En un acontecimiento que reescribe los límites de la transición energética global, India inauguró la primera planta de producción de hidrógeno del mundo que utiliza directamente el calor generado por un reactor nuclear, prescindiendo de la electricidad como fuente primaria de energía.
La instalación, ubicada en el Centro Indira Gandhi para la Investigación Atómica (IGCAR) en Kalpakkam, estado de Tamil Nadu, fue desarrollada íntegramente con tecnología india por el Centro de Investigación Atómica Bhabha (BARC) de Mumbai en colaboración con el IGCAR, y representa un cambio de paradigma en la producción de hidrógeno.
En lugar de recurrir a la electrólisis convencional, que consume grandes cantidades de electricidad, la instalación aprovecha el calor de proceso del Reactor Rápido de Prueba (FBTR) para impulsar una serie de reacciones termoquímicas que separan el agua en hidrógeno y oxígeno, con una huella de carbono prácticamente nula.
El Dr. Ajit Kumar Mohanty, máximo responsable del DAE, dijo: “La energía nuclear, con su capacidad única para proporcionar electricidad libre de carbono y calor de proceso a alta temperatura, está idealmente posicionada para apoyar la producción de hidrógeno a gran escala, contribuyendo a la seguridad energética de India, a sus objetivos de descarbonización y al desarrollo sostenible a largo plazo”.
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Una tecnología revolucionaria: el ciclo termoquímico Cobre-Cloro
El corazón de esta instalación pionera es el ciclo termoquímico Cobre-Cloro (Cu–Cl), una tecnología que ha sido objeto de investigación durante décadas en diversos centros del mundo, pero que India es el primer país en implementar a escala operativa.
A diferencia de los métodos convencionales de producción de hidrógeno, que dependen en gran medida de combustibles fósiles o de electricidad, el ciclo Cu–Cl utiliza una serie de compuestos de cobre y cloro que actúan como catalizadores en un circuito cerrado y completamente reciclable.
El proceso, que opera a una temperatura máxima de alrededor de 530°C, significativamente inferior a la de otros ciclos termoquímicos como el de azufre-yodo, que requiere más de 850°C, descompone el agua en hidrógeno y oxígeno mediante una combinación de etapas termoquímicas y electroquímicas.
Una de las ventajas más significativas de esta tecnología es la drástica reducción del consumo eléctrico. Mientras que la electrólisis convencional requiere voltajes elevados para dividir la molécula de agua, la etapa electroquímica del ciclo Cu–Cl opera entre 0,6 y 1,0 voltios, con la posibilidad de alcanzar 0,5 voltios a densidades de corriente más bajas, lo que reduce considerablemente la demanda de electricidad.
El resultado es un proceso que elimina las emisiones de gases de efecto invernadero asociadas a los métodos convencionales de producción de hidrógeno, al tiempo que mejora sustancialmente la eficiencia energética global.
El Reactor Rápido de Prueba: corazón de la instalación
La planta de hidrógeno obtiene su calor de proceso del Reactor Rápido de Prueba (FBTR), un reactor de 40 MWt refrigerado por sodio que ha sido un pilar de la investigación nuclear india desde que alcanzó la criticalidad inicial (el inicio de una reacción nuclear en cadena autosostenida) en 1985.
El reactor, que incrementó gradualmente su potencia hasta alcanzar su capacidad nominal de 40 MWt en 2022, ha servido durante más de cuatro décadas como banco de pruebas para el desarrollo de combustibles avanzados y tecnologías de manipulación de sodio.
La instalación de producción de hidrógeno se encuentra en el mismo complejo que el Reactor Rápido Prototipo (PFBR), un reactor comercial de 500 MWe que alcanzó su primera criticalidad en abril de 2026, un hito crucial en la segunda etapa del programa nuclear de tres fases de India.
La proximidad de ambas instalaciones sienta las bases para futuras expansiones, ya que el DAE y el BARC planean establecer una nueva planta con una capacidad de 3.000 litros normales de hidrógeno por hora (NL/h), que se considera comercialmente viable, en las proximidades del PFBR.
Sreekumar G. Pillai, director del IGCAR, destacó la importancia de este logro: “La demostración exitosa de la producción de hidrógeno utilizando calor de proceso nuclear muestra la versatilidad de los sistemas nucleares avanzados y subraya la capacidad del IGCAR para liderar innovaciones tecnológicas transformadoras”.
Capacidad actual y planes de escalamiento
La planta actual, concebida como un demostrador tecnológico, tiene una capacidad de producción de 150 litros normales de hidrógeno por hora (NL/h). Aunque esta cifra pueda parecer modesta en términos absolutos, su objetivo primordial es validar la tecnología en condiciones operativas reales, proporcionar experiencia valiosa y facilitar la optimización del proceso Cu–Cl para su posterior escalamiento.
El BARC y el DAE ya han trazado una hoja de ruta para la expansión de esta tecnología. La siguiente fase contempla la construcción de una instalación con una capacidad de 3.000 NL/h, que según los cálculos de los científicos del BARC, alcanzaría la viabilidad comercial. Esta nueva planta se ubicaría probablemente en las cercanías del PFBR, aprovechando la infraestructura existente y el calor de proceso del reactor comercial.
Además, la estrategia energética de India contempla el desarrollo de un reactor refrigerado por gas de alta temperatura de 5 MWt que podría acoplarse a la producción termoquímica de hidrógeno, con una unidad piloto propuesta para el campus de I+D del BARC en Vizag, Andhra Pradesh.
Implicaciones globales: un nuevo paradigma para la energía limpia
El éxito de esta instalación tiene profundas implicaciones para el panorama energético mundial. La producción actual de hidrógeno está dominada por el reformado con vapor de metano a partir de combustibles fósiles, que genera importantes emisiones de carbono, y por la electrólisis, que requiere grandes cantidades de electricidad.
Según datos de la Agencia Internacional de la Energía (AIE), menos del 1% de la producción mundial de 97 millones de toneladas en 2023 era hidrógeno de bajas emisiones.
La tecnología desarrollada por India ofrece una tercera vía: la producción de hidrógeno mediante calor nuclear, que combina la alta densidad energética de la fisión nuclear con la versatilidad del hidrógeno como vector energético.
Dicha convergencia permite abordar sectores difíciles de descarbonizar, como la siderurgia, la industria petroquímica, el transporte marítimo y la aviación, que requieren grandes cantidades de calor y combustibles de alta densidad energética que la electricidad renovable por sí sola no puede proporcionar fácilmente.
El DAE subrayó que la integración exitosa del calor de proceso nuclear con la generación de hidrógeno marca un avance tecnológico pionero y abre una vía prometedora para la producción de hidrógeno libre de carbono a gran escala utilizando reactores nucleares avanzados.
Si la tecnología demuestra su viabilidad comercial en las próximas fases de escalamiento, podría alterar fundamentalmente la economía de la producción de hidrógeno y expandir el papel del programa nuclear autóctono de India más allá de la generación eléctrica.
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