Estudio de la generación eléctrica por la vía nuclear en Chile

Abstract

Todo el globo terrestre está concentrado en impulsar medidas para combatir el cambio climático en el mundo y frenar el aumento de la temperatura en la Tierra. Chile no es ajeno a esto y la gran mayoría de estas medidas van dirigidas a disminuir los gases de efecto invernadero emitidos por los consumos individuales de hogar, vehículos, fábricas y plantas energéticas. En este proceso de disminuir las emisiones, los combustibles convencionales son reemplazados por energía eléctrica, con lo que la demanda experimenta aumentos muy pronunciados y se proyecta que seguirá en esa línea por las siguientes décadas, pero en la política energética de Chile no hay claridad respecto a la fuente para cumplir con el 30% de la demanda para el 2050. Ante esto, se propuso como objetivo principal, el estudio de factibilidad técnica y financiera de una red de centrales nucleares que inclusive para 2060, garantice con cumplir el 30% de la demanda energética anual. Este estudio tuvo varias etapas, la primera de ellas consistió en proyectar la demanda energética anual a 2060, cuyo resultado fue de 148.571 [GWh]. Tenido eso definido, se pasó a elegir la tecnología nuclear con el número de reactores, eligiendo a través de un proceso de descarte al modelo AP1000 de Westinghouse. Este reactor pertenece a la familia de los reactores de agua presurizada (PWR), utiliza de combustible nuclear uranio enriquecido entre un 2,5% y un 4 %, entrega una potencia nominal de 1.064 [MW] y tiene sistemas de seguridad totalmente pasivos. Para cumplir con la demanda necesaria, se calcularon 6 unidades, distribuyendo 2 reactores en una planta cerca de la ciudad de La Serena y otros 4 en una segunda planta más cerca a la ciudad de Copiapó. El dimensionamiento del ciclo de generación de vapor consistió en determinar los estados termodinámicos en cada punto del ciclo, obteniendo una eficiencia de un 34,495 %. Para cada equipo del ciclo se propusieron equipos alternativos para cumplir con los requerimientos de caudal y transferencias de calor, siendo la mayoría de estos de la compañía General Electric por su experiencia en la fabricación de conjuntos de turbinas y otros equipos para reactores nucleares. Al evaluar los costos de las plantas y su rentabilidad, se hicieron evaluaciones separadas tanto para modelos de propiedad privada como pública. El LCOE para la evaluación de ambas plantas conjuntas entregó un valor de 76,585 [$USD/MWh] operando durante 60 años, el VAN por su parte fue rentable para los escenarios de propiedad privada y para un determinado escenario de empresa estatal, sin embargo, se concluye para ambos casos que es mejor que una empresa privada sea la propietaria del proyecto con el apoyo de inversionistas y el Estado. Sumado a esto, es importante destacar que si bien el proyecto puede ser rentable, también representa una inversión arriesgada sujeta a que no hayan retrasos en la construcción, cumplir con el factor de planta de diseño y recibir aportes estatales.