Según datos de 2021, la energía nucleoeléctrica puede ofrecer seguridad energética en medio de las crisis mundiales

En 2021 estalló una crisis energética por el aumento de la demanda mundial tras más de un año de pandemia y, en ese contexto, la energía nucleoeléctrica se destacó por su fiabilidad resistente, en particular durante el invierno. En los últimos cinco años se han programado paradas de recarga y mantenimiento en las centrales nucleares cuando la demanda es baja, en primavera y otoño, para garantizar el suministro de electricidad en invierno. Los datos de paradas del PRIS confirman que el factor de disponibilidad de energía (FDE) de la energía nucleoeléctrica en Europa Occidental y Oriental ha sido elevado desde 2017 y se ha mantenido entre el 83 % y el 90 %.

Situación y tendencias de la energía nucleoeléctrica: A fines de 2021, la capacidad nucleoeléctrica en funcionamiento en el mundo ascendía a 389,5 GW(e), generados por 437 reactores nucleares de potencia en funcionamiento en 32 países. La capacidad nucleoeléctrica ha estado aumentando gradualmente en los últimos diez años y la conexión de nuevas unidades a la red o la mejora de los reactores existentes ha permitido añadir unos 20,7 GW(e) de capacidad adicionales.

Si bien en 2021 la capacidad total a nivel internacional disminuyó en un 1 % en comparación con 2020 (el equivalente a 3 GW(e)), la producción de electricidad aumentó en un 4 %. Durante el año, se emplearon 397,6 GW(e) del total de la capacidad nuclear operacional provenientes de 447 reactores nucleares de potencia para generar electricidad, hecho que se reflejó en las estadísticas y el análisis de 2021.

A lo largo de 2021, los reactores nucleares de potencia suministraron 2653,1 TWh de electricidad con bajas emisiones y distribuible, una cifra ligeramente superior a la de 2020 y que supuso en torno al 10 % de toda la electricidad generada en el mundo y más de un cuarto de la electricidad con bajas emisiones de carbono generada a nivel mundial. En Oriente Medio y Asia Meridional se registró el mayor incremento en la generación de electricidad nuclear, con un 20 % más en 2021 que en 2020. Por segundo año consecutivo, China produjo más electricidad nuclear que Francia y se posicionó como el segundo mayor productor de energía nucleoeléctrica del mundo después de los Estados Unidos. La producción de electricidad nuclear en Europa Oriental fue la más alta en diez años, 6 % más que en 2020 y un 15 % más que en 2010. Solo una región (América del Norte) registró una disminución de la generación de electricidad nuclear debido a una menor demanda y a la capacidad que se había retirado del servicio.

Nueva construcción:  A finales de 2021 se estaban construyendo 56 reactores con una capacidad total de 58,1 GW(e) en 19 países. El ritmo de construcción de capacidad nucleoeléctrica se ha mantenido prácticamente estable en los últimos años en todo el mundo, con excepción de Asia, donde el crecimiento ha sido más marcado. En ese continente se han conectado a la red 63,6 GW(e) de capacidad operacional (70 reactores) desde 2005. En 2021, comenzaron a construirse seis reactores (5,6 GW(e)) en China (Changjiang-3 (1000 MW(e)), Changjiang-4 (1000 MW(e)), Linglong-1 (100 MW(e)), Sanaocun-2 (1117 MW(e)), Tianwan-7 (1171 MW(e)) y Xudabu-3 (1200 MW(e))). Asimismo, se iniciaron proyectos de construcción de dos nuevos reactores de agua a presión (PWR) en la India (Kudankulam-5 y Kudankulam-6), cada uno con una capacidad de 917 MW(e). En Europa, la República de Türkiye emprendió la construcción de una tercera unidad (1114 MW(e)) en el complejo de Akkuyu, ubicado en la costa del Mediterráneo. Rusia inició la construcción de un reactor rápido refrigerado por plomo de 300 MW(e) (Brest-OD-300).

Capacidad añadida y unidades conectadas a la red:   En 2021, se conectaron a la red 5,2 GW(e) de capacidad nucleoeléctrica procedentes de seis nuevos reactores ubicados en Asia, entre ellos 2,3 GW(e) (tres reactores) en China (1000 MW(e) provenientes de Tianwan-6 (PWR), 1061 MW(e) de Hongyanhe-5 (PWR) y 200 MW(e) de Shidao Bay-1, un reactor modular de alta temperatura refrigerado por gas de nueva generación). En la India, se conectaron 630 MW(e) provenientes del reactor de agua pesada a presión (PHWR) Kakrapar-3, en el Pakistán 1017 MW(e) de Kanupp-2 (PWR) y en los Emiratos Árabes Unidos 1310 MW(e) con la conexión de Barakah-2 (PWR).

Capacidad retirada de servicio y paradas definitivas: En 2021, diez reactores con una capacidad nuclear de 8,7 GW(e) entraron en régimen de parada definitiva. Unos 5,1 GW(e) de esa pérdida de capacidad provinieron de tres reactores en Alemania [Brokdorf (PWR, (1410 MW(e)), Grohnde (PWR, 1360 MW(e)) y Gundremmingen-C (reactor de agua en ebullición, BWR, 1288 MW(e))] y tres reactores en el Reino Unido [las unidades B-1 y B-2 del reactor refrigerado por gas (GCR) de Dungeness (cada una con 545 MW(e)) y Hunterston B-1 (GCR, 490 MW(e))]. El primer reactor de potencia del Pakistán, Kanupp-1 (PHWR, 985 MW(e)), que se había conectado a la red hace más de 50 años, se retiró tras 45 años de operación. También entraron en régimen de parada Kursk-1 (reactor refrigerado por agua ligera y moderado por grafito, LWGR, 925 MW(e)) en Rusia y Kuosheng-1 (BWR, 985 MW(e)) en Taiwán (China).

Tipos de reactor en funcionamiento:   A finales de 2021, en torno al 89,9 % de la capacidad nucleoeléctrica en funcionamiento correspondía a reactores moderados y refrigerados por agua ligera; el 6,2 % a reactores moderados y refrigerados por agua pesada; el 1,9 % a reactores refrigerados por agua ligera y moderados por grafito; el 1,6 % a reactores refrigerados por gas y el 0,4 % provenía de reactores rápidos refrigerados por metal líquido con una capacidad total de 1,4 GW(e). En 2021, también se conectó a la red Shidao Bay-1, un reactor modular de lecho de bolas de alta temperatura ubicado en China, que forma parte de los  reactores modulares de alta temperatura refrigerados por gas de nueva generación y tiene una capacidad de 200 MW(e).

Aplicaciones no eléctricas: En 2021, 61 reactores nucleares de potencia situados en diez países emplearon 2167,2 GWh de equivalente eléctrico del calor en apoyo de aplicaciones no eléctricas de la energía nuclear. Más del 89 % de las aplicaciones no eléctricas se utilizaron en Europa, donde había una capacidad nucleoeléctrica de 40,6 GW(e) proveniente de 54 reactores que generaron 3007,4 GWh de equivalente eléctrico del calor en apoyo de la calefacción urbana e industrial. El 11 % restante equivale a una capacidad de 4,5 GW(e) proveniente de siete reactores de Asia que generaron 249 GWh de equivalente eléctrico del calor en apoyo de la desalación de agua de mar y de la calefacción industrial.

Vida operacional: A finales de 2021, la experiencia operacional acumulada en todo el mundo a lo largo de 67 años equivalía a más de 19 170 años-reactor y procedía de 637 reactores ubicados en 35 países y con una capacidad total de 485,4 GW(e). De estos, 199 reactores con 95,8 GW(e) han entrado en régimen de parada definitiva.

Alrededor del 66 % de la capacidad total de los reactores en funcionamiento (257 GW(e), 289 reactores) lleva más de 30 años operativa. Más del 23 % de la capacidad nuclear en funcionamiento a nivel mundial (91,2 GW(e), 117 reactores) lleva más de 40 años en servicio, y el 1,9 % de la capacidad disponible (7,3 GW(e), 13 reactores) lleva más de 50 años en funcionamiento. El envejecimiento de las centrales nucleares pone de relieve la necesidad de renovar o mejorar la capacidad nuclear para compensar las retiradas de servicio previstas y para contribuir a los objetivos de desarrollo sostenible, de lucha contra el cambio climático y de seguridad energética mundial. Empresas de servicios públicos, gobiernos y otras partes interesadas están invirtiendo en programas de gestión del envejecimiento y de explotación a largo plazo para un número cada vez mayor de reactores nucleares de potencia en todo el mundo, a fin de garantizar una explotación sostenible y una transición expedita a estas nuevas instalaciones.

Rendimiento de las unidades: A medida que las centrales nucleares envejecen, las que se encuentran en funcionamiento siguen demostrando unos elevados niveles generales de fiabilidad y rendimiento. El factor de carga, también conocido como factor de capacidad, es la energía producida realmente por una unidad de reactor dividida por la energía que podría haber generado si funcionara durante todo el año a su potencia nominal de salida (potencia de referencia por unidad). El factor de carga o de capacidad es un indicador del comportamiento operacional. En 2021, el factor de capacidad medio a nivel mundial fue del 85,6 %, similar al factor de carga de los últimos años. Desde 2011, los reactores de agua ligera a presión (PWR) y los reactores de agua pesada a presión (PHWR) han tenido el mejor desempeño: su factor de capacidad medio es del 82 % y el 81 % respectivamente.

Otro indicador que mide el rendimiento de los reactores nucleares es el factor de disponibilidad de energía (FDE), que se refiere a la relación entre la energía que la capacidad disponible podría haber producido durante un determinado período de tiempo y la energía que la potencia de referencia por unidad podría haber producido. En 2021, el FDE medio ponderado fue del 77,6 % y la mitad de los reactores nucleares funcionaron, además, con un FDE superior al 86 %. Los explotadores de las centrales suelen programar las paradas de recarga o de mantenimiento en las estaciones del año en que la demanda es menor, para disponer de más energía durante las épocas en que la demanda es más alta.

Las estadísticas del PRIS indican que en 2021 la duración media de las paradas totales fue la más corta de los últimos diez años, gracias a la optimización del mantenimiento y las inspecciones y a la mejora de la gestión de las operaciones, la cultura de la seguridad y las políticas relativas al personal.

Las paradas totales programadas tuvieron una duración media de 24 días en 2021 y de 51 días en 2020. Sus causas más comunes fueron las inspecciones, la realización de mantenimiento o reparaciones y la recarga de combustible. La duración de las paradas no programadas por motivos relacionados con la gestión de la central también disminuyó en 2021: ese año, la duración fue de cuatro días mientras que en 2020 fue de ocho días. Las principales causas de las paradas no programadas fueron los problemas o fallos en los equipos. Las paradas no programadas por razones externas se debieron principalmente a controles de seguimiento de carga y a paradas de reserva que obedecieron a la reducción de la demanda de electricidad. La duración de estas paradas disminuyó a una media de cuatro días en 2021, frente a nueve en 2020. La explotación flexible de centrales nucleares apoyó las necesidades de los explotadores de la red y demostró la capacidad de la energía nucleoeléctrica para integrarse en los sistemas de energía sostenible del futuro, que, según se prevé, dependerán notablemente de tecnologías de generación de carga de base flexibles.

De acuerdo con los datos disponibles, la fiabilidad y la seguridad de los reactores nucleares de potencia siguen siendo elevadas. El gráfico que figura a continuación muestra que ha habido una reducción gradual de las paradas de emergencia no programadas por cada 7000 horas (aproximadamente, un año) de funcionamiento por unidad desde 2011. La reducción del número de paradas de emergencia no programadas se atribuye a un historial de mejoras continuas en la gestión de la explotación y del mantenimiento de las centrales.

Si desea ver más datos estadísticos sobre energía nucleoeléctrica y gráficos conexos, consulte la base de datos del PRIS del Organismo. El OIEA viene desarrollando y administrando el PRIS desde 1969, a partir de la información que facilitan contrapartes designadas oficialmente en países de todo el mundo.

Los datos del PRIS sirven también como fundamento para dos publicaciones anuales del OIEA:

• Operating Experience with Nuclear Power Stations in Member States (OPEX) contiene un resumen histórico del rendimiento de distintas centrales durante su vida útil, así como cifras y figuras.
• Nuclear Power Reactors in the World, Reference Data Series No. 2 (RDS-2)  presenta los datos más recientes de que dispone el OIEA sobre reactores, resumiendo la información existente hasta finales de 2019 sobre reactores nucleares en funcionamiento, en construcción y en régimen de parada, además de datos sobre rendimiento y sobre especificaciones.

Por otro lado, la infografía del PRIS sobre la situación de la energía nucleoeléctrica  presenta visualmente la situación de la energía nucleoeléctrica en el mundo. Resume cambios en la situación, estadísticas regionales, la experiencia operacional y estadísticas nacionales, entre otras cuestiones clave.

Nota: Este artículo incluye la información y los datos recibidos por el OIEA hasta el 31 de mayo de 2022. Las modificaciones que se hayan recibido más tarde pueden consultarse en la base de datos del PRIS.