què el cost d'una reducció addicional seria grosserament desproporcionat al benefici de seguretat obtingut.

Aquest principi és fonamental perquè estableix que les mesures de seguretat, encara que exhaustives, han de ser econòmicament racionals. No es requereix implementar totes les mesures teòricament concebibles si el cost és desproporcionat. Aquest equilibri racional fa possible que projectes amb alts estàndards de seguretat siguin simultàniament viables econòmicament, mitjançant anàlisis quantitatives detallades de riscos i avaluacions rigoroses de cost-benefici.