Los centros de datos se enfrentan a una crisis energética. Quieren expandirse masivamente, mientras avanzan hacia emisiones netas cero. Necesitan electricidad baja en carbono, y esto no siempre está disponible.
En Hong Kong, por ejemplo, simplemente no hay suficiente energía renovable, y mucho menos los nuevos centros de datos propuestos. Mientras tanto, en Irlanda, hay una cantidad limitada de energía verde. Si los centros de datos lo engullen todo, no quedará suficiente para descarbonizar sectores como la calefacción y el transporte, y el país no alcanza su objetivo general de cero emisiones netas.
Puntos positivos sobre las nucleares
La energía nuclear podría ser parte de la respuesta. Produce pocas o ninguna emisión de gases de efecto invernadero, y potencialmente podría entregar energía donde sea que se necesite.
Más importante aún, en comparación con las fuentes verdaderamente renovables, como la energía solar y eólica, la energía nuclear ofrece una carga base estable y confiable que no depende de la luz del sol o del viento. Ese es exactamente el tipo de energía que necesitan los centros de datos.
En el pasado, la energía nuclear ha sufrido de entregas deficientes, con proyectos gigantes que avanzan lentamente en medio de enormes retrasos y sobrecostos, mientras que los grupos ambientalistas hacen campañas en contra de ellos.
Los estados nucleares en Europa, como Francia y Bélgica, han logrado que la energía nuclear sea clasificada como una tecnología limpia, porque proporciona electricidad de carga base constante, sin generar emisiones de gases de efecto invernadero.
Sin embargo, aquellos países con energía nuclear existente tienen un problema. A medida que las plantas más antiguas llegan al final de su vida útil, los gobiernos no están dispuestos a comprometerse con proyectos nucleares gigantes que pueden o no tener éxito.
La alternativa parece ser una forma diferente de optimizar la energía nunclear, conocida como pequeños reactores modulares (SMR). Estos están destinados a superar los inconvenientes anteriores de los proyectos nucleares gigantes: tienen un tamaño manejable y están construidos a partir de diseños aprobados previamente, con componentes fabricados en fábricas.
En principio, podrían entregarse de forma rápida y repetible. El permiso se puede hacer una vez, para el diseño, que se puede entregar en varios lugares. Luego, los componentes se pueden enviar desde las fábricas para su construcción en el sitio.
Y dado que sus capacidades de energía son más pequeñas que las plantas gigantes más antiguas, podrían encargarse para proyectos individuales o anclarse por clientes del centro de datos.
Actualizaciones sobre energía nuclear
El Reino Unido es uno de los patrocinadores más firmes de los SMR, con planes de gastar hasta 20 mil millones de libras durante 20 años, desarrollando una flota de centrales eléctricas que podrían cubrir hasta una cuarta parte del consumo de electricidad del país.
Rolls-Royce es uno de los líderes, con SMR de 470MW, en el extremo superior de la gama de plantas “pequeñas”. Rolls-Royce planea instalar 16 de sus generadores SMR en el Reino Unido.
Mientras tanto, con el apoyo del gobierno, se está formando una gama de otros constructores potenciales. El desarrollador estadounidense Last Energy ha anunciado un acuerdo para vender 24 pequeños reactores nucleares modulares (SMR) a clientes del Reino Unido.
La última es la planificación de reactores de agua a presión (PWR), cada uno de los cuales entregará 20 MW de potencia cada uno y costará 100 millones de libras (123 millones de dólares).
Otras empresas de SMR que se proponen construir en el Reino Unido incluyen Newcleo, una startup con sede en Londres que ha anunciado planes para recaudar 900 millones de libras esterlinas para construir pequeños reactores rápidos refrigerados por plomo. Otras empresas que buscan dinero incluyen GE Hitachi Nuclear Energy, GMET Nuclear, Holtec Britain, UK Atomics y una sociedad entre Cavendish Nuclear y X-Energy.
Mientras tanto, en los EE. UU., NuScale es el favorito, con el sistema Voygr, que ha recibido apoyo del gobierno en forma de 4.200 millones de dólares en subsidios y ahora cuenta con la aprobación de la Comisión Reguladora Nuclear (NRC) para su implementación en los EE.UU.
NuScale ha publicado más información que algunos de los otros sistemas y, a principios de este año, recibió publicidad negativa. La compañía había prometido entregar energía a 55 dólares por MWh, lo que la convertía en una buena apuesta a largo plazo frente a otras formas de energía. A medida que surgieron los detalles del sistema, el costo esperado aumentó hasta 90 dólares por MWh, incluso cuando está respaldado por más fondos de la Ley de Reducción de la Inflación, el programa de EE.UU. que incluye medidas para promover una transición a energía baja en carbono.
Eso es más caro que las fuentes renovables como la solar y la eólica, aunque la energía nuclear proporciona un suministro de energía continuo y fiable.
Mudándose
Si la energía nuclear sigue pareciendo una opción valiosa, hay un problema: con recuerdos constantes de Chernobyl y Fukushima, ¿Quién quiere una central nuclear en su patio trasero?
Parece probable que los primeros reactores SMR se instalen en sitios nucleares existentes, donde ya se cuenta con la infraestructura y los permisos, y donde pronto habrá vacantes.
Las generaciones anteriores de plantas de energía nuclear han estado funcionando durante años. Algunos están llegando al final de su vida.
Esos sitios ya tienen permisos para plantas nucleares y todo el aparato para transferir la energía a la red, y la población local ha llegado a apreciar los trabajos y la energía que proporcionan.
Rolls-Royce está comenzando a rodar con una planta nuclear fuera de servicio en Trawsfynydd en Gales, que podría contener dos sistemas de 470MW.
En Canadá, Ontario Power Generation (OPG) está construyendo hasta cuatro nuevos SMR en Darlington, Ontario, donde actualmente tiene cuatro reactores CANDU de cuarenta años en proceso de restauración.
Los nuevos SMR de OPG son los modelos BWRX-300 de GEH que provienen de GE Hitachi y comenzarán a entregar energía en 2028. En realidad, pueden proporcionar energía a los centros de datos, ya que OPG ha firmado un Acuerdo de compra de energía (PPA) con Microsoft, la mayoría de los cuales se completará con energía eólica y solar, pero la energía nuclear puede entrar en la mezcla si llega a tiempo.
¿Primer centro de datos nuclear?
EE.UU. ha visto el primer plan explícito para centros de datos de energía nuclear, aunque no llegará a buen término hasta dentro de diez años.
Green Energy Partners (GEP) cree que ha encontrado la ubicación perfecta: una instalación nuclear existente en Virginia administrada por la empresa eléctrica de Virginia Dominion, cerca de un centro donde una expansión masiva en la capacidad del centro de datos está poniendo a prueba la capacidad de la red para proporcionar cualquier tipo de energía, y mucho menos energía limpia.
Westinghouse construyó dos reactores de agua a presión de 800 MW hace 50 años en el condado de Surry, en el río James, cerca de Jamestown. La compañía planeó dos PWR más en el sitio, pero no han llegado, aunque se renovaron las licencias de los reactores originales para continuar hasta 2052.
Surry está a unos 320 kilómetros del centro de datos del norte de Virginia, donde el condado de Loudoun, en particular, está a punto de estallar, con centros de datos que consumen alrededor del 20 por ciento de la energía disponible y las nuevas construcciones se retrasan con frecuencia por problemas de distribución de energía.
Está en la ruta a la estación de aterrizaje del cable de Virginia Beach, por lo que es potencialmente un buen lugar para aprovechar el tráfico de Internet nacional e internacional, especialmente dado su potencial de energía limpia.
GEP ha comprado 260 hectáreas de terreno al lado del sitio y ha propuesto muchos centros de datos allí, que en algún momento serán alimentados por nuevos SMR, con hidrógeno verde como energía de respaldo.
A partir de 2024, el desarrollador tiene planes para construir 30 nuevos centros de datos en el sitio (un total de 1 gigavatio), que ha denominado Surry Green Energy Center (SGEC).
Inicialmente, estos serán alimentados por la red eléctrica disponible, pero dado que el sitio está al lado de Surry, los centros de datos obtendrán energía nuclear desde el primer día, dijo a DCD el director de operaciones de GEP, Mark Andrews.
“El proyecto es un campus de centro de datos de hiperescala de 1 gigavatio alimentado principalmente por energía nuclear convencional, por así decirlo”, dijo Andrews.
Usando los ingresos de los centros de datos, GEP planea desarrollar energía nuclear en el sitio con hasta seis SMR de 250MW.
Debido a que se requieren permisos estrictos, la energía de SMR podría demorar de 10 a 15 años en comenzar a fluir, dijo a Virginia Business el vicepresidente de desarrollo estratégico de GEP, Bill Puckett.
¿Nuclear más hidrógeno?
GEP también planea producir hidrógeno verde en el sitio, utilizando un sistema combinado que llama "máquina de energía verde" o GEM.
En realidad, hay mucha sinergia entre la energía nuclear y el hidrógeno. Los reactores de agua a presión usan agua calentada muy por encima del punto de ebullición y pueden proporcionar agua residual muy caliente. La electrólisis más eficiente usa agua muy caliente o vapor, por lo que la planta de producción de hidrógeno verde usaría efectivamente el calor residual de los SMR, así como parte de su electricidad sin carbono.
Parte del hidrógeno producido puede mezclarse con gas natural y enviarse por tuberías existentes fuera del sitio, pero una gran cantidad puede usarse en el sitio para respaldo del generador en los centros de datos.
“Como estoy seguro de que saben, los centros de datos requieren redundancia”, nos dijo Andrews. “Por lo tanto, hemos diseñado el proyecto para utilizar generadores de gas natural/hidrógeno que funcionan con aproximadamente 10-15 por ciento de hidrógeno [como respaldo], totalmente convertibles a 100 por cien de hidrógeno dentro de los próximos tres a cinco años”.
Cuando se construyan los SMR, proporcionarán la energía primaria y la energía nuclear convencional se convertirá en la fuente de energía secundaria para respaldo si más de un SMR se desconecta.
La compañía está planeando 14 hectáreas de SMR, junto con 8 hectáreas de producción de hidrógeno.
“Recientemente completamos el período de estudio de factibilidad y nos hemos esforzado mucho en la propiedad”, dijo Andrews.
El proveedor de SMR aún no está determinado, explicó: “Acabamos de comenzar la siguiente fase, por lo que ahora estamos teniendo conversaciones con varias empresas de fabricación de SMR e hidrógeno. A partir de este momento no nos hemos comprometido con ningún socio específico de SMR".
Sin embargo, los comunicados de GEP dicen que ha estado trabajando con el Laboratorio Nacional de Idaho del Departamento de Energía, que también se está asociando con la firma estadounidense SMR NuScale, cuyo diseño Voygr se construye a partir de módulos de 50MW.
Curiosamente, NuScale ya está trabajando en un sistema combinado de hidrógeno verde y nuclear con Shell.
La reticencia de Andrews puede deberse en parte a los reveses mencionados anteriormente en NuScale, cuyo costo de energía proyectado ha aumentado recientemente, lo que hace que su energía sea potencialmente menos competitiva.
Alternativamente, parece que simplemente hay una gama de posibles socios disponibles para los pioneros nucleares.