Home > La larga marcha de la fusión nuclear y la gestión estratégica de grandes proyectos científicos internacionales

Palabras clave: Justificación fusión nuclear, análisis estratégico, Acuerdo ITER, proyecto ITER, integración vertical, integración horizontal, caracterización del producto, gobernanza del proyecto, central de generación DEMO.

Key words: Rationale for nuclear fusion, strategic analysis, ITER Agreement, ITER project, vertical integration, horizontal integration, product characterization, project governance, DEMO power plant.

Resumen: El artículo intenta demostrar los beneficios de realizar con la debida anticipación un análisis estratégico en grandes proyectos científicos, tomando como ejemplo el Acuerdo ITER y el subsiguiente proyecto de diseño y construcción de ITER. Este reactor de fusión es el fruto de una colaboración mundial que intenta demostrar la viabilidad técnica de la fusión nuclear como fuente de energía. El artículo incluye también una justificación de la actual apuesta por la tecnología de fusión.

Abstract: This article highlights the benefits of performing with due advance a strategic analysis of big science projects, taking as example the ITER Agreement and the subsequent ITER design and construction project. This fusion reactor is the outcome of a worldwide collaboration that tries to prove the technical feasibility of nuclear fusion. The article also includes a justification for the actual bet for fusion technology.

Autor: Rafael de la Calle Andrés

El acuerdo entre las superpotencias (EE.UU., Unión Soviética, Reino Unido y Francia) para el desarrollo conjunto de la energía de fusión se concretó en el año 1985 con la intención de hacer viable una fuente de energía limpia, segura y sostenible. La carrera hacia la domesticación de las reacciones de fusión nuclear se había iniciado. En estas reacciones, pequeñas cantidades de materia son obligadas a fusionarse y en este proceso se genera energía según la conocida ecuación E=m.c2. La fusión se produce tras calentar el combustible a altísimas temperaturas y convertirlo en plasma, estado de la materia similar a un gas.

Hubo que esperar al año 2006 para que los siete socios (Unión Europea, EE.UU., China, Rusia, Japón, India y Corea del Sur) del proyecto firmasen el Acuerdo ITER –que significa "el camino" en latín– dando nacimiento a Organización ITER, responsable de la construcción, operación y desmantelamiento del reactor de fusión ITER. La UE contribuye al proyecto –gracias al presupuesto gestionado por la Comisión Europea dentro del programa EURATOM– con el 46% de la financiación, y el resto de socios con el 9% cada uno. El 20% de la contribución europea proviene de Francia. El acuerdo especifica que la contribución de cada miembro se realizará en especie, esto es, físicamente en materiales, componentes y equipos hasta un 90% del total. Esto significa que el presupuesto de Organización ITER es limitado y se reduce a cubrir gastos de personal, gastos de servicios de ingeniería y el suministro de algunos servicios y sistemas transversales.

El presupuesto actual para la fase de construcción es de 15 mil millones de euros. Se prevén unos 10 años de construcción, 20 de operación y 5 de desactivación. La intención es la de producir un primer plasma dentro del reactor en el año 2021. En el año 2008 el presupuesto era de 7 mil millones de euros y la fecha estimada para el primer plasma el año 2018. Evidentemente se esperan nuevos retrasos según se vayan haciendo evidentes las dificultades propias de la fase final de construcción y montaje ya iniciada.

Una inversión necesaria

Antes de continuar convendría justificar porqué tamaña inversión es necesaria. En primer lugar, los resultados obtenidos en los reactores de fusión experimentales actualmente en funcionamiento, demuestran que controlar la fusión es posible. El siguiente paso, el reactor ITER, pretende ser el primer reactor de este tipo con un rendimiento positivo (que la energía generada en las reacciones de fusión sea diez veces superior a la energía inyectada para crear, calentar y confinar el plasma). A ITER le sucederían varias plantas DEMO conectadas a la red, que deberían demostrar la viabilidad comercial de este tipo de generación.

En segundo lugar, descartando los combustibles fósiles por su inevitable agotamiento, no nos quedan más que la energía solar + eólica (asociadas a un sistema de almacenamiento o de apoyo) y la fisión + fusión nuclear como tecnologías con la capacidad de hacer frente a la enorme demanda de energía de la humanidad. Y aunque se nos avise de que la fusión no llegará a tiempo para evitar una crisis climática –que acaso ya ha comenzado– más vale que tengamos una alternativa para el día después. Tampoco hay que olvidar –especialmente en Europa– el aspecto geoestratégico de la seguridad del suministro. El proyecto DESERTEC pretende sembrar el Sahara con plantas solares, pero ¿cómo asegurar un suministro fiable?

En tercer lugar, el valor de cualquier nueva tecnología que sea capaz de hacerse con el 1% del mercado energético mundial sería de 21 mil millones de euros anuales; y si esta tecnología evitase –aumentando la seguridad del suministro y reduciendo la volatilidad del mercado– una subida del 10% del precio de la energía nos estaría ahorrando 210 mil millones de euros anuales.

En cuarto lugar, los estudios realizados para estudiar la viabilidad comercial de las futuras plantas de fusión (entrada en operación prevista entre el 2050 y el 2080) demuestran, dentro de la incertidumbre propia de estas proyecciones a largo plazo, la competitividad de estas plantas frente a otras alternativas, especialmente si se implementan políticas que limiten las emisiones de dióxido de carbono. La mayor amenaza para esta viabilidad reside en la disponibilidad y fiabilidad de la planta de generación, amenazada la primera por la necesidad de reparar regularmente las paredes interiores del reactor dañadas por el plasma y la segunda por la complejidad de todos los sistemas.

En quinto lugar, teniendo en cuenta el grado de desarrollo de la tecnología de fusión, las inversiones realizadas en I+D son razonables en comparación histórica con otras tecnologías ahora maduras.

El incremento presupuestario y los retrasos mencionados anteriormente desvelan las dificultades a las que se enfrenta un proyecto de la extraordinaria complejidad técnica de ITER. La pregunta es si es todo una cuestión de enrevesamiento técnico o si hay otros factores que frenan el avance del diseño y de la construcción. En este artículo vamos a centrarnos en el reto estratégico y organizativo del proyecto sin entrar en detalles técnicos.

Análisis estratégico y organizativo

A pesar de las grandes cifras que maneja el mercado mundial de la energía, ITER es un proyecto de investigación que se financia con fondos públicos y se gestiona por las administraciones públicas. Por lo tanto es necesario verificar si sería posible mejorar la eficacia de la estructura puesta en marcha y evitar –no ya el improbable descarrilamiento del programa– sino la mala utilización de los recursos puestos a disposición ya que estos son siempre escasos y lo que se invierte en ITER se descuenta de otros programas tanto de investigación como de otros sectores.

Las organizaciones que participan en el proyecto son la propia Organización ITER (el operador del reactor, responsable de establecer las especificaciones funcionales de los sistemas a construir), las 7 Agencias Domésticas (responsables de entregar los sistemas una vez diseñados y fabricados a partir de los requisitos recibidos) y el país anfitrión que es Francia (responsable de proporcionar el emplazamiento y las infraestructuras básicas). Tampoco podemos olvidar que el reactor ITER ha sido clasificado como una "Instalación Nuclear de Base" y por lo tanto necesita obtener de la Autoridad de Seguridad Nuclear francesa la correspondiente licencia de explotación.

Los socios fundadores decidieron no mancomunar los recursos presupuestarios y humanos necesarios en Organización ITER, sino que prefirieron reservarse el control directo a costa de debilitar la entidad encargada de especificar e integrar los sistemas. No es sólo una cuestión de poder, ya que ¿cuáles son las implicaciones prácticas que tiene el disociar en un proyecto tan complejo la entidad que especifica los requisitos técnicos de las que ejecutan el presupuesto?, ¿cuáles son las implicaciones que supone trocear un reactor tan complejo y jamás construido anteriormente en pequeños lotes entre los diferentes donantes? Para alcanzar un acuerdo, las exigencias de los socios hicieron necesario que todos los sistemas –incluso los menos modulares– del reactor fuesen divididos. Evidentemente la multiplicación de interfaces, sean materiales o humanos, tiene un impacto nada desdeñable.

Con el fin de gestionar el presupuesto y proveer los sistemas correspondientes a la contribución de la UE al proyecto ITER, la Comisión Europea creó la agencia doméstica europea denominada Fusion For Energy (F4E, establecida en el 2007 con sede en Barcelona, España). El papel de liderazgo europeo en este proyecto resulta evidente teniendo en cuenta el emplazamiento del reactor y la aportación del 45% del presupuesto por el socio europeo. Observamos por tanto como dos organizaciones recién creadas, Organización ITER y F4E, han de enfrentarse a uno de los más complejos proyectos de investigación jamás abordado. Ha de tenerse en cuenta que ITER no es una extrapolación de reactores anteriores, sino un salto de un orden de magnitud en muchos de sus parámetros. Y sin embargo, a pesar de estas obvias dificultades con las que se encontró el proyecto ya de nacimiento, aún cabía levantar otras barreras como es la de la dispersión geográfica, ya que Organización ITER se encuentra en Cadarache (Francia, 100km al norte de Marsella) mientras que F4E en Barcelona. Se convino en su día que Barcelona fuese la sede de la agencia doméstica europea como compensación a la derrota de la candidatura española para albergar el reactor que lo situaba en Vandellós (Tarragona). Acaso una mejor compensación pensando en lo mejor para el proyecto hubiera sido la de un predeterminado retorno industrial a España en la forma de servicios y equipos para el reactor.

Corresponde ahora preguntarse porqué se han tomado una serie de decisiones que cabría definir de ingenuas. Ciertamente es ingenuo pensar que la capacidad profesional de los empleados en estas organizaciones va a ser capaz de compensar no ya el déficit organizacional inherente a cualquier estructura neófita sino también la aparente ausencia de una estrategia adecuada. Poniendo entre paréntesis las lógicas limitaciones y compromisos que hubo que superar para alcanzar un acuerdo entre los socios y los entresijos de la política que desconozco, el origen del problema podría estar en que el análisis estratégico formalizado y exhaustivo no forma parte de la cultura de este tipo de proyectos científicos.

Un análisis estratégico hubiera caracterizado ITER como una máquina única, muy específica en su absoluta falta de precedentes, que además necesita de un altísimo número de interacciones para hacer avanzar el proyecto a través de todos los interfazes que la propia estructura del proyecto ha interpuesto. La conclusión del análisis es que la integración vertical –coordinación de los interfaces– sería la gobernanza más adecuada, lo que llevaría a internalizar las actividades dentro de una estructura unificada y utilizar el "in-sourcing" para incluir todas las capacidades que puedan ofrecer las empresas privadas. Partiendo de la base errónea de un diseño suficientemente avanzado para ser transferido sin un riesgo excesivo a la iniciativa privada, se estimó que las agencias domésticas diseñadas como oficinas de compras serían suficientes. Y sin embargo, gastar un presupuesto con las debidas garantías no es nada fácil si no se cuenta con un diseño suficientemente consolidado. Aún más, el desarrollo del diseño hubiera dado a las agencias domésticas el control sobre una actividad –excelencia técnica y diseño de detalle– clave en la cadena de generación de valor dentro de cualquier empresa en contraste con otra que difícilmente puede aspirar a serlo –la gestión de la contratación–. Una estructura creada para asignar y supervisar contratos se verá en dificultades dado que no existe una base industrial madura que permita manejar eficazmente las relaciones cliente-suministrador desde el control remoto que suponen las relaciones contractuales clásicas. Esto se debe a que el salto que hay que dar para convertir las especificaciones funcionales en un diseño construible y aceptable por los socios es todavía demasiado grande y la falta de precedentes lo convierte en una tarea ingente.

En este punto conviene mencionar la importancia que la colaboración de los diferentes laboratorios europeos expertos en fusión tendría para asegurar el éxito de la empresa. Esta colaboración correspondería a una integración horizontal –coordinación del conocimiento– como complemento a la integración vertical descrita anteriormente. Por el momento parece que el rol de estos laboratorios es más la de controlar a distancia a la agencia doméstica europea. Sin duda la orientación de esta última como gestora de un presupuesto más que centralizadora de recursos y soluciones técnicas ha dificultado una colaboración más estrecha y fluida entre gestores del presupuesto y expertos en tecnologías para la fusión.

Como se ha explicado anteriormente, el núcleo central de las operaciones no debería ser otro que el de un ingente esfuerzo de ingeniería, de papel y lápiz, a realizar dentro de una fuerte estructura unificada legal y geográficamente con capacidad para gestionar su propio presupuesto. Además debería estar dotada de una normativa de personal y financiera acorde con las necesidades de una empresa dedicada a la ingeniería y a la contratación de suministradores. En este sentido ya se ha demostrado el escaso recorrido que tiene aplicar normas y procedimientos extraídos de la función pública europea, con toda su cultura subyacente, a empresas como la que estamos proponiendo. Además la escala de tiempos de este proyecto hace aún más viable esta internalización de recursos.

Gobernanza. Colaboración o competición

Conviene precisar aún más el punto anterior ya que permite profundizar en una cuestión interesante. El complemento necesario a una integración vertical que no siempre es posible realizar con la profundidad deseada son estructuras de colaboración a largo plazo con la iniciativa privada: alianzas, consorcios, "joint ventures", "make then buy", etc. Y sin embargo si la normativa de contratación de la Comisión Europea que ha heredado F4E no permite más que rígidas y distantes relaciones contractuales cliente-suministrador se está limitando de entrada la flexibilidad necesaria para adaptarse a las características del proyecto. Por otro lado, las limitaciones políticas tanto para adaptar con agilidad el presupuesto comunitario a los inevitables e importantes sobrecostes del proyecto como para atraer (contratos de duración limitada) y contratar al personal necesario con status de funcionario de la Comisión Europea (límites en la cantidad) son otros elementos que se contradicen con la naturaleza del proyecto. Por todo ello cabría preguntarse de cara a futuros proyectos científicos si la gestión directa por parte de la Comisión Europea es una decisión idónea y si no habría otras opciones. Parece que se ha confundido la necesidad de que Europa lidere grandes proyectos de investigación con que la gestión ejecutiva deba depender directamente de la Comisión Europea. Se busca visibilidad y prestigio como promotores de la "Worldwide Big Science", sin hacerse cargo que hay que intentar pensar siempre en lo mejor para el proyecto.

En un plano más conceptual podríamos poner en cuestión –considerando los muy complicados interfaces internacionales– la necesidad de urdir proyectos tecnológicos multinacionales tan complejos. Surge la duda de si esta complicación creada con la muy buena voluntad de favorecer el desarrollo de nuevas tecnologías con fines pacíficos y la colaboración internacional pueda estar pasada de moda tras la caída del telón de acero. El mundo hoy alumbra potencias emergentes con abundantes recursos financieros y tecnológicos en varios rincones del planeta y el auge del comercio global relaja las tensiones geopolíticas y asegura la convivencia entre potencias. En este contexto y dando por seguro que en la carrera final hacia la fusión las grandes potencias irán por libre, ¿no sería más sencillo favorecer la sana competencia internacional?, ¿no sería de gran provecho y motivación poder comparar los métodos y los resultados de por ejemplo un reactor liderado por China con otro bajo control Europeo?

Nos queda analizar la viabilidad de la propuesta planteada –mancomunar recursos e integrarse verticalmente– en el marco del ya firmado Acuerdo ITER. Sin duda un proceso demasiado complejo y costoso políticamente tanto para ser abordado en estas líneas como para que sea viable en estos momentos. En todo caso supondría una enmienda que requeriría la unanimidad de los socios. Por otro lado, una mayor integración de las agencias domésticas con sus colegas de Organización ITER en Cadarache debería ser mucho más sencilla de llevar a cabo ya que se trataría de una decisión interna dentro de cada agencia.

Conclusión

El proyecto ITER es un reto a largo plazo, una maratón que debemos recorrer para tener recurso a ese as en la manga que nos saque del atolladero climático-energético en el que nos hemos metido. Sería una lástima que la viabilidad técnica del proyecto se pueda llegar a ver cuestionada cuando en realidad es otra la problemática actual. Si la política estuvo a la altura para poner en marcha el proyecto, también es exigible que no se esconda ahora tras la complejidad técnica del mismo y sepa rectificar dado que ya ha habido tiempo de hacer un diagnóstico. Sin duda se están realizando esfuerzos en este sentido, como la iniciativa de integración denominada ITER Unique Team.

Como conclusión general convendría resaltar que una visión estratégica razonada y formalizada con la debida profesionalidad y antelación es condición indispensable antes de poner en marcha cualquier proyecto de esta envergadura. En caso contrario nos encontraremos con organizaciones funcionando en modo ad-hoc y sometidas a reorganizaciones sucesivas. Aunque el jazz nos enseña que se puede crear música improvisando, los grandes proyectos de ingeniería no parecen regirse por la misma lógica.

PD: al mismo tiempo que se preparaba este artículo –otoño 2012– tuvieron lugar dos hechos relevantes. Por un lado el anuncio por parte de una potencia mediana como Corea del Sur de un proyecto financiado inicialmente con 1.000 millones de dólares para la construcción de una planta generadora DEMO a completar en el 2030 (que se añade al los programas DEMO de otras grandes potencias), y por otro lado, EURATOM hacía público un "white paper" sobre el programa DEMO europeo (adelantándose así incluso a la planificación china hacia DEMO). ¿No estará ocurriendo que mientras otros se organizan con programas muy ambiciosos que avanzan paralelamente a ITER la UE se ve frenada por estar obligada a liderar un proyecto con más trabas como es ITER?

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