La rinascita del nucleare nel mondo

rinascita dell'energia nucleare

Rinascita del nucleare nel mondo

Ettore Ruberti

A differenza di quanto sostenuto dai mass media nazionali, il nucleare a livello mondiale sta vivendo una seconda giovinezza. In particolare, l’Asia è protagonista di quello che è stato definito un rinascimento nucleare. E giustamente alche l’UE lo ha aggiunto nei suoi programmi.

Le scorie sono un problema secondario che verrà ridotto ulteriormente con i reattori di quarta generazione autofertilizzanti e dal cosiddetto Rubbiatron. Sul fronte dell’idrogeno, invece, è vero che il sistema migliore è estrarlo dal metano sequestrato negli idrati, poiché purissimo e utilizzabile con ottimo rendimento nelle celle a combustibile, ma le tecnologie necessarie non sono ancora mature.

A quanti continuano a sostenere che il nucleare costituisce una tecnologia pericolosa ed in crisi, sfugge il fatto che attualmente a livello mondiale sono in avanzata fase di costruzione 53 centrali nucleari, altre sono in fase di licenziamento e molte in programmazione.

Inoltre, vedi l’articolo pubblicato su ENERGIA nel 2016 (Nucleare di nuova generazione: i reattori a piombo) firmato da Ciotti me e Manzano, sono in fase avanzatissima di progettazione reattori di quarta generazione a sicurezza intrinseca che hanno un rendimento di almeno due ordini di grandezza superiore agli attuali. Si tratta di reattori autofertilizzanti, ossia che  utilizzano gran parte delle scorie a più alta emivita prodotte dai reattori delle generazioni precedenti, eliminando  la necessità di un loro confinamento.

Le poche scorie rimanenti possono agevolmente essere distrutte dal Rubbiatron. Si tratta di un reattore, ideato dal Professor Rubbia quando era Presidente dell’ENEA, ed attualmente in fase di realizzazione presso il Centro Ricerche Casaccia dell’Ente, che utilizza un acceleratore a sincrotrone per produrre un fascio di protoni che, colpendo un bersaglio in metallo pesante (piombo, uranio o torio) causano ad un flusso di neutroni attraverso un processo della spallazione.

È possibile aumentare il flusso neutronico attraverso l’uso di un amplificatore di neutroni (costituito da un film sottile di materiale fissile che circonda la sorgente di spallazione). Si tratta di un reattore subcritico, incapace, quindi, di sostenere autonomamente una reazione a catena e, di conseguenza, causare qualsiasi tipologia di reazione autonoma.

Va aggiunto che i reattori di quarta generazione, lavorando ad alta temperatura, possono produrre idrogeno a costi ragionevolissimi.

Sono anche in costruzione in vari Paesi gli Small Modular Reactor, reattori modulari che si costruiscono in officina e possono essere posti in opera in tempi ragionevolissimi, stesso discorso per vale per i microreattori. Entrambe queste tipologie di reattori sono a sicurezza intrinseca (vedi “Il nucleare del futuro è già realtà” di Di Pietro, Romanello e Sepielli, edito da 21mo Secolo).

Fonte: IAEA 

Per quanto concerne l’attuale confinamento delle scorie, altro spauracchio agitato da alcune frange ambientaliste e di conseguenza da politici  terrorizzati dalla possibilità di perdere consensi  a livello elettorale, il livello attuale delle tecnologie è pienamente soddisfacente, vedi il Quaderno AIN n° 4 pubblicato nel 2009, e se la scelta del sito nazionale (che non serve solo per i rifiuti delle centrali energetiche, ma anche per quelli di provenienza industriale ed ospedaliera) non è stata ancora fatta, nonostante i pregevoli studi dell’ENEA e dell’ISPRA, ciò è dovuto al fatto che il problema è squisitamente di opportunità politica: infatti, dopo aver terrorizzato la popolazione sul pericolo rappresentato dalla radioattività, ogni politico di qualsiasi schieramento è ben coscio che, in caso di scelta del sito del deposito, fra quelli indicati dall’ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale), non verrebbe più eletto!

Riguardo al futuro dell’utilizzo dell’energia nucleare, a differenza di quanto accade nell’Unione Europea, dove solo la Francia, la Finlandia, la Gran Bretagna (uscita recentemente dall’UE) ed i Paesi dell’Europa orientale (Bielorussia, Bulgaria, Repubblica Ceca, Romania, Slovacchia, Ucraina e Ungheria) stanno costruendo o hanno in programma nuove centrali a livello mondiale il nucleare sta vivendo una seconda giovinezza; questo grazie soprattutto ai Paesi emergenti, Cina in primis, ma non solo. Va aggiunto che i paesi che hanno deciso di rinunciare al nucleare, in primis la Germania, fanno un utilizzo massiccio del carbone per produrre energia.

La seconda giovinezza del nucleare

Attualmente sono in costruzione a livello mondiale ben 53 centrali nucleari, soprattutto in Paesi extraeuropei, per una potenza elettrica complessiva di 56.270 MWe (fonte IAEA).

Immagine che contiene tavolo Descrizione generata automaticamente

Fonte: IAEA 

La Cina, dopo una pausa di tre anni, nel 2019 ha deciso di avviare la costruzione di sei-otto centrali l’anno, fino al 2030, con l’obiettivo di arrivare a coprire il 10% dei consumi elettrici entro quell’anno, partendo dall’attuale 4,9%. La Cina è orientata a costruire centrali autofertilizzanti HTGR ad alta temperatura, utilizzabili in processi industriali, con l’obiettivo di produrre anche idrogeno, da utilizzare prevalentemente per il trasporto su gomma, e vapore per il teleriscaldamento.

La Russia sta attivamente promuovendo la costruzione di centrali anche al di fuori dei suoi confini (ad es. Turchia, Iran, Bangladesh), offrendo un portafoglio di opportunità adeguato al livello tecnologico del Paese: si va dal pacchetto integrale con addestramento del personale a contratti che prevedono la gestione totale degli impianti.

La Russia è anche il Paese che ha maggiormente sviluppato le piccole centrali offshore ubicate su chiatte, mentre anche la tecnologia delle centrali modulari è molto avanzata. Non sembra peraltro che l’attuale criticità dovuta alla guerra all’Ucraina abbia modificato la situazione, nonostante le sanzioni comminategli.

L’India ha attualmente 22 reattori in funzione, 7 in costruzione ed è intenzionata a costruirne altre 14 poiché, come ha dichiarato il Dipartimento dell’Energia Atomica indiano “non esiste un sostituto per l’energia atomica particolarmente affidabile”. In passato l’India aveva dichiarato di voler raddoppiare la propria capacità nucleare entro il 2031, ipotesi poi ridimensionata poiché la Nuclear Power Corporation indiana aveva espresso dubbi sulla fattibilità del progetto.

Questo vuol dire che punterà ancora molto sul carbone, come del resto sta avvenendo in Cina dove stanno costruendo centinaia di nuove centrali, per la maggior parte con tecnologie non certo all’avanguardia.

Attualmente il Pakistan dispone di 5 centrali (+2 in costruzione e 1 in progettazione), ma ha annunciato l’intenzione di costruirne 32 entro il 2050. Il Pakistan è stato il primo Paese musulmano in grado di costruire e gestire autonomamente centrali nucleari. Anche l’Iran ha costruito una centrale e ne ha una seconda in costruzione.

Anche altri Paesi asiatici, come la Corea del Sud, Tailandia, Bangladesh, Bielorussia e Taiwan, stanno costruendo o hanno in previsione la costruzione nuove di centrali, facendo dell’Asia la protagonista di quello che è stato definito un rinascimento nucleare.

Quest’anno la Corea del Sud ha completato il primo di quattro reattori in costruzione a Barakah, inaugurando la prima centrale negli Emirati Arabi Uniti.

Il Giappone riparte dal nucleare dopo il disastro di Fukushima

Il Giappone, dopo il blocco totale seguito al disastro di Fukushima, ha riavviato 9 reattori ed ha confermato un ruolo importante per il nucleare nella propria politica energetica, tanto da avviare la costruzione di 2 nuovi reattori, che si aggiungeranno ai 24 impianti nei quali sono in corso adeguamenti alle più severe nuove normative di sicurezza.

In Turchia è in fase avanzata di costruzione la prima centrale nucleare costruita dai russi, è stata avviata la costruzione del secondo reattore ed Erdogan ha annunciato l’intenzione di costruirne rapidamente altre 2.

In Africa, dove la Repubblica Sudafricana ha due reattori in funzione e progetta di costruirne altri, numerosi Paesi (tra i quali Egitto e Tunisia) hanno avviato il percorso che li porterà alla realizzazione della prima centrale nucleare.

Nelle Americhe, Stati Uniti, Argentina e Brasile stanno costruendo nuove centrali, purtroppo poche poiché puntano ancora sui fossili, nel caso degli USA soprattutto sul carbone. Il Canada non ha in programma la costruzione di nuove centrali ma sta attivamente ammodernando i reattori CANDU per allungarne significativamente la vita operativa.

I reattori nucleari attualmente in attività a livello mondiale sono 442 e sviluppano una potenza elettrica complessiva di 392.150 MWe (Fonte IAEA) contribuendo per ben il 10,5% della produzione elettrica mondiale. Quindi Rubbia afferma correttamente che la percentuale di energia primaria generata dai reattori è del 6%, ma tralascia di specificare che l’energia primaria comprende anche l’energia termica e meccanica.

Riguardo al costo dell’energia elettrica prodotta dalle diverse fonti, presento una tabella elaborate dall’U.S. Energy Information Administration di recente pubblicazione relativa al 2019 che non necessita di ulteriori commenti.

Fonte: EIA 

Non possiamo concludere queste righe senza citare le centrali che utilizzano il torio al posto dell’uranio: il torio è molto più abbondante dell’uranio e, a differenza di questo, non può essere utilizzato per fini bellici.

Attualmente sono in costruzione impianti al torio in India, ma se ne stanno progettando altri in diversi Paesi.

Idrogeno

Idrogeno: il sistema migliore per produrlo è estrarlo dal metano sequestrato negli idrati, poiché purissimo e utilizzabile con ottimo rendimento nelle celle a combustibile; si tratta però di utilizzare tecnologie non ancora disponibili a livello industriale. Attualmente si può estrarre dall’acqua per mezzo dell’elettrolisi o dal metano.

Oltre che con il metano, anche con gli altri combustibili fossili si può produrre idrogeno, ma a costi e con rendimenti meno competitivi.

Altre fonti energetiche

L’utilizzo del carbone presenta alte criticità ambientali e sanitarie, ed anche se è possibile abbassarne drasticamente l’impatto ambientale, vedi il mio articolo pubblicato su “21mo Secolo” nel 2018, le centinaia di centrali attualmente in costruzione nel mondo, utilizzano perlopiù tecnologie non all’avanguardia.

Una quota piccola ma significativa di energia può essere ricavata dai termovalorizzatori che, ovviamente, servono soprattutto ad eliminare i rifiuti, mentre per quanto riguarda le biomasse, le diverse tipologie necessitano di un discorso che esula dal presente scritto.

Il fotovoltaico e l’eolico sono caratterizzati dalla bassa intensità energetica e dall’intermittenza della disponibilità e, se si stanno diffondendo in maniera massiccia, è solo perché lautamente finanziati con soldi pubblici. Se avessero finanziato, con un millesimo di quanto sprecato con il fotovoltaico, il solare termodinamico a concentrazione (brevetto dell’ENEA realizzato grazie a Rubbia quando era Presidente dell’Ente) e lo avessero realizzato in Paesi con alta insolazione, allora si che il solare sarebbe competitivo, anche, se non soprattutto, per produrre idrogeno.

L’idroelettrico è già ampiamente utilizzato ma si può incrementare specialmente con il microidroelettrico, mentre i megaprogetti come quelli realizzati in Cina ed in Sud America sono estremamente critici. 

Molto si può fare con il geotermico, nato in Italia. Mentre le altre “rinnovabili”, come ad esempio lo sfruttamento delle maree, sono solo allo stadio di prototipi e/o impianti dimostrativi.

Va comunque sottolineato che, se si vuole veramente modificare lo scenario energetico, la scelta ineludibile è costituita dalla fissione.

Leggi anche: Informazione scientifica e problemi ambientali

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