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Articulo de referencia

Economía de la energía nuclear

El reactor Flamanville 3 , que se muestra aquí en construcción en 2010, tenía un coste inicial estimado en 2007 de 3.300 millones de euros. Para cuando el reactor entró en funci...

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El reactor Flamanville 3 , que se muestra aquí en construcción en 2010, tenía un coste inicial estimado en 2007 de 3.300 millones de euros. Para cuando el reactor entró en funcionamiento en 2024, el coste final había aumentado hasta alcanzar una cifra estimada de 13.200 millones de euros.

La economía de la energía nuclear abarca los costos, los riesgos financieros y los factores económicos involucrados en la generación de electricidad a partir de reactores nucleares, incluyendo el capital necesario para construir las centrales, los costos operativos y de combustible durante su vida útil, y los gastos de desmantelamiento y gestión de residuos radiactivos. También comprende las condiciones políticas, regulatorias y de mercado más amplias que influyen en la competitividad de la energía nuclear en relación con otras fuentes de energía, como las estructuras de financiamiento, los mecanismos de fijación de precios del carbono y los requisitos de integración del sistema.

Los costos de construcción de centrales nucleares han variado significativamente en todo el mundo y a lo largo del tiempo. Se registraron rápidos aumentos de costos durante la década de 1970, especialmente en Estados Unidos. Las tendencias recientes de costos en países como Japón y Corea han sido muy diferentes, incluyendo períodos de estabilidad y disminución en los costos de construcción.

Las nuevas centrales nucleares suelen tener una elevada inversión inicial para su construcción. Los costes de combustible, operación y mantenimiento representan componentes relativamente pequeños del coste total. La larga vida útil y el alto factor de capacidad de las centrales nucleares permiten acumular fondos suficientes para el desmantelamiento final de la planta y el almacenamiento y gestión de residuos, con escaso impacto en el precio por unidad de electricidad generada. Además, las medidas para mitigar el cambio climático, como un impuesto al carbono o el comercio de derechos de emisión , favorecen la rentabilidad de la energía nuclear frente a la energía procedente de combustibles fósiles. La energía nuclear es competitiva en costes con la generación renovable cuando el coste inicial se sitúa entre 2000 y 3000 $/kW [ 1 ] , aunque en algunos casos excepcionales este valor ha sido significativamente superior debido a problemas imprevistos, como por ejemplo en la tercera unidad de Olkiluoto, Finlandia, con un coste estimado de 6800 €/kW.

Descripción general

Imagen de una central nuclear en construcción.
Olkiluoto 3 durante su construcción en 2009. La construcción sufrió múltiples retrasos, lo que contribuyó al aumento de los costos.

El Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC) describe la energía nuclear como una fuente de energía madura y con bajas emisiones de carbono. Si bien su participación en la generación mundial de electricidad ha disminuido desde 1993, el IPCC señala que la energía nuclear podría contribuir al suministro de energía con bajas emisiones de carbono. La evaluación del IPCC identifica varias barreras, entre ellas, problemas sin resolver en la gestión de residuos, la aceptación pública y riesgos operativos, financieros y regulatorios. [ 2 ]

La energía solar tiene factores de capacidad muy bajos en comparación con la energía nuclear, y su penetración en el mercado es limitada antes de que se haga necesario el almacenamiento y la transmisión de energía (que resultan costosos). Esto se debe a que la energía nuclear "requiere menos mantenimiento y está diseñada para operar durante períodos más prolongados antes de necesitar recarga", mientras que la energía solar requiere recarga constante y está limitada por la escasez de combustible, lo que exige una fuente de energía de respaldo que funcione a mayor escala. [ 3 ]

En Estados Unidos, la energía nuclear se enfrenta a la competencia de los bajos precios del gas natural en Norteamérica. El ex director ejecutivo de Exelon, John Rowe, afirmó en 2012 que las nuevas centrales nucleares en Estados Unidos "no tienen sentido en este momento" y no serán rentables mientras persista el excedente de gas natural. [ 4 ]

En 2016, el gobernador de Nueva York , Andrew Cuomo , ordenó a la Comisión de Servicio Público de Nueva York que considerara subsidios financiados por los contribuyentes , similares a los destinados a las fuentes renovables, para mantener la rentabilidad de las centrales nucleares (que representaban un tercio de la generación del estado y la mitad de su generación libre de emisiones) en la competencia con las centrales de gas natural, que han reemplazado a las centrales nucleares cuando estas cerraron en otros estados. [ 5 ]

Un análisis de Bloomberg de 2017 mostró que más de la mitad de las centrales nucleares estadounidenses estaban operando con pérdidas, sobre todo las que se encontraban en un emplazamiento de una sola unidad. [ 6 ]

Un estudio de 2019 realizado por el centro de estudios económicos DIW Berlin concluyó que la energía nuclear no ha sido rentable en ninguna parte del mundo. [ 7 ] El estudio sobre la economía de la energía nuclear determinó que nunca ha sido financieramente viable, que la mayoría de las centrales se han construido con fuertes subsidios gubernamentales, a menudo motivados por fines militares, y que la energía nuclear no es un buen enfoque para abordar el cambio climático. Tras revisar las tendencias en la construcción de centrales nucleares desde 1951, se concluyó que una central nuclear promedio de 1000 MW generaría una pérdida económica promedio de 4800 millones de euros (7700 millones de dólares australianos). Estos hallazgos fueron refutados en un estudio posterior, publicado en el International Journal for Nuclear Power , una revista editada por la Sociedad Nuclear Alemana ( Kerntechnische Gesellschaft eV ), defensora de la energía nuclear. [ 8 ]

Costos de capital

La energía nuclear requiere una inversión inicial significativa antes de convertirse en una fuente de generación de energía con costos estables. La energía nuclear es energía de carga base, similar a las centrales hidroeléctricas o de gas metano. [ 9 ] Las centrales de gas metano y de carbón son más baratas de construir en términos de costos iniciales, pero conllevan riesgos de costos que las centrales nucleares evitan, como la vulnerabilidad a las fluctuaciones de la economía global, los precios de la energía, el clima y los costos de salud. Los costos nucleares, tanto iniciales como continuos, son susceptibles a cambios de precios relacionados con las regulaciones en materia de permisos de emplazamiento y almacenamiento seguro del combustible gastado. Sin embargo, en sí mismos, los proyectos nucleares no son inherentemente mucho más riesgosos que otras grandes inversiones en infraestructura. [ 10 ] Después de la Gran Recesión , cuando la demanda mundial de electricidad cayó, las regulaciones se volvieron más permisivas con la energía no limpia pero barata. En Europa del Este, varios proyectos de larga trayectoria están luchando por encontrar financiación, en particular Belene en Bulgaria y los reactores adicionales en Cernavoda en Rumania, y algunos posibles patrocinadores se han retirado. Donde hay gas barato disponible y su suministro futuro es relativamente seguro, esto también plantea un problema importante para los proyectos de energía limpia.

Por lo tanto, la comparación con otros métodos de generación de energía depende en gran medida de supuestos sobre los plazos de construcción y la financiación de capital para las centrales nucleares. El análisis de la economía de la energía nuclear debe tener en cuenta quién asume los riesgos de las incertidumbres futuras. Hasta la fecha, todas las centrales nucleares en funcionamiento fueron desarrolladas por monopolios estatales o regulados [ 11 ] [ 12 ], donde muchos de los riesgos asociados con el cambio político y el endurecimiento de la regulación recayeron sobre los consumidores en lugar de los proveedores.

Muchos países han liberalizado el mercado eléctrico, donde estos riesgos, y el riesgo de competencia barata de fuentes de energía subvencionadas que surgen antes de que se recuperen los costos de capital, son asumidos por los proveedores y operadores de plantas en lugar de los consumidores, lo que lleva a una evaluación significativamente diferente del riesgo de invertir en nuevas centrales nucleares. [ 13 ] Se afirma que los reactores de Generación III+ tienen una vida útil de diseño significativamente más larga que sus predecesores, al tiempo que utilizan mejoras graduales en diseños existentes que se han utilizado durante décadas. [ 14 ] Esto podría compensar en cierta medida los mayores costos de construcción, al proporcionar una vida útil de depreciación más larga .

Costes de construcción

"La regla general para la energía nuclear es que aproximadamente dos tercios del costo de generación se deben a costos fijos, siendo los principales el costo de pagar los intereses de los préstamos y el reembolso del capital..." [ 15 ]

El costo de capital, que incluye la construcción y financiación de centrales nucleares, representa un gran porcentaje del costo de la electricidad nuclear. En 2014, la Administración de Información Energética de EE. UU. estimó que, para las nuevas centrales nucleares que entraran en funcionamiento en 2019, los costos de capital representarían el 74 % del costo nivelado de la electricidad; un porcentaje superior al de las centrales eléctricas de combustibles fósiles (63 % para el carbón, 22 % para el gas natural) e inferior al de otras fuentes de energía no fósiles (80 % para la energía eólica, 88 % para la energía solar fotovoltaica). [ 16 ]

Areva , el operador francés de la central nuclear, afirma que el 70% del coste de un kWh de electricidad nuclear corresponde a los costes fijos del proceso de construcción. [ 15 ] Algunos analistas sostienen (por ejemplo, Steve Thomas, citado en el libro The Doomsday Machine de Martin Cohen y Andrew McKillop) que lo que a menudo se pasa por alto en los debates sobre la economía de la energía nuclear es que el coste del capital propio, es decir, el coste que las empresas obtienen al utilizar su propio dinero para financiar nuevas centrales, suele ser superior al coste de la deuda. [ 17 ] Otra ventaja del endeudamiento puede ser que «una vez que se han concertado grandes préstamos a tipos de interés bajos —quizás con apoyo gubernamental—, el dinero puede prestarse a tipos de rentabilidad más altos». [ 17 ]

"Uno de los grandes problemas de la energía nuclear es su enorme coste inicial. Estos reactores son extremadamente caros de construir. Si bien la rentabilidad puede ser muy alta, también es muy lenta. A veces, se necesitan décadas para recuperar la inversión inicial. Dado que muchos inversores tienen poca capacidad de atención, no les gusta esperar tanto tiempo para que su inversión dé frutos." [ 18 ]

Debido a los elevados costos de capital de las centrales nucleares iniciales construidas como parte de un programa de construcción sostenido y al período de construcción relativamente largo antes de que se obtengan ingresos, el servicio de los costos de capital de las primeras centrales nucleares puede ser el factor más importante que determina la competitividad económica de la energía nuclear. [ 19 ] La inversión puede contribuir con aproximadamente el 70% [ 20 ] al 80% [ 21 ] de los costos de la electricidad. Timothy Stone , empresario y experto nuclear, afirmó en 2017: "Desde hace tiempo se reconoce que los únicos dos números que importan en la energía nuclear [nueva] son ​​el costo de capital y el costo del capital". [ 22 ] La tasa de descuento elegida para calcular el costo del capital de una central nuclear a lo largo de su vida útil es posiblemente el parámetro más sensible a los costos totales. [ 23 ] Debido a la larga vida útil de las nuevas centrales nucleares, la mayor parte del valor de una nueva central nuclear se crea en beneficio de las generaciones futuras.

La reciente liberalización del mercado eléctrico en muchos países ha hecho que la generación de energía nuclear sea menos atractiva, [ 24 ] [ 25 ] y no se han construido nuevas centrales nucleares en un mercado eléctrico liberalizado. [ 24 ] Anteriormente, un proveedor monopolístico podía garantizar los requisitos de producción durante décadas. Las empresas generadoras privadas ahora tienen que aceptar contratos de producción más cortos y los riesgos de una futura competencia de menor costo, por lo que desean un período de retorno de la inversión más corto. Esto favorece a los tipos de centrales generadoras con menores costos de capital o altas subvenciones, incluso si los costos de combustible asociados son más altos. [ 26 ]

Una dificultad adicional es que, debido a los grandes costos irrecuperables pero los ingresos futuros impredecibles del mercado eléctrico liberalizado, es poco probable que el capital privado esté disponible en condiciones favorables, lo cual es particularmente significativo para la energía nuclear, ya que es intensiva en capital. [ 27 ] El consenso de la industria es que una tasa de descuento del 5% es apropiada para las plantas que operan en un entorno de servicios públicos regulado donde los ingresos están garantizados por mercados cautivos, y una tasa de descuento del 10% es apropiada para un entorno de planta competitiva desregulada o comercial. [ 28 ] Sin embargo, el estudio independiente del MIT (2003) que utilizó un modelo financiero más sofisticado que distingue entre capital de renta variable y deuda tuvo una tasa de descuento promedio más alta del 11,5%. [ 13 ]

Un estudio de 2016 argumentó que, si bien los costos aumentaron en el pasado para los reactores construidos anteriormente, esto no implica necesariamente una tendencia inherente de aumento de costos en la energía nuclear, ya que los estudios previos tendieron a examinar una proporción relativamente pequeña de los reactores construidos y un análisis completo muestra que las tendencias de costos para los reactores variaron sustancialmente según el país y la época. [ 29 ]

Otro factor importante para estimar el costo total de una central nuclear a lo largo de su vida útil se deriva de su factor de capacidad . Según Anthonie Cilliers, investigador e ingeniero nuclear , «Debido a la gran inversión de capital y al bajo costo variable de operación, las centrales nucleares son más rentables cuando pueden operar continuamente para generar un retorno de la inversión. Por lo tanto, los operadores de las centrales alcanzan de forma constante un factor de capacidad del 92 % (potencia promedio producida de la capacidad máxima). Cuanto mayor sea el factor de capacidad, menor será el costo por unidad de electricidad». [ 9 ]

Retrasos y sobrecostes

Los retrasos en la construcción pueden incrementar significativamente el costo de una planta. Dado que una planta eléctrica no genera ingresos durante la construcción y se deben pagar intereses sobre la deuda desde el momento en que se contrae, los plazos de construcción más largos se traducen directamente en mayores gastos financieros. [ 30 ]

Las centrales nucleares modernas están planificadas para su construcción en cinco años o menos (42 meses para el ACR-1000 de deuterio-uranio de Canadá (CANDU), 60 meses desde el pedido hasta la operación para un AP1000 , 48 meses desde el primer hormigón hasta la operación para un reactor europeo presurizado ( EPR ) y 45 meses para un ESBWR) [ 31 ] en comparación con más de una década para algunas centrales anteriores.

En Japón y Francia, los costos y las demoras de construcción se reducen significativamente gracias a la simplificación de los procedimientos gubernamentales de concesión de licencias y certificación. En Francia, un modelo de reactor fue certificado mediante un proceso de ingeniería de seguridad similar al utilizado para certificar la seguridad de los modelos de aeronaves. Es decir, en lugar de otorgar licencias a reactores individuales, el organismo regulador certificó un diseño específico y su proceso de construcción para producir reactores seguros. La legislación estadounidense permite la concesión de licencias de tipo para reactores, un proceso que se está utilizando en el AP1000 y el ESBWR . [ 32 ]

Canadá ha sufrido sobrecostos en la central nuclear de Darlington , debido principalmente a retrasos y cambios en las políticas, que suelen ser citados por los opositores a los nuevos reactores. La construcción comenzó en 1981 con un costo estimado de 7400 millones de dólares canadienses ajustados a la inflación de 1993 y finalizó en 1993 con un costo de 14 500 millones de dólares canadienses. El 70 % del aumento de precio se debió a los intereses generados por los retrasos impuestos para posponer las unidades 3 y 4, una inflación del 46 % durante un período de cuatro años y otros cambios en la política financiera. [ 33 ]

En el Reino Unido y Estados Unidos, los sobrecostos de las centrales nucleares contribuyeron a la quiebra de varias empresas de servicios públicos. En Estados Unidos, estas pérdidas impulsaron la desregulación energética a mediados de la década de 1990, que provocó un aumento de las tarifas eléctricas y apagones en California. Cuando el Reino Unido comenzó a privatizar los servicios públicos, sus reactores nucleares "eran tan poco rentables que no se podían vender". Finalmente, en 1996, el gobierno los cedió. Sin embargo, la empresa que los adquirió, British Energy , tuvo que ser rescatada en 2004 con un rescate de 3400 millones de libras. [ 34 ]

Costes operativos

El costo operativo de una central nuclear es el costo de todos los gastos para mantener la planta en funcionamiento. Incluye combustible, eliminación de residuos, desmantelamiento, salarios de los operadores y costos de mantenimiento. [ 35 ]

Combustible

Los costos del combustible representan aproximadamente el 28% de los gastos operativos de una planta nuclear. [ 36 ] En 2013, la mitad del costo del combustible del reactor se destinaba al enriquecimiento y la fabricación, por lo que el costo de la materia prima del concentrado de uranio era el 14 por ciento de los costos operativos. [ 37 ] Duplicar el precio del uranio añadiría aproximadamente un 10% al costo de la electricidad producida en las plantas nucleares existentes, y aproximadamente la mitad de eso al costo de la electricidad en las futuras centrales eléctricas. [ 38 ] El costo del uranio en bruto contribuye con aproximadamente $0,0015/kWh al costo de la electricidad nuclear, mientras que en los reactores reproductores el costo del uranio se reduce a $0,000015/kWh. [ 39 ]

Las centrales nucleares requieren combustible fisionable . Generalmente, el combustible utilizado es uranio , aunque también se pueden usar otros materiales (véase combustible MOX ). En 2005, el precio promedio del uranio en el mercado mundial fue de US$20/lb (US$44,09/kg). El 19 de abril de 2007, los precios alcanzaron los US$113/lb (US$249,12/kg). [ 36 ] El 2 de julio de 2008, el precio había bajado a US$59/lb. [ 40 ]

En 2008, la actividad minera crecía rápidamente, especialmente por parte de empresas más pequeñas, pero poner en producción un yacimiento de uranio requiere 10 años o más. [ 36 ] Los recursos mundiales actuales de uranio, económicamente recuperables a un precio de 130 USD/kg según los grupos industriales Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE), Agencia de Energía Nuclear (AEN) y Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA), son suficientes para durar "al menos un siglo" a las tasas de consumo actuales. [ 41 ]

Según la Asociación Nuclear Mundial , "los recursos mundiales medidos actuales de uranio (5,7 Mt) en la categoría de costo inferior a tres veces los precios spot actuales y utilizados solo en reactores convencionales, son suficientes para durar unos 90 años. Esto representa un nivel de recursos asegurados superior al normal para la mayoría de los minerales. Una mayor exploración y precios más altos ciertamente, sobre la base del conocimiento geológico actual, producirán más recursos a medida que se agoten los actuales". [ 42 ] La cantidad de uranio presente en todas las reservas convencionales actualmente conocidas (excluyendo las enormes cantidades de uranio actualmente antieconómico presentes en reservas "no convencionales" como depósitos de fosfato/fosforita, agua de mar y otras fuentes) es suficiente para durar más de 200 años a las tasas de consumo actuales.

Eliminación de residuos

Todas las centrales nucleares producen residuos radiactivos. Para sufragar el coste de almacenamiento, transporte y eliminación de estos residuos en una ubicación permanente en Estados Unidos, se añade un recargo de una décima de centavo por kilovatio-hora a las facturas de electricidad. [ 43 ] Aproximadamente el uno por ciento de las facturas de electricidad en las provincias que utilizan energía nuclear se destina a financiar la eliminación de residuos nucleares en Canadá. [ 44 ]

Según se informa, la eliminación de residuos de baja actividad cuesta alrededor de 2000 £/m³ en el Reino Unido. Los residuos de alta actividad cuestan entre 67 000 £/m³ y 201 000 £/m³. [ 45 ] La distribución general es de 80 %/20 % de residuos de baja actividad/alta actividad, [ 46 ] y un reactor produce aproximadamente 12  m³ de residuos de alta actividad al año. [ 47 ]

Desmantelamiento

Al final de la vida útil de una central nuclear, esta debe ser desmantelada. Esto implica su desmantelamiento, almacenamiento seguro o enterramiento. En Estados Unidos, la Comisión Reguladora Nuclear (NRC) exige que las centrales completen el proceso en un plazo de 60 años desde su cierre. Dado que el cierre y desmantelamiento de una central cuesta alrededor de 500 millones de dólares o más, la NRC exige a los propietarios que reserven fondos mientras la central aún esté en funcionamiento para sufragar los costes del futuro cierre. [ 48 ]

Desmantelar un reactor que ha sufrido una fusión del núcleo es inevitablemente más difícil y costoso. La central nuclear de Three Mile Island fue desmantelada 14 años después del incidente por 837 millones de dólares. [ 49 ] El costo de la limpieza tras el desastre de Fukushima aún se desconoce, pero se estima en alrededor de 100 mil millones de dólares. [ 50 ]

Proliferación y terrorismo

Un informe de 2011 para la Unión de Científicos Preocupados afirmó que "los costos de prevenir la proliferación nuclear y el terrorismo deben reconocerse como externalidades negativas de la energía nuclear civil, evaluarse exhaustivamente e integrarse en las evaluaciones económicas, del mismo modo que las emisiones de gases de efecto invernadero se identifican cada vez más como un costo en la economía de la electricidad generada con carbón". [ 51 ]

Seguro

Los seguros disponibles para los operadores de centrales nucleares varían según el país. Los costos de un accidente nuclear en el peor de los casos son tan elevados que sería difícil para el sector asegurador privado asumir la magnitud del riesgo, y el costo de la prima de un seguro completo haría que la energía nuclear no fuera rentable. [ 52 ]

La energía nuclear ha funcionado en gran medida bajo un marco de seguros que limita o estructura las responsabilidades por accidentes de acuerdo con el Convenio de París sobre responsabilidad civil nuclear , el Convenio suplementario de Bruselas, el Convenio de Viena sobre responsabilidad civil por daños nucleares [ 53 ] y , en Estados Unidos, la Ley Price-Anderson . A menudo se argumenta que esta posible deficiencia en la responsabilidad representa un costo externo no incluido en el costo de la electricidad nuclear.

En Canadá, la Ley Canadiense de Responsabilidad Nuclear exige a los operadores de centrales nucleares que obtengan una cobertura de seguro de responsabilidad civil de 650 millones de dólares canadienses por instalación, independientemente del número de reactores individuales presentes, a partir de 2017 (un aumento con respecto al requisito anterior de 75 millones de dólares establecido en 1976), aumentando a 750 millones de dólares en 2018, a 850 millones de dólares en 2019 y a 1.000 millones de dólares en 2020. [ 54 ] [ 55 ] Las reclamaciones que superen el monto asegurado serán evaluadas por un tribunal independiente designado por el gobierno y pagadas por el gobierno federal. [ 56 ]

En el Reino Unido , la Ley de Instalaciones Nucleares de 1965 regula la responsabilidad por daños nucleares de los que es responsable un titular de una licencia nuclear británica. El límite para el operador es de 140 millones de libras esterlinas. [ 57 ]

En Estados Unidos, la Ley Price-Anderson rige los seguros de la industria de la energía nuclear desde 1957. Los propietarios de centrales nucleares deben pagar una prima anual por el monto máximo de seguro privado disponible (450 millones de dólares) por cada reactor autorizado. [ 58 ] Este seguro primario o de "primer nivel" se complementa con un segundo nivel. En caso de que un accidente nuclear ocasione daños superiores a 450 millones de dólares, a cada titular de la licencia se le cobrará una parte proporcional del excedente, hasta un máximo de 121.255.000 dólares. [ 59 ]

Con 104 reactores actualmente autorizados para operar, este segundo nivel de fondos contiene aproximadamente $12.61 mil millones. Esto resulta en un monto máximo combinado de cobertura primaria+secundaria de hasta $13.06 mil millones para un hipotético incidente de un solo reactor. Si se gasta el 15 por ciento de estos fondos, la priorización del monto restante quedaría a cargo de un tribunal de distrito federal. Si el segundo nivel se agota, el Congreso se compromete a determinar si se requiere ayuda adicional para desastres. [ 59 ] En julio de 2005, el Congreso extendió la Ley Price-Anderson a instalaciones más nuevas.

Coste por kWh

El costo por unidad de electricidad producida ( kilovatio-hora , kWh, o megavatio-hora, MWh = 1000 kWh) variará según el país, dependiendo de los costos en la zona, el marco regulatorio y los consiguientes riesgos financieros y de otra índole, así como la disponibilidad y el costo de la financiación. Los costos de construcción por kilovatio de capacidad de generación también dependerán de factores geográficos como la disponibilidad de agua de refrigeración, la probabilidad de terremotos y la disponibilidad de conexiones adecuadas a la red eléctrica. Por lo tanto, no es posible estimar con precisión los costos a nivel mundial. [ 60 ]

Estimaciones del costo nivelado de la energía

En las estimaciones y comparaciones del Costo Nivelado de Energía (LCOE), un factor muy significativo es la tasa de descuento asumida , que refleja la preferencia del inversor por el valor a corto plazo de los fondos frente al valor a largo plazo. Dado que no se trata de un factor físico, sino económico, la elección de valores específicos para la tasa de descuento puede duplicar o triplicar el costo estimado de la energía basándose únicamente en esa suposición inicial. En el caso de las fuentes de energía bajas en carbono , como la energía nuclear, los expertos destacan que la tasa de descuento debe fijarse baja (1-3%), ya que el valor de la energía baja en carbono para las generaciones futuras evita costos externos muy elevados derivados del cambio climático. [ 61 ]

Numerosas comparaciones del LCOE utilizan valores de tasas de descuento elevadas (10 %), lo que refleja principalmente la preferencia de los inversores comerciales por las ganancias a corto plazo sin tener en cuenta la contribución a la descarbonización. Por ejemplo, el cálculo del IPCC AR3 WG3, basado en una tasa de descuento del 10 %, produjo una estimación del LCOE de 97 $/MWh para la energía nuclear, mientras que, al asumir simplemente una tasa de descuento del 1,4 %, la estimación se reduce a 42 $/MWh, lo cual es el mismo problema que se ha planteado para otras fuentes de energía bajas en carbono con altos costos de capital iniciales. [ 61 ]

Otras estimaciones del LCOE entre mercados son criticadas por basar su cálculo en una cartera no revelada de proyectos seleccionados que sufrieron retrasos significativos debido a diversas razones, pero no incluyen proyectos que se construyeron a tiempo y dentro del presupuesto. Por ejemplo, Bloomberg New Energy Finance (BNEF), basándose en una cartera no revelada de proyectos, estimó el LCOE de la energía nuclear entre 190 y 375 €/MWh, lo que supone hasta un 900 % más que el LCOE publicado de 30 €/MWh para una central nuclear existente de Olkiluoto , incluso teniendo en cuenta los retrasos en la construcción del bloque OL3, aunque esta cifra se basa en un LCOE promedio con reactores nuevos y antiguos. Según los detalles de la metodología publicada, se ha señalado que BNEF asumió un coste de capital un 230 % superior al real (1,56 %), costes operativos fijos un 300 % superiores a los reales y una potencia nominal inferior (1400 MW) a los 1600 MW reales, todo lo cual contribuyó a una sobreestimación significativa del precio. [ 62 ]

En 2019, la EIA de EE. UU. revisó el costo nivelado de electricidad de las nuevas centrales nucleares avanzadas que entrarían en funcionamiento en 2023 a $0,0775/kWh antes de los subsidios gubernamentales, utilizando un costo de capital de la industria regulada del 4,3 % ( WACC - 6,6 % antes de impuestos) durante un período de recuperación de costos de 30 años. [ 63 ] La firma financiera Lazard también actualizó su informe de costo nivelado de electricidad, estimando el costo de la nueva energía nuclear entre $0,118/kWh y $0,192/kWh utilizando un costo de capital comercial del 7,7 % (WACC - costo antes de impuestos del 12 % para la financiación de capital del 40 % de mayor riesgo y del 8 % para la financiación mediante préstamos del 60 %) durante una vida útil de 40 años. [ 64 ]

Costos por región

El precio de las plantas nuevas en China es más bajo que en el mundo occidental. [ 65 ]

Las ofertas actuales para nuevas centrales nucleares en China se estimaban entre 2800 $/kW y 3500 $/kW, [ 66 ] ya que China planeaba acelerar su programa de construcción tras la pausa posterior al desastre de Fukushima . Sin embargo, informes más recientes indicaron que China no alcanzará sus objetivos. Si bien la energía nuclear en China ha sido más barata que la solar y la eólica, estas últimas se están abaratando mientras que los costos de la energía nuclear aumentan. Además, se espera que las centrales de tercera generación sean considerablemente más caras que las anteriores. [ 67 ]

Comparaciones con otras fuentes de energía

Coste nivelado de la energía según diferentes estudios. La electricidad procedente de fuentes renovables se ha abaratado, mientras que la electricidad procedente de nuevas centrales nucleares se ha encarecido.
Costos de generación de electricidad para diferentes fuentes y para diferentes estudios

En general, la construcción de una central nuclear es significativamente más costosa que la de una central equivalente alimentada con carbón o gas. Si el gas natural es abundante y barato, los costos operativos de las centrales eléctricas convencionales son menores. [ 68 ] La mayoría de las formas de generación de electricidad producen algún tipo de costos externos negativos impuestos a terceros que no son pagados directamente por el productor, como la contaminación que afecta negativamente la salud de quienes se encuentran cerca y a sotavento de la central eléctrica, y los costos de generación a menudo no reflejan estos costos externos.

Una comparación del coste "real" de varias fuentes de energía se complica por una serie de incertidumbres: [ 69 ]

  • Es difícil estimar el aumento o la disminución de los costos derivados del cambio climático, ya que las emisiones de gases de efecto invernadero dificultan su estimación. Podrían implementarse impuestos al carbono o la captura y el almacenamiento de carbono podrían volverse obligatorios.
  • El aumento del costo del daño ambiental causado por cualquier fuente de energía a través del uso de la tierra (ya sea para la extracción de combustibles o para la generación de energía), la contaminación del aire y del agua, la producción de residuos sólidos, los daños relacionados con la fabricación (como los derivados de la extracción y el procesamiento de minerales o elementos de tierras raras), etc.
  • El costo y la viabilidad política de la eliminación de los residuos del combustible nuclear gastado reprocesado aún no se han resuelto por completo. En Estados Unidos, el gobierno estadounidense asume los costos finales de la eliminación del combustible nuclear gastado después de que los productores paguen un recargo fijo.
  • Debido al papel preponderante de los costes iniciales de construcción y al plazo de construcción, que puede durar varios años, el tipo de interés del capital necesario (así como el plazo en el que se finaliza la planta) tiene un impacto importante en el coste total de construcción de una nueva central nuclear.

El informe de Lazard sobre el costo nivelado estimado de la energía por fuente (10.ª edición) estimó precios sin subsidio de $97–$136/MWh para la energía nuclear, $50–$60/MWh para la energía solar fotovoltaica, $32–$62/MWh para la energía eólica terrestre y $82–$155/MWh para la energía eólica marina. [ 70 ]

Sin embargo, los subsidios más importantes a la industria nuclear no implican pagos en efectivo. En cambio, transfieren los costos de construcción y los riesgos operativos de los inversores a los contribuyentes y consumidores, cargándolos con una serie de riesgos que incluyen sobrecostos, incumplimientos en caso de accidentes y la gestión de residuos nucleares. Este enfoque se ha mantenido notablemente constante a lo largo de la historia de la industria nuclear y distorsiona las decisiones del mercado que, de otro modo, favorecerían inversiones energéticas menos riesgosas. [ 71 ]

Benjamin K. Sovacool afirmó en 2011 que, «Cuando se considera el ciclo completo del combustible nuclear —no solo los reactores, sino también las minas y plantas de procesamiento de uranio, las instalaciones de enriquecimiento, los depósitos de combustible gastado y los sitios de desmantelamiento— la energía nuclear resulta ser una de las fuentes de energía más costosas». [ 72 ]

La Brookings Institution publicó en 2014 el informe «Los beneficios netos de las tecnologías de electricidad bajas y sin carbono», que afirma, tras realizar un análisis de costes energéticos y de emisiones, que «los beneficios netos de las nuevas centrales nucleares, hidroeléctricas y de ciclo combinado de gas natural superan con creces los beneficios netos de las nuevas centrales eólicas o solares», y se determinó que la tecnología de energía baja en carbono más rentable es la energía nuclear. [ 73 ] [ 74 ] Además, Paul Joskow del MIT sostiene que la métrica del « coste nivelado de la electricidad » (LCOE) es un método deficiente para comparar fuentes de electricidad, ya que oculta los costes adicionales, como la necesidad de operar con frecuencia centrales eléctricas de respaldo, incurridos debido al uso de fuentes de energía intermitentes como la energía eólica, mientras que el valor de las fuentes de energía de carga base se subestima. [ 75 ]

Kristin Shrader-Frechette analizó 30 artículos sobre la economía de la energía nuclear en busca de posibles conflictos de interés. Descubrió que, de los 30, 18 habían sido financiados por la industria nuclear o gobiernos pronucleares y eran pronucleares; 11 fueron financiados por universidades u organizaciones no gubernamentales sin fines de lucro y eran antinucleares; y el restante tenía patrocinadores desconocidos y adoptaba una postura pronuclear. Los estudios pronucleares fueron acusados ​​de utilizar métodos de reducción de costos, como ignorar los subsidios gubernamentales y utilizar proyecciones de la industria por encima de la evidencia empírica siempre que fuera posible. La situación se comparó con la investigación médica, donde el 98 % de los estudios patrocinados por la industria arrojan resultados positivos. [ 76 ]

Según la Asociación Nuclear Mundial , a marzo de 2020:

  • La energía nuclear es competitiva en costes con otras formas de generación de electricidad, excepto donde existe acceso directo a combustibles fósiles de bajo coste .
  • Los costes del combustible para las centrales nucleares representan una proporción menor de los costes totales de generación, aunque los costes de capital son mayores que los de las centrales de carbón y mucho mayores que los de las centrales de gas.
  • Los costes del sistema para la energía nuclear (así como para la generación a partir de carbón y gas) son mucho menores que para las energías renovables intermitentes.
  • Ofrecer incentivos para la inversión a largo plazo y de alto capital en mercados desregulados impulsados ​​por señales de precios a corto plazo supone un reto para garantizar un sistema de suministro eléctrico diversificado y fiable.
  • Al evaluar la viabilidad económica de la energía nuclear, se tienen plenamente en cuenta los costes de desmantelamiento y eliminación de residuos.
  • La construcción de centrales nucleares es típica de los grandes proyectos de infraestructura en todo el mundo, cuyos costos y desafíos de entrega tienden a subestimarse. [ 77 ]

Otros asuntos económicos

Las centrales nucleares tienden a ser competitivas en áreas donde otros recursos de combustible no están fácilmente disponibles [ 78 ] — Francia, en particular, casi no tiene reservas propias de combustibles fósiles . [ 79 ] La experiencia de Francia con la energía nuclear también ha sido, paradójicamente, de costos que aumentan en lugar de disminuir con el tiempo. [ 80 ] [ 81 ]

Realizar una inversión masiva de capital en un proyecto con recuperación a largo plazo puede afectar la calificación crediticia de una empresa. [ 82 ] [ 83 ]

Un informe del Consejo de Relaciones Exteriores sobre energía nuclear sostiene que una rápida expansión de la energía nuclear podría generar escasez de materiales de construcción, como hormigón y acero aptos para reactores, mano de obra cualificada e ingenieros, así como controles de seguridad realizados por inspectores cualificados. Esto provocaría un aumento de los precios actuales. [ 84 ]

Las antiguas centrales nucleares generalmente tenían una capacidad algo limitada para variar significativamente su producción con el fin de ajustarse a la demanda cambiante (una práctica denominada seguimiento de carga ). [ 85 ] Sin embargo, muchos BWR , algunos PWR (principalmente en Francia ) y ciertos reactores CANDU (principalmente los de la central nuclear de Bruce ) tienen diversos niveles de capacidad de seguimiento de carga (a veces sustancial), lo que les permite cubrir más que las necesidades de generación básicas. Varios diseños de reactores más nuevos también ofrecen algún tipo de capacidad mejorada de seguimiento de carga. [ 86 ] Por ejemplo, el Areva EPR puede variar su potencia de salida eléctrica entre 990 y 1650 MW a 82,5 MW por minuto. [ 87 ]

El número de empresas que fabrican ciertas piezas para reactores nucleares es limitado, en particular las grandes forjas utilizadas para los recipientes del reactor y los sistemas de vapor. En 2010, solo cuatro empresas ( Japan Steel Works , China First Heavy Industries, la rusa OMZ Izhora y la coreana Doosan Heavy Industries ) fabricaban recipientes a presión para reactores de 1100 MW e o más. [ 88 ] [ 89 ] Se sugirió que esto representa un cuello de botella que podría obstaculizar la expansión de la energía nuclear a nivel internacional, [ 90 ] sin embargo, algunos diseños de reactores occidentales no requieren recipientes a presión de acero, como los reactores derivados de CANDU que dependen de canales de combustible presurizados individuales. Las grandes forjas para generadores de vapor, aunque siguen siendo muy pesadas, pueden ser producidas por un número mucho mayor de proveedores.

Para un país con una industria de energía nuclear y una industria de armas nucleares , las sinergias entre ambas pueden favorecer una central nuclear en una economía que, de otro modo, sería incierta. Por ejemplo, en el Reino Unido, investigadores informaron a los parlamentarios que el gobierno estaba utilizando el proyecto Hinkley Point C para subvencionar de forma cruzada la actividad nuclear del ejército británico mediante el mantenimiento de las capacidades nucleares. En apoyo de esto, los investigadores de la Universidad de Sussex, Andy Stirling y Phil Johnstone, afirmaron que los costos del programa de submarinos nucleares Trident serían prohibitivos sin "una subvención efectiva de los consumidores de electricidad a la infraestructura nuclear militar". [ 91 ]

La esperanza de economías de escala fue una de las razones del desarrollo de "diseños de reactores estándar" como el "Konvoi" alemán (solo se construyeron tres plantas de este tipo y difieren sustancialmente entre sí debido al federalismo alemán) o su sucesor, [ 92 ] [ 93 ] el EPR franco-alemán (central nuclear). [ 94 ] [ 95 ]

Renacimiento nuclear

La industria de la energía nuclear en los países occidentales ha tenido un historial de retrasos en la construcción, sobrecostos , cancelaciones de plantas y problemas de seguridad nuclear a pesar de los importantes subsidios y el apoyo gubernamental . [ 96 ] [ 97 ] [ 98 ]

Tras el desastre nuclear de Fukushima en 2011, es probable que aumenten los costos de las centrales nucleares en funcionamiento y de las nuevas, debido a los mayores requisitos para la gestión del combustible gastado in situ y a las mayores amenazas a la base de diseño. [ 99 ] Después de Fukushima, la Agencia Internacional de Energía redujo a la mitad su estimación de capacidad adicional de generación nuclear construida para 2035. [ 100 ]

A partir de 2020, algunas empresas y organizaciones han buscado desarrollar propuestas y proyectos destinados a reducir los costos tradicionales de construcción de centrales nucleares, a menudo utilizando diseños de reactores modulares pequeños en lugar de reactores convencionales. [ 101 ] Por ejemplo, TerraPower , una empresa con sede en Bellevue, Washington y cofundada por Bill Gates , tiene como objetivo construir un reactor rápido de sodio por mil millones de dólares con un sitio propuesto en Kemmerer, Wyoming . [ 102 ] [ 103 ]

También en 2020, el Energy Impact Center , un instituto de investigación con sede en Washington, D.C. , fundado por Bret Kugelmass, presentó el proyecto OPEN100 , una plataforma que proporciona planos de código abierto para una central nuclear con un reactor de agua a presión . El modelo OPEN100 podría utilizarse para construir una central por 300 millones de dólares en dos años. [ 101 ]

Oklo Inc. , una empresa emergente con sede en Silicon Valley , tiene como objetivo construir microrreactores modulares que funcionen con los residuos radiactivos producidos por las centrales nucleares convencionales. [ 104 ] Al igual que OPEN100, Oklo busca reducir los costos parcialmente estandarizando la construcción de sus plantas. [ 105 ] [ 106 ] Otras entidades que desarrollan planes similares incluyen: X-energy , NuScale Power , [ 105 ] General Atomics , Elysium Industries y otras. [ 104 ]

Véase también

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