Per ridurre la CO2 il nucleare è indispensabile

Il think thank Tortuga (https://www.tortuga-econ.it/) nei mesi scorsi ha prodotto un report intitolato “Perché bisognerebbe guardare al nucleare oggi più che mai”. Il tema è tornato di attualità dopo le recenti dichiarazioni del ministro Cingolani nelle quali ha messo in chiaro che l’abbandono delle fonti fossili (carbone, petrolio, gas) per la produzione di energia spinge necessariamente verso un nuovo interesse per il nucleare. Tracciamo una sintesi dello studio di Tortuga per capire su quali basi  sia stata fatta questa affermazione.

L’energia nucleare ha conosciuto periodi di forte espansione nel passato, in particolar modo tra la metà degli anni ‘60 e la metà degli anni ‘80. Gli incidenti in alcune centrali, come quelli di Chernobyl e Fukushima Daiichi, hanno creato numerose preoccupazioni riguardo la sicurezza degli impianti, determinando un’avversione della politica e dell’opinione pubblica a nuovi investimenti nel settore. Oggi l’emergenza climatica ci impone di trovare soluzioni immediate per poter ridurre le emissioni di gas serra ed evitare le conseguenze più estreme del cambiamento climatico nel lungo periodo. Le energie rinnovabili giocheranno un ruolo fondamentale, ma potrebbero non bastare. Proprio per questo, il nucleare – in quanto fonte energetica a basse emissioni – è oggi un’opzione quanto più necessaria, anche considerando il ridotto impatto ambientale e gli elevati standard di sicurezza delle nuove centrali.

Gli obiettivi che si è posta l’Unione europea sono molto ambiziosi e prevedono un drastico taglio delle emissioni di CO2 (azzeramento nel 2050) buona parte delle quali viene rilasciata nella produzione di energia elettrica.

Lo sviluppo delle fonti rinnovabili quali eolico e solare è stato considerevole e consistente negli ultimi anni. Tuttavia, per centrare gli obiettivi climatici, gli scenari sviluppati dall’Ipcc (Intergovernmental Panel on Climate Change, l’organizzazione dell’Onu che analizza il cambiamento climatico) evidenziano che un ruolo chiave dovrà necessariamente essere giocato dall’energia nucleare. Infatti, gli impianti nucleari si contraddistinguono per uno dei più bassi valori in termini di emissioni totali di CO2 nell’atmosfera fra tutte le possibili centrali elettriche ad oggi disponibili. Se consideriamo l’impatto sull’ambiente di diverse fonti energetiche dalla costruzione dell’impianto, alla generazione di energia e allo smantellamento della struttura (il cosiddetto Life Cycle Assessment – LCA), notiamo che l’energia nucleare registra tra i valori di emissioni più bassi per unità di energia prodotta. Un impatto addirittura più contenuto di quello dell’energia solare. Il nucleare presenta però un vantaggio considerevole: è in grado di fornire grandi quantità di energia in modo costante (24 ore su 24) e controllabile.

La maggior parte delle tecnologie che oggi forniscono il baseload (consumo costante presente in ogni ora della giornata) sono centrali a combustibili fossili che dovranno essere man mano sostituite per centrare il target di riduzione delle emissioni. Verrebbe naturale pensare che fonti rinnovabili come eolico e solare possano rappresentare buoni sostituti. Puntare tutto su di esse, tuttavia, comporterebbe considerevoli difficoltà tecniche: essendo fonti variabili e scarsamente prevedibili (il vento non soffia sempre, di notte il sole non c’è e a volte il cielo è nuvoloso), andrebbero accompagnate da numerosi sistemi stoccaggio dell’energia e/o tecnologie complementari in grado di sopperire a un eventuale calo della produzione, in maniera rapida e senza produrre CO2. Tecnologie che oggi già esistono in parte, ma non su vasta scala, e che, se disponibili, sarebbero costose da installare e utilizzare, almeno finché progressi tecnologici ed economie di scala contribuiscano a renderle più competitive. Un sistema energetico con un’alta quantità di energia rinnovabile variabile aumenterebbe considerevolmente i costi dell’energia per i singoli cittadini e le industrie.

Il nucleare è efficiente per il raggiungimento degli obiettivi climatici, ma anche in termini di affidabilità dei sistemi energetici nazionali. L’energia nucleare garantisce, infatti, una stabilità delle reti elettriche che difficilmente altri fonti rinnovabili riescono ad offrire, e permette inoltre di ridurre la dipendenza di un dato paese dalle importazioni energetiche necessarie per soddisfare il proprio fabbisogno energetico.

Nel 2019 circa il 30% dell’elettricità prodotta nell’Unione europea è stata generata da impianti nucleari. Gli scenari energetici che riescono a centrare i target climatici richiedono tuttavia un aumento generalizzato della capacità installata. Il raggiungimento degli obiettivi climatici sarebbe teoricamente possibile anche senza ulteriori investimenti nell’energia nucleare. Tuttavia, escludere questa fonte energetica dall’equazione richiederebbe una mobilitazione di risorse molto più ingente. Se da qui al 2040 si decidesse di arrestare ogni investimento nel nucleare, occorrerebbe compensare la mancata produzione di energia elettrica con un quantitativo di energia eolica e solare pari a cinque volte la capacità totale installata negli ultimi 20 anni a livello globale.

La tecnologia nucleare ha fatto salti avanti rispetto agli impianti del secolo scorso. Con la costruzione della centrale di Kashiwazaki (Giappone) nel 1996, è stata inaugurata una nuova generazione di reattori, la cosiddetta Generazione III/III+. Tale classe di reattori presenta notevoli avanzamenti rispetto alla precedente. Tra questi, l’evoluzione più importante è l’inserimento di sistemi di sicurezza passivi. Questi, in caso di necessità, entrano in azione senza bisogno dell’intervento di operatori o sistemi elettronici. Detto in parole semplici, il reattore è costruito in modo tale che, se dovesse esserci un surriscaldamento dello stesso, la reazione nucleare tenderebbe a spegnersi proprio a causa delle leggi fisiche che la governano. La ricerca in ambito nucleare non si è fermata a questo. Attualmente sono in fase di sviluppo i reattori di IV generazione, che secondo Gif (Generation IV International Forum) potrebbero entrare in commercio nel 2030. I loro obiettivi sono l’ulteriore miglioramento della sicurezza dell’impianto e la minimizzazione degli scarti radioattivi. Inoltre, alcuni dei reattori di questa generazione possono operare a elevate temperature: questo li rende potenzialmente interessanti per la produzione di idrogeno a zero emissioni e per la cogenerazione (generazione di calore sfruttabile in processi industriali, oltre che di elettricità).

Inoltre sono collegati ad una svolta: gli Small Modular Reactors (letteralmente “piccoli rettori modulari”). Gli SMRs sono reattori di piccola taglia con una capacità uguale o inferiore a 300MW (per intenderci, una capacità che al suo massimo può raggiungere poco meno di un terzo di una centrale media di larga scala). Esistono più di 50 design di SMRs al mondo. Alcuni di essi sono in stadi avanzati di sviluppo, mentre altri sono prossimi alla licenza o sono addirittura già operanti.

Il principale vantaggio degli SMRs è proprio la loro dimensione ridotta, che, grazie a un approccio di design modulare e standardizzato, permetterebbe una loro produzione più conveniente. Secondo alcune fonti, potranno essere ridotti i costi di investimento iniziali di un dato SMRs del 5-10% per ogni raddoppio delle sue unità prodotte. In aggiunta, le loro dimensioni ridotte rappresentano un vantaggio anche per quanto riguarda la sicurezza. Non solo in caso di incidenti i danni all’ambiente circostante sarebbero considerevolmente più contenuti, ma la scala degli SMRs permetterebbe anche di dotarli di sistemi di sicurezza passiva più performanti. Queste due caratteristiche consentirebbero quindi di installare gli SMRs in Emergency Planning Zones (i.e. territori disabitati “cuscinetto” in caso di incidenti) molto più contenuti rispetto a impianti nucleari di larga scala.

Nel 2018 l’Italia ha vinto una medaglia d’argento poco invidiabile, si è classificata al secondo posto per importazioni totali di energia elettrica al mondo, preceduta solo dagli Stati Uniti. Del totale di queste importazioni, circa il 10% viene proprio dal nucleare francese. Fanno riflettere gli sforzi dell’Ue in materia di regolamentazione del mercato nascente degli SMRs, che, per ora, vede nelle prime linee il consorzio nucleare francese composto da EDF, CEA2 , Naval Group e TechnicAtome con il suo SMR design “Nuward” (nome che sta a significare: “NUclear going ForWARD”) e l’inglese Rolls-Royce. Quest’ultima, in particolare, prevede di installare 16 mini-reattori nel Regno Unito e cominciare ad attivarli entro il 2030. In supporto delle mire della casa inglese sembra essere venuto proprio il primo ministro inglese Boris Johnson, che, il 18 Novembre scorso, ha reso pubblico il suo piano in 10 punti per la “green industrial revolution” britannica. Al terzo punto figura proprio la promozione di investimenti nel nucleare e negli SMRs, che si stima possano portare al regno unito 10000 posti di lavoro nel prossimo futuro. L’Italia non è certamente fra i primi promotori europei del nucleare sul proprio territorio. Né, ad oggi, sarebbe realisticamente disposta ad investire in un mercato emergente ma estremamente rischioso come quello degli SMRs. Tuttavia, ammesso che nel prossimo futuro gli attuali obiettivi di policy europea in materia di sostenibilità permettano all’industria emergente degli SMRs di decollare, il Bel Paese farebbe sempre in tempo a salire sul carro del vincitore nel medio/lungo periodo. Il principale vantaggio dell’installazione di SMRs all’interno del sistema energetico italiano sarebbe infatti triplice. Primo, la maggiore economicità e flessibilità degli SMRs permetterebbe di beneficiare delle caratteristiche dell’energia nucleare ad un costo più contenuto rispetto a quello di centrali nucleari di larga scala. Secondo, la loro maggiore sicurezza e il loro minor impatto in caso di incidenti permetterebbe di facilitare la loro installazione in specifici territori agli occhi dell’opinione pubblica. Alcune regioni, infatti, potrebbero optare autonomamente per l’installazione di mini-reattori nel proprio territorio, rispettando la volontà di regioni confinanti ma ad essi contrarie. Terzo, il loro utilizzo permetterebbe una minore dipendenza dell’Italia da importazioni di elettricità estera, nonché una riduzione considerevole dell’impatto ambientale del nostro sistema energetico