Atención, pregunta: ¿Cuánto costará la construcción del reactor de fusión experimental ITER?

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Foto de ITER en construcción realizada por el fotógrafo alemán Christian Lünig (publicada en Twitter).

La construcción de ITER, el reactor de fusión experimental en Cadarache, Francia, debería finalizar en 2025; entonces se inyectarán los primeros plasmas de deuterio, aunque la primera ignición de la fusión con tritio se retrasará hasta 2035. Su coste de construcción se estimaba hace cinco años en 15 millardos de dólares, pero en 2016 se estimó en 22 millardos de dólares. Sin embargo, un informe del DOE (US Department of Energy) para un comité del Senado de EE.UU. afirma que alcanzará los 65 millardos de dólares. Quizás sea una exageración, pero dicho informe es la primera vez que DOE critica de forma pública a la Organización ITER. Bernard Bigot, director de ITER, afirma que no hay ninguna razón para que en los próximos años el coste final supere los 22 millardos de dólares.

¿Por qué el portavoz de DOE realiza una estimación de coste tan pesimista? Nadie lo sabe con certeza. El informe tiene por objeto solicitar 75 millones de dólares en metálico para ITER (ahora mismo EE.UU. debe 65 millones de dólares en metálico a ITER). Para el año fiscal 2018, la contribución de EE.UU. a ITER será de 122 millones de dólares; hasta el año 2017, su contribución total ha sido de 1,1 millardos de dólares (975 millones en especie y 145 millones en efectivo). El informe del DOE recuerda que el coste inicial de iba a ser de 6,4 millardos de dólares y afirma que no hay garantías suficientes de que los costes no se disparen hasta un factor de diez, hasta alcanzar los 65 millardos de dólares.

¿Cómo afectará este informe a la relación entre los siete miembros de la colaboración ITER? China, India, Japón, Rusia, Corea del Sur, EE.UU. y la Unión Europea deben trabajar al unísono y con gran confianza mutua para garantizar el éxito de esta instalación experimental. Todos los que confiamos en que la fusión nuclear será el futuro de la energía en la segunda mitad del siglo XXI esperamos que el informe del DOE sea olvidado y no repercuta de forma negativa en ITER. Me he enterado del informe gracias a David Kramer, “ITER disputes DOE’s cost estimate of fusion project,” Physics Today, 16 Apr 2018, doi: 10.1063/PT.6.2.20180416a. Por cierto, este año el gasto de EE.UU. en ciencia y tecnología ha alcanzado una cifra récord, como nos contó Peter Gwynne, “US science set for record spending boost,” Physics World, 28 Mar 2018.

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Por cierto, el último estudio publicado sobre la viabilidad de ITER afirma que será todo un éxito. Se publica en la revista Physics of Plamas una simulación multiescala del plasma en ITER en estado de fusión. La simulación se basa en aplicar a ITER (en rigor, extrapolar) la ecuación de estado del plasma conocida en la actualidad. Dicha ecuación de estado explica muy bien los resultados experimentales del DIII-D National Fusion Facility. y se espera que también lo haba con los de ITER (aunque entre 2025 y 2035 deberá ser confirmada en el propio ITER).

Estas simulaciones multiescala de plasmas en régimen turbulento ayudarán a diseñar el modo óptimo de operación del reactor experimental. Aunque se usa un modelo simplificado de la física del plasma (reduced physics) llamado TGLF, que es miles de millones de veces más rápido que una simulación mediante la teoría girocinética (gyrokinetics model), estas simulaciones en superordenadores masivamente paralelos han requerido millones de horas de cálculo. Los resultados están disponibles en formato .raw para su análisis por los interesados (unos 300 TB de datos en DIII-D Data).

El artículo es B. A. Grierson, G. M. Staebler, …, DIII-D Team, “Multi-scale transport in the DIII-D ITER baseline scenario with direct electron heating and projection to ITER featured,” Physics of Plasmas 25: 022509 (2018), doi: 10.1063/1.5011387. Más información divulgativa en la nota de prensa de John Greenwald, “New testing of model improves confidence in the performance of ITER,” PPPL News, 20 Apr 2018.


23 Comentarios

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GerardoGerardo

Hay alguna explicación de por que un proyecto que se supone bien estudiado puede variar el coste de 15 millardos de dólares a 22? e incluso a 65?

Entiendo que hayan errores en las estimaciones e imprevistos, pero errores del 46% o más me parece excesivo

LeaLea

Hay que recordar que hasta en la construccion de cosas super conocidas y estudiadas como edificios, por ej, se exceden presupuestos. Imagínate lo que puede pasar en la construcción del reactor de fusion mas grande del mundo, algo nunca antes hecho a este nivel…

OriolOriol

Que se lo pregunten a los gestores del James Weeb. Un proyecto innovador y único que no se ha hecho nunca siempre es muy difícil de estimar, sobretodo si exige dissenyar tecnologías que no existen.

Enrique Moreno

En el mundillo de los grandes proyectos industriales (y el ITER tiene una componente industrial enorme), el costo final real está fuertemente vinculado a la incertidumbre tecnológica y novedad de la construcción. El ITER es una suerte de prototipo que se ha empezado a construir cuando todavía no se comprendía con suficiente precisión la física involucrada en sus operaciones básicas y además no hay piezas estándar en muchas de sus instalaciones. Eso hace que el costo pueda sufrir variaciones muy marcadas.
¿Significa eso que el costo no se puede calcular? No, eso significa que la dispersión del costo es grande. De hecho estoy convencido que los técnicos que han calculado (re-calculan todo el tiempo) dichos costos, saben más o menos cuánto podría llegar a costar. Este es un tema muy estudiado en Investigación Operativa y me sorprendería que hubiera errores graves en este proyecto. https://en.wikipedia.org/wiki/Operations_research

Al final lo que obtienes es una envolvente de costos, desde un mínimo hasta un máximo de costos posibles cada uno de ellos con una probabilidad asociada teórica, originado por la superposición de los costos unitarios de cada una de las operaciones llevadas a cabo para el desarrollo del proyecto y cada uno de estos costos unitarios a su vez tiene una dispersión estadística modelable mediante funciones de distribución de probabilidad (y supongo que otros métodos, pero los que yo conozco usan funciones probabilísticas “de las de toda la vida”).

La clave es que al final es un político el que decide si el proyecto va a delante o no y probablemente no sea capaz de entender correctamente el carácter estadístico del verdadero costo final del proyecto. Al final los sobrecostos en lo que se convierten es en retrasos pues se deben esperar las dotaciones presupuestarias siguientes para poder absorberlo.

De todas formas, acercarse a 1 orden de magnitud de incremento en el coste final me parece excesivo. Es para pararse a pensar si los promotores del proyecto no han caído en una especie de efecto de Dunning-Kruger lo cual me dejaría perplejo, si finalmente se cumple dicho pronóstico. En ese caso quizás el ITER se comenzó un poco prematuramente y se debería haber esperado un poco a comprender mejor la física involucrada…

Francisco R. Villatoro

Enrique, el incremento de coste no tiene nada que ver con la física de los plasmas. Los siete miembros de la colaboración ITER quieren dominar en pie de igualdad la tecnología, así que todas las piezas están siendo fabricadas por todos ellos; si poner de acuerdo a dos para cumplir unos estrictos controles de calidad es difícil, imagina poner de acuerdo a siete. Más aún, muchos miembros han sufrido de forma desigual la Gran Depresión de 2008. Por ello, los dos primeros directores japoneses (el eembajador Kaname Ikeda, hasta 2010, y el físico Osamu Motojima, hasta 2015) se han visto desbordados y su gestión ha sido deplorable; la esperanza está puesta en que el nuevo director general, el francés Bernard Bigot, gestione mucho mejor el proyecto que los japoneses (en mi opinión, hay cosas que un japonés no puede entender que haga un político ruso, europeo o estadounidense, pero que son concebibles para un francés).

GerardoGerardo

“Al final va a ser más complejo resolver las inestabilidades políticas que las del plasma” JA JA JA un chiste que requiere leer durante dos años el blog de francis

miguelmiguel

Si al final logra tener una energía limpia y barata, pues sería una bala que evitamos. Si además se logra que sea portable, pues acceso al Sistema Solar y a todos los recursos que contiene y sacar todos los huevos de una cesta. 100 millardos creo que son poco para lo que implica. Como el anuncio de Lockheed Martin que de ser cierto sería una de los anuncios más importantes de lo que va de siglo.

DboyeroDboyero

Limpia sí, barata esta por ver. Si el precio lo ponen los de siempre dudo que baje el recibo de la luz. Sustituir el parque de generación a nivel mundial nos llevará lo que queda de siglo con suerte.
La fusión la disfrutarán nuestros nietos si la civilización como la conocemos no colapsa antes.

RaulRaul

Gracias por traducir billion=millardo.
A ver si la gente se entera de una vez que los billions americanos no son billones europeos.

danieldaniel

¿Después de 2035, cuánto tiempo se espera que pase para poder decir que todo funciona bien y se empiecen a construir los primeros reactores de fusión comerciales?

ChorcheChorche

Las centrales nucleares que fabrica Francia han triplicado su presupuesto (e incrementado el plazo de construcción al doble) (Areval)
Me parece que es correcto multiplicar por tres la estimación de costes final, y que también que es un error elegir Francia (u otros países de Europa) para este proyecto
Somos países con una estructura política corrupta, inválidos para llevar a cabo este tipo de proyectos

notengoniideanotengoniidea

En cuanto llegue el repinchazo de la re-burbuja inmobiliaria que han montado para que la banca pueda soltar el ladrillo que tenía acumulado los costes inmobiliarios, construcción, etc… caerán por los suelos.

Como ejemplo de lo que viene: “La construcción del Empire State Building duró aproximadamente un año y veinte días, desde la colocación de las primeras columnas de acero hasta la inauguración, o sea, siete meses antes del límite de tiempo prefijado, y el costo de su construcción fue de 40,948,900 dólares, una cifra menor al presupuesto fijado de 50 millones de dólares.”

Fecha de construcción del Empire State Building: “Con gran pompa la mañana del 1º de mayo de 1931 los dos nietos de Alfred E. Smith cortaron los listones para oficialmente abrir las puertas del Empire State Building.”

Es decir, que todas esas proyecciones de costes de construcción de infraestructuras, si se realizan con precios actuales son irreales, de hecho, por eso no se construye nada, porque todo el mundo sabe que los precios son falsos.

El incremento de esas previsiones de costes hasta el momento actual describe muy bien la forma en la que se han ido re-inflamando las expectativas inmobiliarias desde el pinchazo, ahora queda el re-pinchazo de la re-burbuja.

Julio MJulio M

No puedo evitar pensar mal y concluir que el objeto del informe es hechar a los miembros financieramente mas débiles del grupo para despues negarles la tecnología. Perdon.

Arturo ManchadoArturo Manchado

Desde que yo estudiaba fisica estadistica en la UAM, hace 40 años, se decia que los diseños tokamak de fusion nuclear funcionarian en 20 años. Desde entonce se ha mantenida fija la fecha de 20 años!!
Sin embargo el problema fundamental, cuando se han construido reactores mayores como el JET, es la contaminacion del plasma. Realmente se ha avanzado en estos 40 ultimos años, pero yo no estaria tan seguro que el ITER consiga un balance positivo de energia. Si duda la energia de fusion no es la energia de este siglo, con un poco de suerte del proximo.

Francisco R. Villatoro

Arturo, no es cierto que se haya mantenido fija la fecha de 20 años (esto es solo una leyenda urbana de los periodistas). Si todo va bien, DEMO, el primer prototipo de reactor de fusión, estará construido sobre 2050. Para su diseño definitivo se requieren los resultados de ITER. Tras unos años de operación, quizás sobre 2060, empezarán a fabricarse los primeros reactores de fusión comerciales por todo el mundo. Nadie concibe que en 20 años, y creo que nadie lo concebía hace 20 años, se vaya a lograr un tokamak comercial.

Por otro lado, Arturo, JET ya logró un balance positivo de energía; nadie duda de que ITER también lo logrará (al fin y al cabo no es más que un una versión “grande” de JET, aunque no tan grande como serán DEMO y los futuros reactores comerciales). Tus dudas no tienen fundamento.

benjaminbenjamin

Francis No penasas que el proyecto del MIT Sparc y ARC van a lograr fusion comercial o Q mayor a 1 antes que iter o demo?

Francisco R. Villatoro

No lo creo. Su trabajo está en una fase muy primitiva. Generan noticias en los medios para recabar la atención de los inversores privados, pero en están sustentadas en avances relevantes.

espaidualespaidual

Respuesta a la pregunta: poco.
No he hecho el calculo, pero si EEUU contribuye con 122 millones al año esto sale a medio dolar por ciudadano al año. Gustosamente aceptaría pagar 10 veces éste precio por la intentona sin preguntar por resultados. Comparándolo con el 1% GDP que pide el IPCC ( unos 100.000 millardos?) esto es menos que calderilla, y puede resolver una parte sustancial del problema.
Pero bueno, lo mismo se aplica a cualquier campo de la ciencia y el desarrollo social. Es el eterno problema: lo poco que costaría intentar arreglar de verdad los Problemas en vez de solo parchearlos.

espaidualespaidual

totalmente de acuerdo,
por este motivo es tan importante tener a gente bien formada al cargo de los presupuestos del Estado.

Pedro

Por desgracia, la experiencia dice que una vez un proyecto entra en retrasos y sobrecostes es de esperar que haya más retrasos y sobrecostes.

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