Desde 2015, México participa en la agenda 2030 con los Objetivos de Desarrollo Sostenible de las Naciones Unidas. Entre las metas contenidas en esta Agenda se encuentra mejorar el uso de la energía a través de una mayor eficiencia energética. Se discute la potencial contribución de la energía nucleoeléctrica a este objetivo. Se encuentra que, comparado con otras tecnologías de generación, la energía nuclear generada por CFE presenta costos de operación y mantenimiento hasta 68 % menores. Esto, aunado a su alta capacidad de generación energética y a la baja contaminación emitida al ambiente, la vuelve una alternativa a considerar para las metas de eficiencia y sustentabilidad.

1 Introducción

Entre los Objetivos de Desarrollo Sostenible de las Naciones Unidas, en los cuales México participa, se encuentra el objetivo de generar energía asequible y no contaminante. Una meta asociada a este objetivo es duplicar la eficiencia energética. El concepto de eficiencia energética se refiere a reducir la cantidad de energía requerida en la producción de bienes y servicios. Debido a esto, un aumento en eficiencia energética mejora la competitividad de la economía e implica avances ambientales, pues se traduce en un ahorro de recursos energéticos.

El 7 de febrero de 2020, el DOF publicó una actualización a la Estrategia de Transición para Promover el Uso de Tecnologías y Combustibles más Limpios, en términos de la Ley de Transición Energética. A diferencia de la agenda 2030, la meta de energías limpias y eficiencia por parte de la SENER está propuesta para el 2050, sin embargo, se guía por los mismos objetivos .

El objetivo de este boletín es discutir el potencial de la energía nucleoeléctrica como una vía para llegar a la meta de eficiencia tanto de la ONU como del gobierno de la república. A la vez que busca identificar el impacto que esta misma eficiencia puede tener sobre el presupuesto dirigido al sector eléctrico, con un enfoque en los costos de operación y mantenimiento de la infraestructura eléctrica.

2 Panorama de la energía nuclear

2.1 Panorama internacional

De acuerdo con el Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares (ININ), la energía nuclear, entre otras cosas, se caracteriza por bajos costos en la operación para generarla, además de que es considerada como una fuente con baja emisión de gases de efecto invernadero . Tomando información del Organismo Internacional de Energía Atómica (OAEIA), se tiene que para 2019, el 18.8% de la energía consumida en el mundo fue eléctricidad, se produjeron 25,602 TWh (TeraWatt-hora) de electricidad y el 10.4% de esta proviene de generadores de energía nuclear . Para los países de la OCDE, este porcentaje fue de 18%.

Para finales de dicho año se cuentan con 443 reactores nucleares operando con una capacidad de 392 GWe (GigaWatts de electricidad). Además, se tienen 54 reactores en construcción con una capacidad total de 57 GWe, junto con otros 5 nuevos reactores con capacidad total de 6,021 MWe que comenzaron a construirse. Se conectaron seis nuevos reactores nucleares con una capacidad total de 5,174 MWe y 13 reactores con una capacidad total de 10,196 MWe quedaron fuera de funcionamiento .

Entre 2018 y 2019, la producción general de electricidad aumentó en 1.3%, en especifico, la nuclear aumentó en 4%.

2.2 Panorama mexicano

Según el último reporte de la OIEA, México cuenta con 2 reactores nucleares con una capacidad neta de 1,552 MWe. Ese año la electricidad generada por los reactores nucleares fue de 10.9 TWh (TeraWatt-hora), representando el 4.37% de la energía eléctrica producida a nivel nacional . Estos dos reactores iniciaron su actividad en 1990 y se ubican en la planta nuclear de Laguna Verde en Veracruz.

Figura 1: Evolución de producción de energía nuclear en México

La producción de energía nuclear en México ha evolucionado como se muestra en la Figura 1. Se puede apreciar que desde la inauguración de la planta de Laguna Verde, la producción de energía eléctrica con combustible nuclear va en aumento, llegando a impulsarse en 1995.

La producción cayó considerablemente en 2010, esto en parte está relacionado al hecho de que, de acuerdo con el ININ, en 2010 “México se comprometió a participar en el programa de reducción del enriquecimiento del combustible en reactores de investigación (en inglés RERTR)» . No fue sino hasta finales de 2011 que la producción de los reactores se detuvo para realizar la conversión del núcleo del reactor TRIGA Mark III con el fin de reducir el enriquecimiento del combustible. La operación de los reactores se reanudó a finales de abril de 2012 . Tras este periodo la generación de energía nuclear vuelve a aumentar, llegando a un máximo histórico de 3,565,507 toneladas equivalentes de petróleo en 2018.

2.3 Energía Nuclear frente a otras fuentes de energía

2.3.1 Ventajas de la energía nuclear

Entre las ventajas de este medio de generación de energía está que emiten relativamente pocos gases de efecto invernadero (aproximadamente 66 gramos de CO₂/KWh), por lo que el factor ecosustentable está presente. Además, de acuerdo con Rodríguez (2014), “un gramo de uranio equivale a 18 litros de gasolina, y un kilo produce aproximadamente la misma energía que 100 toneladas de carbón». La capacidad de explotación del uranio vuelve el costo de este combustible relativamente menor al del petróleo y del carbón para la misma cantidad de energía generada.

A diferencia de la mayoría de las energías renovables como la eólica o la fotovoltaica, la energía nuclear puede estar en producción de manera continua. El espacio que utiliza es considerablemente menor a las granjas fotovoltaicas, plantas hidroeléctricas o los parques eólicos para producir la misma cantidad de energía.

La tecnología utilizada en una planta nuclear permite reducir los residuos generados, de forma que sean menores a los de la mayoría de las otras fuentes de energía no renovable. Finalmente también se tiene que la tecnología para la producción de energía nuclear sigue en evolución, por lo que aún muestra capacidad para incrementar su eficiencia y sustentabilidad.

2.3.2 Desventajas de la energía nuclear

Se menciona que el sistema de manejo de residuos en la producción de energía nuclear es sumamente efectivo. Sin embargo los residuos generados están entre los más nocivos para el medio ambiente, ya que la vida útil del uranio puede llegar a milenios y se requiere por lo menos un siglo para que una área con residuos nucleares quede completamente descontaminada.

Como el uranio no es un recurso renovable, no es posible pensar en que algún día reemplace a todas las energías de combustibles fósiles. Asimismo, la construcción e inicio de operaciones de una planta nuclear puede tardar entre 5 y 10 años, además de que son altos la inversión inicial y el gasto por desmantelamiento (en caso de darse).

Finalmente, existe un riesgo que implica posibles desastres ecológicos que atentan contra la vida en las cercanías de los reactores. En los peores casos la contaminación puede viajar a través de continentes enteros. Sin embargo estas situaciones hasta ahora han sido excepcionales .

3 Análisis de eficiencia de la energía nuclear

Con un enfoque económico y para fines de este análisis, se define la eficiencia energética como la capacidad de generar ingreso con menor necesidad de producción energética ¹.

Para investigar la eficiencia energética de la energía nuclear frente a otras fuentes de energía, desde una perspectiva de finanzas públicas, se usa el costo unitario de operación y mantenimiento de la generación eléctrica. Este se define como:

Donde OM indica el gasto en operación y mantenimiento para la generación de energía. Este indicador se interpreta como las unidades monetarias necesarias para la operación y mantenimiento de una unidad energética.

Usando información disponible en el PEF, se puede comparar la evolución en los costos unitarios de generación en el periodo analizado de la planta nucleoeléctrica de Laguna Verde contra los costos del resto de la producción eléctrica de CFE. Para esto, se toma el gasto de dos programas presupuestarios: el programa de Operación y mantenimiento de las centrales generadoras de energía eléctrica y el de Operación, mantenimiento y recarga de la Nucleoeléctrica Laguna Verde.

Ambos programas están bajo la responsabilidad de la CFE y toman en consideración todos los gastos involucrados en la producción energética, desde materiales y suministros hasta servicios personales ². Cabe mencionar que ambos programas manejan presupuesto en gasto corriente. Por otro lado, los datos de generación eléctrica por fuente originados en plantas de CFE, se obtuvieron en el PRODESEN. El horizonte de análisis abarca el periodo 2014-2018.

Figura 2: Costos de operación y mantenimiento de las plantas de CFE

Como se aprecia en la figura 2, el costo unitario de operación y mantenimiento de la generación de energía nucleoeléctrica, en comparación con el costo unitario de operación y mantenimiento para el resto del sector eléctrico, es menor para todos los años analizados. Las ganancias en eficiencia de la nuclear frente a las otras tecnologías aumentan a partir de 2017 debido a que la generación de otras tecnologías disminuye, sin embargo, sus costos aumentan, contrario a lo sucedido con la energía nuclear. La eficiencia en el año 2018 es notable: comparado con todas las demás tecnologías, la energía nuclear fue 68% más barata en operación y mantenimiento por gigawatt generado. Asimismo, los costos de operación y mantenimiento para las demás tecnologías aumentan en 2017 y 2018. Si esa tendencia continúa, la energía nuclear acentuaría más sus beneficios sobre otros medios de producción eléctrica.

Las ganancias de la nuclear frente a otras tecnologías son aún mayores si se toma en cuenta que la nuclear no genera emisiones de gases de efecto invernadero.

4 Comentarios finales

Las metas tanto de la Agenda 2030 de las Naciones Unidas como de la Ley de Transición Energética son la reducción de la emisión de gases de efecto invernadero en el largo plazo, además de un aumento en la eficiencia, tanto en la producción como en consumo de energía. Para esto se apuesta por invertir en las denominadas energías limpias y energías renovables.

Mientras que apostar por energías renovables en última instancia puede cumplir con las metas de eficiencia, estas son intermitentes, y necesitan una fuente de energía de respaldo. Tradicionalmente el respaldo son las tecnologías fósiles, pero la nucleoenergía puede representar una tecnología de respaldo limpia. Por lo tanto, la apuesta por tecnologías de producción de energía no renovable, y con combustibles alternativos a los hidrocarburos puede, hasta cierto punto, contribuir a los objetivos de eficiencia.

La energía nuclear cumple con varios criterios de ecosustentabilidad gracias a la tecnología implementada en los procesos de producción y ahora también se sabe que es una de las mejores alternativas de energía limpia para las fuentes renovables en materia de eficiencia. A su vez, desde 2014 se percibe una caída en el costo unitario de operación y mantenimiento de la energía nucleoeléctrica.

El hecho de que la tendencia de mejora en la eficiencia energética se haya detenido a partir del 2016 crea un mayor incentivo para invertir en fuentes de energía no convencionales, por lo que es conveniente que se discuta la posibilidad de aumentar la generación eléctrica a partir de tecnología nuclear.