Por Ed Ansett, cofundador y presidente de i3 Solutions Group
En todo el mundo, la actividad en el espacio de Small Modular Reactor (SMR) se está acelerando. Los gobiernos, los reguladores, las agencias y autoridades atómicas, los fabricantes mundiales de energía, los organismos de investigación y los nuevos participantes en el mercado están ocupados. Para la industria de centros de datos, la pregunta es si los SMR son aplicables al sector. ¿Podrían cambiar la forma en que se alimentan los centros de datos?
Una mirada a los rangos de potencia y los diferentes modelos en desarrollo y las diferentes tecnologías nucleares que se proponen como adecuadas para el sector nos dará más información.
Lo primero a considerar sobre un SMR es su potencia de salida. La Agencia Internacional de Energía Atómica (OIEA) define "pequeño" como menos de 300 MWe, y hasta alrededor de 700 MWe como "mediano".
Por lo tanto, la implementación de un centro de datos grande se encuentra en el extremo pequeño del mercado de SMR.
También hay novedades en la categoría de microrreactores modulares. Sin embargo, la mayor parte de la actividad reciente en términos de regulaciones, licencias e inversiones ha sido en la categoría SMR.
Los SMR en desarrollo y en construcción cuentan una historia
Rolls Royce dice que su SMR generará 470 MWe. Dice que una sola central eléctrica Rolls-Royce SMR ocupará un espacio del tamaño de dos campos de fútbol y alimentará a aproximadamente un millón de hogares, apoyando la electricidad en la red y una gama de soluciones de energía limpia fuera de la red.
En enero de 2023, GE Hitachi anunció un contrato para su BWRX-300, un SMR refrigerado por agua de 300 MWe. Según la compañía, este es el primer contrato comercial para un SMR a escala de red en América del Norte.
Un equipo danés llamado Seaborg está planeando SMR flotantes utilizando barcazas que pueden acomodar reactores de 4x 200MWe. Planea utilizar los astilleros existentes para crear una línea de producción para las barcazas.
En el Reino Unido, la Oficina de Regulación Nuclear está evaluando las presentaciones de varias empresas para la concesión de licencias de sus tecnologías. Estos incluyen a Holtec, con sede en EE.UU. , que presentó su diseño de reactor de agua a presión de 160MWe SMR-160 desarrollado en colaboración con Mitsubishi Electric de Japón y Hyundai Engineering and Construction de Corea del Sur.
X-Energy , una empresa de ingeniería de diseño de reactores nucleares y combustibles, quiere desplegar su reactor de gas de alta temperatura en el Reino Unido, diciendo que quiere abordar la descarbonización industrial así como la generación de electricidad. “El Xe-100 puede entregar electricidad confiable 'siempre encendida'”, dice, “así como aumentar o disminuir los niveles de energía de manera segura en minutos para responder a la demanda o suministro variable”.
UK Atomics es una subsidiaria de la empresa emergente danesa Copenhagen Atomics, que está desarrollando un reactor de sales fundidas de torio en contenedores. Dice que su tecnología está "progresando rápidamente con el primer prototipo de reactor de tamaño completo no radiactivo que se probará en el Reino Unido en 2023". La compañía espera su implementación para 2028.
Para futuros desarrollos de grandes centros de datos, cualquiera que busque un suministro de generación de energía limpio, confiable y bajo en carbono, estos sistemas podrían ser aplicables.
Opciones actuales para alimentar SMR
La Asociación Nuclear Mundial (WNA) dice que se están buscando cuatro opciones principales de tecnología SMR; “reactores de agua ligera, reactores de neutrones rápidos, reactores de alta temperatura moderados con grafito y varios tipos de reactores de sales fundidas (MSR)”.
WNA dice que: "Los reactores de agua ligera se moderan y enfrían con agua ordinaria y tienen el riesgo tecnológico más bajo, siendo similares a la mayoría de los reactores navales y de energía en funcionamiento en la actualidad".
“Los reactores de neutrones rápidos (FNR) son más pequeños y simples que los tipos de agua ligera, tienen un mejor rendimiento de combustible y pueden tener un intervalo de recarga más largo (hasta 20 años), pero es necesario crear un nuevo caso de seguridad para ellos”.
“Los reactores enfriados por gas de alta temperatura usan grafito como moderador (a menos que sea del tipo de neutrones rápidos) y helio, dióxido de carbono o nitrógeno como refrigerante principal”.
“Los reactores de sales fundidas utilizan principalmente sales de fluoruro fundidas como refrigerante principal, a baja presión. El fluoruro de litio-berilio y las sales de fluoruro de litio permanecen líquidos sin presurización hasta 1400 °C, en marcado contraste con un PWR que opera a aproximadamente 315 °C bajo una presión de 150 atmósferas. Los MSR de espectro rápido utilizan refrigerante de sal de cloruro. En la mayoría de los diseños, el combustible se disuelve en el refrigerante principal, pero en algunos, el combustible es un lecho de guijarros”.
WNA también afirma que se están diseñando muchos reactores pequeños para aplicaciones de calor industrial, así como para la generación de energía.
Los reactores de agua ligera están coartados por las limitaciones de presión y funcionan en el rango de 300 a 400 °C. Los reactores rápidos de metal líquido están en el rango de 400 a 600 °C, los reactores de sales fundidas están alrededor de 600 a 700 °C y los reactores de alta temperatura están entre 600 y 900 °C.
Posibles casos de uso para SMR
2022 y 2023 vieron una serie de grandes proyectos de desarrollo de centros de datos en el rango de 200 MWe, muchos de ellos en el sudeste asiático.
El año pasado, Yondr Group dijo que desarrollaría un campus de hiperescala de 200MWe en Malasia. La empresa anunció un plan para desarrollar 29'5 hectáreas de tierra en el parque tecnológico Sedenak de Johor.
Los centros de datos T5 anunciaron el desarrollo planificado de un campus de centro de datos en la nube empresarial y gubernamental de 56'6 hectáreas y 200 MWe en Augusta, Georgia, que describió como el centro de ciberseguridad del sureste de EE.UU.
En Corea del Sur, la empresa de energía y construcción Bosung Group dijo que construirá un campus de centro de datos de 200 Mwe en SolaSeaDo, en la provincia de Jeonnam. La compañía se ha asociado con The Green Korea (TGK), una empresa conjunta entre la firma surcoreana de inversión en energía Energy Innovation Partners (EIP) y Diode Ventures.
Ninguno de estos desarrollos ha hecho ningún anuncio sobre el uso potencial de la energía nuclear como fuente de energía primaria. Hoy, los plazos para la producción y la concesión de licencias de SMR se extienden hasta 2028 y más allá, por lo que podría ser que ninguno de los proyectos publicados actualmente pueda esperar tanto.
Sin embargo, las cosas podrían cambiar rápidamente.