NuScale Power Corporation es una empresa estadounidense que cotiza en bolsa y que diseña y comercializa reactores modulares pequeños (SMR). Tiene su sede en Portland, Oregón . La Comisión Reguladora Nuclear (NRC) de Estados Unidos certificó una versión de 50 MWe del diseño en enero de 2023. [3] El diseño actual del SMR VOYGR escalable de 77 MWe se presentó a la NRC para su revisión el 1 de enero de 2023 y, a diciembre de 2023, se había completado aproximadamente un tercio. [4]
Los diseños de SMR de NuScale emplean recipientes de reactor de 2,7 m (9 pies) de diámetro por 20 m (65 pies) de alto que utilizan métodos de refrigeración convencionales y funcionan con conjuntos de combustible de uranio poco enriquecido basados en diseños de reactores de agua ligera existentes . Cada módulo está destinado a mantenerse en una piscina subterránea y se espera que produzca unos 77 megavatios de electricidad. Su circuito de refrigeración utiliza convección natural , alimentado desde un gran depósito de agua que puede funcionar sin bombas eléctricas. [5]
NuScale tenía acuerdos para construir reactores en Idaho para 2030, pero esto se canceló en 2023 debido a que el costo estimado había aumentado de $3.6 mil millones a $9.3 mil millones para una planta de energía de 460 MWe. [6] [7]
Historia
NuScale se fundó a partir de una investigación financiada por el Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE) y realizada por un equipo de científicos nucleares de la Universidad Estatal de Oregón y el Laboratorio Nacional de Idaho . [8] [9] [10] a partir de 2000. El departamento nuclear de la Universidad Estatal de Oregón había estado desarrollando técnicas pasivas de circulación de agua para refrigeración en plantas nucleares. [11] El DOE financió la investigación desde 2000 hasta 2003.
El equipo de la Universidad Estatal de Oregón continuó con su trabajo de construcción de un laboratorio de pruebas a escala de un tercio, al tiempo que heredó las patentes relacionadas de la universidad en 2007, [11] [12] a cambio de una participación accionaria. [13] NuScale se fundó ese año. Su primera ronda de financiación se produjo en enero de 2008. [10] Comenzó a buscar la certificación con la NRC en febrero de 2008. [11]
En 2011, NuScale había recaudado 35 millones de dólares y tenía 100 empleados en Portland, Richland (Washington) y Corvallis (Oregón). [14] NuScale fue la primera en presentar planes de reactores pequeños a la NRC [10] y la primera en obtener la aprobación. [15] [16] Fue evaluada por un consorcio de empresas de servicios públicos llamado Energy Northwest . [17]
Dificultades de financiación y repunte
En enero de 2011, el mayor inversor de NuScale, Kenwood Group, fue investigado por la Comisión de Bolsa y Valores de Estados Unidos (SEC) y más tarde se declaró culpable de operar un esquema Ponzi . La investigación de la SEC no estaba relacionada con los tratos de Kenwood con NuScale, pero los activos de Kenwood fueron congelados justo cuando NuScale esperaba financiación adicional. La empresa comenzó a realizar recortes de personal y salariales a medida que los ejecutivos buscaban nuevas fuentes de financiación [18] [19] y la mayoría de los empleados de la empresa fueron despedidos. [20]
En septiembre de ese mismo año, NuScale obtuvo un préstamo para volver a contratar a 60 empleados. [21] En octubre, Fluor Corporation adquirió una participación mayoritaria en la empresa por 3,5 millones de dólares y prometió casi 30 millones de dólares en capital de trabajo. [13] Según The Energy Daily , la inversión de Fluor salvó a la empresa, que había quedado "abandonada financieramente" por su inversor anterior. [22] Un acuerdo independiente le dio a Fluor los derechos para construir plantas de energía basadas en NuScale. [23]
En agosto de 2012, Rolls-Royce Holdings dijo que apoyaría los esfuerzos de comercialización de NuScale y lo ayudaría a obtener fondos del anuncio de oportunidad de financiación del DOE . [11] En diciembre de 2012, el cofundador Paul G. Lorenzini fue reemplazado por John Hopkins como CEO. [24] No fue financiado en la primera ronda del DOE. [25] En la segunda ronda en diciembre de 2013, NuScale ganó hasta $ 226 millones en fondos de "costo compartido" para compartir el gasto de obtener la aprobación del gobierno, a través del programa de soporte técnico de licencias SMR. [26] Esto fue seguido por un acuerdo en mayo de 2014 por hasta $ 217 millones en financiación durante un período de cinco años, por el cual el DOE igualaría la financiación privada. [27] [28]
En septiembre de 2020, el Departamento de Energía de EE. UU . informó que había proporcionado más de 400 millones de dólares desde 2014 para apoyar el desarrollo de NuScale y el de otros diseños de SMR nacionales en etapas anteriores. [29]
Lanzamiento como empresa pública en 2022
En diciembre de 2021, Fluor Corporation informó que había invertido más de 600 millones de dólares en NuScale desde 2011 y que se esperaba que NuScale saliera a bolsa en 2022 y que Fluor fuera dueña de alrededor del 60% de las acciones. [30] En mayo de 2022, NuScale completó una fusión con la empresa de adquisición de propósito especial (SPAC), Spring Valley Acquisition Corp, recaudando 380 millones de dólares de inversión. NuScale Power Corporation luego cotizó en la Bolsa de Valores de Nueva York . [31]
Proyecto de energía libre de carbono, Idaho
En noviembre de 2014, NuScale anunció que construiría lo que esperaba que fuera el primer SMR de EE. UU. en el Laboratorio Nacional de Idaho . [32] La planta era para Utah Associated Municipal Power Systems (UAMPS), una subdivisión del estado de Utah , en el Carbon Free Power Project (CFPP). [33] UAMPS opera plantas de energía en Wyoming, Nuevo México, California y Utah, y vende a las empresas de servicios públicos locales. El DOE podría proporcionar fondos de apoyo de aproximadamente $140 millones/año durante 10 años, a la espera de más apoyo del Congreso. [34]
La empresa presentó diseños a la NRC en enero de 2017 para una planta de energía de 12 reactores que produciría 570 MWe a un costo de construcción inferior a $3 mil millones. [35] [29] En 2020, el DOE aprobó una adjudicación de costos compartidos de $1.355 mil millones. [36]
En 2021, ocho ciudades se habían retirado del CFPP. [37] En julio de 2021, la propuesta se redujo a seis reactores y el precio esperado de la electricidad aumentó a $58/MWh (¢5,8/kWh). [38]
En abril de 2022, se contrató a Doosan Enerbility para comenzar a fabricar componentes de módulos de potencia para CFPP. Se espera que Doosan Enerbility alcance la producción a gran escala en su planta de Changwon, Corea del Sur , en la segunda mitad de 2023. [39] [40]
En enero de 2023, la CFPP aprobó un nuevo Presupuesto y Plan de Finanzas, estableciendo un precio objetivo de $89/MWh (¢8,9/kWh) después de un subsidio de generación estimado de $30/MWh de la Ley de Reducción de la Inflación (IRA) de 2022. [41] [42] El costo de construcción proyectado había aumentado a $9.3 mil millones para una capacidad de generación de 462 MWe desde $3.6 mil millones para 720 MWe en 2020. [43] $4.2 mil millones del costo serían cubiertos por el apoyo del DOE y la IRA, dejando $5.1 mil millones de costos de adquisición y construcción para ser cubiertos por los miembros de la UAMPS. [44]
En noviembre de 2023, UAMPS anunció que era poco probable que el proyecto tuviera suficientes suscripciones para continuar debido al aumento de costos, y UAMPS y NuScale decidieron conjuntamente cancelar el proyecto. [45] [7] La revista POWER informó que el proyecto había recibido $232 millones de apoyo financiero del DOE en el momento en que fue cancelado. [46]
Tras la cancelación, NuScale despidió a 154 de sus empleados (28%) como parte de "tomar medidas para la transición de I+D a la comercialización". [47]
Otro historial de implementación
En marzo de 2012, NuScale firmó un acuerdo con el DOE que le permitió a NuScale y dos socios construir y operar una planta de energía nuclear basada en NuScale en un sitio de Savannah River en Carolina del Sur . [48] El mes siguiente, Energy Northwest dijo que no tenía planes inmediatos para construir una planta de energía nuclear, pero que había evaluado todas las tecnologías SMR disponibles e identificado a NuScale como la mejor opción disponible. [49] [50]
En julio de 2013, NuScale anunció un esfuerzo para demostrar reactores NuScale en el oeste de los Estados Unidos, llamado Programa WIN (Iniciativa Occidental para lo Nuclear), [27] con planes de construir la primera planta de energía basada en NuScale allí para 2024. [11]
En enero de 2018, la NRC acordó que las características de seguridad pasiva permiten que el diseño SMR de NuScale funcione de manera segura sin energía de respaldo. [51]
En agosto de 2020, la NRC emitió un informe final de evaluación de seguridad, certificando que el diseño cumplía con los requisitos de seguridad. [15] [52] [53] [54]
En noviembre de 2021, NuScale anunció su intención de construir con Nuclearelectrica sus primeros reactores en Rumania para 2028. [55]
En febrero de 2022, NuScale y el conglomerado minero KGHM anunciaron un contrato para construir un SMR en Polonia para 2029. [56] En abril de 2023, se presentó al gobierno polaco una solicitud de decisión de principio para permitir el proyecto. [57]
El 28 de diciembre de 2022, la empresa rumana RoPower Nuclear contrató la ingeniería y el diseño de primera línea. Se espera que la ubicación sea Doicesti. RoPower es una empresa conjunta entre Nuclearelectrica y Nove Power & Gas. [58]
En enero de 2023, la NRC certificó el diseño de 50 MWe de NuScale para su uso en los EE. UU. [59] Sin embargo, se trataba de una versión anterior del diseño al diseño actual de 77 MWe que se esperaba implementar; esta versión se volvió a enviar a la NRC en enero de 2023 para la aprobación del diseño estándar de una configuración de seis reactores llamada US460. [3] En su revisión de aceptación de la solicitud, la NRC identificó una serie de problemas de suficiencia en la solicitud y solicitó que se proporcionara información complementaria antes de que el personal de la NRC pudiera aceptar la solicitud para su registro y revisión técnica detallada. [60] La información complementaria se proporcionó en julio de 2023 y la NRC estimó que la evaluación estaría completa en julio de 2025. [61]
El 25 de julio de 2024, RoPower Nuclear y Fluor Corporation firmaron el contrato de ingeniería y diseño de primera etapa (FEED 2) para el proyecto SMR planificado en Rumania, que proporcionará una estimación de costos actualizada y otros análisis para una decisión final de inversión. [62]
Reactores
Un diagrama de un reactor modular pequeño (SMR) de NuScale.
Los reactores NuScale ocupan el 1% del espacio de un reactor convencional y generan 77 MWe . [63] [64] [65] El diseño utiliza agua ligera para refrigeración y generación de energía como en las plantas nucleares convencionales. El agua se calienta en el núcleo nuclear en la base del recipiente del reactor. El agua calentada fluye hacia arriba por el tubo ascendente y luego hacia abajo sobre los generadores de vapor . A medida que se transfiere calor, el agua se enfría y se vuelve más densa, hundiéndose hasta el fondo del dispositivo y el ciclo se repite. El calor crea vapor que impulsa un pequeño generador de turbina dedicado a producir electricidad. [11] [26] [66]
Se esperaba que la primera versión del recipiente del reactor tuviera 2,7 m (9 pies) de diámetro y 20 m (65 pies) de alto, con un peso de 590 toneladas cortas (650 toneladas métricas). [26] Los módulos son prefabricados, se entregan por ferrocarril , barcaza o camión [67] y se ensamblan en el sitio. [21] [68] [69] [70] A partir de 2021, se espera que las unidades produzcan 77 MWe (brutos), o alrededor de 73,5 MWe (netos), [63] [71] [72] [a] y requieran reabastecimiento con combustible estándar de uranio-235 poco enriquecido al 4,95 por ciento cada dos años. [26]
El diseño de NuScale no depende de bombas de agua alimentadas ni de equipos de circulación. [8] [11] El reactor está diseñado para apagarse y enfriarse por sí solo indefinidamente durante la mayoría de los accidentes. [11] [b] Los dispositivos están pensados para instalarse en una piscina subterránea para absorber los impactos de los terremotos, con una tapa de hormigón sobre la piscina. [74] En caso de que se pierda la energía de los sistemas de refrigeración normales, el agua de la piscina absorbe calor y hierve. [11] La piscina almacena suficiente agua para enfriar de forma segura el núcleo del reactor durante al menos 72 horas sin necesidad de reposición manual. [66]
En condiciones normales de funcionamiento, la presión del recipiente de contención se encuentra cerca del vacío, lo que elimina la convección y proporciona condiciones de transferencia de calor más simples. Esto también reduce la corrosión de los componentes y mejora la confiabilidad de la instrumentación. [11]
Los reactores están instalados en la piscina de reactores en bahías individuales separadas por paredes de hormigón. Para el reabastecimiento, todo el reactor se traslada bajo el agua a través de un canal de transferencia a una piscina conectada que contiene el equipo de reabastecimiento. También hay una bahía de reactor adicional para el mantenimiento o el posible almacenamiento de un módulo de repuesto. En una planta de 12 reactores, las bahías están dispuestas en dos filas de seis reactores con el canal de transferencia en el centro entre las filas. [11]
Comparaciones
Maqueta a escala real del tercio superior del módulo de potencia NuScale
Se espera que NuScale sea el primer SMR estadounidense que salga al mercado, porque es similar a los sistemas utilizados en las centrales eléctricas convencionales. [75] La empresa estima que una planta NuScale de doce unidades costaría 4.200 dólares (una estimación anterior era de 5.000 dólares) por kilovatio. En comparación, la Administración de Información Energética estimó en 2013 que los costes de un día para otro eran de 4.700 dólares por kilovatio para la energía nuclear convencional, 4.600 dólares para una planta de carbón con secuestro de carbono y 931 dólares en una planta a gas o más de 1.800 dólares para una planta a gas con secuestro de carbono (todos en dólares de 2011). [11] David Mohre, director ejecutivo de la División de Energía y Energía de la NRECA , dijo que los SMR como el de NuScale son ideales para las ciudades rurales que necesitan pequeñas plantas de energía. [22]
Se espera que las centrales eléctricas NuScale requieran menos tiempo, materiales y espacio para construirse que otras fuentes de energía y se puedan expandir de manera incremental para satisfacer las crecientes necesidades de energía. [10] [69] [76] [77] Con los generadores de vapor dentro del conjunto de reactor de acero móvil, el SMR no tiene un gran edificio de contención secundaria de hormigón como el que se usa en los grandes reactores de agua a presión. Hay una sola sala de control para hasta 12 reactores. [78] Una desventaja del diseño es que los reactores se encuentran en una gran piscina de agua, para enfriamiento de emergencia, pero esta piscina requiere mucho más hormigón armado por MWe producido que un edificio de reactor nuclear convencional, lo que aumenta considerablemente el costo. [65]
New Scientist publicó un análisis revisado por pares de la Universidad de Stanford que evaluó la producción de desechos nucleares de los reactores SMR y concluyó que "los SMR tuvieron un peor desempeño en casi todas nuestras métricas en comparación con los reactores comerciales estándar". [79] [80] NuScale rechazó los resultados del estudio porque se basaban en información obsoleta. [79]
En marzo de 2020, un panel de expertos independientes del Comité Asesor sobre Salvaguardias de Reactores (ACRS) de la NRC afirmó haber encontrado fallas en el diseño del reactor. [84] El problema principal era que, en caso de una parada de emergencia, el vapor condensado que regresaba al recipiente del reactor tendría un bajo contenido de boro y podría no absorber suficientes neutrones . NuScale modificó su diseño para garantizar que se extendiera más boro al agua que regresaba. Al ACRS le preocupaba que los operadores pudieran agregar accidentalmente agua desboronada al núcleo. El panel encontró otros problemas: el generador de vapor podría ser propenso a vibraciones dañinas. Sin embargo, el 29 de julio, el ACRS recomendó que se emitiera el informe de evaluación de seguridad y se certificara el reactor. [84]
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Enlaces externos
Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre NuScale Power .
Sitio web oficial
Una descripción detallada de los dispositivos NuScale en Power Magazine
