I presuposti sbagliati del nucleare in Italia e, forse, nel mondo

Di quale nucleare avrebbe bisogno, eventualmente, il nostro Paese che sonnecchia su un tema di portata vitale? Analisi tecnico-economica sulle soluzioni che il nostro governo starebbe prendendo in considerazione

I fan del nucleare sembrano aumentare di giorno in giorno celando una distopia interna: da una parte si ha sempre più paura che il nucleare bellico scateni scenari apocalittici, dall’altra correnti politiche, sia al governo che all’opposizione, reputano che tornare a produrre energia dal nucleare in Italia sia l’unica alternativa.

In mezzo c’è lo stesso italiano che sorvola sui veri aspetti tecnici ed economico-finanziari.

Dicevamo della paura della guerra atomica. A ottant’anni dalle bombe sganciate sul Giappone c’è in Europa un vero e proprio boom di richieste per bunker anti-atomici: con la guerra in Ucraina e l’aumento delle tensioni nucleari, è cresciuta del 3.000% la domanda di rifugi antiatomici in Italia, con prezzi variabili da 30.000 fino a oltre 80.000 euro, se la costruzione è post‑progetto.

E poi viene la politica italiana, quella che a fronte della crisi energetica e del sempre maggiore bisogno di energia, pensa che il nucleare possa essere una soluzione (solo che confonde l’immediato geopolitico con i tempi necessari per costruire ex novo).

Una testata ecologica come La Nuova Ecologia ha affermato che la comunicazione pro‑nucleare è così efficiente ed efficace che potrebbe influenzare il futuro energetico italiano.

Noi di GreenPlanner.it abbiamo voluto dare la parola a un fisico, Christian Sansoni, che collabora con la nostra testata da tempo anche se su altri temi comunque collegabili: gli Esg. Ecco i suoi spunti.

Nucleare in Italia, che taglia scegliere: piccola?

Innanzitutto, iniziamo con il chiarire cos’è e cosa non è un piccolo reattore modulare. Per cominciare, non è piccolo. Per niente. In base alle loro dimensioni fisiche, queste bestie sono quasi grandi quanto una normale centrale nucleare.

Sebbene circolino voci su progetti di microreattori e prototipi di reattori militari delle dimensioni di qualche container, non godreste di una vita lunga e felice dopo aver trascorso più di uno o due secondi nelle loro vicinanze.

Vedete, non c’è modo di comprimere il raffreddamento necessario e la schermatura radioattiva in queste dimensioni. Tutto ciò è necessario per mantenere i risultati della reazione nucleare all’interno, trasferendo il calore di scarto all’esterno, invece di contaminare un’intera regione in stile Chernobyl.

L’unica ragione per definire gli Smr piccoli è la loro potenza elettrica, solitamente inferiore a 300 MW, a differenza delle centrali nucleari tradizionali (Npp) che si aggirano intorno ai 1.000 MW, ovvero 1 GW.

Nel 2024 erano in funzione solo due piccoli reattori modulari, oltre a due reattori sperimentali ad alta temperatura, secondo l’Aiea, l’Agenzia Internazionale per l’Energia Atomica.

Il primo, la centrale nucleare galleggiante Akademik Lomonosov, è stato costruito nella Federazione Russa con due reattori Klt40S da 35 MW ciascuno, ed è stato rifornito per la prima volta nel 2023.

In funzione da maggio 2020, fornisce calore ed energia elettrica alla remota città di Pevek, nella regione della Ciukotka, un porto per l’esportazione di minerali nell’ambito della rotta del Mare del Nord in espansione.

L’altro Smr opera in Cina come unità dimostrativa presso il sito di Shidaowan. Ha iniziato l’attività commerciale nel dicembre 2023 e genera 200 MW a piena potenza da due reattori collegati a una singola turbina.

Altri piccoli reattori modulari – in costruzione – si trovano in Argentina (il prototipo del reattore Carem-25), in Cina (l’unità dimostrativa multifunzionale Acp100, nota anche come Linglong One) e nella Federazione Russa (il Brest-Od-300 a Seversk, in Siberia).

Un dato curioso e un’ulteriore dimostrazione delle dimensioni di questi bestioni è che la piastra di base in acciaio del reattore Brest-Od-300 pesa da sola ben 165 tonnellate, sufficienti per costruire 143 vagoni di treno.

Secondo l’Aiea, negli Stati Uniti è in costruzione un solo reattore modulare, l’Hermes Low-Power Demonstration Reactor di Oak Ridge, nel Tennessee. È il primo e unico reattore di IV Generazione ad aver ricevuto una licenza di costruzione dalla Nuclear Regulatory Commission e il primo reattore non ad acqua leggera autorizzato negli Stati Uniti da oltre 50 anni.

Tuttavia, non genererà elettricità. Questo reattore ad alta temperatura raffreddato a sali di fluoruro è in costruzione per dimostrare una produzione di calore a prezzi accessibili.

Reattori modulari?

Il concetto chiave alla base degli Smr è la loro tanto decantata modularità, la qualità di essere costituiti da parti separate che, combinate, formano un insieme completo.

Ebbene, in base a questa semplice classificazione, ogni reattore nucleare è modulare, dotato di molte parti intercambiabili, dalle valvole alle pompe, ai generatori di riserva e simili.

Nessuna delle centrali nucleari in funzione nel mondo è stata spedita come unità completa, ma assemblata in loco, semplicemente a causa delle sue enormi dimensioni.

Come abbiamo visto sopra, i cosiddetti piccoli reattori modulari non sono diversi da questo punto di vista, con l’ammiraglio Lomonosov che si è avvicinato di più all’essere spedito integro. Quindi, qual è la differenza?

La presunta modularità degli Smr deriva dalla standardizzazione dei loro componenti principali, come il contenitore a pressione del reattore, tra gli altri.

Un modello industriale di produzione di massa, con un’ampia percentuale di prefabbricazione, può quindi essere applicato alla loro produzione ed ecco fatto: il nucleare a basso costo è reso disponibile a tutti.

Dato che costruire reattori nucleari personalizzati in loco è costoso, il concetto sembra avere senso, ma solo sulla carta. Permettetemi di fare un’analogia tra la produzione e la progettazione di componenti per veicoli e i reattori nucleari.

Ciò che rende economica la produzione di automobili, composte da 30.000 componenti diversi, non è tanto l’uniformità dei componenti tra generazioni o tipologie, quanto il volume di produzione.

Stiamo parlando di almeno diverse centinaia di migliaia, se non un milione, di copie dello stesso componente consegnate agli stabilimenti di assemblaggio di automobili in tutto il mondo, integrate poi nel veicolo finale.

Confrontate questo numero con il numero di reattori mai costruiti a livello globale: 815. Sì, poco più di 800, di cui 440 ancora operativi e altri 100 in fase di progettazione. Non esattamente migliaia, figuriamoci milioni.

Anche se ognuno di questi reattori fosse stato costruito con lo stesso identico set di componenti, ciò avrebbe significato meno di un migliaio di recipienti a pressione per reattori, diverse migliaia di pompe di circolazione, scambiatori di calore e generatori di vapore. Queste quantità non sono minimamente paragonabili a quelle di produzione in serie.

Produrre componenti (soprattutto componenti così tecnologici e di alta qualità) è costoso, ma anche allestire una linea di produzione semi-automatica costa ancora di più.

Costruire una linea specializzata per produrre centinaia di migliaia di copie della stessa pompa servofreno integrata nelle automobili è una cosa. E mentre una linea del genere potrebbe costare decine di milioni di dollari, ordini di grandi quantità riducono il costo di investimento per componente a soli dieci-venti dollari, a volte anche meno.

Lo stesso non si può dire dei contenitori per reattori ad alta pressione, realizzati al massimo in centinaia di esemplari, con specifiche molto più elevate e dimensioni molto, molto maggiori.

Scalabile?

Attualmente non ci sono i volumi necessari per ottenere una riduzione dei costi tramite l’automazione, il che ci lascia con le nostre attuali tecniche di produzione ad alta intensità di manodopera e competenze.

Un altro importante elemento di costo nella costruzione di una centrale nucleare è il sito stesso. Trovare il sito giusto e ottenere i permessi per la costruzione di una centrale è di per sé un compito arduo. Fare la stessa cosa per diversi siti più piccoli non semplifica le cose, per usare un eufemismo, né le rende più economiche.

Questo, tuttavia, è il problema minore. Il problema più grande è legato alle infrastrutture di supporto: risorse umane, gestione del combustibile, smaltimento dei rifiuti, edifici, attrezzature e sistemi di trasporto, tra le altre cose. Le centrali nucleari non sono un compito da poco.

L’infrastruttura preesistente è la ragione per cui si hanno più reattori in un unico sito (a volte fino a sei). Squadre di manutenzione, ingegneri e responsabili possono facilmente spostarsi da un reattore all’altro per supportare attività come rifornimento, riparazioni, manutenzione e così via. Generando, naturalmente, efficienze di scala.

Questo ci porta alla domanda finale: da dove arriveranno gli ingegneri e le altre persone altamente qualificate? Saldare recipienti a pressione, gestire reattori o farne la manutenzione non è qualcosa che si impara in un giorno con un corso online.

Ci vogliono anni di formazione e pratica, e finché sarà più facile trovare un lavoro ben retribuito come responsabile marketing, i giovani non si impegneranno a superare i difficili esami di matematica e fisica. Inoltre mancano anche le competenze Stem, in declino ormai da anni.

Al contrario, in Cina le università formano milioni di ingegneri – 1,7 milioni solo nel 2023 – mentre gli Stati Uniti ne producono meno di un decimo: 120.000 laureati in discipline Stem all’anno.

Eppure, nonostante tutto ciò, nemmeno la Cina prevede di implementare massicciamente il nucleare. Entro il 2050, la Cina punta a raggiungere il 15% della sua produzione di elettricità con l’energia nucleare, una cifra molto più alta rispetto a molti altri Paesi, ma comunque molto inferiore a quella che verrà generata da eolico e solare entro quella data.

Infine, gli Smr sono meno sicuri e producono più scorie rispetto alle centrali nucleari tradizionali. Esiste uno studio, pubblicato su Pnas, sull’argomento: “La caratterizzazione dei flussi di scorie a bassa, media e alta attività presentata qui rivela che gli Smr produrranno scorie più voluminose e chimicamente/fisicamente reattive rispetto agli Lwr, il che avrà un impatto sulle opzioni per la gestione e lo smaltimento di queste scorie.

I risultati rivelano che i progetti di Smr raffreddati ad acqua, a sali fusi e a sodio aumenteranno il volume di scorie nucleari da gestire e smaltire di un fattore da 2 a 30“.

Conclusione

Gli Smr sono un esempio perfetto di “risposta sbagliata alla domanda sbagliata“. Non sono né piccoli, né modulari, né economici, né tantomeno sostenibili. Ma, cosa più importante, trascurano un punto cruciale.

La difficile situazione che la nostra civiltà si trova ad affrontare, oltre al collasso ecologico in atto, è un picco e un declino nella disponibilità di risorse accessibili, in particolare il petrolio greggio.

Questo è un problema per il quale le centrali nucleari non offrono una soluzione praticabile, poiché produrre più elettricità non fornisce una risposta alla perdita di habitat naturali o all’esaurimento delle risorse, incluso l’uranio stesso.

Senza un’adeguata fornitura di gasolio, come possiamo continuare a estrarre e consegnare l’uranio, il rame e tutti i miliardi di altri materiali necessari per far funzionare una centrale nucleare?

Il problema che la nostra civiltà tecnologicamente avanzata dovrebbe affrontare oggi non è “come generiamo più elettricità“, ma “come riduciamo l’eccessivo sfruttamento delle risorse e l’inquinamento che ne consegue“, ovvero il superamento delle risorse.

Il lungo declino è alle porte e non sono certo gli Smr a farci vedere la luce in fondo al tunnel.

articolo redatto con i contributi di Christian Sansoni

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