Cogeneración nuclear de calor y electricidad
En una central convencional, el calor producido durante la generación eléctrica suele perderse, mientras que, por el contrario, en una central de cogeneración dicho calor se recupera para aplicaciones industriales e incluso domésticas. Se estima que la cogeneración de calor y electricidad (CHP) puede incrementar el nivel de eficiencia energética a niveles cercanos a un 90 %. Los reactores nucleares refrigerados por gas que operan a alta temperatura (HTR) son capaces de generar vapor de una forma comparable a la de las centrales de CHP, razón por la que un grupo de investigadores financiado con fondos europeos aunaron esfuerzos para trabajar en un concepto de CHP nuclear que, sin recurrir a combustibles fósiles, podría generar electricidad y calor a gran escala para los sectores industriales. El objetivo del proyecto ARCHER (Advanced high-temperature reactors for cogeneration of heat and electricity R&D) fue ampliar las tecnologías europeas de HTR y HTR avanzados mediante la incorporación de los últimos avances, iniciativa en la que colaboraron socios europeos y otros procedentes de Asia, Estados Unidos y Sudáfrica. Los socios del proyecto ARCHER evaluaron la aplicación de la cogeneración nuclear a los procesos industriales, eligiendo para ello un estudio de caso representativo de cogeneración en base a datos reales procedentes de un complejo petroquímico y de refinería de petróleo. El estudio reveló que una central de cogeneración HTR puede suministrar el vapor de procesos que necesitan las instalaciones industriales a temperaturas de hasta 600 grados centígrados. Una ventaja añadida de los HTR son sus características de seguridad. Se realizaron estudios de modelado e investigación y desarrollo (I+D) para conocer más sobre el comportamiento del sistema en condiciones de accidente. El trabajo experimental, centrado en aspectos de entrada y movilización de polvo, favoreció, por ejemplo, una ampliación considerable tanto de la base de conocimientos como de la manera en que funciona el sistema. Las iniciativas de I+D también se centraron en los materiales que operan a alta temperatura y los combustibles de los HTR. Las partículas sustitutivas y las pastillas de combustible se sometieron a un innovador examen post-irradiación que arrojó información muy útil relacionada con los códigos de rendimiento del combustible. Además, se examinó el comportamiento de los residuos de combustible en condiciones de almacenamiento de larga duración. Durante el desarrollo de un demostrador, se tuvieron en cuenta los materiales del núcleo del reactor que han llegado a un nivel de madurez, entre ellos el grafito. Los científicos de este proyecto también emitieron recomendaciones en relación con la utilización de materiales a base de níquel en intercambiadores de calor a alta temperatura. Se desarrolló una maqueta de intercambiador de calor intermedio a fin de validar un diseño con el que ampliar las aplicaciones de los HTR en rangos de temperatura superiores. La generación eléctrica a nivel industrial en la Unión Europea dispone actualmente de pocas alternativas al quemado de combustibles fósiles. Los resultados del proyecto ARCHER confirman que no existe ningún impedimento técnico para el desarrollo de un CHP nuclear. Aunque se necesitan estudios específicos para la configuración y el emplazamiento elegidos, se ha demostrado la validez y la viabilidad de la cogeneración nuclear aplicada a procesos industriales.
Palabras clave
Cogeneración de calor y electricidad, reactores nucleares, alta temperatura, combustibles fósiles, grafito
