Baraonda energetica, VII: il nucleare, quarta parte

Quarta parte sull’analisi dell’energia nucleare, incentrata sui costi del nucleare civile.

Quanto costa costruire una centrale nucleare?
In termini assoluti, a parità di potenza reale prodotta, costa parecchio rispetto ad impianti a carbone o a gas, intorno rispettivamente al 50-200% in più. Rispetto ad impianti eolici e solari, invece, nettamente meno. In uno studio del Massachussets Institute of Technology (MIT) del 2003, il costo “sulla carta” di una centrale nucleare viene stimato in circa duemila dollari al kW di potenza installata. Pareggiando il valore del dollaro con l’euro (in maniera generosa, visto che oggi la divisa europea vale il 50% più di quella americana), ciò significa che una centrale nucleare da 1 GW di potenza nominale di tipo “classico” PWR/BWR, o magari qualche sua evoluzione come l’EPR, costa nominalmente due miliardi di euro: valore circa doppio di quello di una centrale a carbone, e circa triplo di quello di una centrale a gas a ciclo combinato.

Tra le centrali di produzione “massiccia”, si tratta certamente della spesa più ingente. La stima del MIT non è l’unica (alcune altre riportano 1200-1500 euro al kW installato) ma rende l’idea delle cifre in gioco. Questo fa capire che la costruzione delle centrali nucleari sia possibile solo grazie all’azione di grandi banche o dello Stato, il che si traduce in un’ulteriore incremento delle spese dovute agli interessi annuali. La cosa si fa più onerosa se si considera che i tempi di costruzione delle centrali nucleari non sono brevissimi: se sulla carta i tempi di costruzione dovrebbero essere sui quattro anni (con costruttori come l’americana Westinghouse che dichiarano 36 mesi per il completamento di una centrale), è possibile che ci possano essere dei ritardi che facciano slittare il momento in cui la centrale produrrà effettivamente elettricità, e che aumentino gli interessi sul prestito iniziale. Il già citato reattore finlandese di Olkiluoto-3, pur avendo la “scusante” di essere il primo reattore di tipo EPR al mondo, è in costruzione dalla primavera del 2005 ma per problemi varî non entrerà in produzione prima del 2010, quando la compagnia francese Areva aveva previsto inizialmente la piena operatività alla fine del 2008. C’è da ricordare, tuttavia, che alcuni recenti reattori costruiti in Cina, con uno stretto controllo sui tempi e sul budget, sono stati completati secondo la tabella di marcia.

Stimando un tasso d’interesse del 5% annuo, e tempi di costruzione di circa sei anni, l’investimento totale per un reattore da 1 GW può essere stimato in circa 2.68 miliardi di euro. Per i reattori di tipo CANDU i costi lievitano ulteriormente, soprattutto a causa dell’uso di acqua pesante pura al 99.75%, ma sono generalmente compensati da altri vantaggi, tra cui una maggiore efficienza complessiva e l’assenza della necessità di impianti di arricchimento dell’uranio. L’evoluzione ACR-1000, reattore di III generazione, fissa come obiettivo un costo di 1000 dollari al kW installato.

Non è finita. A questi costi, valevoli con diversi parametri anche per centrali termoelettriche o idroelettriche, si devono aggiungere anche quelli specifici di smantellamento (il tecnico termine inglese è decommissioning), cioè di quei costi necessari per la messa in sicurezza dei reattori nucleari dopo che hanno esaurito il loro ciclo vitale. Questa pratica è fondamentale perché i reattori risultano contaminati dopo un utilizzo lungo decenni. Uno studio del 2003 dell’Organizzazione per la Cooperazione e lo Sviluppo Economico (OCSE) stima, sempre per un reattore da 1 GW, costi di smantellamento di 200-500 milioni di dollari per il tipo PWR, 300-550 per un BWR e 270-430 per un reattore CANDU. Il costo dello smantellamento può anche non essere compreso nell’investimento iniziale ma ricaricato preventivamente sul costo del kilowattora prodotto.

In soldoni, quanto ci costerebbe l’energia prodotta da una centrale nucleare?
Ai costi di costruzione della centrale, vanno aggiunti quelli per le operazioni e la manutenzione (abbreviato generalmente O&M) dell’impianto, quelli per il suo smantellamento, e quelli per il combustibile. Il già citato studio del MIT è autorevole ma pecca in difetto per alcuni fattori: in primis, la vita media di un reattore nucleare si può stimare in 40 anni, ma con progetti recenti potrebbe arrivare anche a 60; come secondo punto, stima un costo per l’O&M di 1.5 centesimi di dollaro al kWh prodotto, affermando che 1.3 centesimi sono un limite minimo per il caso americano, mentre invece è addirittura superiore alla media del 2007 di 1.29 centesimi al kWh, riferito a tutta l’industria nucleare civile americana, e già nel 2003 tale valore era di 1.4 c$/kWh (si noti come, naturalmente, i costi di O&M per le centrali nucleari siano sensibilmente più alti rispetto a quelli di altri tipi di centrali); ed in terzo luogo, stima come caso migliore un’efficienza dell’impianto (cioè, come rapporto tra energia effettivamente prodotta e quella che nominalmente potrebbe produrre) dell’85%, quando le centrali nucleari statunitensi sono ben oltre tale valore, arrivando al 91.8% di efficienza, e niente vieta di raggiungere efficienze maggiori con i reattori più moderni. Il reattore coreano Wolsong-4, di tipo CANDU, ha un’efficienza del 97.2%. In sostanza, lo studio del MIT sembra che miri a scoraggiare il nucleare, al fine però di adottare un più massiccio uso di gas e carbone, con il quale il nucleare è paragonato.

Stimando dunque, in un caso plausibilmente ingeneroso, un’efficienza dell’impianto del 90% ed una vita di 40 anni, si ha che il reattore nella sua vita produrrà circa 315.6 miliardi di kWh di energia elettrica, su ognuno dei quali il costo della costruzione della centrale peserà per circa 1.9 centesimi di euro. Ipotizzando un (generoso, secondo i dati OCSE) costo di smantellamento di 600 milioni di euro, ci si devono aggiungere circa 0.19 centesimi di euro. Per i costi di operazioni e manutenzione, si può considerare la media americana di 1.3 centesimi al kWh, e paragonarla ancora una volta con gli euro. Inoltre, c’è da considerare il consumo del combustibile nucleare: a differenza di altri impianti, quali il carbone ed il gas, tale voce è solo marginale nella produzione di energia elettrica, e si riporta un valore di 0.47 centesimi al kWh per l’industria nucleare americana del 2007 (di 69 reattori PWR e 35 BWR), comprendenti i costi di estrazione ed arricchimento dell’uranio e la costituzione del fondo per lo stoccaggio dei rifiuti. In totale, dunque, un kilowattora di energia elettrica prodotto da una centrale nucleare costa circa 3.85 centesimi di euro. Si noti che un utente privato italiano paga un kWh di elettricità circa 19 centesimi, un valore quasi 5 volte superiore.

C’è da aggiungere che alcuni parametri di costo possono essere assai variabili. Nel conto, si sono considerati i riferimenti dell’industria nucleare americana, efficiente e con tanta esperienza alle spalle, per cui i costi di O&M e del combustibile potrebbero anche raddoppiare in un ipotetico caso italiano. D’altra parte, si può ipotizzare una vita della centrale più lunga; conti più affidabili sul capitale iniziale (che non viene stanziato tutto all’inizio); efficienze migliori dei nuovi impianti e così via. C’è da dire che, nonostante queste variabili, il nucleare rimane comunque una fonte energetica economicamente competitiva: ricordando ancora lo studio del MIT, esso riporta come valori più ottimistici rispettivamente 4.4 e 3.8 centesimi al kWh per impianti a carbone e a gas a ciclo combinato. La convenienza dell’energia nucleare può anche dipendere dalla presenza o meno della carbon tax, che viene applicata alle centrali a carbone, petrolio o gas ma non a quelle nucleari.

A titolo di confronto, i soli costi di costruzioni della centrale solare termodinamica spagnola di Andasol-1, calcolati su un tempo di 40 anni, incidono su ogni kWh prodotto dalla centrale per ben 11.4 centesimi di euro al kilowattora; il costo un turbogeneratore eolico da 2 MW di potenza nominale e dal costo di 3.5 milioni di euro, operante per 30 anni con un’efficienza del 25%, inciderebbe per 5.2 centesimi al kWh, ancora una volta senza contare i costi di O&M (di cui mancano dati abbastanza affidabili).

Come funzionano i reattori nucleari autofertilizzanti?
L’uranio-238 non è un materiale fissile, cioè non subisce una fissione nucleare tramite bombardamento di neutroni. Tuttavia, è un materiale fertile, cioè può essere trasformato in materiale fissile. Questo avviene tramite il bombardamento con neutroni veloci (cioè neutroni con energia cinetica di almeno 1 MeV, megaelettronvolt), che trasmutano l’238U in 239Pu (plutonio-239) in circa un paio di giorni, e tale materiale è infine fissile. Il concetto di reattore autofertilizzante (breeder, in inglese) sta proprio nel principio secondo cui esso genera il materiale fissile di cui ha bisogno. Addirittura, i reattori autofertilizzanti ad uranio-plutonio (come vengono detti) possono produrre più combustibile di quanto ne consumino!

I principali ostacoli alla costruzione di reattori autofertilizzanti risiedono nel fatto che l’utilizzo di neutroni veloci implica un uso particolare di materiali e di sistemi di raffreddamento, che rendono la centrale economicamente meno conveniente di quelle tradizionali a fissione, ed il costo praticamente nullo del combustibile viene superato dagli aumentati costi di esercizio. In futuro, però, le cose potrebbero cambiare.

Quelli descritti sono i cosiddetti fast breeder, cioè reattori autofertilizzanti a neutroni veloci. Esiste, come già accennato, un ciclo autofertilizzante che però coinvolge il torio-232, fertile, che viene tramutato in appositi reattori (come il CANDU) in uranio-233, che è un isotopo fissile. I vantaggi di questa reazione sono notevoli, a partire dal fatto che si usano neutroni termici e non veloci, e che le scorie radioattive così prodotte diventano meno radioattive dell’uranio naturale già dopo circa un secolo dalla loro produzione.

Possiamo coprire tutto il nostro fabbisogno di energia elettrica con le centrali nucleari?
No. La questione è semplice: una centrale nucleare non è un dispositivo capace di accendersi e spegnersi all’istante, né è capace di variare in tempi brevi la potenza prodotta. Ci sono tempistiche dell’ordine di uno o due giorni. Dunque, si può dire che una centrale nucleare debba sempre andare al massimo del suo regime, tranne nei giorni di manutenzione e rifornimento. Il fatto è, però, che il consumo di energia elettrica (in Italia, ma similmente anche in qualsiasi altro Paese del mondo) non è costante ma varia durante il giorno, dai circa 50 GW del dì sino ai 28 GW nelle ore notturne. Se si producessero più di 28 GW di energia elettrica dal nucleare, ci sarebbe della potenza in più che non utilizzeremmo, e che potremmo vendere all’estero solo se in quantità non eccessive.

Dunque, verosimilmente, si può produrre sino al 50-55% del proprio fabbisogno elettrico senza causare problemi di sovrabbondanza e lasciando spazio di “manovra” per ulteriori pianificazioni energetiche, ma oltre non è forse conveniente spingersi. Il caso della Francia, che produce elettricità dal nucleare per il 78% del proprio fabbisogno, è piuttosto al limite: è noto che i Transalpini sono grandi esportatori di elettricità, verso l’Italia in particolar modo, ma è ben difficile che potranno estendere tale percentuale.

In Italia non siamo capaci di gestire neppure i rifiuti solidi urbani, figuriaci quelli radioattivi! Non possiamo permetterci il nucleare.
Sono affermazioni che fanno del disfattismo la propria base, ma che non hanno argomentazioni serie a proprio supporto. L’Italia è in grado di produrre personale tecnico per centrali nucleari di prim’ordine, e l’ENEL sta acquisendo esperienza nella costruzione di reattori nucleari. Del resto, il nostro Paese è già stato una potenza dell’industria nucleare civile, e nulla vieta che possa ridiventrarlo.

Con questo concludo la serie di articoli riguardanti il nucleare. Una serie corposa, e che tuttavia omette ancora una notevole quantità di dettagli ampiamente divulgabili senza scendere troppo nel tecnico. Ma è ormai tempo di passare ad altre fonti.

Precedenti articoli sulla questione energetica:

Published in: on martedì, 19 agosto 2008 at 0.02  Comments (12)  
Tags: , , , , ,

Baraonda energetica, VI: il nucleare, terza parte

Continuo la disquisizione sul nucleare, parlando di economia, sicurezza e fattibilità del nucleare. Purtroppo, data la complessità dell’argomento trattato, mi rendo conto che è necessaria almeno una quarta parte affinché si trattino tutti i punti con un dettaglio sufficiente per un livello divulgativo. Questo fa sì che gli altri due articoli che ho scritto, uno sull’energia solare ed uno sull’eolica, sembrano appena abbozzati; ed in fondo così è. Ma dato che l’Italia parebbe apprestarsi a ritornare sulla via del nucleare civile, preferisco chiarire il più possibile i punti a riguardo, per riservare in futuro ulteriori delucidazioni sulle altre fonti energetiche.

Quanto è sicura una centrale nucleare?
È una domanda cui non si può rispondere in maniera univoca, ma a grandi linee si può dire: molto. Si tratta di impianti complessi e che trattano reazioni potenzialmente molto pericolose, e dunque sono progettati per prevenire, controllare e resistere ai danni molto più delle comuni centrali termoelettriche. Anche il personale è grandemente specializzato.

Nella storia del nucleare civile, si sono avuti decine di incidenti alle centrali nucleari, di vario tipo, ma quelli che hanno comportato la morte del personale della centrale o rischi più che minimi alla popolazione locale si contano sulle dita della mano. Gli incidenti alle centrali nucleari sono classificati secondo la scala INES (International Nuclear Event Scale), una scala qualitativa dal valore di 0 a 7 con andamento basilarmente logaritmico (nel senso che un incidente di livello 7 è circa 107 volte più pericoloso – a livello di contaminazione – di un evento di livello 0). Gli eventi sino al livello 3 sono classificati come guasti, cioè come malfunzionamenti di varia gravità ma senza danni sensibili all’ambiente ed alla popolazione esterna, con esposizione alle radiazioni ben al di sotto dei limiti di legge. Dal livello 4 in poi sono incidenti che possono prevedere eventuali opere di bonifica all’esterno.

Nella storia del nucleare civile, se si escludono gli impianti di prima generazione degli anni ’50, c’è stato un solo incidente di livello 5, nel 1979 all’impianto americano di Three Mile Island (di cui non è ancora dimostrata un’incidenza sulla salute della popolazione locale); nessun incidente di livello 6; ed un incidente di livello 7, nel 1986 a Chernobyl, nell’odierna Ucraina. Riguardo a quest’ultimo evento, al di là delle diatribe sul numero di vittime che ha causato, è tale la particolarità delle condizioni, a partire dalla mancanza di sicurezza dell’impianto, per finire con l’incompetenza dei tecnici passando dall’irresponsabilità degli stessi (sembrava quasi che stessero cercando l’incidente) da far passare l’intero caso come un evento sostanzialmente irripetibile in una centrale, non tanto moderna ma appena decente, della seconda generazione, tipo i comuni reattori PWR, BWR e CANDU.

Il recente (luglio 2007) terremoto di 6.8 gradi della scala Richter vicino alla centrale giapponese di Kashiwazaki-Kariwa hanno fatto rilasciare una quantità di fluidi nell’ambiente non più radioattivi di un rilevatore di fumo da casa. Gli ultimi guasti alla centrale francese di Tricastin sono stati classificati tutti come livello 0 o 1. La grande eco che ne è scaturita si può dire che sia dovuta sostanzialmente a paure recondite, grandemente incrementate proprio dall’incidente di Chernobyl, e da allora rimaste. Ma proprio in base a questi timori, le comunicazioni sui guasti alle centrali nucleari sono sempre molto dettagliate e trasparenti, anche se, per le loro effettive conseguenze, forse non si meriterebbero nemmeno un trafiletto nel giornale locale. Ma, ovviamente, è meglio sapere le cose piuttosto che ignorarle.

A partire dalla seconda generazione, la sicurezza delle centrali è garantita da vari tipi di espedienti. Si tratta di sistemi attivi e ridondanti (cioè, ripetuti) di sicurezza, al fine di fermare il reattore in tempo relativamente breve, in caso di falle al sistema di raffreddamento. Tutto il nocciolo del reattore è contenuto in un “vascello” di contenimento, in cemento armato, capace di isolare eventuali fughe radioattive. Infine, sono presenti vari sistemi di emergenza per il raffreddamento ed il contenimento di materiale radioattivo. Anche i reattori sovietici di tipo RMBK prevedono tali dispositivi, ma bisogna ricordare che i reattori 3 e 4 di Chernobyl non avevano il vascello di contenimento, che avrebbe ridotto enormemente la portata del disastro.

Le centrali nucleari di terza generazione, come detto nel precedente articolo, sono generalmente evoluzioni più sicure delle più comuni centrali nucleari di seconda generazioni. I miglioramenti principali riguardano l’adozione di sistemi di sicurezza passivi, cioè che non richiedono né l’uso di sensori né tantomeno l’intervento dell’uomo, ed è certo come l’espansione termica dei metalli. I progetti prevedono un “tempo di sicurezza” di 100 milioni di anni, cioè una centrale di terza generazione in funzione dall’era mesozoica avrebbe il 50% di probabilità di avere un incidente grave. Inoltre, queste centrali sono progettate per resistere anche all’impatto di un grosso aereo, scongiurando anche pericoli terroristici.

A questo punto è chiaro che la costruzione di una moderna centrale di terza generazione rappresenta un rischio molto basso per la popolazione locale, ed un impatto trascurabile anche nel caso dei guasti più gravi. Tuttavia, il timore del nucleare del dopo-Chernobyl rende queste considerazioni del tutto soggettive.

Quanto uranio c’è nel mondo?
Molto. Ma non tutto è conveniente da estrarre: in effetti, la maggior parte dell’uranio della Terra si trova in mare. Quello nelle miniere e conveniente da estrarre, invece, è relativamente poco: circa 5 milioni di tonnellate, bastanti per circa mezzo secolo o qualcosa più al ritmo di consumo attuale delle centrali nucleari. Tuttavia, per l’uranio non c’è mai stata una ricerca esaustiva delle miniere, così come invece c’è stato per i giacimenti di petrolio, e pertanto tale limite si può entendere, ma ovviamente non è lecito farvi affidamento.

Di certo, però, le centrali nucleari possono sfruttare anche il torio-232, con impianti noti e ben collaudati come il CANDU, ed il torio è quattro volte più diffuso dell’uranio in natura. Inoltre, il ciclo nucleare a torio ha il vantaggio di produrre una minore quantità di scorie ad alta attività, tra cui oltretutto il plutonio che si può usare nelle bombe atomiche.

Inoltre ci sono i già menzionati reattori autofertilizzanti, i cui costi operativi sono decisamente più alti di quelli degli impianti classici, ma che sono in grado di consumare pressoché tutto l’uranio che viene introdotto come combustibile, perché con i loro “neutroni veloci” sono capaci di trasformare l’238U in 239Pu (plutonio-239), che è materiale fissile. In questo modo, si risolverebbe quasi del tutto il problema dell’approvigionamento di combustibile nucleare. (Si noti che anche il ciclo del 232Th nei reattori CANDU è autofertilizzante, anche se non usa neutroni veloci.)

Infine, come si è detto, qualcosa si può ottenere se si arriva alla realizzazione del Rubbiatron, cui ho accennato nello scorso articolo, e che potrebbe inoltre aiutarci a risolvere il problema delle scorie nucleari finora prodotte a livello mondiale.

Ho letto che l’uranio ha raggiunto dei prezzi esagerati in pochissimo tempo! Questo non mina l’economia del nucleare civile?
No. O almeno, non ancora.

Negli anni ’70, in reazione alle susseguenti crisi energetiche il mondo spinse molto nella direzione del nucleare, con il risultato che il prezzo dell’ossido di uranio (U3O8) aumentò parecchio. Eppure non ci fu alcun tracollo dell’industria nucleare. Per lungo tempo, tra gli anni ’80 e gli anni ’90, il prezzo dell’uranio fu molto basso, intorno ai 10 dollari a libbra, in seguito anche ai trattati di smantellamento delle testate nucleari che resero disponibili grandi quantità di uranio da usare nei reattori, facendo calare notevolmente la richiesta mondiale.

Ma tra il gennaio del 2005 ed il luglio del 2007 il prezzo dell’ossido di uranio è passato dai 20 ai ben 140 dollari a libbra. Tuttavia non ci fu un così improvviso aumento della richiesta dell’uranio, né le scorte di uranio si ridussero così drasticamente in poco tempo. Non si trattava, quindi, del naturale meccanismo della domanda e dell’offerta ma più probabilmente si è trattato del frutto di speculazioni economiche, forse in seguito ad un rinnovato (ma ancora non concreto) interesse nell’industria nucleare a livello mondiale, in seguito anche al rialzo dei prezzi del barile di petrolio.

In ogni caso, il prezzo dell’uranio è risultato sopravvalutato ed il trend è stato poi spezzato. Ad oggi (agosto 2008), il prezzo dell’ossido di uranio è tornato intorno ai 60 dollari alla libbra.


Ma in Italia si possono costruire centrali nucleari? I risultati del referendum del 1987 non lo impedirebbero?
Qui bisogna fare subito chiarezza: i referendum del 1987 non hanno affatto imposto la chiusura delle nostre centrali nucleari. Lo sviluppo dell’industria nucleare civile fu frutto di un accordo economico internazionale cui l’Italia prese parte, e su tali questioni, in base proprio alla nostra Costituzione, il popolo italiano non può mettere naso. I tre quesiti riguardanti il nucleare stabilirono solo aspetti marginali della nostra politica energetica, e per la precisione che:

  1. lo Stato Italiano non può intervenire se un comune nega l’autorizzazione alla costruzione di una centrale nucleare nel suo territorio;
  2. lo Stato Italiano non può elargire contributi compensativi ai comuni che ospitano centrali nucleari;
  3. l’ENEL non può partecipare alla costruzione di centrali nucleari all’estero.

Furono i successivi governi ad interpretare il risultato del referendum come un’intenzione, da parte degli Italiani, di non fare più uso delle centrali nucleari. L’interpretazione fu probabilmente giusta, ma di sicuro gli Italiani pagano ancora oggi le conseguenze della dismissione anticipata delli suoi impianti nucleari.

In ogni caso, i giuristi reputano che un’opinione pubblica, se non più così sentita, si può certamente sovvertire con un’azione di governo dopo 20 anni dal referendum, per cui l’esecutivo non ha ostacoli nella sua azione. Il terzo punto, comunque, era stato già abrogato nel 2004, e da allora l’ENEL ha già partecipato alla costruzione di diverse centrali nucleari nell’Est europeo (in Slovenia in particolare).

Da più di 20 anni il numero delle centrali nucleari al mondo è pressoché costante: siamo sicuri che il nucleare convenga?
Questa è una considerazione che lascia il tempo che trova, se non correttamente interpretata. Infatti, non si capirebbe perché, nonostante la richiesta di energia elettrica sia sempre aumentata in questi 20 anni, la parte prodotta dal nucleare è sempre e comunque intorno al 16-17%.

Negli Stati Uniti le centrali nucleari sono 104 dal 1978, eppure la loro produzione è passata dai 291 TWh del 1978 agli 807 TWh del 2007. Nel mondo, è aumentata in ogni caso la potenza installata, e proporzionalmente ancor di più l’energia prodotta annualmente dalle centrali nucleari:

Produzione ed installazione del nucleare civile mondiale (da Wikipedia)

Produzione ed installazione del nucleare civile mondiale (da Wikipedia)

I motivi non sono difficili da capire. L’efficienza dei reattori nucleari è aumentata drasticamente tra la fine degli anni ’70 e l’inizio degli anni ’80, passando da circa il 50% ad oltre l’80%. In secondo luogo, non costruire più centrali nucleari non significa che non vengano costruiti più reattori: infatti, ogni centrale può constare da diversi reattori, anche 7-8. Questa politica è stata certamente determinata dall’incidente di Chernobyl e dal diffondersi del timore verso il nucleare civile, pertanto l’installazione di nuovi reattori è certamente una mossa, dal punto di vista dell’opinione pubblica, meno rischiosa.

Si può anche obiettare che, in ogni caso, nessun Paese che non sfruttasse il nucleare civile ha poi cominciato a farlo. C’è tuttavia da ricordare che stiamo parlando di periodi in cui i prezzi dei combustibili come petrolio, gas e carbone erano molto abbordabili, e non si parlava ancora di riduzione delle emissioni di anidride carbonica nell’atmosfera. I costi e le tecnologie delle altre centrali erano ugualmente più convenienti. Non c’è quindi da stupirsi se il nucleare civile non si sia diffuso ulteriormente.

Ora, invece, le cose stanno cambiando nettamente e molti Paesi in forte crescita economica, tra cui soprattutto Cina ed India, non trascurano questa fonte di energia. In ogni caso, a seguito dell’incidente di Chernobyl solo un Paese ha dismesso in blocco le proprie centrali nucleari: l’Italia.

Precedenti articoli sulla questione energetica:

Published in: on mercoledì, 13 agosto 2008 at 6.15  Comments (4)  
Tags: , , , , , , , ,

Baraonda energetica, IV: il nucleare, prima parte

Solare ed eolico sono forme di energia sfruttate in maniera varia sin dall’antichità: dovunque ci fosse un mulino a vento, uno specchio ustore, o anche solo una vela. Bruciare olio o carbone è una pratica anche più antica. Da sempre si sfrutta il moto dei fiumi, ed anche il calore dal sottosuolo (con le terme). Ora i metodi sono più moderni, ma i concetti e le fonti sono sempre gli stessi. C’è solo una fonte che viene sfruttata da molto di recente, e precisamente dal 2 dicembre 1942: l’energia nucleare.

La centrale nucleare di Three Mile Island

Quel giorno, il fisico italiano Enrico Fermi in un laboratorio a Chicago diede inizio alla prima reazione nucleare a catena autosostenuta e controllata. Da allora, l’energia nucleare ha avuto due utilizzi: il primo, più triste, è quello bellico, ma di questo non parlerò, o almeno non nel dettaglio; il secondo è quello della produzione di elettricità. Da quel giorno del 1942, il nucleare cosiddetto “civile” è arrivato a produrre il 16% dell’energia elettrica mondiale, con punte del 30% di Paesi come Giappone e Germania, e di ben il 78% della Francia.

Eppure in Italia non abbiamo alcun reattore nucleare ad aiutarci nel nostro bilancio energetico: sono stati tutti spenti agli inizi degli anni ’90, in seguito alle decisioni del referendum del 1987. E dopo anni di status antinuclearista, la cosa ci è sempre parsa normale. Invece normale non lo è affatto, ed anzi la nostra situazione si avvicina di più ad un’anomalia che alla regola. Del resto, nel 1966 l’Italia era il terzo produttore mondiale di energia elettrica dal nucleare, dopo Stati Uniti e Gran Bretagna.

E allora perché siamo arrivati a privarci dell’energia nucleare? Perché Berlusconi vuole riportarlo? Perché il G8 ha prospettato la costruzione di ben mille centrali nucleari nel mondo nei prossimi decenni? Cosa sta succedendo alla centrale nucleare francese di Triscatin? Cos’è successo a Scanzano Jonico? E le scorie, quante sono e dove le mettiamo? A queste ed altre domande vorrei cercare di rispondere, nel tentativo di dare un quadro chiaro dell’argomento. Non si tratta di una questione facile da analizzare, perché nel tempo è stata soggetta ad una tale miriade di analisi che è facile perdercisi. Anche a livello politico la cosa non è semplice e rischia di sfociare in sterili polemiche.

Il funzionamento di una centrale nucleare ha quasi del fantascientifico: si tratta di spaccare i legami stessi della materia per ricavarne l’energia, tramite il procedimento di fissione atomica. Utilizzando materiali particolarmente adatti allo scopo (uranio, plutonio, torio) è possibile ricavare una quantità ingentissima di energia: la fissione di un grammo di uranio-235 (U235 o 235U, cioè uranio con 143 neutroni) produce 68 GJ (gigajoule) di energia, ben 1.62 milioni di volte più della combusione del petrolio. Sebbene l’uranio estratto naturalmente contiene solo lo 0.7% di 235U (ed il resto è 238U, non adatto all’uso nei reattori), e quindi tale valore scende a circa 11300 volte, si capisce comunque quanta più energia è possibile ricavare struttando la struttura stessa della materia…

Centrale di tipo PWR (da Wikipedia)

Centrale di tipo PWR (da Wikipedia)

La fissione nucleare avviene attraverso il bombardamento con neutroni degli atomi di 235U, che si spaccano in atomi di altri elementi, rilasciando energia ed altri neutroni in grado di spaccare altri atomi di uranio. L’energia rilasciata riscalda l’acqua (o altro fluido) all’interno del nocciolo, che può essere usata direttamente per alimentare una turbina (nei reattori BWR) o passando da uno scambiatore (reattori PWR). L’acqua, dopo essere passata come vapore nella turbina, viene raffreddata nelle “torri di raffreddamento”, quegli immensi coni ricurvi che sono un po’ il simbolo delle centrali nucleari, ma che invece sono comunemente usati anche nelle centrali termoelettriche (e rilasciano solo vapor acqueo, non gas inquinanti). Questo è il funzionamento di base dei reattori nucleari più comuni, ma in realtà esistono tantissime tipologie di reattori, molti dei quali ancora in studio e sviluppo (i cosiddetti reattori di IV generazione).

Questa è solo la prima parte di quanto vorrei scrivere sul nucleare. L’argomento è vasto e complesso, e merita attenzione, in virtù anche del probabile prossimo ritorno al nucleare dell’Italia. Questi sono i precedenti articoli che ho scritto riguardo la questione energetica: