La politica sta discutendo se ritirare i vecchi reattori o rafforzare le strutture per continuare a produrre energia nucleare, che molti considerano un’alternativa a basse emissioni di carbonio al carbone, al petrolio e al gas che riscaldano il clima
Un nuovo studio del Massachusetts Institute of Technology mostra che, se le centrali nucleari statunitensi venissero ritirate, la combustione di carbone, petrolio e gas per colmare il divario energetico potrebbe causare oltre 5.000 morti premature. Il team del MIT ha condotto un nuovo studio, apparso su Nature Energy, da cui è emerso che quasi il 20% dell’elettricità odierna negli Stati Uniti proviene dall’energia nucleare. Gli Stati Uniti hanno la più grande flotta nucleare del mondo, con 92 reattori sparsi per il Paese. Molte di queste centrali elettriche sono in funzione da più di mezzo secolo e si stanno avvicinando alla fine del loro ciclo di vita previsto.
I responsabili politici stanno discutendo se ritirare i vecchi reattori o rafforzare le strutture per continuare a produrre energia nucleare, che molti considerano un’alternativa a basse emissioni di carbonio al carbone, al petrolio e al gas che riscaldano il clima.
LA QUESTIONE DELLA QUALITÀ DELL’ARIA
Ora, i ricercatori del MIT affermano che c’è un altro fattore da considerare nel soppesare il futuro dell’energia nucleare: la qualità dell’aria. Oltre ad essere una fonte a basse emissioni di carbonio, l’energia nucleare è relativamente pulita in termini di inquinamento atmosferico che genera. Senza l’energia nucleare, come cambierebbe il modello dell’inquinamento atmosferico e chi ne sentirebbe gli effetti?
Il team ha delineato uno scenario in cui tutte le centrali nucleari del Paese sono state chiuse e ha considerato come altre fonti – come carbone, gas naturale ed energia rinnovabile – soddisferebbero il fabbisogno energetico risultante per un anno intero. L’analisi rivela che, in effetti, l’inquinamento atmosferico aumenterebbe, poiché le fonti di carbone, gas e petrolio crescerebbero per compensare l’assenza di energia nucleare. Questo, di per sé, potrebbe non essere sorprendente, ma il team ha dato dei numeri alla previsione, stimando che l’aumento dell’inquinamento atmosferico avrebbe gravi effetti sulla salute, provocando in un solo anno ulteriori 5.200 decessi correlati all’inquinamento.
Se, tuttavia, ci fossero più fonti di energia rinnovabile per rifornire la rete energetica, come previsto entro il 2030, l’inquinamento atmosferico sarebbe ridotto, anche se non del tutto. Il team ha scoperto che, anche in questo scenario rinnovabile più vigoroso, c’è ancora un leggero aumento dell’inquinamento atmosferico in alcune parti del Paese, con un totale di 260 morti legate all’inquinamento in un anno.
Quando hanno esaminato le popolazioni direttamente colpite dall’aumento dell’inquinamento, hanno scoperto che le comunità nere o afroamericane – un numero altissimo delle quali vive vicino a impianti di combustibili fossili – hanno subito la maggiore esposizione.
L’autrice principale dello studio, Lyssa Freese – una studentessa laureata presso il Dipartimento di Scienze della Terra, Atmosferiche e Planetarie del MIT – ha dichiarato che “questo aggiunge un ulteriore livello all’equazione della salute ambientale e degli impatti sociali quando si pensa agli arresti nucleari, dove la conversazione spesso si concentra sui rischi locali dovuti ad incidenti e miniere o sugli impatti climatici a lungo termine.
L’autrice dello studio Noelle Selin, professoressa presso l’Institute for Data, Systems, and Society del MIT, ha aggiunto che “nel dibattito sul mantenimento delle centrali nucleari aperte, la qualità dell’aria non è stata al centro della discussione. Quello che abbiamo scoperto è che l’inquinamento atmosferico da impianti a combustibili fossili è così dannoso che tutto ciò che lo aumenta – come un arresto nucleare – avrà impatti sostanziali, e per alcune persone più di altri.
COME GESTIRE IL PHASE OUT
Quando le centrali nucleari sono state chiuse in passato, in risposta l’uso di combustibili fossili è aumentato. Nel 1985 la chiusura dei reattori nella Tennessee Valley ha provocato un picco nell’uso del carbone, mentre la chiusura nel 2012 di un impianto in California ha portato ad un aumento del gas naturale. In Germania, dove l’energia nucleare è stata quasi completamente eliminata, l’energia a carbone è aumentata inizialmente per colmare il divario.
Notando queste tendenze, il team del MIT si è chiesto come la rete energetica degli Stati Uniti avrebbe risposto se l’energia nucleare fosse stata completamente eliminata. “Volevamo pensare a quali cambiamenti futuri erano previsti nella rete energetica”, afferma Freese. “Sapevamo che il consumo di carbone stava diminuendo e c’era già molto lavoro per esaminare l’impatto che questo avrebbe avuto sulla qualità dell’aria. Nessuno, però, aveva considerato la qualità dell’aria e l’energia nucleare, che abbiamo notato essere in declino”.
Nel nuovo studio, il team ha utilizzato un modello di distribuzione della rete energetica sviluppato da Jenn per valutare come il sistema energetico degli Stati Uniti risponderebbe ad un arresto dell’energia nucleare. Il modello simula la produzione di ogni centrale elettrica del Paese e funziona continuamente per stimare, ora per ora, la domanda di energia in 64 regioni del Paese.
Proprio come il modo in cui opera il mercato dell’energia attuale, il modello sceglie di aumentare o diminuire la produzione di un impianto in base al costo: gli impianti che producono l’energia più economica in un dato momento hanno la priorità di rifornire la rete rispetto a fonti energetiche più costose.
Il team ha fornito al modello i dati disponibili sulle variazioni delle emissioni e dei costi energetici di ciascun impianto durante un anno intero. Hanno quindi eseguito il modello in diversi scenari, tra cui una rete energetica senza energia nucleare, una rete di base – simile a quella odierna – che include l’energia nucleare e una rete senza energia nucleare che incorpora anche le fonti rinnovabili aggiuntive che dovrebbero essere aggiunte entro il 2030.
Gli studiosi hanno combinato ogni simulazione con un modello di chimica atmosferica per simulare il modo in cui le varie emissioni di ciascuna pianta viaggiano nel Paese e per sovrapporre queste tracce su mappe della densità di popolazione. Per le popolazioni sul percorso dell’inquinamento, hanno calcolato il rischio di morte prematura in base al loro grado di esposizione.
LA RISPOSTA DEL SISTEMA
L’analisi ha mostrato uno schema chiaro: senza energia nucleare, l’inquinamento atmosferico è peggiorato in generale, colpendo principalmente le regioni della costa orientale, dove sono concentrate per lo più le centrali nucleari. Senza questi impianti, il team ha osservato un aumento della produzione da impianti a carbone e gas, con conseguenti 5.200 decessi correlati all’inquinamento in tutto il Paese rispetto allo scenario di base.
Dallo studio è emerso che è probabile che più persone muoiano prematuramente anche a causa degli impatti climatici dovuti all’aumento delle emissioni di CO2, poiché la rete compensa l’assenza di energia nucleare. Nel prossimo secolo, gli effetti legati al clima di questo ulteriore afflusso di anidride carbonica potrebbero portare a 160.000 morti in più.
“Dobbiamo riflettere – ha osservato Freese – su come stiamo ritirando le centrali nucleari se stiamo cercando di pensarle come parte di un sistema energetico. La chiusura di qualcosa che non ha emissioni dirette di per sé può comunque portare ad un aumento delle emissioni, perché il sistema di rete risponderà”. Questo, ha aggiunto Selin, “potrebbe significare che dobbiamo distribuire ancora più energie rinnovabili per riempire il vuoto lasciato dal nucleare, che è essenzialmente una fonte di energia ad emissioni zero. Altrimenti avremo una riduzione della qualità dell’aria su cui non contavamo”.
Questo tipo di lavoro è sempre utile. Tuttavia, rimangono sempre le questioni relative alle ipotesi utilizzate per gli input e al modello stesso. Anche così, c’è ovviamente un certo impatto dalla rimozione di una fonte che ha già la sua impronta di carbonio e la sua sostituzione con una nuova struttura e con una diversa fonte di combustibile.
Poi, c’è la questione della forzatura politica che non è nella stampa popolare, né nei siti Internet tradizionali né in quelli moderni. Da 100 anni lo sviluppo dell’energia elettrica è diventato il motore della vita moderna. Togliere l’energia nucleare e i combustibili fossili dalla base delle fonti energetiche è un’idea di dimensioni immense e di profonda preoccupazione. Ogni speranza che il tenore di vita migliori nel suo insieme scompare: solo i più ricchi e le élite possono aspettarsi uno stile di vita simile a quello di oggi.