Estados Unidos es uno de esos países en los que la energía nuclear supone hasta el 20% del consumo de electricidad, pero sus centrales, después de más de medio siglo en funcionamiento, están llegando al final de su vida útil. Así que se abre un debate que bien podría aplicarse a otros países europeos: ¿qué hacer con los 92 reactores que hay repartidos por todo el país?, ¿retirar los envejecidos o volver a reforzar sus estructuras?

Los investigadores del Massachusetts Institute of Technology (MIT), una de las universidades más prestigiosas del mundo, se han hecho la siguiente pregunta: ¿qué pasaría si se retiraran todas las centrales nucleares de Estados Unidos y cómo afectaría a pilares como la calidad del aire o la salud?

Para los científicos, además de ser una fuente de baja emisión de carbono, la energía nuclear es relativamente limpia en términos de la contaminación del aire que genera. Esta consideración no es nueva y ya resultó controvertida cuando, el Parlamento Europeo la incluyó, hace un año, dentro de la taxonomía verde, al mismo nivel que las renovables. Y es que, aunque no empeora la calidad del aire, genera una gran cantidad de desechos radiactivos difíciles de gestionar con importantes efectos negativos sobre el medioambiente y la salud humana.

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En este sentido, los investigadores del MIT analizó en un estudio, publicado ahora en Nature Energy, qué pasaría si se planteara un escenario en el que todas las centrales nucleares –en este caso, de Estados Unidos– cierran y cómo otras fuentes, tanto de energías renovables como de otras contaminantes –carbón y gas natural–, podrían cubrir las necesidades energéticas resultantes durante un año.

El análisis revela un aumento de la contaminación del aire, porque aumentarían otras fuentes sucias de energía como el carbón, el gas o el petróleo para compensar, en el corto plazo, la falta de energía nuclear. Esto, de por sí, se podría prever, pero los investigadores han ido un paso más lejos y le han puesto cifras a esta predicción.

Ese aumento de la contaminación del aire, y con los actuales sustitutivos disponibles, tendría unos efectos directos sobre la salud y se podría traducir en, al menos, 5.200 muertes prematuras adicionales en solo un año. Sin embargo, los autores del estudio señalan que si se dispusiera de más fuentes de energía renovable para abastecer la red de energía, como se espera para el año 2030, la contaminación del aire sí que se reduciría, aunque no del todo.

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De hecho, aun en el supuesto de contar con un parqué renovable abundante, los investigadores señalan que todavía seguiría produciéndose un ligero aumento de la calidad del aire en ciertas partes del país y, en especial, a determinadas comunidades: las afroamericanas. Y es que muchas de ellas viven cerca de plantas de combustibles fósiles y mantienen una mayor exposición diaria a los gases contaminantes. En ese caso, los científicos del MIT predicen en su estudio unas 260 muertes relacionadas con la contaminación a lo largo de un año.

Lyssa Freese, estudiante de posgrado en el Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias (EAPS) del MIT, explica que hallazgos como este suman una capa más a tener en cuenta en los análisis de los impactos sociales y la salud ambiental cuando se piensa en frenos nucleares. 

“La conversación a menudo se enfoca en los riesgos locales debido a accidentes y minería o impactos climáticos a largo plazo", asegura la investigadora. En este sentido, añade que, en el debate sobre mantener abiertas las plantas de energía nuclear, “lo que descubrimos fue que la contaminación del aire de las plantas de combustibles fósiles es tan dañina que cualquier cosa que la aumente, como un cierre nuclear, tendrá impactos sustanciales, y para algunas personas más que para otras”.

Los autores recuerdan que, años atrás, cuando se cerraron algunas plantas de energía nuclear, aumentó el uso de combustibles fósiles. En Estados Unidos ponen el ejemplo del cierre de los reactores en Tennessee Valley, en 1985, que provocó un aumento del carbón; o el de una planta en California, en el 2012, que disparó el uso del gas natural.

Esta situación también se ha dado en Europa. Sin ir más lejos, en Alemania, la energía nuclear se eliminó casi por completo y para llenar ese vacío inicial se recurrió a otra energía contaminante como es el carbón. 

Esta realidad se observó, sobre todo, tras la invasión de Ucrania y los cortes de suministro al gas ruso. La Agencia Internacional de la Energía se pronunció para alertar sobre una vuelta al carbón en Europa como consecuencia de la crisis energética. En un informe, el organismo apuntó que en 2022 se había alcanzado un máximo histórico de 8.000 millones de toneladas en un solo año, y pronostica niveles similares en los años siguientes.

En España, quedan tan solo tres centrales térmicas activas: las asturianas Soto de Ribera y Aboño, y la coruñesa de As Pontes. Mientras se espera su cierre definitivo en 2025, las emisiones del carbón han aumentado en los últimos dos años. En 2021, se emitieron casi cinco millones de toneladas de CO2; en 2022, casi 7,5 millones de toneladas.

Qué método ha seguido el MIT

Así, para tratar de predecir el efecto, en el nuevo estudio, el equipo utilizó un modelo que simula la producción de todas las centrales eléctricas del país y se pone en marcha continuamente para estimar, hora por hora, las demandas de energía en 64 regiones del país. 

Como explican los autores, igual que la forma en que opera el mercado de energía real, el modelo elige aumentar o disminuir la producción de una planta en función del costo: las plantas que producen la energía más barata en un momento dado tienen prioridad para suministrar a la red sobre fuentes de energía más costosas. 

Así, los investigadores agregaron al modelo los datos disponibles sobre las emisiones y los precios de la energía de cada planta durante todo un año para después probar diferentes escenarios. Entre ellos: una red de energía sin energía nuclear, una similar a la actual que incluye la nuclear y otra red sin energía nuclear, pero que también incorpora las fuentes renovables adicionales previstas para 2030. 

Con ello, combinaron cada escenario simulado con un modelo de química atmosférica para ver cómo las diversas emisiones de cada planta se distribuyen por el país y superponer los resultados en mapas con la densidad de población. Para las poblaciones más cercanas a esa contaminación, calcularon el riesgo de muerte prematura en función de su grado de exposición. 

Su análisis mostró así un patrón claro: sin energía nuclear, la contaminación del aire empeoró. Sin plantas de energía nuclear, el equipo observó un aumento en la producción de las plantas de carbón y gas, lo que derivó en muertes relacionadas con la contaminación del aire.

No obstante, también señalaron que es probable que mueran prematuramente más personas debido a los impactos del cambio climático (potenciado por el aumento de las emisiones de dióxido de carbono). En este sentido, los efectos relacionados con el clima de este CO2 adicional podrían provocar 160.000 muertes más durante el próximo siglo. 

Como señala Freese, “debemos pensar en cómo estamos retirando las plantas de energía nuclear como parte de un sistema energético”. Al final, señala la investigadora, “cerrar algo que no tiene emisiones directas en sí mismo puede generar aumentos en las emisiones”.

Según añade Noelle Selin, autora del estudio y profesora del Instituto de Datos, Sistemas y Sociedad (IDSS) y EAPS del MIT, este caso “podría significar que necesitamos implementar aún más energías renovables para llenar el vacío dejado por la nuclear, que es esencialmente una fuente de energía de cero emisiones”. De lo contrario, “tendremos una reducción en la calidad del aire con la que no contábamos”.