La planta nuclear de Diablo Canyon en California, la única que todavía funciona en el estado, cerrará en 2025. Un equipo de investigadores del Centro de Sistemas Avanzados de Energía Nuclear del MIT, el Laboratorio de Sistemas de Agua y Alimentos Abdul Latif Jameel y el Centro de Energía e investigación de políticas ambientales; El Instituto de Energía Precourt de Stanford ; y la firma de análisis de energía LucidCatalyst LLC han analizado los beneficios potenciales que la planta podría brindar si su operación se extendiera hasta 2030 o 2045.

Descubrieron que esta planta nuclear podría ayudar simultáneamente a estabilizar la red eléctrica del estado, proporcionar agua desalinizada para complementar la escasez crónica de agua del estado y proporcionar combustible de hidrógeno libre de carbono para el transporte. MIT News pidió a los coautores del informe, Jacopo Buongiorno, profesor de ciencia e ingeniería nuclear de TEPCO, y John Lienhard, profesor de agua y alimentos de Jameel, que discutieran los hallazgos del grupo.

P: Su informe sugiere la ubicación conjunta de una importante planta desalinizadora junto a la central eléctrica existente de Diablo Canyon. ¿Cuáles serían los beneficios potenciales de operar una planta desalinizadora junto con la planta de energía?

Lienhard : El costo del agua desalinizada producida en Diablo Canyon sería menor que el de una planta independiente porque el costo de la electricidad sería significativamente menor y se podría aprovechar la infraestructura existente para la toma de agua de mar y el desagüe de salmuera. La electricidad sería más barata porque la ubicación aprovecha la capacidad única de Diablo Canyon para proporcionar energía de carga base de bajo costo y cero emisiones de carbono.

Dependiendo de la escala a la que se construya la planta desalinizadora, podría tener un impacto muy significativo en la escasez de agua de los proyectos estatales y federales en el área. De hecho, una de las cifras que surgieron de este estudio fue que una planta desalinizadora de tamaño intermedio produciría más agua dulce que la estimación más alta del rendimiento neto del Proyecto de Transporte del Delta propuesto en el río Sacramento. Podría obtener esa cantidad de agua en Diablo Canyon por un costo de inversión menor a la mitad y sin los impactos asociados que vendrían con el Proyecto de Transporte Delta.

Y la tecnología prevista para la desalinización aquí, la ósmosis inversa, está disponible lista para usar. Puede comprar este equipo hoy. De hecho, ya está en uso en California y en miles de otros lugares del mundo.

P: En el informe discute tres productos potenciales de la planta Diablo Canyon: agua desalinizada, energía para la red e hidrógeno limpio. ¿Qué tan bien puede la planta adaptarse a todos esos esfuerzos? ¿Hay ventajas de combinarlos en lugar de realizar cualquiera de ellos por separado?

Buongiorno: California, como muchas otras regiones del mundo, enfrenta múltiples desafíos mientras busca reducir las emisiones de carbono a gran escala. En primer lugar, el amplio despliegue de fuentes de energía intermitentes, como la solar y la eólica, crea una gran variabilidad en la red que puede equilibrarse con generadores de energía firmes despachables como Diablo. Entonces, la primera misión de Diablo es continuar proporcionando electricidad limpia y confiable a la red.

El segundo desafío es la sequía prolongada y la escasez de agua para el estado en general. Y una forma de abordar eso es la desalinización de agua ubicada junto con la planta nuclear en el sitio de Diablo, como explicó John.

El tercer desafío está relacionado con la descarbonización del sector transporte. Un posible enfoque es reemplazar los automóviles y camiones convencionales por vehículos propulsados ​​por pilas de combustible que consumen hidrógeno. El hidrógeno debe producirse a partir de una fuente de energía primaria. La energía nuclear, a través de un proceso llamado electrólisis, puede hacerlo de manera bastante eficiente y sin carbono.

Nuestro análisis económico tuvo en cuenta los ingresos esperados de la venta de estos múltiples productos: electricidad para la red, hidrógeno para el sector del transporte, agua para los agricultores u otros usuarios locales, así como los costos asociados con el despliegue de las nuevas instalaciones necesarias para producir agua desalinizada. e hidrógeno. Descubrimos que, si la licencia operativa de Diablo se extendiera hasta 2035, reduciría las emisiones de carbono en un promedio de 7 millones de toneladas métricas al año, una reducción de más del 11 por ciento con respecto a los niveles de 2017, y ahorraría a los contribuyentes $ 2.6 mil millones en costos del sistema de energía.

Retrasar aún más el retiro de Diablo hasta 2045 ahorraría 90,000 acres de tierra que tendrían que dedicarse a la producción de energía renovable para reemplazar la capacidad de la instalación, y ahorraría a los contribuyentes hasta $ 21 mil millones en costos del sistema de energía.

Finalmente, si Diablo operara como una instalación de poligeneración que proporciona electricidad, agua desalada e hidrógeno simultáneamente, su valor, cuantificado en términos de dólares por unidad de electricidad generada, podría aumentar en un 50 por ciento.

Lienhard: La mayoría de los escenarios de desalinización que consideramos no consumieron toda la producción eléctrica de esa planta, lo que significa que, en la mayoría de los escenarios, seguiría generando electricidad y haría algo con ella, más allá de la simple desalinización. Creo que también es importante recordar que esta planta de energía produce hoy el 15 por ciento de la electricidad libre de carbono de California y es responsable del 8 por ciento de la producción eléctrica total del estado. En otras palabras, Diablo Canyon es un factor muy importante en la descarbonización de California. Cuando o si esta planta se desconecta, es probable que el resultado a corto plazo sea una mayor dependencia del gas natural para producir electricidad, lo que significa un aumento en las emisiones de carbono de California.

P: Esta planta en particular ha sido muy controvertida desde sus inicios. ¿Cuál es su evaluación de la seguridad de la planta más allá de su cierre programado y cómo cree que este informe contribuye a la toma de decisiones sobre ese cierre?

Buongiorno: La planta de energía nuclear de Diablo Canyon tiene un historial de seguridad muy sólido. La posible preocupación por la seguridad de Diablo está relacionada con su proximidad a varias fallas. Al estar ubicada en California, la planta fue diseñada para resistir grandes terremotos para empezar. Después del accidente de Fukushima en 2011, la Comisión Reguladora Nuclear revisó la capacidad de la planta para resistir eventos externos (por ejemplo, terremotos, tsunamis, inundaciones, tornados, incendios forestales, huracanes) de magnitud excepcionalmente rara y severa. Después de nueve años de evaluación, la conclusión de la NRC es que "la capacidad sísmica existente o la protección eficaz contra inundaciones [en Diablo Canyon] abordarán los peligros reevaluados ilimitados". Es decir, Diablo fue diseñado y construido para resistir incluso los terremotos más raros y fuertes que son físicamente posibles en este sitio.

Como nivel adicional de protección, la planta se ha modernizado con equipos y procedimientos especiales destinados a garantizar un enfriamiento confiable del núcleo del reactor y la piscina de combustible gastado en un escenario hipotético en el que todos los sistemas de seguridad basados ​​en el diseño han sido inhabilitados por un evento externo severo. .

Lienhard: En cuanto al impacto potencial de este informe, PG&E [la empresa de servicios públicos de California] ya tomó la decisión de cerrar la planta, y nosotros y otros esperamos que esa decisión sea revisada y revertida. Creemos que este informe brinda a las partes interesadas y a los responsables políticos relevantes mucha información sobre las opciones y el valor asociados con el mantenimiento de la planta en funcionamiento, y sobre cómo California podría beneficiarse del agua limpia y la energía limpia generada en Diablo Canyon. No nos corresponde a nosotros tomar la decisión, por supuesto, esa es una decisión que debe tomar la gente de California. Todo lo que podemos hacer es proporcionar información.

P: ¿Cuáles son los mayores desafíos u obstáculos para ver implementadas estas ideas?

Lienhard: California tiene regulaciones de protección ambiental muy estrictas, y es bueno que las tengan. Una de las áreas de mayor preocupación para California es la salud del océano y la protección del ecosistema costero. Como resultado, existen reglas muy estrictas sobre la entrada y salida de plantas de energía y plantas de desalinización, para proteger la vida marina. Nuestro análisis sugiere que esta planta combinada se puede implementar dentro de los parámetros prescritos por el Plan Oceánico de California y que puede cumplir con los requisitos reglamentarios.

Creemos que se necesitaría un análisis más profundo antes de poder continuar. Tendría que hacer estudios del sitio y realmente salir al agua y mirar en detalle lo que hay allí. Pero el análisis preliminar es positivo. Un segundo desafío es que el discurso en California sobre la energía nuclear en general no ha sido de gran apoyo y, de manera similar, algunos grupos en California se oponen a la desalinización. Esperamos que ambos puntos de vista formen parte de la conversación sobre si proceder o no con este proyecto.

P: ¿Qué tan particular es este análisis para los detalles de esta ubicación? ¿Hay aspectos de la misma que se apliquen a otras plantas nucleares, a nivel nacional o mundial?

Lienhard: Cientos de plantas nucleares en todo el mundo están situadas a lo largo de la costa y muchas se encuentran en regiones con escasez de agua. Aunque nuestro análisis se centró en Diablo Canyon, creemos que los hallazgos generales son aplicables a muchas otras plantas nucleares junto al mar, por lo que este enfoque y estas conclusiones podrían potencialmente aplicarse en cientos de sitios en todo el mundo.