¿Por qué energía nuclear?

Eugenio G. Araya

Físico

Un costarricense actual consume, en promedio, cerca de cuatro veces más energía que sus antecesores nacidos entre 1885 y 1890. A ello se suma el hecho de que hoy la población nacional ha aumentado de forma exponencial. Este breve contraste histórico permite comprender, con claridad, el sostenido crecimiento de la demanda energética. Desde que tenemos registros históricos, hace poco más de dos siglos, la evolución del consumo energético ha seguido una curva exponencial y globalmente consistente. Costa Rica no ha sido la excepción a esta tendencia estructural.

La historia energética de la humanidad está marcada por saltos tecnológicos discontinuos pero transformadores. Uno de los más significativos ocurrió hace aproximadamente 1.5 millones de años, cuando Homo erectus logró el dominio del fuego. Siglos más tarde, la explotación del carbón —con una densidad energética muy superior a la de la biomasa tradicional— impulsó la Revolución Industrial en la Inglaterra de 1760, habilitando la fundición a gran escala de metales y la invención de la máquina de vapor, lo cual transformó radicalmente el transporte y la producción manufacturera. Para el siglo XIX, el carbón se había consolidado como la principal fuente energética en economías industriales como la de Estados Unidos.

En 1859, Edwin Drake perforó el primer pozo petrolero comercial en Pensilvania con el propósito de extraer crudo destinado a la producción de queroseno, una alternativa al entonces escaso y costoso aceite de ballena. A finales del siglo XIX, los avances en refinación y el surgimiento del automóvil a principios del siglo XX posicionaron al petróleo como la fuente energética dominante, hegemonía que ha perdurado hasta nuestros días.

En el ámbito eléctrico, Thomas Edison patentó en 1879 la lámpara incandescente de filamento de carbono, y hacia 1896 se inauguró el sistema hidroeléctrico de las cataratas del Niágara. Estos hitos marcaron el inicio del uso extensivo de la electricidad como vector energético primario.

Actualmente, nuestras viviendas, instalaciones industriales y sistemas de transporte son crecientemente dependientes de la electricidad. La tendencia global apunta hacia la descarbonización de las matrices energéticas, con la eliminación progresiva del carbón y de los derivados fósiles, siendo el gas natural una solución transitoria. No obstante, es la electricidad —producida por fuentes firmes y bajas en emisiones— la que soportará el crecimiento energético de largo plazo.

En este contexto, surgen interrogantes críticas: ¿cómo puede un país satisfacer una demanda eléctrica creciente cuando ya no dispone de cuencas hidrográficas adicionales, el acceso geotérmico está restringido por razones ambientales, y la sociedad rechaza el uso de carbón como fuente energética? ¿De dónde provendrá la electricidad para nuestras rutinas cotidianas, desde la preparación del café hasta la refrigeración de alimentos, la operación de fábricas, oficinas, hospitales y redes de telecomunicaciones?

Sin electricidad, la vida moderna se paraliza. Las bombas de agua, los ascensores, las estaciones de servicio, los sistemas de refrigeración, los centros de datos y los hospitales dependen de un suministro eléctrico confiable y continuo. La electricidad es la columna vertebral de la civilización contemporánea.

Si bien las fuentes renovables variables, como la solar y la eólica, ofrecen aportes valiosos, su intermitencia limita su capacidad de cubrir la demanda base. La energía solar, por ejemplo, solo puede generar durante ciertas horas del día, y los sistemas de almacenamiento energético —como baterías de litio, el hidrógeno y otras tecnologías— presentan costos todavía prohibitivos para aplicaciones masivas. La única forma económicamente viable de almacenamiento a gran escala sigue siendo el embalse hidroeléctrico, pero en el caso costarricense, ese recurso ya ha sido prácticamente agotado. Este es un fenómeno que se repite en numerosas regiones del planeta.

A medida que el Producto Interno Bruto (PIB) crece, la demanda energética también lo hace. Existe una relación directa y causal entre desarrollo económico y consumo energético, dado que todo proceso productivo involucra energía, y muchos productos también requieren energía para su funcionamiento.

Frente a este panorama, la energía nuclear emerge como una alternativa imprescindible. Francia obtiene alrededor del 65% de su electricidad de centrales nucleares; Eslovaquia, el 63%; Hungría, cerca del 48%. En conjunto, los países miembros de la OCDE generan aproximadamente una quinta parte de su electricidad a partir de energía nuclear.

En el continente americano, la infraestructura nuclear está encabezada por Estados Unidos, con 93 reactores operativos; seguido de Canadá con 19; Argentina con 3; Brasil y México con 2 cada uno. Otros países, como Uruguay, Colombia, Perú y Venezuela, ya evalúan seriamente el desarrollo de sus propios programas nucleares.

Los reactores actualmente en funcionamiento son, en su mayoría, de fisión nuclear convencional, utilizando uranio como combustible. En estos sistemas, los núcleos atómicos de elementos pesados se dividen, liberando grandes cantidades de energía. Estos reactores están diseñados para generar energía a gran escala, abasteciendo redes nacionales. Varios de ellos han alcanzado su vida útil original, pero han sido reacondicionados y modernizados para operar por varias décadas adicionales. Esta extensión de vida útil reduce significativamente los costos nivelados de generación eléctrica, pudiendo alcanzar valores tan bajos como $0.041 USD/kWh, mientras que los reactores nuevos tienen un costo medio estimado de $0.069 USD/kWh, según la IAEA (Agencia Internacional de Energía Atómica por sus siglas en inglés).

En años recientes ha surgido un fuerte interés por los Reactores Modulares Pequeños (SMR, por sus siglas en inglés). Estos también se basan en la fisión de elementos pesados, pero presentan ventajas en escala, modularidad y flexibilidad. Los SMR están diseñados para producir entre 200 y 600 MW, son más adecuados para países con menor demanda o para integrarse en polos industriales y regiones remotas. Existen múltiples tecnologías en desarrollo, incluyendo reactores refrigerados por agua ligera, gas y sales fundidas. Su diseño modular permite la ampliación progresiva de capacidad conforme crece la demanda.

A futuro, la humanidad probablemente contará con energía de fusión nuclear, una tecnología que promete ser limpia, segura y sin residuos radiactivos de larga vida. Aunque su comercialización aún está a décadas de distancia, el progreso en proyectos como ITER sugiere que es una realidad alcanzable.

En el caso específico de Costa Rica, el escenario es especialmente crítico. Ya no tenemos cuencas en ninguna de nuestras vertientes en donde se puedan construir plantas hidroeléctricas —que hoy cubren aproximadamente el 67% de la generación nacional—, y la geotermia, que aporta un 12%, está limitada por su ubicación en áreas protegidas. Es decir, casi el 80% de la electricidad costarricense proviene de fuentes firmes que ya están en su límite técnico y ambiental.

A esto se suma el hecho de que, durante varios lustros, la demanda energética ha superado la capacidad de producción nacional, lo que ha obligado al país a importar electricidad y a utilizar generadores térmicos diésel para cubrir el déficit. Esta situación ha generado costos multimillonarios, que habrían permitido financiar varias veces proyectos de infraestructura nacional como la carretera a San Ramón.

En producción de electricidad tenemos un banco de tres patas con las tres patas quebradas: 

• estamos en déficit de electricidad hace décadas y el volumen total de faltante anual crece descomunalmente año con año; 
• tenemos las fuentes de energía firme en su límite máximo sin posibilidad de habilitar nuevas fuentes; 
• y la proyección de demanda para las próximas décadas arroja cantidades gigantescas de potencia instalada necesaria, - 8.500 MW para el 2050; 17.600 MW para el 2075 y 36.600 MW para el 2.100- considerando el crecimiento orgánico del país, la instalación de nuevas zonas francas con empresas altamente intensivas en energía y la flota de vehículos eléctricos creciendo. 

Frente a esta realidad, los decisores en política energética enfrentan un margen de acción cada vez más estrecho. En mi criterio la única solución viable, sostenible y escalable es la incorporación de energía nuclear al portafolio energético nacional. Y debe hacerse con urgencia.