La startup española RenU Fuel propone reutilizar el combustible nuclear ‘gastado’ para generar hidrógeno

En pleno debate en España y en toda Europa sobre la imperiosa necesidad de contar con la energía nuclear, una startup española, RenU Fuel Solutions, da otra vuelta de tuerca a una de las cuestiones polémicas: los residuos de las centrales que, señala, no son un desperdicio inútil. Plantea reutilizar el combustible ‘gastado’, que en realidad sigue generando radiación. Y eso es energía. Su propuesta mereció el pasado noviembre el primer premio (10.000 euros) en la categoría de ‘energía y renovables’ y también el premio especial ‘Región Mediterráneo’ (otros 2.500 euros) del concurso Jumpstarters del Instituto Europeo de Innovación y Tecnología (EIT).

Disruptores conversó en Budapest con los dos fundadores de este innovador emprendimiento, el español Alberto Gil Cordero y el italiano Simone Albanese. Ambos ingenieros aprovechan para dar crédito a sus respectivos profesores, Óscar Cabellos y Luis Batet, por ayudarles en algunos aspectos de su aventura. Y la primera cuestión es pedirles que expliquen exactamente cuál es su propuesta. ¿Qué es lo que hacen?

“Lo que intentamos hacer con el combustible nuclear gastado, que hoy queda almacenado en unos contenedores y ya está, es producir una reacción con agua que genera hidrógeno. Eso es a simple vista lo que nosotros hacemos. No alteramos el combustible. Simplemente, es un proceso en el que lo convertimos en polvo y aplicamos unos catalizadores para fomentar esa reacción y aumentar la producción de hidrógeno. A través de un medio acuoso, o incluso propiamente agua, se genera el hidrógeno por la radiación que emite todavía el combustible”, responde Gil Cordero.

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¿Es entonces una forma de electrólisis? “No. En la electrólisis usas electricidad para generar el hidrógeno. En este caso no usamos ningún tipo de electricidad externa. Es la propia radiación del combustible gastado, que emite [partículas] alfa y beta, que son las que nosotros queremos y que rompen en la molécula de agua [H2O] los enlaces entre el oxígeno y el hidrógeno. El hidrógeno se recombina consigo mismo”.

“La palabra correcta es radiólisis”, tercia Albanese. “En este caso usamos radiación para romper esa molécula de agua, que no es el proceso que se usa en la electrólisis, con un ánodo y un cátodo”, confirma Gil Cordero.

“Es un proceso pasivo que no requiere electricidad”, confirma Albanese. “Y cortará todos los gastos relacionados con el mantenimiento, con el dispositivo que hay que instalar para hacer la electrólisis y con la electricidad. No tenemos que pagar todo eso, sólo el reactor y pedir a la central ‘in prestito’… no, ¿cómo se dice ‘in prestito’?... de prestado, perdón, [pedir] prestado el combustible gastado que después se va a devolver”.

¿Lo devolverán tal cual? “No. En este caso, no ‘tal cual’, porque no lo devolveríamos en el formato de la vaina de combustible. Nosotros lo que idealmente queremos es romper el assamble. O sea, quitar [la envoltura de] el metal y quedarnos solo con la pastillita de combustible”, precisa Gil Cordero. “Eso es a través de un proceso que ahora mismo estamos patentando en Estados Unidos. Con eso tienes el polvo en suspensión dentro del agua, o un medio acuoso con un catalizador, y generas el hidrógeno. Lo que pasa es que, en base a unas simulaciones que hemos hecho, normalmente hay unas especies que son más importantes dentro del combustible. Hay diferentes elementos. Un par de ellos son los principales, los que fomentan esa reacción”.

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“Hemos hecho una simulación para ver cómo evolucionan a lo largo de los años, porque los componentes dentro de un combustible nuclear no se mantienen igual”, prosigue. “Entonces lo que hemos visto en las simulaciones es que los que más nos importan se mantienen estables en el tiempo e incluso se fomentan más. Y la simulación es asintótica. Desde el año cinco hasta el año cien produces casi la misma cantidad. No hay variación, simplemente dejando el combustible y alimentando agua. Y si quieres cortar la reacción porque hay algún problema, bastaría cortar el agua. Se queda el combustible seco ahí y ya no hay problema”.

En cuanto a la seguridad del producto resultante, añade: “Nuestro contenedor, o sea, nuestro reactor funciona como un contenedor. Es decir, no se emite reacción hacia fuera y a la vez está protegido, para el caso de que haya algún problema con la salida de hidrógeno. Si hay una acumulación de hidrógeno dentro del reactor, que puede ser peligroso, tenemos sistemas de purga que se activan automáticamente y sale todo el hidrógeno sin ningún problema. Es seguro”.

Evidentemente les pedirán muchas explicaciones sobre esa seguridad. ¿Hay que construir un edificio específico, algo así como una cúpula de seguridad, para su sistema?

Responde Albanese: “La idea es que sea un contenedor, un reactor, que se puede transportar en un camión. Se puede poner en una zona muy aislada que necesite electricidad. O en un polígono industrial, por ejemplo, que necesita hidrógeno como la metalurgia, o como la producción de amoniaco. No queremos transportar hidrógeno, o acumularlo, porque llegarían muchos más problemas. Lo que queremos es producirlo y gastarlo”.

“En nuestro reactor tenemos un sistema acoplado, que puede ser un tipo de quemador para producir calor”, amplía Gil Cordero.

“Tenemos otro que es una pila de combustible, que genera electricidad. Y el último, daría salida al hidrógeno, para acumularlo y venderlo, o para industrias que necesiten hidrógeno. Dependiendo del cliente que se nos acerque, podemos ofrecerle un tipo de reactor u otro. Pero la base es la misma: el proceso de radiólisis”.

Variables en el simulador

En cuanto al tamaño que ha de tener tal reactor… “De momento es algo que no tenemos estimado, porque va a depender de las variables críticas a la hora de desarrollar los experimentos. Tenemos unas simulaciones y ahora vamos a entrar en la fase de experimentación, a ver si los resultados, que son muy buenos, en la realidad se pueden asimilar: cómo mejorar los procesos, qué variables son críticas… si es la temperatura, si es la presión. Hay ciertas componentes que pueden jugar en contra o a favor, que mejoren esa reacción o la empeoren, y a su vez hay que controlar también temas de seguridad, porque el hidrógeno es inflamable”, explica el cofundador español.

“Todo el mundo nos pregunta a qué temperatura operamos. Pues vamos a intentar operar una temperatura que sea por debajo de la ignición del hidrógeno, porque obviamente eso nos va a asegurar que en caso de que se produzca cualquier incidencia, ese hidrógeno no va a explotar. Estamos hablando de un sistema que tiene dentro combustible nuclear gastado. Sería una bomba sucia si explotase. Los sistemas de seguridad para nosotros son la prioridad absoluta y es por lo que más dolores de cabeza estamos teniendo, obviamente, pero es en lo que más empeño estamos poniendo. Es lo más importante”.

“Ahora mismo, el combustible usado, gastado, en España lo que hacen es almacenarlo en contenedores fuera de la central”, incide Gil Cordero, y su socio precisa que es “en bidones, como suele decirse, exactamente”.

“Son contenedores completamente blindados para que no emita ningún tipo de radiación. Nosotros vamos a copiar un poco la simetría y la estructura externa, porque son criterios ya aplicados en cuanto a radiación y aislamiento, y a asegurar que no se produce ningún tipo de emisión de radiación hacia el exterior. A su vez, por la propia reacción, su geometría nos favorece, según lo que hemos estado viendo e investigando”, zanja Gil Cordero.

“El problema ahora, como ya repito, es que todo lo que tenemos simulado y estimado hay que plasmarlo en la realidad, que es la nueva etapa que vamos a empezar, con laboratorios europeos y americanos que nos echan una mano para desarrollar toda esa reacción [de manera experimental] y ver si efectivamente nuestra estimación es buena y adecuada, o si tenemos que cambiar cosas o hay variables a modificar. Porque todo se tiene que operar con una seguridad absoluta”, asevera.

“Sobre todo hay que pensar dónde estará ese reactor. Porque será más cerca de la población de lo normal para centrales nucleares, aunque no tienes algo que un reactor sí tiene, que es la criticidad [del combustible]”.

“Nosotros usamos en todo momento un combustible subcrítico. En ningún momento estamos produciendo alguna reacción nuclear, eso es muy importante, que se pueda descontrolar y dar lugar a accidentes. En nuestro caso siempre aseguramos una subcriticidad dentro del sistema para que no haya fisiones espontáneas ni ningún tipo de reacción en cadena”.

Albanese aporta otro elemento de seguridad: “Esos bidones ya están probados, para [soportar] impactos de aviones, de trenes… La estructura externa ya está lista. Ahora estamos diseñando el interior. La forma del reactor, cómo tiene que ser.

El mercado español queda lejos

¿Han sondeado ya cómo acogería el Consejo de Seguridad Nuclear su proyecto? “Honestamente, de momento el mercado español es un mercado que no estamos atacando”, reconoce Gil Cordero. “Estamos en charlas con gente de la comisión regulatoria americana, porque de momento el mercado que más predispuesto está aceptar nuevas tecnologías es el americano. Y en Europa hemos pensado en el mercado francés, que es en el que más facilidades encuentras para startups nucleares. El mercado francés sería el primero que vamos a atacar en Europa. Una vez que en esos dos ya tengamos nuestro prototipo, nuestro piloto, nuestro reactor, ya veríamos otros mercados europeos en los que la entidad regulatoria esté más predispuesta a aceptar nuestra tecnología”.

A primera vista, parece menos caro que construir un reactor, incluso un pequeño reactor modular (SMR).

“Exactamente. De hecho, hay una frase que tenemos en nuestro pitch: Nosotros usamos tecnología nuclear, pero no presupuestos nucleares. Una central nuclear cuesta miles de millones. En nuestra estimación de reactor hablamos de millones”, responde el español, aunque utilizando la palabra “billones”, como si la entrevista fuera en inglés.

“Hay una clara diferencia de diez a uno entre unos y otros. Y en nuestro caso, es un reactor que tiene una vida útil de 100 años, que no decrece. El hidrógeno que nosotros producimos tiene [un coste de] menos de un euro el kilo. Que eso no son capaces de hacerlo ni las [granjas] solares, ni la eólica, ni el hidrógeno gris, [generado] con gas, ni nada de eso. Sería un nuevo tipo de hidrógeno que sería muy barato. Es una reacción que dejas ahí y sigue produciendo. Y el coste del reactor… para recuperar la inversión serían tres años, en una estimación con un sobrecoste del 80%. O sea, al coste sobre las simulaciones, con el shielding y demás, le hemos añadido un sobrecoste de un 80% para decir, ‘si esto sale fatal y tenemos que poner mucho más dinero, ¿qué pasaría?’. Pues en tres años, recuperación de la inversión, porque generas una cantidad muy grande de hidrógeno y a la vez muy barata”.

¿Y qué hacen luego con el agua que ha sido irradiada? “Mantenerla dentro. Porque lo que haces es sacar el hidrógeno”, replica rotundo Gil Cordero. “Es muy buena pregunta, que nos hacen muchas veces… Sí que es cierto que se podría producir tritio [isótopo radiactivo del hidrógeno, clave para la fusión nuclear]. Se podría… Pero produciremos sólo hidrógeno. Y nuestro oxígeno también sale. El oxígeno del agua también va a algún lado. Así que tendríamos dos gases de salida… Nuestra idea es o bien usar ese oxígeno para ‘fuel cell’ [células de combustible], para producir electricidad, o usarlo para el quemado. Lo cual favorece, pues volvemos a producir agua. O sea, sería como un entorno cíclico”.

En la glosa del EIT, al enunciar las candidaturas a sus premios, se dice que ustedes regeneran combustible nuclear…

Toma la palabra Albanese: “Sí, porque este polvo que vamos a producir con el combustible es un paso en la dirección del reprocesamiento del combustible, que ya está validado en Francia, en las instalaciones de La Hague”, señala refiriéndose a una planta de reprocesado, propiedad de Orano Group y que, desde que fue puesta en funcionamiento en 1960, ha reciclado más de 23.000 toneladas de combustible nuclear gastado, que puede volverse a utilizar en determinadas centrales.

“Nuestra idea no es parar aquí, generando el reactor, sino que nuestro primer interés es que ese combustible se pueda volver a usar. Nuestra empresa se llama Renew porque es para renovar el combustible usado. Nuestra primera fase de business es hacer el reactor capaz de producir el hidrógeno. Pero nuestra segunda fase sería producir un reprocesamiento nuclear. Una vez que esa vida útil de los 100 años dentro de nuestro reactor se haya acabado, reprocesar el combustible que sigue dentro para que se pueda volver a usar en un reactor nuclear. Que es lo que se hace hoy en Francia”, afirma Gil Cordero.

Uranio recuperado

¿Qué tipo de combustible sería? ¿Uranio? “Sí. Tenemos uranio, normalmente 235 y 238. El porcentaje es 95% de uranio 238 y 2% de uranio 235. Se quema en torno a un 3% en el reactor nuclear, más o menos. Con nuestro reprocesado lo que hacemos es volver a conseguir el uranio que teníamos. En Francia se llama ciclo cerrado. Reprocesan el combustible, lo convierten en algo que se llama ‘combustible mox’ y lo vuelven a usar en un reactor”.

“Es otro tipo de otro tipo de reactor. En los de España no se puede meter ese combustible, pero esa sería la idea final”, puntualiza Albanese.

En este punto de la conversación, los dos socios se entusiasman y se pisan las palabras el uno al otro: “Queremos hacer una industria completamente circular con el combustible nuclear, porque para los que amamos la ingeniería nuclear el inconveniente que tiene la fisión, para no ser renovable, es que no se puede reusar el combustible como tal... No es que no se pueda, es que ahora mismo costaría muchísimo. Es más barato fabricar nuevo combustible con uranio de las minas. Vamos a recortar el precio de reciclaje. Ahora se gasta mucho dinero porque hay que guardar el combustible gastado durante años antes de reprocesarlo. En esos años no produce nada, sólo gasto…”.

Se refiere a que el combustible atómico usado necesita un tiempo para ‘enfriarse’. “Cuando el combustible se mantiene en un sitio, tienes que monitorizarlo para ver que no hay ningún tipo de reacción, que está seguro, que hay vigilancia para que nadie acceda a él, etcétera. Y el tema está en que se han hecho unos estudios, con una estimación de que el reprocesado cuesta en torno a unos 100 euros el kilogramo. Eso es una barbaridad porque el combustible normal de un reactor nuclear, son 50 toneladas en cada recarga, más o menos. El combustible del que luego sacas el mox no se paga igual, así que pierdes muchísimo dinero haciendo reprocesado. Con nuestro proceso intermedio, que sería durante los años que ese combustible está ahora ahí sin hacer nada, estaremos generando hidrógeno a mansalva. Tendrías un ‘revenue’ increíble, aunque perdieses dinero con el reprocesado, en el global ganarías”, reafirma Gil Cordero.

Faltan 10 años para empezar a funcionar

¿Qué horizonte se plantean para que esto empiece a funcionar? “De momento hemos estado hablando con los laboratorios, el presupuesto que nos piden es bastante alto, pero estimamos que entre tres y cinco años vamos a poder ya tener el piloto listo. Luego, para entrar en la industria, estaríamos hablando de regulación y no sé qué… pues en torno a de cinco a diez años. Normalmente, desde ahora, 2035 es nuestra meta, para poder tener la tecnología desarrollada”, calcula. “Y 2030 para el piloto”, remacha Albanese.

“Obviamente, sabemos que estamos en el mundo nuclear, que luego los tiempos son los que son, pero creemos y apostamos mucho por ello. Ya llevamos dos años trabajando en este proyecto y cada día sabemos más. Cada día estamos rodeados de mejores profesionales y cada día el proyecto va a más”, subraya Gil Cordero, que reconoce que “esto no es algo nuevo que nosotros hayamos creado de la nada. Son cosas que ya se estaban hablando en 1975, con nuevas simulaciones en 2024. Y a partir de eso, hemos juntado todo lo que había. Además, tenemos un expertise de industria química”.

Añade que “es un proceso que en las piscinas de combustible de una central se produce” espontáneamente. “La radiólisis se produce en muy pequeña medida, con el combustible dentro de las vainas cerradas y dentro de todo el metal. Si simplemente lo ponemos al agua directamente, ya tienes un énfasis bastante alto. Y con nuestro proceso aún más. No es algo tan complicado como una fusión nuclear ni como una fisión”.

“Y vamos a utilizar todo lo que podemos del diseño que ya existe para el bidón de combustible, para contener y también para el proceso”, apostilla Albanese.

“Todo lo que tenemos que hacer son procesos que ya se conocen y se hacen, están validados y licenciados. Por eso nos queremos hacer con el mercado francés, porque ya tienen ese expertise. Hacer una compañía conjunta con Orano, con Framaton, que ya tienen ese desarrollo de tecnología, es mucho más rápido. No tenemos que diseñar todo el reactor, vamos a usar tecnologías que ya existen, lo único que vamos a incorporar va a ser nuestro proceso nuevo”.

Ahora bien, si el combustible dura 100 años y hay que esperar para reciclarlo…

“No hay que esperar 100 años. Se produce hidrógeno durante 100 años, con beneficios de unos 400.000 euros anuales con cada reactor pequeñito. Es un sistema modular y se puede parar en cualquier momento. Nuestra idea es maximizar el tiempo de generación de hidrógeno, que es lo lógico, porque ya tenemos algo que marcha. Lo que no se puede es reprocesarlo [el combustible nuclear] antes. La central tiene que esperar entre siete y diez años. Nosotros vamos a mirar ahí”, concreta. “No vamos a coger un combustible, que todavía no está enfriado completamente”.

¿Dispone ya RenU Fuel de alguna patente? “Estamos con la patente provisional en Estados Unidos. Y ahora mismo, con este dinero que hemos conseguido [de los premios EIT], vamos a poder hacer la patente en Italia también”, dice Gil Cordero.

“En Italia y después, Europa”, añade, ufano, Albanese. “Es que en Italia pasa algo de raro, como muchas veces. Es el único país en Europa que, si tú haces la patente en Italia primero, la europea te la regalan. Si vamos a patentar a Italia, no tenemos que gastar dinero para pasar a patente europea. Sólo pasa en Italia. Por eso he vuelto a Italia, porque podemos beneficiarnos de este procedimiento. Es para atraer más gente y más propiedad intelectual también, que en Italia falta un poco. Esperan atraer a más inventores”.