El pico de uranio es el momento en el que se alcanza la tasa máxima de producción mundial de uranio . Después de ese pico, según la teoría del pico de Hubbert , la tasa de producción entra en un declive terminal. Si bien el uranio se usa en armas nucleares , su uso principal es para la generación de energía a través de la fisión nuclear del isótopo uranio-235 en un reactor de energía nuclear . [1] Cada kilogramo de uranio-235 fisionado libera la energía equivalente a millones de veces su masa en reactivos químicos, tanta energía como 2700 toneladas de carbón , pero el uranio-235 es sólo el 0,7% de la masa del uranio natural .[2] El uranio-235 es un recurso finito no renovable . [1] [3]
Los avances en la tecnología de los reactores reproductores podrían permitir que las reservas actuales de uranio proporcionen energía a la humanidad durante miles de millones de años, convirtiendo así la energía nuclear en una energía sostenible . [4] Sin embargo, en 2010 el Panel Internacional sobre Materiales Físiles dijo "Después de seis décadas y el gasto equivalente a decenas de miles de millones de dólares, la promesa de los reactores reproductores sigue sin cumplirse en gran medida y los esfuerzos para comercializarlos se han reducido constantemente en La mayoría de los países." [5] Pero en 2016, el reactor reproductor de neutrones rápidos ruso BN-800 comenzó a producir comercialmente a plena potencia (800 MWe), reemplazando al anterior BN-600 . A partir de 2020 [actualizar], el CFR-600 chino está en construcción después del éxito del Reactor Rápido Experimental de China , basado en el BN-800. Actualmente, estos reactores generan principalmente electricidad en lugar de combustible nuevo porque la abundancia y el bajo precio del óxido de uranio extraído y reprocesado hace que la reproducción sea antieconómica, pero pueden cambiar para generar nuevo combustible y cerrar el ciclo según sea necesario.
M. King Hubbert creó su teoría máxima en 1956 para una variedad de recursos finitos como el carbón, el petróleo y el gas natural. [6] Él y otros desde entonces han argumentado que si se puede cerrar el ciclo del combustible nuclear, el uranio podría convertirse en equivalente a las fuentes de energía renovable en lo que respecta a su disponibilidad. [7] La cría y el reprocesamiento nuclear permitirían potencialmente la extracción de la mayor cantidad de energía del uranio natural. Sin embargo, actualmente solo una pequeña cantidad de uranio se transforma en plutonio y solo una pequeña cantidad de uranio fisible y plutonio se recupera de los desechos nucleares en todo el mundo. Además, aún no existen las tecnologías para eliminar por completo los desechos en el ciclo del combustible nuclear. [8] Dado que el ciclo del combustible nuclear no es efectivamente cerrado, la teoría de los picos de Hubbert puede ser aplicable.
Las predicciones pesimistas de la producción futura de uranio de alto grado se basan en la tesis de que el pico ya se produjo en la década de 1980 o que un segundo pico puede ocurrir alrededor de 2035.
En 2017 [actualizar], las reservas de uranio identificadas recuperables a US $ 130 / kg fueron de 6,14 millones de toneladas (en comparación con 5,72 millones de toneladas en 2015). Al ritmo de consumo de 2017, estas reservas son suficientes para poco más de 130 años de suministro. Las reservas identificadas a 2017 recuperables a US $ 260 / kg son 7,99 millones de toneladas (en comparación con 7,64 millones de toneladas en 2015). [9]
Las predicciones optimistas del suministro de combustible nuclear se basan en uno de tres escenarios posibles. Ninguno es comercialmente viable actualmente, ya que más del 80% de los reactores del mundo son LWR:
- Los reactores de agua ligera solo consumen alrededor de la mitad del uno por ciento de su combustible de uranio, mientras que los reactores reproductores rápidos consumirán cerca del 99%.
- Las reservas actuales de U son de aproximadamente 5,3 millones de toneladas. En teoría, hay 4.500 millones de toneladas de uranio disponibles en el agua de mar a aproximadamente 10 veces el precio actual del uranio. [10] Actualmente no existen métodos prácticos para la extracción de grandes volúmenes.
- El torio (de 3 a 4 veces más abundante que el uranio) se puede utilizar cuando se agotan los suministros de uranio. Sin embargo, en 2010, el Laboratorio Nuclear Nacional (NNL) del Reino Unido concluyó que, a corto y medio plazo, "... el ciclo del combustible de torio no tiene ningún papel que desempeñar actualmente", ya que es "técnicamente inmaduro y requieren una inversión financiera significativa y un riesgo sin beneficios claros ", y concluyó que los beneficios han sido" exagerados ". [11]
Si estas predicciones se hicieran realidad, tendría el potencial de incrementar significativamente el suministro de combustible nuclear. Actualmente, a pesar de décadas de investigación, no hay reactores de torio comercialmente prácticos en funcionamiento.
Las predicciones optimistas afirman que la oferta es mucho más que la demanda y no predicen el pico de uranio.
Pico de Hubbert y uranio
El uranio-235, el isótopo fisionable del uranio utilizado en los reactores nucleares, constituye aproximadamente el 0,7% del uranio procedente del mineral. Es el único isótopo natural capaz de generar energía nuclear directamente y es un recurso finito no renovable. Se cree [ cita requerida ] que su disponibilidad sigue la teoría del pico de M. King Hubbert , que fue desarrollada para describir el pico del petróleo . Hubbert vio el petróleo como un recurso que pronto se acabaría, pero creía que el uranio era mucho más prometedor como fuente de energía, [6] y que los reactores reproductores y el reprocesamiento nuclear , que eran nuevas tecnologías en ese momento, permitirían que el uranio fuera una fuente de energía durante mucho tiempo. Las tecnologías que Hubbert imaginó reducirían sustancialmente la tasa de agotamiento del uranio 235, pero aún son más costosas que el ciclo de "un solo uso" y no se han implementado ampliamente hasta la fecha. [12] Si se utilizan estas y otras tecnologías más costosas como la extracción de agua de mar, cualquier posible pico se produciría en un futuro muy lejano.
Según la teoría de los picos de Hubbert, los picos de Hubbert son los puntos donde la producción de un recurso ha alcanzado su máximo y, a partir de ese momento, la tasa de producción de recursos entra en un declive terminal. Después del pico de Hubbert, la tasa de suministro de un recurso ya no cumple con la tasa de demanda anterior. [13] Como resultado de la ley de la oferta y la demanda , en este punto el mercado pasa del mercado de compradores [14] al mercado de vendedores . [15]
Muchos países ya no pueden satisfacer sus propias demandas de uranio y deben importar uranio de otros países. Trece países han alcanzado su punto máximo y han agotado sus recursos de uranio. [16] [17]
De manera similar a cualquier otro recurso natural de metales, por cada diez veces mayor en el costo por kilogramo de uranio, hay un aumento de trescientas veces en los minerales disponibles de menor calidad que luego se volverían económicos. [18]
Demanda de uranio
La demanda mundial de uranio en 1996 superó las 68 kilotoneladas (150 × 10 6 libras ) por año, [20] y se esperaba que ese número aumentara a entre 80 kilotoneladas (180 × 10 6 lb) y 100 kilotoneladas (220 × 10 6 lb) por año para 2025 debido a la cantidad de nuevas plantas de energía nuclear que entrarán en funcionamiento. [21] Sin embargo, tras el cierre de muchas plantas de energía nuclear tras el desastre nuclear de Fukushima Daiichi en 2011, la demanda había caído a unas 60 kilotoneladas (130 × 10 6 libras ) en 2015 y aumentó a 62,8 kilotoneladas (138 × 10 6 lb) en 2017, con previsiones futuras inciertas. [22]
Según Cameco Corporation, la demanda de uranio está directamente relacionada con la cantidad de electricidad generada por las centrales nucleares. La capacidad de los reactores está creciendo lentamente, los reactores están funcionando de manera más productiva, con factores de capacidad y niveles de potencia de los reactores más altos. La mejora del rendimiento del reactor se traduce en un mayor consumo de uranio. [23]
Las centrales nucleares de 1000 megavatios de capacidad de generación eléctrica requieren alrededor de 200 toneladas (440 × 10 3 lb) de uranio natural por año. Por ejemplo, Estados Unidos tiene 103 reactores en funcionamiento con una capacidad de generación promedio de 950 MWe demandados sobre 22 kilotoneladas (49 × 10 6 lb) de uranio natural en 2005. [24] A medida que aumenta el número de plantas de energía nuclear, también lo hace la demanda de uranio.
Otro factor a considerar es el crecimiento de la población. El consumo de electricidad está determinado en parte por el crecimiento económico y demográfico. Según los datos del World Factbook de la CIA, la población mundial actualmente (est. De julio de 2020) es de más de 7.700 millones y está aumentando en un 1.167% por año. Esto significa un crecimiento de alrededor de 211.000 personas cada día. [25] Según la ONU, para el 2050 se estima que la población de la Tierra será de 9.070 millones. [26] El 62% de la población vivirá en África, Asia meridional y Asia oriental. [27] La clase de consumo de energía más grande en la historia de la tierra se está produciendo en los países más poblados del mundo, China e India. Ambos planean programas de expansión masiva de energía nuclear. China tiene la intención de construir 32 plantas nucleares con una capacidad de 40.000 MWe para 2020. [28] Según la Asociación Nuclear Mundial , India planea poner en funcionamiento 20.000 MWe de capacidad nuclear para 2020, y tiene como objetivo suministrar el 25% de la electricidad a partir de energía nuclear para 2050. . [29] la Asociación nuclear Mundial cree que la energía nuclear podría reducir la carga de combustible fósil de la generación de la nueva demanda de electricidad. [30]
A medida que se utilizan más combustibles fósiles para satisfacer las crecientes necesidades energéticas de una población en aumento, se producen más gases de efecto invernadero. Algunos defensores de la energía nuclear creen que la construcción de más centrales nucleares puede reducir las emisiones de gases de efecto invernadero . [31] Por ejemplo, la empresa sueca Vattenfall estudió las emisiones del ciclo de vida completo de diferentes formas de producir electricidad y concluyó que la energía nuclear producía 3,3 g / kWh de dióxido de carbono, en comparación con 400,0 para el gas natural y 700,0 para el carbón . [32] Sin embargo, otro estudio muestra que esta cifra es de 84-130 g de CO2 / kWh, y que la cifra aumentará drásticamente a medida que se utilicen minerales menos concentrados en el futuro. Utiliza un ámbito de consideración más amplio que otros estudios, incluido el desmantelamiento y eliminación de la central eléctrica. El estudio asume gasoil para las partes térmicas del proceso de extracción de uranio. [33]
Como los países no pueden satisfacer económicamente sus propias necesidades de uranio, los países han recurrido a la importación de mineral de uranio de otros lugares. Por ejemplo, los propietarios de reactores nucleares estadounidenses compraron 67 millones de libras (30 kt) de uranio natural en 2006. De ese 84%, o 56 millones de libras (25 kt), fueron importados de proveedores extranjeros, según el Departamento de Energía. [34]
Debido a las mejoras en la tecnología de centrifugación de gas en la década de 2000, que reemplazaron las antiguas plantas de difusión gaseosa , las unidades de trabajo de separación más baratas han permitido la producción económica de uranio más enriquecido a partir de una cantidad determinada de uranio natural, al volver a enriquecer las colas que finalmente dejan una cola de uranio empobrecido. de menor enriquecimiento. Esto ha reducido algo la demanda de uranio natural. [22]
Suministro de uranio
El uranio se encuentra naturalmente en muchas rocas e incluso en el agua de mar. Sin embargo, al igual que otros metales, rara vez está lo suficientemente concentrado para ser económicamente recuperable. [35] Como cualquier recurso, el uranio no se puede extraer en ninguna concentración deseada. Independientemente de la tecnología, en algún momento es demasiado costoso extraer minerales de menor ley. Un estudio de ciclo de vida muy criticado [36] realizado por Jan Willem Storm van Leeuwen sugirió que por debajo del 0.01–0.02% (100–200 ppm) en el mineral, la energía requerida para extraer y procesar el mineral para suministrar el combustible, operar los reactores y desechar adecuadamente se acerca a la energía obtenida al utilizar el uranio como material fisible en el reactor. [37] Sin embargo, los investigadores del Instituto Paul Scherrer que analizaron el artículo de Jan Willem Storm van Leeuwen han detallado el número de suposiciones incorrectas de Jan Willem Storm van Leeuwen que los llevaron a esta evaluación, incluida la suposición de que toda la energía utilizada en la minería de Olympic Dam es la energía utilizada en la extracción de uranio, cuando esa mina es predominantemente una mina de cobre y el uranio se produce solo como coproducto, junto con el oro y otros metales. [36] El informe de Jan Willem Storm van Leeuwen también asume que todo el enriquecimiento se realiza en la tecnología de difusión gaseosa más antigua y más intensiva en energía , sin embargo, la tecnología de centrifugación de gas menos intensiva en energía ha producido la mayor parte del uranio enriquecido del mundo ahora durante varios años. de décadas.
Una evaluación de la energía nucleoeléctrica realizada por un equipo del MIT en 2003, y actualizada en 2009, ha indicado que: [38]
La mayoría de los comentaristas concluyen que es posible medio siglo de crecimiento sin obstáculos, especialmente porque los recursos que cuestan varios cientos de dólares por kilogramo (no estimados en el Libro Rojo) también serían económicamente utilizables ... Creemos que el suministro mundial de mineral de uranio es suficiente para alimentar el despliegue de 1000 reactores durante el próximo medio siglo.
En los primeros días de la industria nuclear, se pensaba que el uranio era muy escaso, por lo que se necesitaría un ciclo de combustible cerrado . Se necesitarían reactores reproductores rápidos para crear combustible nuclear para otros reactores productores de energía. En la década de 1960, los nuevos descubrimientos de reservas y las nuevas técnicas de enriquecimiento de uranio disiparon estas preocupaciones. [39]
Las empresas mineras suelen considerar concentraciones superiores al 0,075% (750 ppm) como mineral o roca económica de extraer a los precios actuales del mercado del uranio. [40] Hay alrededor de 40 billones de toneladas de uranio en la corteza terrestre, pero la mayoría se distribuye en concentraciones bajas de partes por millón en trazas sobre su masa de 3 * 10 19 toneladas. [41] [42] Las estimaciones de la cantidad concentrada en minerales asequibles de extraer por menos de $ 130 por kg pueden ser menos de una millonésima parte de ese total. [dieciséis]
Fuente | Concentración |
---|---|
Mineral de muy alta ley - 20% U | 200.000 ppm U |
Mineral de alta ley - 2% U | 20.000 ppm U |
Mineral de baja ley - 0,1% U | 1,000 ppm U |
Mineral de muy baja ley - 0.01% U | 100 ppm en U |
Granito | 4-5 ppm U |
Roca sedimentaria | 2 ppm en U |
Corteza continental de la Tierra (av) | 2,8 ppm U |
Agua de mar | 0,003 ppm U |
Según el Libro Rojo de la OCDE, el mundo consumió 62,8 kilotoneladas (138 × 10 6 lb) de uranio en 2017 [9] (en comparación con 67 kt en 2002). De esa cifra, 59 kt se produjeron a partir de fuentes primarias [44], y el resto procedió de fuentes secundarias, en particular arsenales de uranio natural y enriquecido , armas nucleares desmanteladas, el reprocesamiento de uranio natural y enriquecido y el reenriquecimiento del uranio empobrecido. cruz. [45]
Concentración de mineral | toneladas de uranio | Tipo de mineral |
---|---|---|
> 1% | 10000 | depósitos de venas |
0,2-1% | 2 millones | pegmatitas, depósitos de discordancia |
0,1-0,2% | 80 millones | placeres fósiles, areniscas |
0,02-0,1% | 100 millones | placeres fósiles de grado inferior, areniscas |
100-200 ppm | 2 billones | depósitos volcánicos |
La tabla anterior asume que el combustible se usará en un quemador LWR. El uranio se vuelve mucho más económico cuando se usa en un reactor de quemador rápido como el Reactor Rápido Integral .
Producción
El pico de uranio se refiere al pico de producción de uranio de todo el planeta. Al igual que otros picos de Hubbert , la tasa de producción de uranio en la Tierra entrará en una disminución terminal. Según Robert Vance, de la Agencia de Energía Nuclear de la OCDE, la tasa de producción mundial de uranio ya alcanzó su punto máximo en 1980, que asciende a 69.683 toneladas (150 × 10 6 lb) de U 3 O 8 de 22 países. Sin embargo, esto no se debe a la falta de capacidad de producción. Históricamente, las minas y molinos de uranio en todo el mundo han operado a aproximadamente el 76% de la capacidad de producción total, variando entre un 57% y un 89%. Las bajas tasas de producción se han debido en gran parte al exceso de capacidad. El crecimiento más lento de la energía nucleoeléctrica y la competencia del suministro secundario redujeron significativamente la demanda de uranio recién extraído hasta hace muy poco. Los suministros secundarios incluyen inventarios militares y comerciales, colas de uranio enriquecido, uranio reprocesado y combustible de óxidos mixtos. [48]
Según datos de la Agencia Internacional de Energía Atómica , la producción mundial de uranio extraído alcanzó su punto máximo dos veces en el pasado: una, alrededor de 1960 en respuesta al almacenamiento para uso militar, y nuevamente en 1980, en respuesta al almacenamiento para uso en energía nuclear comercial. Hasta aproximadamente 1990, la producción de uranio extraído excedía el consumo de las centrales eléctricas. Pero desde 1990, el consumo de las centrales eléctricas ha superado al uranio extraído; el déficit se compensa con la liquidación de las existencias militares (mediante el desmantelamiento de armas nucleares) y civiles. La extracción de uranio ha aumentado desde mediados de la década de 1990, pero aún es menor que el consumo de las centrales eléctricas. [49]
Los principales productores de uranio del mundo son Kazajstán (39% de la producción mundial), Canadá (22%) y Australia (10%). Otros productores importantes son Namibia (6,7%), Níger (6%) y Rusia (5%). [9] En 1996, el mundo produjo 39 kilotoneladas (86 × 10 6 lb) de uranio. [50] En 2005, la producción minera primaria mundial fue de 41.720 toneladas (92 × 10 6 lb) de uranio, [47] 62% de las necesidades de las empresas eléctricas. En 2017 la producción había aumentado a 59.462 toneladas, el 93% de la demanda. [44] El saldo proviene de inventarios en poder de los servicios públicos y otras compañías del ciclo del combustible, inventarios en poder de los gobiernos, combustible usado para reactores que ha sido reprocesado, materiales reciclados de programas nucleares militares y uranio en existencias de uranio empobrecido. [51] El plutonio de las existencias de armas nucleares desmanteladas de la Guerra Fría se agotará en 2013. La industria está tratando de encontrar y desarrollar nuevas minas de uranio, principalmente en Canadá, Australia y Kazajstán. Los que se estaban desarrollando en 2006 llenarían la mitad del vacío. [52]
De las diez minas de uranio más grandes del mundo (Mc Arthur River, Ranger, Rossing, Kraznokamensk, Olympic Dam, Rabbit Lake, Akouta, Arlit, Beverly y McClean Lake), para 2020, seis se agotarán, dos estarán en su etapas finales, uno se actualizará y el otro producirá. [53]
La producción minera primaria mundial cayó un 5% en 2006 con respecto a la de 2005. Los mayores productores, Canadá y Australia, registraron caídas del 15% y 20%, y sólo Kazajstán mostró un aumento del 21%. [54] Esto puede explicarse por dos eventos importantes que han ralentizado la producción mundial de uranio. La mina Cameco de Canadá en Cigar Lake es la mina de uranio más grande y de mayor grado del mundo. En 2006 se inundó y luego volvió a inundar en 2008 (después de que Cameco gastara 43 millones de dólares, la mayor parte del dinero reservado, para corregir el problema), lo que provocó que Cameco retrasara su fecha de inicio más temprana para Cigar Lake hasta 2011. [ 55] Además, en marzo de 2007, el mercado sufrió otro golpe cuando un ciclón golpeó la mina Ranger en Australia, que produce 5.500 toneladas (12 × 10 6 lb) de uranio al año. El propietario de la mina, Energy Resources of Australia, declaró fuerza mayor en las entregas y dijo que la producción se vería afectada en la segunda mitad de 2007. [56] Esto hizo que algunos especularan que el uranio máximo había llegado. [57] En enero de 2018, la mina McArthur River en Canadá suspendió la producción, la mina estaba produciendo 7000-8000 toneladas de uranio por año de 2007 a 2017. El propietario de la mina, Cameco, citó los bajos precios del mercado del uranio como la razón para detener la producción y reclamaciones. aumentar la producción a la normalidad llevará entre 18 y 24 meses cuando se tome la decisión de reabrir la mina. [58]
Fuentes primarias
Aproximadamente el 96% de las reservas mundiales de uranio se encuentran en estos diez países: Australia, Canadá, Kazajstán, Sudáfrica, Brasil, Namibia, Uzbekistán, Estados Unidos, Níger y Rusia. [59] Entre ellos, los principales productores son Kazajstán (39 por ciento de la producción mundial), Canadá (22 por ciento) y Australia (10 por ciento) son los principales productores. [9] En 1996, el mundo produjo 39.000 toneladas de uranio, [60] y en 2005, el mundo produjo un máximo de 41.720 toneladas de uranio, [47] . En 2017, había aumentado a 59.462 toneladas, el 93% de la demanda mundial.
Varias agencias han tratado de estimar cuánto durarán estos recursos primarios, asumiendo un ciclo único . La Comisión Europea dijo en 2001 que al nivel actual de consumo de uranio, los recursos de uranio conocidos durarían 42 años. Cuando se agregan a fuentes militares y secundarias, los recursos podrían extenderse a 72 años. Sin embargo, esta tasa de uso supone que la energía nuclear sigue proporcionando solo una fracción del suministro energético mundial. Si la capacidad eléctrica se multiplicara por seis, entonces el suministro de 72 años duraría solo 12 años. [61] Los actuales recursos medidos de uranio en el mundo, económicamente recuperables a un precio de 130 dólares EE.UU. / kg según los grupos industriales de la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE), el Organismo de Energía Nuclear (NEA) y el Organismo Internacional de Energía Atómica ( OIEA), son suficientes para durar "al menos un siglo" a las tasas de consumo actuales. [62] [63] Según la Asociación Nuclear Mundial , otro grupo industrial más, suponiendo que la tasa actual de consumo mundial de 66.500 toneladas de uranio por año y los recursos actuales medidos de uranio (4,7 a 5,5 Mt [62] ) son suficiente para durar entre 70 y 80 años. [64]
Reservas
Las reservas son los recursos más fácilmente disponibles. Los recursos que se sabe que existen y que son fáciles de extraer se denominan "recursos convencionales conocidos". Los recursos que se cree que existen pero que no se han extraído se clasifican en "Recursos convencionales no descubiertos". [sesenta y cinco]
Los recursos de uranio conocidos representan un nivel más alto de recursos asegurados de lo 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. Hubo muy poca exploración de uranio entre 1985 y 2005, por lo que el aumento significativo en el esfuerzo de exploración que estamos viendo ahora podría duplicar fácilmente los recursos económicos conocidos. Sobre la base de analogías con otros minerales metálicos, se podría esperar que una duplicación del precio de los niveles de precios en 2007 genere un aumento de diez veces en los recursos medidos, con el tiempo. [66]
Recursos convencionales conocidos
Los recursos convencionales conocidos son "Recursos razonablemente asegurados" y "Recursos adicionales estimados-I". [sesenta y cinco]
En 2006, se pensó que alrededor de 4 millones de toneladas de recursos convencionales serían suficientes con las tasas de consumo actuales durante aproximadamente seis décadas (4,06 millones de toneladas a 65.000 toneladas por año). [67] En 2011, se estimó en 7 millones de toneladas. Ha aumentado la exploración de uranio. De 1981 a 2007, los gastos anuales de exploración crecieron modestamente, de 4 millones de dólares estadounidenses a 7 millones de dólares estadounidenses. Esta cifra se disparó a 11 millones de dólares EE.UU. en 2011. [39] El consumo de uranio ronda las 75 000 ta año. Esto es menor que la producción y requiere la reducción de las existencias existentes.
Aproximadamente el 96% de las reservas mundiales de uranio se encuentran en estos diez países: Australia, Canadá, Kazajstán, Sudáfrica, Brasil, Namibia, Uzbekistán, Estados Unidos, Níger y Rusia. [59] Los depósitos de uranio más grandes del mundo se encuentran en tres países. Australia tiene poco más del 30% de los recursos de uranio razonablemente asegurados y los recursos inferidos del mundo, alrededor de 1.673 megatoneladas (3.69 × 10 9 libras). [35] Kazajstán tiene alrededor del 12% de las reservas mundiales, o alrededor de 651 kilotoneladas (1,4 × 10 9 libras). [64] Y Canadá tiene 485 kilotoneladas (1100 × 10 6 lb) de uranio, lo que representa alrededor del 9%. [35]
Varios países de Europa ya no extraen uranio (Alemania Oriental (1990), Francia (2001), España (2002) y Suecia (1969)); no eran productores importantes. [17]
Recursos convencionales no descubiertos
Los recursos convencionales no descubiertos se pueden dividir en dos clasificaciones: "Recursos adicionales estimados-II" y "Recursos especulativos". [sesenta y cinco]
Se necesitará un esfuerzo significativo de exploración y desarrollo para localizar los depósitos restantes y comenzar a extraerlos. Sin embargo, dado que no se ha explorado toda la geografía de la tierra en busca de uranio en este momento, todavía existe la posibilidad de descubrir recursos explotables. [68] El Libro Rojo de la OCDE cita áreas todavía abiertas a la exploración en todo el mundo. Muchos países están llevando a cabo estudios radiométricos con gradiómetro aeromagnético completo para obtener una estimación del tamaño de sus recursos minerales no descubiertos. Combinados con un estudio de rayos gamma, estos métodos pueden localizar depósitos de uranio y torio no descubiertos. [69] El Departamento de Energía de los Estados Unidos realizó la primera y única evaluación nacional de uranio en 1980: el programa de Evaluación Nacional de Recursos de Uranio (NURE). [70]
Recursos secundarios
Los recursos secundarios son esencialmente uranio recuperado de otras fuentes, como armas nucleares, inventarios, reprocesamiento y re-enriquecimiento. Dado que los recursos secundarios tienen costos de descubrimiento extremadamente bajos y costos de producción muy bajos, es posible que hayan desplazado una parte significativa de la producción primaria. El uranio secundario estaba y está disponible esencialmente al instante. Sin embargo, la nueva producción primaria no lo será. Esencialmente, el suministro secundario es un suministro finito "de una sola vez", con la excepción del combustible reprocesado. [71]
La actividad minera de uranio es cíclica, en 2009 el 80% de los requerimientos de las empresas eléctricas fueron abastecidos por las minas, en 2017 esta se elevó al 93%. [44] [9] El saldo proviene de inventarios mantenidos por servicios públicos y otras compañías del ciclo del combustible, inventarios mantenidos por gobiernos, combustible usado para reactores que ha sido reprocesado, materiales reciclados de programas nucleares militares y uranio en reservas de uranio empobrecido. [72]
El plutonio de las existencias de armas nucleares desmanteladas de la guerra fría fue una fuente importante de combustible nuclear en el marco del programa " Megatoneladas a megavatios " que finalizó en diciembre de 2013. La industria desarrolló nuevas minas de uranio, especialmente en Kazajstán, que ahora representa el 31% del suministro mundial. . [44] [9]
Inventarios
Los inventarios son mantenidos por una variedad de organizaciones: gubernamentales, comerciales y otras. [73] [74]
El Departamento de Energía de EE. UU. Mantiene inventarios para garantizar la seguridad del suministro a fin de cubrir emergencias en las que el uranio no está disponible a ningún precio. [75] En caso de una interrupción importante del suministro, es posible que el Departamento no tenga suficiente uranio para hacer frente a una grave escasez de uranio en los Estados Unidos. [ cita requerida ]
Desmantelamiento de armas nucleares
Tanto Estados Unidos como Rusia se han comprometido a reciclar sus armas nucleares en combustible para la producción de electricidad. Este programa se conoce como Programa de megavatios a megavatios . [76] Mezcla de plumón 500 toneladas (1100 × 10 3 libras) de uranio altamente enriquecido (UME) de armas rusas darán como resultado unas 15 kilotoneladas (33.000 × 10 3 lb) de uranio poco enriquecido (LEU) durante 20 años. Esto equivale a unas 152 kilotoneladas (340 × 10 6 lb) de U natural, o un poco más del doble de la demanda mundial anual. Desde 2000, 30 toneladas (66 × 10 3 lb) de HEU militares está desplazando alrededor de 10,6 kilotoneladas (23 × 10 6 libras) de producción minera de óxido de uranio por año, lo que representa alrededor del 13% de las necesidades mundiales de reactores. [77]
El plutonio recuperado de armas nucleares u otras fuentes se puede mezclar con combustible de uranio para producir un combustible de óxido mixto. En junio de 2000, Estados Unidos y Rusia acordaron deshacerse de 34 kilotoneladas (75 × 10 6 libras) cada uno de plutonio apto para armas para 2014. Estados Unidos se comprometió a seguir un programa autofinanciado de doble vía (inmovilización y MOX). Las naciones del G-7 proporcionaron mil millones de dólares para establecer el programa de Rusia. Este último fue inicialmente MOX diseñado específicamente para reactores VVER, la versión rusa del reactor de agua presurizada (PWR), y el alto costo se debe a que no formaba parte de la política del ciclo del combustible de Rusia. Este combustible MOX para ambos países equivale a unas 12 kilotoneladas (26 × 10 6 lb) de uranio natural. [78] Estados Unidos también se ha comprometido a eliminar 151 toneladas (330 × 10 3 lb) de HEU sin desperdicio. [79]
El programa de megavatios a megavatios finalizó en 2013. [76] [ verificación fallida ]
Reprocesamiento y reciclaje
El reprocesamiento nuclear , a veces llamado reciclaje, es un método para mitigar el eventual pico de producción de uranio. Es más útil como parte de un ciclo de combustible nuclear que utiliza reactores de neutrones rápidos, ya que el uranio reprocesado y el plutonio apto para reactores tienen composiciones isotópicas que no son óptimas para su uso en los reactores de neutrones térmicos actuales . Aunque el reprocesamiento de combustible nuclear se realiza en unos pocos países ( Francia , Reino Unido y Japón ), el presidente de los Estados Unidos prohibió el reprocesamiento a fines de la década de 1970 debido a los altos costos y al riesgo de proliferación nuclear a través del plutonio. En 2005, los legisladores estadounidenses propusieron un programa para reprocesar el combustible gastado que se ha acumulado en las centrales eléctricas. A los precios actuales, un programa de este tipo es significativamente más caro que eliminar el combustible gastado y extraer uranio fresco. [12]
Actualmente, hay once plantas de reprocesamiento en el mundo. De ellas, dos son plantas operadas comercialmente a gran escala para el reprocesamiento de elementos combustibles gastados de reactores de agua ligera con producciones de más de 1 kilotonelada (2,2 × 10 6 lb) de uranio por año. Se trata de La Hague, Francia, con una capacidad de 1,6 kilotoneladas (3,5 × 10 6 libras) por año y Sellafield , Inglaterra a 1,2 kilotoneladas (2,6 × 10 6 libras) de uranio por año. El resto son pequeñas plantas experimentales. [80] Las dos plantas de reprocesamiento comercial a gran escala juntas pueden reprocesar 2.800 toneladas de desechos de uranio al año. [81]
La mayoría de los componentes del combustible gastado se pueden recuperar y reciclar. Aproximadamente dos tercios del inventario de combustible gastado de EE. UU. Son uranio. Esto incluye el uranio 235 fisible residual que puede reciclarse directamente como combustible para reactores de agua pesada o enriquecerse nuevamente para su uso como combustible en reactores de agua ligera . [82]
El plutonio y el uranio se pueden separar químicamente del combustible gastado. Cuando el combustible nuclear usado se reprocesa utilizando el método estándar de facto PUREX , tanto el plutonio como el uranio se recuperan por separado. El combustible gastado contiene aproximadamente un 1% de plutonio. El plutonio apto para reactores contiene Pu-240, que tiene una alta tasa de fisión espontánea, lo que lo convierte en un contaminante indeseable en la producción de armas nucleares seguras. Sin embargo, las armas nucleares se pueden fabricar con plutonio apto para reactores. [83]
El combustible gastado está compuesto principalmente de uranio, la mayor parte del cual no se ha consumido ni transmutado en el reactor nuclear. Con una concentración típica de alrededor del 96% en masa en el combustible nuclear usado, el uranio es el componente más grande del combustible nuclear usado. [84] La composición del uranio reprocesado depende del tiempo que el combustible ha estado en el reactor, pero se trata principalmente de uranio-238 , con aproximadamente 1% de uranio-235 , 1% de uranio-236 y cantidades más pequeñas de otros isótopos, incluido el uranio- 232 . Sin embargo, el uranio reprocesado también es un producto de desecho porque está contaminado y no es deseable para su reutilización en reactores. [85] Durante su irradiación en un reactor, el uranio se modifica profundamente. El uranio que sale de la planta de reprocesamiento contiene todos los isótopos de uranio entre el uranio-232 y el uranio-238 excepto el uranio-237 , que se transforma rápidamente en neptunio-237 . Los contaminantes isotópicos indeseables son:
- Uranio-232 (cuyos productos de descomposición emiten una fuerte radiación gamma que dificulta el manejo), y
- Uranio-234 (que es un material fértil pero puede afectar la reactividad de manera diferente al uranio-238).
- Uranio-236 (que afecta la reactividad y absorbe neutrones sin fisionarse, convirtiéndose en neptunio-237, que es uno de los isótopos más difíciles de eliminar a largo plazo en un depósito geológico profundo)
- Productos derivados del uranio-232: bismuto-212, talio-208. [86]
En la actualidad, el reprocesamiento y el uso de plutonio como combustible de reactor es mucho más caro que el uso de combustible de uranio y la eliminación del combustible gastado directamente, incluso si el combustible solo se reprocesa una vez. [85] Sin embargo, el reprocesamiento nuclear se vuelve más atractivo económicamente, en comparación con la extracción de más uranio, a medida que aumentan los precios del uranio.
La tasa de recuperación total 5 kilotoneladas (11 × 10 6 lb) / año desde el reprocesamiento actualmente es solo una pequeña fracción en comparación con la brecha creciente entre la tasa demandada de 64,615 kilotoneladas (142,45 × 10 6 lb) / año y la tasa a la que el suministro primario de uranio está proporcionando uranio 46,403 kilotoneladas (102,30 × 10 6 lb) / año.
La energía devuelta sobre la energía invertida (EROEI) sobre el reprocesamiento de uranio es muy positiva, aunque no tan positiva como la extracción y el enriquecimiento de uranio, y el proceso puede repetirse. Las plantas de reprocesamiento adicionales pueden traer algunas economías de escala. [ cita requerida ]
Los principales problemas con el reprocesamiento de uranio son el costo del uranio extraído en comparación con el costo del reprocesamiento, [12] [87] riesgos de proliferación nuclear, el riesgo de cambios importantes en las políticas, el riesgo de incurrir en grandes costos de limpieza, regulaciones estrictas para las plantas de reprocesamiento, y el movimiento antinuclear [ cita requerida ] .
Recursos no convencionales
Los recursos no convencionales son ocurrencias que requieren tecnologías novedosas para su explotación y / o uso. A menudo, los recursos no convencionales se encuentran en baja concentración. La explotación de uranio no convencional requiere esfuerzos adicionales de investigación y desarrollo para los que no existe una necesidad económica inminente, dada la gran base de recursos convencionales y la opción de reprocesar el combustible gastado. [88] Los fosfatos, el agua de mar, las cenizas de carbón uranífero y algunos tipos de lutitas bituminosas son ejemplos de recursos de uranio no convencionales.
Fosfatos
El precio vertiginoso del uranio puede provocar operaciones prolongadas para extraer uranio del fosfato. El uranio se encuentra en concentraciones de 50 a 200 partes por millón en la tierra cargada de fosfato o en la roca de fosfato . A medida que aumentan los precios del uranio, algunos países han mostrado interés en la extracción de uranio a partir de roca fosfórica, que normalmente se utiliza como base de fertilizantes fosfatados. [89]
En todo el mundo, estaban en funcionamiento aproximadamente 400 plantas de ácido fosfórico de proceso húmedo . Suponiendo un contenido recuperable promedio de 100 ppm de uranio, y que los precios del uranio no aumenten de manera que el uso principal de los fosfatos sea para fertilizantes , este escenario daría como resultado una producción anual teórica máxima de 3.7 kilotoneladas (8.2 × 10 6 libras) U 3 O 8 . [90]
Los costos operativos históricos para la recuperación de uranio a partir del ácido fosfórico oscilan entre $ 48 y $ 119 / kg de U 3 O 8 . [91] En 2011, el precio medio pagado por el U 3 O 8 en los Estados Unidos fue de 122,66 dólares / kg. [92]
Hay 22 millones de toneladas de uranio en depósitos de fosfato. La recuperación de uranio a partir de fosfatos es una tecnología madura ; [88] se ha utilizado en Bélgica y los Estados Unidos, pero los altos costos de recuperación limitan la utilización de estos recursos, con costos de producción estimados en el rango de US $ 60-100 / kgU, incluida la inversión de capital, según un informe de la OCDE de 2003 para un nuevo proyecto de 100 tU / año. [45]
Agua de mar
Los recursos de uranio no convencionales incluyen hasta 4.000 megatoneladas (8.800 × 10 9 lb) de uranio contenido en agua de mar. Se han demostrado a escala de laboratorio varias tecnologías para extraer uranio del agua de mar.
A mediados de la década de 1990, los costos de extracción se estimaron en 260 USD / kgU (Nobukawa, et al., 1994), pero el aumento de la producción a nivel de laboratorio a miles de toneladas no está probado y puede encontrar dificultades imprevistas. [93]
Un método para extraer uranio del agua de mar es utilizar una tela no tejida específica para el uranio como absorbente. La cantidad total de uranio recuperado en un experimento en 2003 de tres cajas de recolección que contenían 350 kg de tela fue> 1 kg de torta amarilla después de 240 días de inmersión en el océano. [94] Según la OCDE, el uranio puede extraerse del agua de mar utilizando este método por unos 300 dólares EE.UU. / kgU. [45]
En 2006, el mismo grupo de investigación declaró: "Si se sumergen 2g-U / kg de adsorbente durante 60 días a la vez y se usan 6 veces, el costo del uranio se calcula en 88.000 JPY / kgU, incluido el costo de producción del adsorbente, uranio recolección y purificación de uranio. Cuando es posible una extracción de 6 g de U por kg de adsorbente y 20 repeticiones o más, el costo del uranio se reduce a 15.000 yenes. Este nivel de precio es equivalente al del costo más alto del uranio extraíble. El costo alcanzable ahora es de 25,000 yenes con 4g-U / kg de adsorbente usado en el área marina de Okinawa, con 18 usos repetidos. En este caso, la inversión inicial para recolectar el uranio del agua de mar es de 107,7 mil millones de yenes, que es 1/3 del costo de construcción de una planta de energía nuclear de un millón de kilovatios ". [95]
En 2012, los investigadores de ORNL anunciaron el desarrollo exitoso de un nuevo material absorbente denominado HiCap, que supera ampliamente a los mejores adsorbentes anteriores, que realizan la retención superficial de moléculas sólidas o gaseosas, átomos o iones. "Hemos demostrado que nuestros adsorbentes pueden extraer de cinco a siete veces más uranio a tasas de absorción siete veces más rápidas que los mejores adsorbentes del mundo", dijo Chris Janke, uno de los inventores y miembro de la División de Ciencia y Tecnología de Materiales de ORNL. HiCap también elimina eficazmente los metales tóxicos del agua, según los resultados verificados por investigadores del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico . [96] [97] [98] [99] [100]
Entre los otros métodos para recuperar uranio del agua de mar, dos parecen prometedores: la proliferación de algas para concentrar el uranio [101] y el filtrado por nanomembranas . [102]
Hasta ahora, no se ha recuperado más que una cantidad muy pequeña de uranio del agua de mar en un laboratorio. [88]
Ceniza de carbón uranífero
En particular, las instalaciones de energía nuclear producen alrededor de 200.000 toneladas métricas de residuos de actividad baja e intermedia (LILW) y 10.000 toneladas métricas de residuos de alta actividad (HLW) (incluido el combustible gastado designado como residuo) cada año en todo el mundo. [105]
Aunque solo varias partes por millón de concentración promedio en carbón antes de la combustión (aunque más concentrado en cenizas), el potencial energético máximo teórico de trazas de uranio y torio en el carbón (en reactores reproductores ) en realidad excede la energía liberada al quemar el carbón en sí, según un estudio del Laboratorio Nacional de Oak Ridge . [104]
De 1965 a 1967, Union Carbide operó un molino en Dakota del Norte , Estados Unidos, que quemaba lignito uranífero y extraía uranio de las cenizas. La planta produjo alrededor de 150 toneladas métricas de U 3 O 8 antes de cerrar. [106]
Un consorcio internacional se ha propuesto explorar la extracción comercial de uranio a partir de cenizas de carbón uranífero de las centrales eléctricas de carbón ubicadas en la provincia de Yunnan, China. [88] La primera cantidad a escala de laboratorio de uranio de torta amarilla recuperada de las cenizas de carbón uranífero se anunció en 2007. [107] Las tres centrales eléctricas de carbón en Xiaolongtang, Dalongtang y Kaiyuan han acumulado sus cenizas residuales. Las pruebas iniciales de la pila de cenizas de Xiaolongtang indican que el material contiene (160-180 partes por millón de uranio), lo que sugiere un total de unas 2.085 kilotoneladas (4.60 × 10 6 lb) U 3 O 8 podría recuperarse solo de esa pila de cenizas. [107]
Lutitas bituminosas
Algunas lutitas bituminosas contienen uranio, que puede recuperarse como subproducto. Entre 1946 y 1952, se utilizó un tipo marino de esquisto Dictyonema para la producción de uranio en Sillamäe , Estonia, y entre 1950 y 1989 se utilizó esquisto de alumbre en Suecia con el mismo propósito. [108]
Cría
Un reactor reproductor produce más combustible nuclear del que consume y, por tanto, puede ampliar el suministro de uranio. Por lo general, convierte el isótopo dominante en el uranio natural, el uranio-238, en plutonio-239 fisionable. Esto se traduce en un aumento de cien veces en la cantidad de energía que se producirá por unidad de masa de uranio, porque el U-238, que constituye el 99,3% del uranio natural, no se utiliza en los reactores convencionales que, en cambio, utilizan U-235 que solo representa el 0,7% del uranio natural. [109] En 1983, el físico Bernard Cohen propuso que el suministro mundial de uranio es efectivamente inagotable y, por lo tanto, podría considerarse una forma de energía renovable . [7] [110] Afirma que los reactores reproductores rápidos , alimentados por uranio-238 reabastecido naturalmente extraído del agua de mar, podrían suministrar energía al menos durante el tiempo de vida restante esperado del sol de cinco mil millones de años., [7] haciéndolos tan sostenible en términos de disponibilidad de combustibles como fuentes de energía renovables. A pesar de esta hipótesis, no se conoce ningún método económicamente viable para extraer cantidades suficientes de agua de mar. Se están investigando técnicas experimentales. [111] [112]
Hay dos tipos de criadores: criadores rápidos y criadores térmicos.
Criador rápido
Un criador rápido, además de consumir U-235, convierte el fértil U-238 en Pu-239 , un combustible fisible . Los reactores reproductores rápidos son más costosos de construir y operar, incluido el reprocesamiento, y solo podrían justificarse económicamente si los precios del uranio subieran a los valores anteriores a 1980 en términos reales. Aproximadamente 20 [ cita requerida ] reactores de neutrones rápidos ya han estado en funcionamiento, algunos desde la década de 1950, y uno suministra electricidad comercialmente. Se han acumulado más de 300 años-reactor de experiencia operativa. Además de ampliar considerablemente el suministro de combustible explotable, estos reactores tienen la ventaja de que producen desechos transuránicos de menor duración y pueden consumir desechos nucleares de los reactores de agua ligera actuales , generando energía en el proceso. [113] Varios países tienen programas de investigación y desarrollo para mejorar estos reactores. Por ejemplo, un escenario en Francia es que la mitad de la capacidad nuclear actual sea reemplazada por reactores reproductores rápidos para 2050. China, India y Japón planean la utilización a gran escala de reactores reproductores durante las próximas décadas. [114] (Tras la crisis en la planta de energía nuclear de Fukishima Daiichi de Japón en 2011, Japón está revisando sus planes con respecto al uso futuro de la energía nuclear. ( Ver: Desastre nuclear de Fukushima Daiichi: implicaciones de política energética )).
Durante un tiempo se creyó que la cría de combustible de plutonio en los reactores reproductores rápidos (FBR), conocida como economía del plutonio, era el futuro de la energía nuclear. Pero muchos de los reactores reproductores comerciales que se han construido han estado plagados de problemas técnicos y presupuestarios. Algunas fuentes críticas de los reactores reproductores han ido tan lejos como para llamarlos el Transporte Supersónico de los años 80. [115]
El uranio resultó ser mucho más abundante de lo previsto, y el precio del uranio disminuyó rápidamente (con un repunte al alza en la década de 1970). Esta es la razón por la que Estados Unidos detuvo su uso en 1977 [116] y el Reino Unido abandonó la idea en 1994. [117]
Los reactores reproductores rápidos, se denominan rápidos porque no tienen moderador que ralentice los neutrones (agua ligera, agua pesada o grafito ) y generan más combustible del que consumen. La palabra "rápido" en criador rápido se refiere a la velocidad de los neutrones en el núcleo del reactor. Cuanto mayor es la energía que tienen los neutrones, mayor es la tasa de reproducción o más uranio se convierte en plutonio.
Se encontraron importantes problemas técnicos y de materiales con las RBA, y la exploración geológica mostró que la escasez de uranio no sería una preocupación durante algún tiempo. En la década de 1980, debido a ambos factores, estaba claro que las RBA no serían comercialmente competitivas con los reactores de agua ligera existentes. La economía de las RBA todavía depende del valor del combustible de plutonio que se obtiene, en relación con el costo del uranio fresco. [118] La investigación continúa en varios países con prototipos funcionales Phénix en Francia, el reactor BN-600 en Rusia y el Monju en Japón. [119]
El 16 de febrero de 2006, Estados Unidos, Francia y Japón firmaron un acuerdo para investigar y desarrollar reactores reproductores rápidos refrigerados por sodio en apoyo de la Asociación Global de Energía Nuclear . [120] Los reactores reproductores también se están estudiando en el marco del programa de reactores de IV Generación .
Los primeros prototipos han estado plagados de problemas. El refrigerante de sodio líquido es altamente inflamable, estalla en llamas si entra en contacto con el aire y explota si entra en contacto con el agua. Se ha programado que la planta de energía nuclear de Monju , de rápido crecimiento de Japón, vuelva a abrir en 2008, 13 años después de un grave accidente e incendio que involucró una fuga de sodio. En 1997, Francia cerró su reactor Superphenix, mientras que el Phenix, construido antes, cerró según lo programado en 2009. [121] [122]
A precios más altos del uranio, los reactores reproductores pueden estar económicamente justificados. Muchas naciones tienen programas de investigación de criadores en curso. China, India y Japón planean la utilización a gran escala de reactores reproductores durante las próximas décadas. Se han adquirido 300 años-reactor de experiencia en su funcionamiento. [114]
En junio de 2008 sólo hay dos reproductores comerciales en funcionamiento y la tasa de producción de plutonio de grado de reactor es muy pequeña (20 toneladas / año). El plutonio apto para reactores se está procesando en combustible MOX. Además de la velocidad a la que se extrae el uranio (46.403 toneladas / año), esto no es suficiente para evitar el pico de uranio; sin embargo, esto se debe únicamente a que el óxido de uranio extraído y reprocesado es abundante y barato, por lo que la producción de nuevos combustibles no es rentable. Pueden cambiar para generar grandes cantidades de combustible nuevo según sea necesario, y se pueden construir muchos más reactores de reproducción en un período corto de tiempo.
Criador térmico
El torio es un ciclo de combustible alternativo al uranio. El torio es tres veces más abundante que el uranio. El torio-232 en sí mismo no es fisionable, sino fértil . Puede convertirse en uranio-233 fisionable en un reactor reproductor. A su vez, el uranio-233 puede fisionarse, con la ventaja de que se producen cantidades más pequeñas de transuránicos por captura de neutrones , en comparación con el uranio-235 y especialmente en comparación con el plutonio-239 .
A pesar de que el ciclo del combustible de torio tiene una serie de características atractivas, el desarrollo a gran escala puede tropezar con dificultades: [123]
- El combustible U-233 resultante es caro de fabricar.
- El U-233 químicamente separado del combustible de torio irradiado es altamente radiactivo.
- El U-233 separado siempre está contaminado con trazas de U-232
- El torio es difícil de reciclar debido al Th-228 altamente radiactivo.
- Si el U-233 se puede separar por sí solo, se convierte en un riesgo de proliferación de armas.
- Y existen problemas técnicos en el reprocesamiento.
Los defensores de los reactores de núcleo líquido y de sales fundidas como LFTR afirman que estas tecnologías anulan las desventajas del torio mencionadas anteriormente presentes en los reactores de combustible sólido.
El primer reactor comercial exitoso en la central eléctrica de Indian Point en Buchanan, Nueva York (Unidad 1 de Indian Point) funcionó con torio. El primer núcleo no estuvo a la altura de las expectativas. [124]
El interés de los indios por el torio está motivado por sus importantes reservas. Casi un tercio de las reservas de torio del mundo se encuentran en la India. [125] El Departamento de Energía Atómica de la India (DAE) dice que construirá un prototipo de reactor de 500 MWe en Kalpakkam. Hay planes para cuatro reactores reproductores de 500 MWe cada uno: dos en Kalpakkam y dos más en una ubicación aún indecisa. [126]
China ha iniciado un proyecto de investigación y desarrollo en tecnología de reactores reproductores de sal fundida de torio. [127] Fue anunciado formalmente en la conferencia anual de la Academia China de Ciencias (CAS) en enero de 2011. Su objetivo final es investigar y desarrollar un sistema nuclear reproductor de sales fundidas basado en torio en unos 20 años. [128] [129] [130] Aparentemente, se está construyendo un MSR de investigación de 5 MWe en el Instituto de Física Aplicada de Shanghai (dependiente de la Academia) con el objetivo de operación en 2015. [131]
Brecha oferta-demanda
Debido a la reducción de las existencias de armas nucleares, se liberó una gran cantidad de uranio de armas anteriores para su uso en reactores nucleares civiles. Como resultado, a partir de 1990, una parte significativa de las necesidades de energía nuclear de uranio fueron suplidas por el uranio de las antiguas armas, en lugar del uranio recién extraído. En 2002, el uranio extraído proporcionó solo el 54 por ciento de las necesidades de energía nuclear. [132] Pero a medida que se ha agotado el suministro de uranio para armas anteriores, la minería ha aumentado, de modo que en 2012, la minería proporcionó el 95 por ciento de los requisitos de reactores, y la Agencia de Energía Nuclear OCED y la Agencia Internacional de Energía Atómica proyectaron que la brecha en la oferta se eliminaría por completo en 2013. [63] [133]
País | Uranio requerido 2006-08 [134] | % de la demanda mundial | Producción minera indígena 2006 [135] | Déficit (-excedente) |
---|---|---|---|---|
Estados Unidos | 18,918 toneladas (42 × 10 6 libras) | 29,3% | 2.000 toneladas (4,4 × 10 6 libras) | 16,918 toneladas (37 × 10 6 libras) |
Francia | 10.527 toneladas (23 × 10 6 libras) | 16,3% | 0 | 10.527 toneladas (23 × 10 6 libras) |
Japón | 7.659 toneladas (17 × 10 6 libras) | 11,8% | 0 | 7.659 toneladas (17 × 10 6 libras) |
Rusia | 3.365 toneladas (7,4 × 10 6 libras) | 5,2% | 4,009 toneladas (8.8 × 10 6 libras) | −644 toneladas (−1,4 × 10 6 libras) |
Alemania | 3.332 toneladas (7,3 × 10 6 libras) | 5,2% | 68,03 toneladas (0,1500 × 10 6 libras) | 3264 toneladas (7,2 × 10 6 libras) |
Corea del Sur | 3.109 toneladas (6,9 × 10 6 libras) | 4,8% | 0 | 3.109 toneladas (6,9 × 10 6 libras) |
Reino Unido | 2.199 toneladas (4,8 × 10 6 libras) | 3,4% | 0 | 2.199 toneladas (4,8 × 10 6 libras) |
Resto del mundo | 15.506 toneladas (34 × 10 6 libras) | 24,0% | 40,327 toneladas (89 × 10 6 libras) | −24,821 toneladas (−55 × 10 6 libras) |
Total | 64.615 toneladas (140 × 10 6 libras) | 100,0% | 46.403 toneladas (100 × 10 6 libras) | 18.211 toneladas (40 × 10 6 libras) |
Para naciones individuales
Once países, Alemania, República Checa, Francia, República Democrática del Congo, Gabón, Bulgaria, Tayikistán, Hungría, Rumania, España, Portugal y Argentina, han experimentado un pico de producción de uranio y dependen de las importaciones para sus programas nucleares. [16] [17] Otros países han alcanzado su pico de producción de uranio y actualmente están en declive.
- Alemania : entre 1946 y 1990, Wismut, la antigua empresa minera de uranio de Alemania Oriental, produjo un total de alrededor de 220 kilotoneladas (490 × 10 6 lb) de uranio. Durante su pico, la producción superó las 7 kilotoneladas (15 × 10 6 lb) por año. En 1990, se interrumpió la extracción de uranio como consecuencia de la unificación alemana. [16] La empresa no podía competir en el mercado mundial. El costo de producción de su uranio triplicó el precio mundial. [136]
- India : después de haber alcanzado su pico de producción, India se encuentra en una difícil elección entre usar sus modestos y menguantes recursos de uranio como fuente para mantener sus programas de armas en marcha o puede usarlos para producir electricidad. [137] Dado que India tiene abundantes reservas de torio , está cambiando a reactores nucleares alimentados por el ciclo del combustible de torio .
- Suecia : Suecia inició la producción de uranio en 1965, pero nunca fue rentable. Dejaron de extraer uranio en 1969. [138] Suecia se embarcó entonces en un proyecto masivo basado en reactores de agua ligera estadounidenses. Hoy en día, Suecia importa su uranio principalmente de Canadá, Australia y la antigua Unión Soviética.
- Reino Unido - 1981: La producción de uranio del Reino Unido alcanzó su punto máximo en 1981 y el suministro se está agotando. Sin embargo, el Reino Unido todavía planea construir más plantas de energía nuclear. [52]
- Francia - 1988: En Francia, la producción de uranio alcanzó un pico de 3394 toneladas (7,5 × 10 6 lb) en 1988. En ese momento, esto fue suficiente para que Francia cubriera la mitad de la demanda de reactores de fuentes nacionales. [139] En 1997, la producción era 1/5 de los niveles de 1991. Francia redujo notablemente su cuota de mercado desde 1997. [140] En 2002, Francia se quedó sin uranio. [135]
- Estados Unidos - 1980: Estados Unidos fue el principal productor mundial de uranio desde 1953 hasta 1980, cuando la producción anual de Estados Unidos alcanzó un máximo de 16.810 toneladas (37 × 10 6 lb) (U 3 O 8 ) según el libro rojo de la OCDE. [141] Según el anuario de CRB, el pico de producción de EE. UU. Fue de 19.822 toneladas (44 × 10 6 libras). [142] La producción estadounidense alcanzó otro máximo en 1996 con 6,3 millones de libras (2,9 kt) de óxido de uranio (U 3 O 8 ), y luego bajó en producción durante algunos años. [143] Entre 2003 y 2007, ha habido un aumento del 125% en la producción a medida que ha aumentado la demanda de uranio. Sin embargo, a partir de 2008, los niveles de producción no han vuelto a los niveles de 1980. [ cita requerida ]
Año | 1993 | 1994 | 1995 | 1996 | 1997 | 1998 | 1999 | 2000 | 2001 | 2002 | 2003 | 2004 | 2005 | 2006 | 2007 | 2008 | 2009 |
U 3 O 8 (Mil libras) | 3.1 | 3.4 | 6.0 | 6.3 | 5,6 | 4,7 | 4.6 | 4.0 | 2.6 | 2.3 | 2.0 | 2.3 | 2,7 | 4.1 | 4.5 | 3.9 | 4.1 |
U 3 O 8 (toneladas) | 1.410 | 1,540 | 2700 | 2.860 | 2.540 | 2,130 | 2.090 | 1.800 | 1,180 | 1.040 | 910 | 1.040 | 1.220 | 1.860 | 2.040 | 1,770 | 1.860 |
La extracción de uranio disminuyó con el cierre de la última mina a cielo abierto en 1992 (Shirley Basin, Wyoming). La producción de Estados Unidos se produjo en los siguientes estados (en orden descendente): Nuevo México, Wyoming, Colorado, Utah, Texas, Arizona, Florida, Washington y Dakota del Sur. El colapso de los precios del uranio provocó el cese de toda la minería convencional en 1992. La recuperación "in-situ" o ISR ha continuado principalmente en Wyoming y la adyacente Nebraska, y también se ha reiniciado recientemente en Texas. [ cita requerida ]
- Canadá - 1959, 2001?: La primera fase de la producción de uranio canadiense alcanzó un máximo de más de 12 kilotoneladas (26 × 10 6 lb) en 1959. [145] La década de 1970 vio un renovado interés en la exploración y dio como resultado importantes descubrimientos en la cuenca Athabasca del norte de Saskatchewan. La producción alcanzó su punto máximo de producción de uranio por segunda vez con 12,522 toneladas (28 × 10 6 lb) en 2001. Los expertos creen que se necesitarán más de diez años para abrir nuevas minas. [61]
Pico de uranio mundial
Opiniones históricas sobre los límites de suministro de uranio en el mundo
En 1943, Alvin M. Weinberg et al. creía que existían serias limitaciones a la energía nuclear si solo se utilizaba el U-235 como combustible de una central nuclear. [146] Llegaron a la conclusión de que la cría era necesaria para marcar el comienzo de la era de la energía casi infinita.
En 1956, M. King Hubbert declaró que las reservas mundiales fisionables serían adecuadas para al menos los próximos siglos, asumiendo que la reproducción y el reprocesamiento se convertirían en procesos económicos. [6]
En 1975, el Departamento del Interior de los Estados Unidos , Servicio Geológico, distribuyó el comunicado de prensa "Las reservas conocidas de uranio en los Estados Unidos no cubrirán la demanda". Se recomendó que Estados Unidos no dependa de las importaciones extranjeras de uranio. [146]
Predicciones pesimistas
Todas las siguientes fuentes predicen el pico de uranio:
- Edward Steidle
Edward Steidle, decano de la Escuela de Industrias Minerales del Pennsylvania State College , predijo en 1952 que los suministros de elementos fisionables eran demasiado pequeños para soportar la producción de energía a escala comercial. [148]
- 1980 Robert Vance
Robert Vance, [149] mientras mira hacia atrás a los 40 años de producción de uranio a través de todos los Libros Rojos, encontró que la producción mundial máxima se alcanzó en 1980 en 69,683 toneladas (150 × 10 6 lb) de 22 países. [48] En 2003, la producción de uranio ascendió a 35.600 toneladas (78 × 10 6 lb) de 19 países.
- 1981 Michael Meacher
Michael Meacher , ex ministro de medio ambiente del Reino Unido entre 1997 y 2003 y miembro del Parlamento del Reino Unido, informa que el pico de uranio ocurrió en 1981. También predice una gran escasez de uranio antes de 2013, acompañada de acumulación y su valor elevado a niveles de metales preciosos. [150]
- 1989–2015 MC Day
Day proyectó que las reservas de uranio podrían agotarse tan pronto como 1989, pero, de manera más optimista, se agotarían en 2015. [147]
- 2034 van Leeuwen
Jan Willem Storm van Leeuwen , analista independiente de Ceedata Consulting, sostiene que los suministros del mineral de uranio de alta ley necesario para alimentar la generación de energía nuclear, a los niveles actuales de consumo, durarán hasta aproximadamente 2034. [151] Posteriormente, el costo de La energía para extraer el uranio superará el precio de la energía eléctrica suministrada.
- 2035 Energy Watch Group
El Grupo de Vigilancia de la Energía ha calculado que, incluso con los precios del uranio empinadas, la producción de uranio habrá alcanzado su pico en 2035 y que sólo será posible para satisfacer la demanda de combustible de las centrales nucleares hasta entonces. [152]
Varias agencias han tratado de estimar cuánto durarán estos recursos.
- Comisión Europea
La Comisión Europea dijo en 2001 que al nivel actual de consumo de uranio, los recursos de uranio conocidos durarían 42 años. Cuando se agregan a fuentes militares y secundarias, los recursos podrían extenderse a 72 años. Sin embargo, esta tasa de uso supone que la energía nuclear sigue proporcionando solo una fracción del suministro energético mundial. Si la capacidad eléctrica se multiplicara por seis, entonces el suministro de 72 años duraría solo 12 años. [61]
- OCDE
Los actuales recursos medidos de uranio en el mundo, económicamente recuperables a un precio de 130 dólares EE.UU. / kg según los grupos industriales de la OCDE , la NEA y el OIEA , son suficientes para durar 100 años con el consumo actual. [63]
- Asociación Australiana de Uranio
Según la Asociación Australiana de Uranio, otro grupo industrial más, asumiendo que la tasa actual de consumo mundial de 66.500 toneladas de uranio por año y los recursos actuales medidos de uranio (4,7 Mt) del mundo son suficientes para durar 70 años. [64]
Predicciones optimistas
Todas las referencias siguientes afirman que la oferta es mucho más que la demanda. Por lo tanto, no predicen el pico de uranio.
- M. King Hubbert
En su artículo histórico de 1956, M. King Hubbert escribió: "Sin embargo, hay promesas, siempre que la humanidad pueda resolver sus problemas internacionales y no destruirse a sí misma con armas nucleares, y siempre que la población mundial (que ahora se está expandiendo a un ritmo tal que se duplique en menos de un siglo) se puede controlar de alguna manera, que por fin hayamos encontrado un suministro de energía adecuado para nuestras necesidades durante al menos los próximos siglos del 'futuro previsible' ". [6] El estudio de Hubbert asumió que los reactores reproductores reemplazaría los reactores de agua ligera y el uranio se convertiría en plutonio (y posiblemente el torio se convertiría en uranio). También asumió que se descubrirían medios económicos de reprocesamiento. Por razones políticas, económicas y de proliferación nuclear, la economía del plutonio nunca se materializó. Sin él, el uranio se consume en un proceso de una sola vez y alcanzará su punto máximo y se agotará mucho antes. [153] [ fuente no confiable? ] Sin embargo, en la actualidad, generalmente se considera más barato extraer uranio nuevo del suelo que utilizar uranio reprocesado y, por lo tanto, el uso de uranio reprocesado se limita a unas pocas naciones.
- OCDE
La OCDE estima que con las tasas mundiales de generación de electricidad nuclear de 2002, con LWR, ciclo de combustible de un solo paso, hay suficientes recursos convencionales para durar 85 años utilizando recursos conocidos y 270 años utilizando recursos conocidos y aún no descubiertos. Con los criadores, esto se extiende a 8.500 años. [154]
Si uno está dispuesto a pagar $ 300 / kg por uranio, hay una gran cantidad disponible en el océano. [63] Vale la pena señalar que dado que el costo del combustible solo representa una pequeña fracción del costo total de la energía nuclear por kWh, y el precio del uranio bruto también constituye una pequeña fracción del costo total del combustible, tal aumento en los precios del uranio no implicaría una aumento muy significativo del coste total por kWh producido.
- Bernard Cohen
En 1983, el físico Bernard Cohen propuso que el uranio es efectivamente inagotable y, por tanto, podría considerarse una fuente de energía renovable. [7] Afirma que los reactores reproductores rápidos , alimentados por uranio reposición natural extraído del agua de mar, podrían suministrar energía al menos durante el tiempo de vida restante esperado del sol de cinco mil millones de años. [7] Si bien el uranio es un recurso mineral finito dentro de la tierra, el hidrógeno en el sol también es finito; por lo tanto, si el recurso de combustible nuclear puede durar en tales escalas de tiempo, como sostiene Cohen, entonces la energía nuclear es igualmente sostenible. como energía solar o cualquier otra fuente de energía, en términos de sostenibilidad a lo largo de la escala de tiempo de vida que sobrevive en este planeta.
Por lo tanto, llegamos a la conclusión de que todos los requisitos energéticos del mundo para los 5 × 10 9 años restantes de vida en la Tierra podrían ser proporcionados por reactores reproductores sin que el costo de la electricidad aumente hasta en un 1% debido a los costos del combustible. Esto es coherente con la definición de fuente de energía "renovable" en el sentido en que se utiliza generalmente ese término.
Su artículo asume la extracción de uranio del agua de mar a razón de 16 kilotoneladas (35 × 10 6 lb) por año de uranio. [7] La demanda actual de uranio es cercana a las 70 kilotoneladas (150 × 10 6 libras) por año; sin embargo, el uso de reactores reproductores significa que el uranio se utilizaría al menos 60 veces más eficientemente que en la actualidad.
- James Hopf
Un ingeniero nuclear que escribió para American Energy Independence en 2004 cree que hay varios cientos de años de suministro de uranio recuperable incluso para reactores estándar. Para los reactores reproductores, "es esencialmente infinito". [155] Todas las referencias siguientes afirman que la oferta es mucho mayor que la demanda. Por lo tanto, creen que el uranio no se agotará en el futuro previsible.
- OIEA
El OIEA estima que utilizando solo las reservas conocidas al ritmo actual de demanda y asumiendo un ciclo nuclear único, hay suficiente uranio para al menos 100 años. Sin embargo, si se utilizan todas las reservas primarias conocidas, las reservas secundarias y las fuentes de uranio no descubiertas y no convencionales, el uranio se agotará en 47.000 años. [63]
- Kenneth S. Deffeyes
Kenneth S. Deffeyes estima que si uno puede aceptar una décima parte del mineral como rico, el suministro de uranio disponible aumentará 300 veces. [46] [156] Su artículo muestra que la concentración de uranio en los minerales tiene una distribución logarítmica normal. Hay relativamente poco uranio de alta calidad y una gran cantidad de uranio de muy baja calidad.
- Ernest Moniz
Ernest J. Moniz, profesor del Instituto de Tecnología de Massachusetts y exsecretario de Energía de los Estados Unidos , testificó en 2009 que la abundancia de uranio había puesto en tela de juicio los planes para reprocesar el combustible nuclear gastado. Los planes de reprocesamiento databan de décadas anteriores, cuando se pensaba que el uranio escaseaba. Pero ahora, "hablando en términos generales, tenemos uranio saliendo de nuestros oídos, durante mucho, mucho tiempo", dijo el profesor Moniz. [157]
Posibles efectos y consecuencias
A medida que disminuya la producción de uranio, se espera que aumenten los precios del uranio. Sin embargo, el precio del uranio representa solo el 9% del costo de funcionamiento de una central nuclear, mucho más bajo que el costo del carbón en una central eléctrica de carbón (77%), o el costo del gas natural en una central de gas. Planta de energía encendida (93%). [158] [159]
El uranio se diferencia de los recursos energéticos convencionales, como el petróleo y el carbón, en varios aspectos clave. Esas diferencias limitan los efectos de la escasez de uranio a corto plazo, pero la mayoría no influye en el eventual agotamiento. Algunas características clave son:
- El mercado del uranio es diverso y ningún país tiene una influencia monopolística sobre sus precios.
- Gracias a la densidad energética extremadamente alta del uranio, es factible almacenar combustible para varios años.
- Existen importantes suministros secundarios de uranio ya extraído, incluidas las armas nucleares desmanteladas, las colas de uranio empobrecido adecuadas para el reenriquecimiento y las reservas existentes.
- Grandes cantidades de uranio, aproximadamente 800 veces las reservas conocidas de uranio extraído, están contenidas en concentraciones extremadamente diluidas en el agua de mar.
- La introducción de reactores de neutrones rápidos , combinada con la extracción de uranio con agua de mar, haría que el suministro de uranio fuera prácticamente inagotable. [160] Actualmente hay siete reactores experimentales de neutrones rápidos en funcionamiento a nivel mundial, en India, Japón, Rusia y China. [161]
Los reactores de neutrones rápidos ( reactores reproductores ) podrían utilizar grandes cantidades de uranio-238 indirectamente mediante la conversión en plutonio-239 , en lugar de fisionarse principalmente solo uranio-235 ( que es el 0,7% del uranio extraído original), para aproximadamente un factor de 100 de aumento en eficiencia en el uso de uranio. [160] Intermedio entre las estimaciones convencionales de reservas y el total de 40 billones de toneladas de uranio en la corteza terrestre (concentraciones de trazas que se suman a su masa de 3 * 10 19 toneladas), hay minerales de ley más baja que en la práctica, pero de concentración aún más alta que la roca promedio. [41] [42] En consecuencia, las cifras de recursos dependen de supuestos económicos y tecnológicos.
Precio del uranio
El precio al contado del uranio ha aumentado desde un mínimo en enero de 2001 de 6,40 dólares EE.UU. por libra de U 3 O 8 hasta un máximo en junio de 2007 de 135 dólares EE.UU. Los precios del uranio han caído sustancialmente desde entonces. [162] Actualmente (15 de julio de 2013) la mancha de uranio es de 38 dólares EE.UU. [163]
El alto precio en 2007 se debió a la reducción de las existencias de armas y una inundación en la mina Cigar Lake , junto con los aumentos esperados en la demanda debido a que más reactores entraron en funcionamiento, lo que provocó una burbuja de precios del uranio . Los mineros y las empresas de servicios públicos están amargamente divididos sobre los precios del uranio. [164]
A medida que suben los precios, la producción responde a las minas existentes y comienza la producción de minerales de uranio más nuevos, más difíciles de desarrollar o de menor calidad. Actualmente, gran parte de la nueva producción proviene de Kazajstán . Se espera una expansión de la producción en Canadá y Estados Unidos. Sin embargo, el número de proyectos que esperan entre bastidores para ser puestos en línea ahora es mucho menor que en la década de 1970. Ha habido algunas señales alentadoras de que la producción de minas existentes o planificadas está respondiendo o responderá a precios más altos. Recientemente, el suministro de uranio se ha vuelto muy inelástico. A medida que aumenta la demanda, los precios responden drásticamente. [ cita requerida ]
A partir de 2018[actualizar]el precio del combustible nuclear se mantuvo estable en alrededor de 38,81 dólares la libra, 81 centavos más que en 2013 y 1 centavo más que en 2017, muy por debajo de la inflación. A un precio tan bajo y estable, la cría no es rentable.
Numero de contratos
A diferencia de otros metales como el oro, la plata, el cobre o el níquel, el uranio no se comercializa ampliamente en una bolsa de productos básicos organizada como la Bolsa de Metales de Londres. Se cotiza en el NYMEX pero con un volumen muy bajo. [165] En cambio, en la mayoría de los casos se negocia mediante contratos negociados directamente entre un comprador y un vendedor. [166] La estructura de los contratos de suministro de uranio varía ampliamente. Los precios son fijos o se basan en referencias a índices económicos como el PIB, la inflación o el cambio de divisas. Los contratos se basan tradicionalmente en el precio al contado del uranio y en las reglas por las que el precio puede aumentar. Las cantidades, los horarios y los precios de entrega varían de un contrato a otro y, a menudo, de una entrega a otra dentro del plazo de un contrato. [ cita requerida ]
Dado que el número de empresas que extraen uranio es pequeño, el número de contratos disponibles también es reducido. Los suministros se están agotando debido a la inundación de dos de las minas más grandes del mundo y una cantidad cada vez menor de uranio recuperado de ojivas nucleares que se retiraron del servicio. [167] Si bien la demanda del metal se ha mantenido estable durante años, se espera que el precio del uranio aumente a medida que una gran cantidad de nuevas plantas nucleares entren en funcionamiento. [ cita requerida ]
Minería
El aumento de los precios del uranio atrae inversiones en nuevos proyectos de extracción de uranio. [164] Las empresas mineras están volviendo a las minas de uranio abandonadas con nuevas promesas de cientos de puestos de trabajo y millones en regalías. Algunos lugareños los quieren de vuelta. Otros dicen que el riesgo es demasiado grande y tratarán de detener a esas empresas "hasta que haya una cura para el cáncer". [168]
Utilidades electricas
Dado que muchas empresas de servicios públicos tienen reservas extensas y pueden planificar con muchos meses de anticipación, adoptan un enfoque de esperar y ver si los costos del uranio son más altos. En 2007, los precios al contado aumentaron significativamente debido a los anuncios de reactores planificados o reactores nuevos que se pondrán en funcionamiento. [169] Aquellos que intentan encontrar uranio en un clima de costos en aumento se ven obligados a enfrentar la realidad de un mercado de vendedores. Los vendedores siguen siendo reacios a vender cantidades importantes. Al esperar más, los vendedores esperan obtener un precio más alto por el material que tienen. Las empresas de servicios públicos, por otro lado, están muy ansiosas por cerrar los contratos de uranio a largo plazo. [164]
Según la NEA, la naturaleza de los costos de generación nuclear permite aumentos significativos en los costos del uranio antes de que los costos de generación de electricidad aumenten significativamente. Un aumento del 100% en los costos del uranio solo resultaría en un aumento del 5% en el costo eléctrico. [65] Esto se debe a que el uranio debe convertirse en gas, enriquecerse, convertirse nuevamente en torta amarilla y fabricarse en elementos combustibles. El costo de los conjuntos combustibles terminados está dominado por los costos de procesamiento, no por el costo de las materias primas. [170] Además, el costo de la electricidad de una central nuclear está dominado por los altos costos de capital y de funcionamiento, no por el costo del combustible. No obstante, cualquier aumento en el precio del uranio se repercute finalmente en el consumidor, ya sea directamente o mediante un recargo por combustible. [ cita requerida ] A partir de 2020[actualizar], esto no ha sucedido y el precio del combustible nuclear es lo suficientemente bajo como para que la reproducción sea antieconómica.
Sustitutos
Una alternativa al uranio es el torio, que es tres veces más común que el uranio. No se necesitan reactores reproductores rápidos. En comparación con los reactores de uranio convencionales, los reactores de torio que utilizan el ciclo del combustible de torio pueden producir unas 40 veces la cantidad de energía por unidad de masa. [171] Sin embargo, crear la tecnología, la infraestructura y los conocimientos técnicos necesarios para una economía de combustible de torio no es rentable a los precios del uranio actuales y previstos.
Si los precios de la energía nuclear aumentan demasiado rápido o demasiado alto, las compañías eléctricas pueden buscar sustitutos en la energía fósil (carbón, petróleo y gas) y / o energía renovable , como la hidráulica, la bioenergía, la electricidad termosolar, la geotermia, la eólica. , energía de las mareas. Tanto la energía fósil como algunas fuentes de electricidad renovables (por ejemplo, hidroeléctrica, bioenergía, electricidad solar térmica y geotermia) se pueden utilizar como carga base.
Ver también
Predicción
Tecnología
| Ciencias económicas
Diseño artístico
Otros
|
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