Informe de análisis del tamaño, la cuota de mercado y las tendencias de la energía nuclear por aplicaciones (energía, defensa, otros), por tipo de reactor (reactor de agua a presión y reactor de agua pesada a presión, reactor de agua en ebullición, reactor refrigerado por gas de alta temperatura, reactor reproductor rápido de metal líquido, otros tipos de reactores) y por región (América del Norte, Europa, Asia-Pacífico, Oriente Medio y África, Latinoamérica). Previsiones para el período 2024-2032.

Factores de crecimiento del mercado de la energía nuclear

Creciente necesidad de energía limpia

El aumento de las emisiones de carbono ha perjudicado al mundo y, como consecuencia, las naciones de todo el mundo han comenzado a tomar medidas para reducir su huella de carbono. El Acuerdo de París, en el marco de la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático, se firmó en 2016 para reducir las emisiones de carbono. El pacto abarca la financiación, la adaptación y la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero. Es fundamental reducir significativamente las emisiones globales de gases de efecto invernadero (GEI) para mitigar los efectos nocivos del cambio climático. Se prevé que la demanda de centrales nucleares contribuya a disminuir el aumento de las emisiones de carbono, dado que la generación de electricidad mediante centrales térmicas representa una parte importante de las emisiones netas de carbono.

Factores restrictivos

Intensa competencia por los recursos de energía regenerada.

En todo el mundo, el crecimiento de las energías renovables está en auge. Como resultado, varias regiones tienen menos IED e inversiones en la industria de la energía nuclear. A finales de 2020, la capacidad total instalada de energía nuclear se había expandido en casi 40 GW desde el año 2000, o 2,1 GW/año, hasta alcanzar aproximadamente 392,61 GW. En comparación con la energía nuclear, más de 700 GW deenergía eólicay desde el año 2000 se han añadido 700 GW de capacidad de energía solar.

En comparación con las complejas y masivas centrales nucleares centralizadas, las tecnologías sencillas y distribuidas pueden implementarse con mayor rapidez, lo que contribuye al desarrollo de la capacidad de energía renovable. En 2020, solo se añadieron a la red unos 2,01 GW de capacidad nuclear adicional, a pesar de que China es uno de los líderes mundiales del mercado nuclear por un margen considerable. En el mismo periodo, se pusieron en marcha alrededor de 136 GW de nueva capacidad renovable.

Oportunidades de mercado

Plantas con extensiones de vida útil y políticas positivas

Un número creciente de reactores nucleares se somete a programas de gestión operativa y de envejecimiento a largo plazo en diversos países. Esto contribuye a extender la vida útil del reactor más allá de su propósito inicial, es decir, a garantizar operaciones continuas, seguras y sostenibles, respaldadas por políticas beneficiosas en numerosos países. En los países miembros de la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE), la extensión de la vida útil de los reactores nucleares se ha convertido en algo habitual. La mayoría de los operadores preparan mejoras técnicas, optimizaciones de seguridad, modificaciones en el rendimiento y las características del combustible, programas de recarga y plazos de entrega al solicitar una licencia de operación extendida.

Inicialmente, se preveía que la mayoría de los reactores nucleares funcionarían solo entre 25 y 40 años, pero los análisis de ingeniería permitieron prolongar su vida útil. Más de 85 reactores en Estados Unidos recibieron renovaciones de licencia de la NRC (Comisión Reguladora Nuclear de Estados Unidos), extendiendo su vida útil de 40 a 60 años a finales de 2016. La política energética de Francia se modificó para permitir la extensión de la vida útil de los reactores existentes más allá de los 40 años y para prolongar la reducción prevista de la energía nuclear en parte de su matriz energética.

Análisis de la segmentación del mercado de la energía nuclear

Mediante solicitud

El segmento energético es el principal contribuyente al mercado y se estima que crecerá a una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 2,90% durante el período de pronóstico. La energía nuclear es la energía emitida por los protones y neutrones que componen el núcleo de un átomo. Los núcleos atómicos pueden dividirse en varias piezas para producir fisión nuclear o fusionarse para producir fusión nuclear (cuando los núcleos se fusionan). La tecnología de fusión nuclear aún se encuentra en la etapa de investigación y desarrollo (I+D), mientras que la fisión nuclear se emplea actualmente para generar electricidad. En los próximos años, se prevé que la urbanización mundial se acelere junto con el crecimiento demográfico y económico.

En el sector de la defensa, las aplicaciones de energía nuclear son las más adecuadas para la propulsión de submarinos y buques de la flota naval que permanecen en el mar durante largos períodos sin repostar. El Programa de Energía Nuclear del Ejército (ANPP) fue establecido en 1954 por la Comisión de Energía Atómica y el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos para desarrollar pequeños reactores nucleares de agua a presión y de agua en ebullición para producir electricidad y calefacción en lugares remotos o generalmente inaccesibles. El USS Nautilus, el primer submarino de propulsión atómica, fue botado al océano en 1955. En la década de 1960, el Nautilus allanó el camino para la creación de submarinos con un solo reactor de agua a presión y un portaaviones con ocho unidades de reactor Westinghouse, el USS Enterprise.

Por tipo de reactor

El segmento de reactores de agua a presión (PWR) es el principal contribuyente al mercado y se estima que crecerá a una tasa compuesta anual del 3,05 % durante el período de pronóstico. El diseño de reactor nuclear más utilizado en todo el mundo es el reactor de agua a presión (PWR). En un PWR, se suministra agua a alta presión al núcleo del reactor y se calienta mediante la energía que este libera. La fisión atómica produce calor, que luego se utiliza para generar vapor. La unidad de turbina central hace girar el generador de turbina para producir electricidad utilizando el vapor generado por el intercambio de calor entre el refrigerante de agua y el moderador de agua. El vapor se recoge en el generador de vapor y se transfiere a la unidad de turbina central.

Un reactor CANDU (Canada Deuterium Uranium) es otro nombre para un reactor de agua pesada presurizada (PHWR). Este tipo de reactor se ha desarrollado en Canadá desde la década de 1950. El OIEA estima que, a diciembre de 2020, habrá 48 reactores PHWR en funcionamiento con una capacidad neta combinada de 23,9 GW, la mayoría de los cuales se encuentran en Canadá. Los PHWR suelen quemar óxido de uranio natural no enriquecido como combustible, lo que requiere agua pesada más eficaz como refrigerante. Al permitir que el reactor funcione sin instalaciones de enriquecimiento de combustible y mejorar la economía neutrónica, el agua pesada permite que el reactor utilice ciclos de combustible alternativos. A diferencia de las instalaciones nucleares PWR, los diseños PHWR requieren tubos de presión de paredes delgadas. Esto permite la dispersión de los límites de presión y tubos de presión insignificantes con diámetros pequeños.

Otro tipo de reactor nuclear que produce electricidad es el reactor de agua en ebullición (BWR). Después del PWR, ostenta la segunda mayor cuota de mercado a nivel mundial. Es comparable al PWR, que genera vapor utilizando agua ligera. La discrepancia radica en el funcionamiento del generador de vapor. En un BWR, el núcleo del reactor calienta directamente el agua, produciendo vapor. Un separador de agua y vapor filtra el vapor antes de enviarlo a las turbinas, donde se utiliza para generar energía. El vapor nuevo se descarga en el condensador, donde se condensa en agua, de forma similar al PWR. Con la ayuda de varias bombas, el agua regenerada se bombea fuera del condensador, se calienta y luego se bombea de nuevo al núcleo del reactor.generador diéselEn caso de fallo en la red eléctrica, pone en marcha bombas eléctricas.

El reactor que utiliza uranio como combustible, grafito como moderador y helio como refrigerante se conoce como reactor de gas de alta temperatura. Este reactor genera energía y tiene una potencia calorífica máxima de 950 °C. Son una variante más moderna de los reactores de gas de una generación anterior, que han tenido un uso comercial generalizado, especialmente en el Reino Unido. Con 14 de los 15 reactores GCR en funcionamiento y una capacidad neta de alrededor de 7725 MW, el Reino Unido era el mayor mercado de GCR en diciembre de 2020. La mayor parte de la energía nuclear del país se produce en siete centrales AGR, o reactores avanzados de gas, que forman parte de la segunda generación de reactores de gas británicos de EDF Energy y utilizan dióxido de carbono como refrigerante y grafito como moderador de neutrones.

Como refrigerantes, en los reactores reproductores rápidos de metal líquido (LMFBR) se utilizan diferentes metales líquidos, incluidos sodio, aleación de sodio-potasio, mercurio, plomo, plomo-bismuto y estaño. Mediante el uso de estos refrigerantes, los recursos de uranio se pueden utilizar para producir energía de manera más eficiente. El LMFBR utiliza uranio-238, que no es fisionable pero contiene un 99,3 % de uranio natural, a diferencia de cualquier otra central nuclear convencional. Mediante la absorción de neutrones, se puede crear plutonio-239 a partir de uranio-238. Una de sus características distintivas es que el LMFBR genera más material fisionable del que consume mientras produce energía. Las cinco partes principales del reactor son el núcleo del reactor,intercambiador de calorGenerador de vapor, turbina de vapor y condensador. La mezcla de plutonio y óxido de uranio que compone el núcleo del reactor emite calor y radiación. El calor producido es capturado por el sodio líquido, que luego se utiliza para calentar el segundo circuito de sodio antes de calentar el agua. El generador se activa mediante el vapor generado.

Perspectivas regionales

América del Norte: Región dominante con una tasa de crecimiento del 3,00%.

América del Norte es el principal contribuyente y se espera que crezca a una CAGR del 3,00% durante el período de pronóstico. La energía nuclear es un enfoque principal en América del Norte. Mientras aprenden sobre el potencial de los reactores modulares compactos, EE. UU. y Canadá se están concentrando en extender la vida útil de las centrales nucleares. A noviembre de 2021, Estados Unidos operaba la flota de reactores nucleares más grande del mundo, con 93 unidades distribuidas en casi 30 estados y una capacidad total de 95,5 GW. Con más del 31% de la energía nuclear mundial generada en 2020, Estados Unidos es uno de los mayores productores de energía nuclear del mundo. En 2020, los reactores nucleares del país generaron 790 TWh de energía, un pequeño 2,3% menos que la cantidad generada en 2019.

En Europa, la energía nuclear representó más del 22 % de la matriz energética en 2020, convirtiéndose en una de las fuentes más importantes. Sin embargo, en los próximos años, los gobiernos de algunos países importantes, como Alemania, Francia, España y otros, tienen previsto desmantelar algunos de sus reactores nucleares. Las centrales nucleares suelen tener una vida útil de entre 30 y 40 años. Muchos de los reactores europeos se acercan a esta edad y necesitarán mejoras y prolongación de su vida útil, ya que la mayoría se construyeron en las décadas de 1960 y 1970. Se prevé que el mercado europeo de energía nuclear experimente un ligero descenso en la incorporación de nueva capacidad. Además, se espera que el sector se vea limitado por problemas como la escasez de agua y las inversiones en el campo de las energías renovables.

Para 2021, China contará con el programa de construcción de nuevas centrales nucleares más extenso del mundo. Se prevé que esta sólida cartera de proyectos mejore las perspectivas del mercado nuclear chino, que anteriormente se enfrentó a desafíos regulatorios debido a la decisión del gobierno de suspender las aprobaciones de reactores nucleares hasta que se completara una revisión de los planes tras el desastre de Fukushima en Japón en 2011. China desarrolla instalaciones nucleares utilizando la tecnología más avanzada y estándares rigurosos. Controla minuciosamente cada etapa del ciclo de vida de una central nuclear, desde el diseño y la construcción hasta la operación y el desmantelamiento. En diciembre de 2021, China contaba con 52 reactores nucleares en funcionamiento, con una capacidad total combinada de 49,77 GWe.

Cuando se crearon las administraciones de Brasil y Argentina en la década de 1960 con énfasis en la producción de energía nuclear, se observaron por primera vez proyectos de energía nuclear en Sudamérica. Se espera que el mercado de energía nuclear en la región crezca debido a los objetivos de ambas naciones de construir reactores nucleares adicionales en los próximos años. Se prevé que Brasil experimente un modesto aumento en la energía nuclear debido a las crecientes ambiciones de descarbonización y al aumento de la demanda de energía. Brasil cuenta con dos reactores nucleares, que producen alrededor del 3% de la electricidad del país a agosto de 2021. En 1982, el primer reactor nuclear comenzó a operar con fines comerciales. Eletrobrás y Westinghouse unieron fuerzas en febrero de 2020 para extender la vida útil de Angra 1, la primera central nuclear, de 40 a 60 años.