Il futuro del nucleare: tra prospettive, innovazione, smaltimento di scorie e mostri

Gli obiettivi climatici al 2030 e al 2050 potrebbero includere un ruolo di questa risorsa nel computo energetico globale. Le questioni sulle misure di sicurezza e il decomissioning sono però ancora un nodo critico. In Africa, intanto, la nuclearizzazione russa avanza.

di Flavio Natale

“Abbiamo chiuso il 2020 con un record assoluto nella storia dell’industria nucleare russa, raggiunto solo durante l’era sovietica nel 1988, quando le centrali nucleari hanno prodotto 215,669 Twh (Terawatt/ora, miliardi di chilowattora)”. Andrey Petrov, Ceo di Rosenergoatom, la principale compagnia russa che si occupa di energia nucleare, ha così annunciato a inizio 2021 il record di elettricità nucleare prodotta nel 2020. In territorio russo, la spinta nucleare non si è mai fermata, nonostante il disastro di Chernobyl di cui in questi giorni ricorre il 35esimo anniversario. Basti pensare che in Unione Sovietica, nel 1988, erano presenti 47 centrali nucleari. A oggi, la Federazione Russa (territorio meno esteso dell’Urss) conta 37 impianti attivi.

L’energia nucleare è un tema molto dibattuto, in cui rischi e benefici tendono a essere sottolineati a seconda dell’inclinazione di detrattori o sostenitori. La paura nucleare ha generato nel corso della storia veri e propri mostri, come Godzilla, la creatura marina ideata dal produttore cinematografico Tomoyuki Tanaka, originariamente concepita come metafora degli ordigni nucleari. Ma il dibattito sulla nuclearizzazione energetica non è una questione da poter aggirare con facilità, date le prospettive stringenti sulla decarbonizzazione e i traguardi climatici che ci aspettano al 2030 e al 2050.

Secondo un rapporto dell’International atomic energy agency (Iaea), alla fine di dicembre 2019 esistevano 443 reattori in funzione nel mondo, distribuiti in 30 Paesi e per una capacità totale di  2586.2 TWh. Inoltre, sempre nel 2019, il 10% dell’energia elettrica mondiale era stata prodotta da impianti nucleari. Secondo i dati Iaea del 2018 (dove le centrali attive erano 450), 229 erano localizzate negli Stati Uniti e in Europa occidentale, mentre 212 si trovavano principalmente tra Russia e Asia. La maggior parte di questi impianti, (più del 65%) ha però più di 30 anni, e di questi, il 17% ha più di 40 anni. L’Iaea fa inoltre notare che, alla fine del 2019, 35 dei 54 nuovi reattori in costruzione si trovavano in Asia, mentre il blocco nucleare occidentale (Europa, Canada, Usa) subiva una fase di stagnazione.

Proprio in Europa, però, il Parlamento europeo, il Consiglio e la Commissione hanno recentemente concordato di innalzare l’obiettivo di riduzione delle emissioni per il 2030 dal 40 al 55% rispetto ai livelli del 1990. Questo obiettivo ambizioso richiede azioni significative. Da questo punto di vista, l’uso delle fonti rinnovabili potrebbe ridurre l’inquinamento energetico, anche grazie alla maggiore efficienza e al decremento dei costi raggiunti negli ultimi anni. È anche vero, però, che, gli scenari sviluppati dall’Intergovernmental panel on climate change (Ipcc) evidenziano il ruolo importante che il nucleare potrebbe giocare al 2030 e al 2050.

Come afferma il think-tank Tortuga in un interessante trittico di articoli sul tema pubblicati su Linkiesta:  “Le centrali nucleari si contraddistinguono per uno dei più bassi valori in termini di emissioni di CO2 nell’atmosfera. 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), 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 inoltre un vantaggio considerevole, ovvero la capacità di fornire energia in modo costante e controllabile (proprietà immanente tanto della fissione quanto della ben diversa fusione nucleare). Questa caratteristica assume un peso in vista delle variazioni di domanda di energia elettrica. Nell’arco di una giornata, infatti, la domanda energetica varia, toccando un minimo di notte, aumentando durante la giornata per raggiungere poi il picco prima di cena. Il consumo costante si chiama baseload, mentre quello negli orari di punta peakload.

“La maggior parte delle tecnologie che oggi forniscono il baseload sono centrali a combustibili fossili che dovranno essere man mano sostituite per centrare il target di riduzione delle emissioni”, ricorda sempre Tortuga. “Verrebbe naturale pensare che fonti rinnovabili come eolico e solare possano rappresentare buoni sostituti. Puntare tutto su di esse, tuttavia, comporterebbe considerevoli difficoltà tecniche”. Tra queste, il think-tank individua la variabilità e scarsa prevedibilità delle fonti (il vento che non soffia, il sole assente o nuvoloso), scogli che potrebbero essere aggirati tramite sistemi di stoccaggio capaci di conservare l’energia accumulata e distribuirla. Queste tecnologie, a oggi, non hanno però ancora raggiunto la piena efficienza ed economicità.

“Qualora l’obiettivo sia quello di ridurre le emissioni, laddove grandi quantità di energia idroelettrica e geotermica (che richiedono specifiche caratteristiche territoriali di cui non tutti i Paesi dispongono) non siano disponibili, il nucleare è dunque una delle soluzioni più efficienti per sostituire centrali a combustibili fossili nella produzione di energia adatta al baseload”.

Un altro argomento spesso dibattuto quando si parla di energia nucleare è la questione riguardante lo smaltimento delle scorie. “La tecnologia disponibile oggi permette lo stoccaggio degli scarti in sicurezza, senza porre rischi per l’ambiente”, afferma Tortuga. Questo stoccaggio, però, non è sempre privo di pericoli. Ha fatto molto discutere, ad esempio, la proposta di Yoshihide Suga, primo ministro giapponese, di scaricare nell’Oceano Pacifico oltre 1,23 milioni di tonnellate di acqua reflua radioattiva (stoccata in cisterne) della centrale nucleare di Fukushima Daiichi (soluzione che ricorda quella di The Host, il film di Bong Joon-ho dove uno scienziato getta nel fiume i rifiuti di laboratorio, in quel caso formaldeide inutilizzabile, generando un mostro). “Questa scelta”, ha ricordato Greenpeace, “ignora completamente i diritti umani e gli interessi della gente di Fukushima e in generale del Giappone e della parte di Asia che si affaccia sul Pacifico”. 

Un'altra questione dirimente sull’energia nucleare riguarda gli elevati costi di smantellamento delle centrali, il cosiddetto decomissioning, che si divide tra accertamento del grado di contaminazione radioattiva, allontanamento del combustibile, decontaminazione delle strutture e infine demolizione delle stesse. In Italia, abbiamo una lunga tradizione nel settore, e i due maggiori operatori sono Ansaldo Nucleare e Sogin (Società gestione impianti nucleari). Nonostante l’efficienza, però, lo smantellamento può risultare particolarmente costoso. Secondo Wired, per smontare gli impianti in disuso l’Italia spenderà nei prossimi quindici anni 2,3 miliardi di euro (operazione affidata perlopiù a Sogin, società controllata dal ministero dell’Economia e delle finanze). Il primo progetto in ballo, denominato Cemex, riguarda l’impianto di Saluggia (in provincia di Vercelli) e cementerà 230 metri cubi di scorie liquide ad alta attività. L’Ipcf, altro progetto che prenderà il via nei prossimi anni, compirà lo stesso percorso, ma in Basilicata, presso l’Itrec di Rotondella.

Il nucleare, però, può risultare anche una risorsa quasi imprescindibile per i Paesi incapaci di soddisfare il proprio fabbisogno energetico, e per i quali questa alternativa costituisce se non l’unica via, la preferibile. Il governo sudafricano, ad esempio, ha firmato un accordo di cooperazione con la Russia del valore di oltre 40 miliardi di dollari, finalizzato alla costruzione di otto reattori nucleari (al momento, il Sud Africa dispone di una sola centrale, ma i reattori russi saranno attivati già dal 2023).

A questa scelta hanno seguito altri accordi: nel 2019, in occasione del primo summit Africa-Russia, Putin si è dichiarato favorevole al finanziamento di centrali nucleari nel continente africano, e 13 Paesi hanno firmato accordi di cooperazione. Al momento la Rosatom, nuclear vendor (compagnia di costruzioni di impianti nucleari) di punta in Africa, finanzia l’85% del progetto nucleare egiziano, e ha già firmato accordi per la manutenzione futura degli impianti nel Paese, per un valore di 60 miliardi di dollari. Punto nevralgico della strategia di Rosatom è il Build-own-operate model, una partnership in cui il vendor costruisce, possiede e utilizza l’impianto per conto dello Stato, per poi vendergli elettricità, aspetto che manterrebbe i Paesi africani energeticamente dipendenti, solo in un’altra forma.

Questa risorsa energetica, però, sta mettendo in campo anche importanti processi di ammodernamento. “La tecnologia nucleare ha fatto salti avanti rispetto agli impianti del secolo scorso”, ricorda sempre Tortuga. “Con la costruzione della centrale di Kashiwazaki (Giappone) nel 1996, è stata inaugurata una nuova generazione di reattori, la cosiddetta Generazione III/III+”. Questi reattori hanno il pregio di possedere un sistema di sicurezza passivo, che si attiva automaticamente senza l’intervento dell’uomo. Sono in fase di sviluppo impianti di quarta generazione, per una maggiore affidabilità.

Ma la vera rivoluzione nel campo è un’altra.  I reattori nucleari vengono infatti tipicamente impiegati in enormi centrali, dell’ordine di mille Mw (megawatt) e più di potenza: la costruzione di questi siti è costosa, richiede una vasta area di edificazione e tempi lunghi. A oggi, però, c’è un’alternativa: gli small modular reactors (SMRs), ovvero reattori di piccola taglia con una capacità uguale o inferiore a 300 Mw. Ne esistono più di 50 attualmente: alcuni sono ancora in fase di costruzione, altri già attivi, come la Akademik Lomonosov, la prima centrale nucleare galleggiante del mondo.

La dimensione ridotta degli SMRs costituirebbe anzitutto un vantaggio per la sicurezza: il contenimento dei danni in caso di incidenti sarebbe infatti maggiormente accessibile, e i sistemi di controllo, su impianti meno vasti, più performanti.  

Gli SMRs sono anche particolarmente flessibili e competitivi. Da un lato, potrebbero rappresentare un sistema per fornire elettricità a realtà geografiche isolate in un tempo relativamente breve. Dall’altro, se inseriti in serie (4-5 unità) potrebbero prendere il posto delle centrali nucleari odierne, restando competitive e flessibili. Si potrebbe, ad esempio, spegnere uno o più reattori a seconda delle necessità.

La transizione energetica dei prossimi anni passa dunque per un dibattito strutturato sul nucleare, che per ora, specialmente in Europa occidentale, fatica a ripartire. L’idea di non essere riusciti a elaborare per tempo alternative più sostenibili (o meno pericolose) dice molto sulla scarsa capacità predittiva delle politiche energetiche contemporanee, mentre le vicende di Chernobyl e di Fukushima ci ricordano i rischi non eliminabili degli impianti nucleari.

di Flavio Natale

Martedì 27 Aprile 2021