Una central nuclear no convierte en electricidad todo el calor que produce.
Durante décadas, las enormes torres de enfriamiento se han convertido en una de las imágenes más características de estas instalaciones.
Forman parte de los sistemas utilizados para liberar al ambiente una porción del calor que no termina convertido en electricidad.
Ahora, un equipo de científicos en Asia ha construido una instalación experimental que busca aprovechar parte de esa energía térmica de una manera diferente.
La idea es utilizarla para producir un combustible limpio.
¿Qué cambia cuando el calor de un reactor nuclear puede utilizarse para producir hidrógeno sin depender únicamente de la electricidad?
Por qué una central nuclear no convierte todo su calor en electricidad
En un reactor de fisión, los núcleos de determinados átomos se dividen y liberan energía en forma de calor.
Sin embargo, solo una parte de esa energía térmica termina convertida en electricidad.
La eficiencia térmica de muchos reactores se encuentra entre el 32 % y el 36 %.
Esto significa que aproximadamente dos tercios del calor generado no se convierten en electricidad.
El resto debe disiparse mediante los sistemas de refrigeración de la central, que pueden incluir las enormes torres de enfriamiento visibles en algunas instalaciones.
Estas estructuras son muy características de las centrales nucleares.
Aprovechar parte de esa energía térmica para otros procesos industriales es uno de los campos que investigadores de distintos países intentan desarrollar.
Ahora, en Asia se está probando una tecnología que busca darle un uso diferente.
El calor procedente de un reactor puede utilizarse para impulsar un proceso destinado a producir hidrógeno.
Esto abre la posibilidad de aprovechar la energía nuclear de una manera diferente.
Y para hacerlo, los investigadores recurrieron a un proceso químico muy distinto a la electrólisis convencional.
El ciclo de cobre-cloro y la llegada del hidrógeno rosa
Lo que hace diferente a este proyecto es la ruta utilizada para producir hidrógeno limpio.
Una de las principales formas de obtenerlo consiste en utilizar electricidad de fuentes renovables o nucleares para separar el agua mediante electrólisis.
Sin embargo, esta instalación desarrollada por el Department of Atomic Energy de India utiliza calor procedente del Fast Breeder Test Reactor para impulsar un ciclo termoquímico de cobre-cloro (Cu-Cl).
La diferencia es que el proceso utiliza energía térmica para impulsar varias de las reacciones necesarias, en lugar de depender únicamente de convertir primero esa energía en electricidad.
El proceso funciona mediante una serie de reacciones químicas.
A través de varias etapas, el ciclo permite separar el agua para obtener hidrógeno y oxígeno.
Una característica importante es que los compuestos de cobre y cloro utilizados en las reacciones se recuperan y vuelven a introducirse en el ciclo.
De esta manera, pueden utilizarse una y otra vez dentro del mismo sistema.
Sin embargo, hay que aclarar que la instalación de Kalpakkam es un demostrador tecnológico, no una enorme planta industrial de producción de hidrógeno.
El proyecto desarrollado por BARC e IGCAR busca demostrar la viabilidad del proceso y estudiar su funcionamiento antes de pensar en aplicaciones a mayor escala.
El potencial y los obstáculos del hidrógeno producido con calor nuclear
Si esta tecnología logra funcionar a mayor escala, el hidrógeno producido con energía nuclear, también llamado «hidrógeno rosa», podría utilizarse en algunos de los sectores más difíciles de descarbonizar.
Las refinerías, la producción de fertilizantes y determinadas aplicaciones de la industria del acero utilizan grandes cantidades de hidrógeno, que actualmente se produce en gran medida a partir de combustibles fósiles.
Una ruta con bajas emisiones podría ayudar a reducir la huella de carbono asociada a parte de esa producción.
Además, en teoría, una de las ventajas de utilizar energía nuclear es la posibilidad de disponer de una fuente de energía constante que no depende de las condiciones meteorológicas.
Sin embargo, todavía hay mucho trabajo por hacer antes de que esta tecnología pueda utilizarse comercialmente.
El proceso debe demostrar que puede operar de manera continua, segura y económicamente competitiva.
También será necesario comprobar cómo podría integrarse a instalaciones industriales reales y si sus costos pueden competir con el rápido avance de la electrólisis alimentada por energías renovables.
Esta instalación no resuelve por sí sola el desafío de producir hidrógeno con bajas emisiones, pero abre una ruta tecnológica que pocos países han explorado.
El proyecto todavía tiene que demostrar que puede salir de la escala experimental y competir con otras formas de producir hidrógeno.
Pero plantea una posibilidad interesante: utilizar parte de la energía térmica de los reactores no solo para generar electricidad, sino también para producir un combustible necesario para industrias que buscan reducir sus emisiones.