DOW en Camino a la Fabricación de Productos Químicos Utilizando Pequeños Reactores Modulares

Cuando Dow y X-energy firmaron un acuerdo para desarrollar un reactor nuclear avanzado en uno de los sitios de Dow a lo largo de la Costa del Golfo, fue un gran problema: una tecnología que ambos otorgarán en licencia a otros clientes industriales.

Dow trabajará con X-energy para construir el denominado reactor refrigerado por gas de alta temperatura Xe-100 para fabricar compuestos químicos. Los reactores de Generación IV son más conocidos por la generación de electricidad. Pero también pueden ser utilizados por la industria. Debido a que operan a 800 grados centígrados, pueden procesar productos químicos, desalinizar el agua del océano y producir hidrógeno limpio para la electricidad y el transporte. Incluso pueden reemplazar las plantas de carbón cerradas, restaurando la salud económica de las regiones devastadas del país.

"La utilización de la tecnología nuclear de cuarta generación de X-energy permitirá a Dow dar un paso importante en la reducción de nuestras emisiones de carbono al mismo tiempo que ofrece productos con una menor huella de carbono a nuestros clientes y a la sociedad", dijo Jim Fitterling, director ejecutivo de Dow, en un comunicado. "La colaboración con X-energy y el DOE servirá como un ejemplo destacado de cómo el sector industrial puede descarbonizarse de manera segura, efectiva y asequible".

Las compañías eligieron un sitio de Union Carbide en el condado de Calhoun, Texas, y esperan que el proyecto entre en funcionamiento en 2030. Dow también está tomando una posición de propiedad minoritaria en X-energy. Cada reactor modular puede generar 80 megavatios. Pero se pueden apilar para producir 320 megavatios, proporcionando energía de carga base limpia, confiable y segura para respaldar sistemas eléctricos o aplicaciones industriales.

Los reactores nucleares estadounidenses existentes son de segunda generación, aunque Southern Company tiene reactores de tercera generación desarrollados por Westinghouse. Los pequeños reactores modulares son la cuarta generación, produciendo más electricidad a menor costo. La tercera y cuarta generación se apagarán automáticamente durante una emergencia.

Los reactores de tamaño adecuado van desde 50 MW a 300 MW. Pero los módulos se pueden combinar para formar una planta de 1 gigavatio.

Actualmente, el 99% de la producción mundial de hidrógeno proviene de combustibles fósiles. Eso se llama hidrógeno gris. El objetivo es llegar al hidrógeno verde, mediante el cual paneles solares o aerogeneradores producen electricidad mediante un electrolizador. Pero el calor y la electricidad de la energía nuclear también pueden dividir la molécula de agua para producir hidrógeno, que refina el petróleo, produce acero y fabrica productos químicos.

La tecnología HTGR de X-energy puede soportar amplias aplicaciones industriales a través de su producción de calor y vapor a alta temperatura. El Departamento de Energía de EE. UU. eligió a X-energy para recibir hasta $1200 millones para desarrollar, licenciar, construir y demostrar un reactor operativo avanzado y una instalación de fabricación de combustible para fines de la década.

"Desde el principio hasta el final de la cadena de suministro, nuestra tecnología puede suministrar energía y calor a las empresas en la mayoría de los sectores de la economía para ayudar a limitar su huella de carbono. Estamos encantados de trabajar con Dow para entregar un proyecto exitoso e ilustrar el aplicaciones amplias y altamente flexibles de la tecnología de energía nuclear patentada de X-energy", dijo el CEO de X-energy, J. Clay Sell.

Tal proceso es libre de emisiones y muy necesario. Según la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU., la energía eléctrica provocó el 25 % de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero, mientras que las operaciones industriales representaron el 24 %. El transporte representó el 27%, todo en 2020. La Agencia Internacional de Energía Atómica dice que el uso de la energía nuclear deberá duplicarse para 2050 para cumplir con los objetivos climáticos globales.

Según un artículo de la revista Power, Dow eligió un área de 4700 acres por hora al noreste de Corpus Christi porque produce más de 4 millones de libras de materiales al año, que se utilizan en el envasado de alimentos, la instalación de alambres y cables y en la industria farmacéutica. El proyecto reducirá 440.000 toneladas de CO2 al año en comparación con las turbinas de gas.

"Dow espera retirar estas turbinas a principios de la próxima década", dijo a POWER Kreshka Young, directora comercial de Energía y Clima de América del Norte de Dow, y agregó que Dow "evaluará las opciones para la venta de cualquier exceso de energía producida".

"Cada sitio tiene un perfil único de requisitos de energía y vapor. Como tal, no existe un enfoque único para el suministro de los sitios de Dow", agregó Young. "En cambio, se requerirá una amplia cartera de opciones, que incluya tecnologías convencionales de energía y vapor, captura y secuestro de carbono, hidrógeno limpio y energías renovables, además de la energía nuclear, para optimizar el camino a cero de Dow".

La selección del sitio sigue a un anuncio de Westingtonhouse Electric Company para diseñar un pequeño reactor modular: módulos equivalentes a 300 MW que tienen una característica de seguridad pasiva. Su diseño se realizará en 2027, y le dice a CNBC que su construcción costará alrededor de $ 1 mil millones.

Mientras tanto, TerraPower y GE Hitachi Nuclear Energy lanzaron el proyecto Natrium en septiembre de 2020: un pequeño reactor modular que esperan comercializar para 2030. Ahora están probando la tecnología, junto con PacifiCorp de Berkshire Hathaway. Los reactores de Natrium supuestamente son capaces de reafirmar la energía eólica y solar. En otras palabras, sería un generador de respaldo limpio.

Sin duda, algunos obstáculos están en el camino. El único proveedor del combustible requerido, HALEU, es la empresa estatal rusa TENEX, que no es deseable en las circunstancias actuales. Pero los incentivos federales podrían catalizar la producción nacional del combustible y crear una cadena de valor duradera. De lo contrario, Australia, Canadá y Kazajstán también lo proporcionan.

Al mismo tiempo, el costo de construir esos reactores nucleares avanzados es difícil de cuantificar. Habrá más certeza después de que los desarrolladores comiencen a diseñar plantas y modelar los gastos.

"La electricidad es la fruta madura", dijo Patrick White, gerente de proyectos de la Alianza de Innovación Nuclear, en una charla con este escritor. "Todavía no hemos integrado la energía nuclear con grandes instalaciones químicas. Puede haber algunos contratiempos y cosas por resolver. Pero veremos los primeros reactores para aplicaciones industriales a finales de la década. El objetivo es la descarbonización".

Las empresas se inscribirán en masa después de construir los reactores cuarto y quinto, concluye, que es la aspiración que tienen Dow y X-energy.