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Piccoli reattori, grandi ambizioni: è questo il futuro dell’energia nucleare?

Stati Uniti Centrali Nucleari

Il nucleare sta vivendo una rinascita: ci sono 32 Paesi nucleari operativi che stanno valutando l’ampliamento delle risorse o la costruzione di nuove centrali nucleari e 30 che ne stanno valutando l’introduzione

Stiamo vivendo la prima crisi energetica mondiale, come la descrive Fatih Birol, direttore Esecutivo dell’Agenzia Internazionale dell’Energia, ed è persino peggiore della crisi petrolifera degli Anni 70.

Una fornitura di energia affidabile e conveniente – scrive su “Agenda” del World Economic Forum Stefano Buono, founder e CEO di newcleo – ora è ampiamente riconosciuta come vitale per la nostra vita quotidiana e la sua importanza va ben oltre le luci che accendiamo di notte nelle nostre case. Le conseguenze di una cattiva pianificazione e della mancanza di indipendenza dall’esterno hanno messo a dura prova la stabilità e la competitività delle economie occidentali e hanno spinto milioni di persone al di sotto della soglia di povertà.

Particolarmente rilevante per le conversazioni tenutesi alla COP27 è la sfida che la crisi dell’approvvigionamento presenta per la realizzazione della transizione energetica e la necessità di eliminare gradualmente in tutti i settori la dipendenza dai combustibili fossili, in particolare dal carbone.

LA PROMESSA DEL NUCLEARE

Tema da sempre molto controverso, l’energia nucleare risolve intrinsecamente molte di queste preoccupazioni, poiché può fornire un contributo significativo alla sicurezza dell’approvvigionamento e all’indipendenza, con un impatto ambientale notevolmente ridotto.

Le centrali nucleari sono note per la loro affidabilità, poiché la produzione di energia non dipende da fattori esterni e i periodi di manutenzione possono essere programmati con largo anticipo, con un fattore di capacità di almeno il 90%.

Eppure, nonostante il suo contributo alle fonti di energia pulita – essendo secondo solo all’energia idroelettrica, il nucleare fornisce circa il 4% dell’energia primaria globale, il 10% dell’energia elettrica globale e il 25% dell’Unione Europea – la fissione è circondata da disinformazione, che viene invariabilmente smentita da fatti e cifre.

Il direttore generale dell’AIEA, Rafael Grossi, di recente ha scritto del futuro della capacità nucleare installata come risposta a questa crisi. Buono si dice d’accordo con la sua opinione e certo che l’industria sia pronta ad intensificare la sua capacità di consegna.

Il nucleare sta vivendo una rinascita: ci sono 32 Paesi nucleari operativi che stanno valutando l’ampliamento delle risorse o la costruzione di nuove centrali nucleari e 30 che ne stanno valutando l’introduzione.

SMRS E GEN-IV SONO IL FUTURO DELL’ENERGIA NUCLEARE?

Negli ultimi due decenni, l’energia nucleare è stata “fuori moda” dalla politica di gran parte del mondo. Se però la ricerca, lo sviluppo e la diffusione sono stati posticipati a scapito dell’odierna sicurezza energetica globale, l’industria non ha mai veramente smesso di funzionare, e l’energia nucleare ha intrapreso due percorsi evolutivi.

In primo luogo, il concetto di Small Modular Reactor è nato con l’obiettivo di sfruttare la standardizzazione e la modularizzazione per ridurre i costi e il rischio finanziario, semplificando l’implementazione commerciale ed offrendo i numerosi vantaggi dell’industrializzazione.

In secondo luogo, negli ultimi due decenni i progettisti hanno esplorato nuovi concetti di reattore. Conosciuti come “Generation IV”, possono fornire una generazione di energia più sostenibile, pulita, sicura e a lungo termine, e potrebbero essere il futuro dell’energia nucleare.

“In newcleo – spiega Buono – crediamo nella superiorità dei reattori veloci raffreddati al piombo (Lead-cooled Fast Reactors – LFR), in quanto possono fornire tutto ciò ma con un sostanziale miglioramento del ciclo del combustibile nucleare, utilizzando scorie nucleari esistenti e future come combustibile.

I reattori nucleari producono volumi molto limitati di scorie in proporzione alla quantità di energia prodotta. Gli studi AIEA mostrano che, supponendo che le scorie nucleari non vengano affatto rielaborate, un reattore da 1 GWe ogni anno produce 30 tonnellate di scorie solide ad alto livello. In confronto, una centrale a carbone equivalente da 1 GWe produce 300.000 tonnellate di cenere.

I SOTTOPRODOTTI NUCLEARI SONO DAVVERO RIFIUTI?

La risposta, in breve, è no. Tradizionalmente, il combustibile esaurito veniva smaltito in un deposito geologico profondo. Oggi è possibile rielaborare questo combustibile esaurito e infine smaltire i rifiuti con un tempo di dimezzamento significativamente breve.

Ad esempio, l’industria nucleare francese riprocessa e ricicla parzialmente il combustibile esaurito lasciato dai reattori nucleari di vecchia generazione. I reattori veloci mostrano una grande flessibilità in termini di utilizzo di questo combustibile e possono integrare gli attuali reattori commerciali (termici), migliorando la sostenibilità ambientale e finanziaria e riducendo ulteriormente l’impronta ambientale del nucleare.

I VANTAGGI DEI REATTORI VELOCI RAFFREDDATI AL PIOMBO

“Newcleo è impegnata in investimenti significativi negli impianti di produzione di MOX per preparare il combustibile per i nostri reattori veloci raffreddati al piombo (LFR). Questo perché è possibile estrarre assolutamente zero nuovo uranio, eliminando anche le scorte di plutonio esistenti nel mondo, quando implementiamo questa strategia di termovalorizzazione. Con MOX in LFR, possiamo bruciare fino a 1,5 tonnellate/anno con una capacità installata di 4 GWe”, ha affermato Buono.

In questo scenario, i Paesi nucleari aumenterebbero la loro indipendenza energetica utilizzando il combustibile che è già a loro disposizione, eliminando la necessità di immagazzinare grandi volumi di materiali di scarto e riducendo l’emivita radioattiva dei rifiuti da migliaia di anni a diversi decenni. “Abbiamo calcolato che con il nostro combustibile e i nostri reattori, sono necessari solo 233 grammi di combustibile per soddisfare il fabbisogno di elettricità per tutta la vita di un essere umano”.

Il vantaggio del costo del ciclo di vita non si basa solo sul ciclo del combustibile. L’attento processo di progettazione mira a costruire una macchina che riduca ulteriormente i materiali da costruzione necessari, avendo in definitiva un impatto positivo sulle emissioni indirette e sull’impronta ambientale dal punto di vista della costruzione.

“Stiamo lavorando per progettare le possibilità che la fisica ci offre e sentiamo un forte senso di urgenza per consegnare i nostri progetti in tempo e nel rispetto del budget, per contribuire a raggiungere gli obiettivi tanto necessari per la decarbonizzazione e la produzione affidabile di energia pulita.

A 80 anni dalla prima reazione nucleare autosufficiente realizzata da Enrico Fermi, testimoniare l’impegno e lo sforzo che aziende private e pubbliche stanno mettendo nel nuovo nucleare non è solo rinvigorente per noi che crediamo nel nucleare, ma anche un vero faro di speranza per un mondo più pulito, sostenibile e stabile”, ha concluso Buono.

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