Gernot Wagner www.wsj.com
Investire nella prossima generazione di reattori nucleari potrebbe fornire al mondo uno strumento importante per ridurre le emissioni di carbonio.
Mentre il clima mondiale continua a riscaldarsi, più di 50 nazioni si sono impegnate a raggiungere “zero emissioni nette” di gas serra entro la metà del secolo. Ciò significa produrre livelli radicalmente più bassi di questi gas nei decenni a venire, rimuovendo dall’atmosfera l’equivalente di ciò che produciamo. Le centrali elettriche a carbone stanno finendo e le fonti di energia pulita come il solare e l’eolico stanno crescendo rapidamente.
Negli Stati Uniti, la produzione di energia da fonti rinnovabili, tra cui l’energia idroelettrica e geotermica, ha superato il carbone nel 2020 ed è ora seconda solo al gas.L’eccezione degna di nota in questo boom energetico a basse emissioni di carbonio è l’energia nucleare, che è rimasta in stallo per decenni. La maggior parte dei reattori attualmente in funzione sono stati costruiti negli anni ’70 e molti negli Stati Uniti e in Europa sono stati chiusi. In tutto il mondo, 450 reattori generano il 10% dell’elettricità totale consumata oggi, in calo rispetto a oltre il 15% nel 2005, grazie a un rapido sviluppo globale della capacità energetica che ha in gran parte lasciato il nucleare alle spalle.
L’energia nucleare in Occidente comincerà a crollare come la produzione di carbone, a meno che i vecchi reattori non vengano sostituiti con nuove centrali.Nonostante le preoccupazioni di lunga data sulla sua sicurezza, l’energia nucleare può svolgere un ruolo importante in un mondo a basse emissioni di carbonio.Nonostante le preoccupazioni di lunga data sulla sua sicurezza, l’energia nucleare può svolgere un ruolo importante in un mondo a basse emissioni di carbonio.
Un recente studio sponsorizzato dall’Environmental Defense Fund e dalla Clean Air Task Force ha concluso che per rispettare la sua promessa di zero netto entro il 2045, lo stato della California avrà bisogno di energia che non sia solo “pulita” ma “ferma”, cioè ” fonti di elettricità che non dipendono dalle condizioni meteorologiche. Lo stesso vale in tutto il mondo e il nucleare offre una fonte di energia relativamente stabile.Le centrali nucleari non dipendono da una fornitura costante di carbone o gas, dove le interruzioni nei mercati delle materie prime possono portare a picchi nei prezzi dell’elettricità, come è successo questo inverno in Europa.
Né le centrali nucleari dipendono dal tempo. Il solare e l’eolico hanno un grande potenziale, ma per essere fonti di energia affidabili di per sé, richiedono batterie avanzate e una gestione della rete ad alta tecnologia per bilanciare i vari livelli di produzione di energia con i picchi previsti della domanda. Tale atto di equilibrio è più facile ed economico con il tipo di energia costante che il nucleare può fornire.Il livello di emissioni di carbonio generate dal nucleare è pari a quello solare ed eolico, soprattutto se si considera l’intero ciclo di vita di un impianto. Sia il solare che l’eolico producono elettricità completamente priva di emissioni di carbonio una volta che sono operativi, ma richiedono un investimento di carbonio significativo in anticipo.
I pannelli solari si basano sui metalli che devono essere estratti e la turbina eolica media è ora abbastanza grande da contenere circa 200 tonnellate di acciaio o più. Alla fine sarà possibile produrre questo acciaio senza generare emissioni di carbonio, ma non ancora.La più grande sfida ambientale dell’energia nucleare sono i rifiuti che produce, che richiedono migliaia o decine di migliaia di anni di stoccaggio sicuro.
Ma non ce n’è molto: tutte le scorie nucleari prodotte negli Stati Uniti dagli anni ’50 ammontano a circa 85.000 tonnellate di materiale. Confrontalo con le decine di miliardi di tonnellate di anidride carbonica che sarebbero state prodotte se l’elettricità provenisse invece da combustibili fossili.Il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti stima che le scorie nucleari totali della nazione coprirebbero un unico campo da calcio, alto 10 metri.
Al contrario, l’anidride carbonica, un gas incolore e inodore, viene tipicamente rilasciata nell’atmosfera, influenzando il clima dell’intero globo.L’impronta fisica di una centrale nucleare è piccola rispetto a dighe, miniere a nastro e schiere di pannelli solari.
Il nucleare potrebbe anche avere grandi vantaggi in termini di gas serra rispetto alla “bioenergia”, che può emettere molta anidride carbonica per produrre carburante da materiale organico, e l’energia idroelettrica, che genera tonnellate di anidride carbonica dalla costruzione di grandi dighe e può rilasciare grandi quantità di metano a causa della decomposizione della materia vegetale nei giacimenti.
Lo scorso novembre, il pacchetto infrastrutturale degli Stati Uniti ha stanziato 2,5 miliardi di dollari per la ricerca e lo sviluppo di nuove tecnologie nucleari.Con questi vantaggi in mente, i governi di tutto il mondo hanno iniziato a dare un’altra occhiata all’energia nucleare. Negli Stati Uniti, il pacchetto infrastrutturale da 1,2 trilioni di dollari firmato in legge dal presidente Joe Biden a novembre includeva 6 miliardi di dollari di sussidi per mantenere in funzione gli impianti nucleari esistenti più a lungo e stanziato 2,5 miliardi di dollari per la ricerca e lo sviluppo di nuove tecnologie nucleari.
In Francia, nell’ambito di una massiccia spinta alla “reindustrializzazione”, il governo spenderà 1,13 miliardi di dollari in ricerca e sviluppo nell’energia nucleare entro il 2030. L’obiettivo è lo sviluppo di una nuova generazione di piccoli reattori modulari (SMR) per sostituire parti della flotta esistente che fornisce circa il 70% dell’elettricità del paese.un “complemento” all’energia solare, eolica e geotermica nel mix energetico a basse emissioni di carbonio del Paese. Gli olandesi stanno allungando la vita di una centrale nucleare e stanno adottando misure per costruire due nuovi reattori, destinando 566 milioni di dollari a tale obiettivo.
E proprio la scorsa settimana, con una mossa controversa, l’Unione Europea ha proposto di classificare il nucleare come fonte di energia “verde” a fini di finanziamento, “per facilitare la transizione verso un futuro prevalentemente basato sulle rinnovabili”.La Cina, nel frattempo, intende costruire più di 150 nuovi reattori nei prossimi 15 anni e supererà gli Stati Uniti come il più grande produttore mondiale di energia nucleare entro cinque anni. Nell’ultimo decennio la Cina ha investito circa 470 milioni di dollari in reattori a sale fuso, una tecnologia che utilizza combustibile allo stato liquido anziché barre solide, riducendo il rischio di fusione.
Gli Stati Uniti hanno sperimentato la tecnologia negli anni ’60, ma ci hanno rinunciato perché troppo costosa. La Cina sta ora costruendo il primo reattore a sale fuso che utilizza il torio come combustibile, invece di plutonio o uranio più radioattivi. Un ulteriore vantaggio è che il torio si accumula come prodotto di scarto nelle crescenti miniere di terre rare della Cina, rendendo possibili risparmi sui costi tanto necessari per una tecnologia costosa.Un impianto di prova per la gestione del carburante presso TerraPower, la società di energia nucleare fondata da Bill Gates.
Il nucleare non è l’unica fonte di elettricità stabile e a basse emissioni di carbonio che non comporta un’enorme impronta fisica. L’energia geotermica, che trae calore da sotto la superficie terrestre, soddisfa tutti e tre i criteri. L’energia idroelettrica, che utilizza il flusso dell’acqua per generare elettricità, è stabile, sebbene i serbatoi abbiano spesso un’impronta ampia. Le dighe possono fungere da batterie naturali: l’acqua può essere pompata in un serbatoio quando la fornitura di energia solare ed eolica è elevata e la domanda è bassa, come in una domenica pomeriggio soleggiata e mite, e quindi utilizzata per generare energia in una giornata tranquilla quando il sole non splende e la domanda di elettricità aumenta.
Queste alternative significano che l’energia nucleare non sarà la risposta ovunque. L’Islanda produce elettricità a basse emissioni di carbonio da molto tempo prima che il cambiamento climatico diventasse una preoccupazione e l’energia solare ed eolica diventasse a buon mercato. Il paese importava carbone per generare elettricità, prima di espandere la sua produzione idroelettrica a partire dagli anni ’50. Oggi l’Islanda ricava tre quarti della sua elettricità dall’idroelettrico e un quarto dal geotermico.
L’energia nucleare dovrebbe svolgere un ruolo più importante nel futuro energetico mondiale? Partecipa alla conversazione qui sotto.Altri paesi hanno esplicitamente rifiutato l’energia nucleare, a volte con un costo economico e climatico considerevole. L’Austria ricava il 60% della sua elettricità da centrali idroelettriche lungo il fiume Danubio e nelle Alpi, ed è ben integrata nella rete elettrica europea, che trae la sua stabilità in parte dalle centrali nucleari appena oltre il confine.
Il paese ha costruito il suo unico reattore nucleare negli anni ’70, ma in un referendum combattuto nel 1978, gli austriaci hanno votato contro l’accensione dell’impianto. Invece, l’Austria ha costruito una centrale elettrica a carbone, che è diventata uno dei maggiori emettitori di anidride carbonica nel paese e una delle principali fonti di inquinamento atmosferico per oltre tre decenni.
È stato convertito per bruciare gas nel 2019.La storia più consequenziale di un paese con ripensamenti sull’energia nucleare è la Germania, la potenza industriale d’Europa. Prima del 2011, l’energia nucleare rappresentava circa il 25% della produzione di elettricità della Germania. Il paese non aveva costruito un nuovo reattore dalla fine degli anni ’80, influenzato dall’incidente nucleare di Chernobyl in Unione Sovietica nel 1986, ma prevedeva di far funzionare la maggior parte dei suoi reattori negli anni ’30 del 2030.
Poi è arrivato l’incidente nucleare di Fukushima l’11 marzo 2011 , innescato dal terremoto più potente mai registrato in Giappone. A differenza di Chernobyl, che ha causato gravi perdite di vite umane e problemi di salute a lungo termine, compresi i bambini esposti a radiazioni in utero fino alla Svezia, Fukushima non ha provocato perdite di vite umane e “nessun effetto negativo sulla salute tra i residenti di Fukushima” dall’esposizione alle radiazioni , secondo un rapporto delle Nazioni Unite del 2021. Nel 2018, un ex lavoratore dell’impianto di Fukushima è morto di cancro forse legato alle radiazioni, ma non è stato stabilito alcun collegamento del genere per i residenti delle comunità circostanti, nemmeno quelle vicine ai reattori.
Sulla scia dell’incidente, la decisione del Giappone di chiudere le sue centrali nucleari invece di eliminare gradualmente il carbone ha comportato un aumento del consumo di combustibili fossili, generando un inquinamento atmosferico che può essere statisticamente collegato a migliaia di migliaia di morti.
Queste morti sono in netto contrasto con il buon record di sicurezza dei reattori in Occidente, i cui progetti e norme di sicurezza li rendono molto più sicuri dei vecchi reattori sovietici come quello di Chernobyl.La paura degli incidenti nucleari è reale e, in parte, giustificata. È preoccupante che in Russia siano ancora operativi nove reattori in stile Chernobyl, con alcune modifiche. Ma è anche importante riconoscere che il controllo normativo e le disposizioni sulla sicurezza sono generalmente efficaci.
Anche l’incidente di Fukushima, o l’incidente di Three Mile Island in Pennsylvania nel 1979, potrebbe essere considerato un successo sul fronte della sicurezza: alcuni dispositivi di sicurezza non funzionavano ma altri funzionavano, e contenevano le ricadute Una centrale elettrica a carbone vicino ad Aquisgrana, in Germania, il 28 dicembre , 2021. Dopo il disastro di Fukushima, la Germania ha chiuso le sue centrali nucleari e ha fatto più affidamento sul carbone.
Dopo Fukushima, gli Stati Uniti hanno riaffermato il loro impegno precedentemente dichiarato per l’energia nucleare, mentre la Germania ha chiuso immediatamente quasi la metà della sua capacità nucleare e ha accelerato il suo abbandono graduale del nucleare. Nel 2020 la Germania ha ricavato circa il 10% della sua elettricità dall’energia nucleare, in calo rispetto al 25% prima di Fukushima; gli ultimi tre reattori del paese dovrebbero chiudere quest’anno.
Di conseguenza, la Germania emette più di 8 tonnellate di anidride carbonica a persona, rispetto a meno di 5 tonnellate della Francia, con la sua grande flotta di centrali nucleari.Il nuovo governo di coalizione tedesca ha anticipato la prevista uscita dal carbone dal 2038 al 2030 come parte del suo ambizioso Energiewende, la transizione verso l’energia pulita. Anche così, la dipendenza dal carbone dopo Fukushima ha portato a centinaia di milioni di tonnellate di inquinamento da anidride carbonica e migliaia di morti per inquinamento atmosferico locale.
Anche l’energia nucleare ha ristagnato in Occidente a causa dei suoi costi elevati, in parte legati alle misure di sicurezza. Mentre il solare e l’eolico sono diventati più economici, l’energia nucleare è diventata più costosa. Gli Stati Uniti stanno costruendo solo due nuovi reattori al momento, entrambi fuori Augusta, in Georgia, per un costo combinato di oltre 28 miliardi di dollari, circa il doppio della proiezione originale. La Francia sta attualmente costruendo un solo reattore, che entrerà in funzione entro la fine dell’anno; è costato $ 21,5 miliardi, invece dei $ 3,9 miliardi originariamente preventivati, ed è in ritardo di un decennio.
Il Regno Unito ha due reattori attualmente in costruzione per un costo totale di 30 miliardi di dollari, che fa impallidire gli investimenti del paese di 516 milioni di dollari in ricerca e sviluppo su piccoli reattori modulari
Bill Gates, visto qui nell’ottobre 2021, ha fondato la società di energia nucleare TerraPower nel 2006.
FOTO: LEON NEAL/PISCINA/AFP/GETTY IMMAGINI
Gli SMR e altre nuove tecnologie sono la grande speranza dell’industria nucleare.
Uno degli obiettivi della ricerca è l’utilizzo di nuovi materiali fissili come il torio, che è più abbondante, produce meno rifiuti e non ha applicazioni militari dirette. Altre tecnologie cercano di utilizzare i rifiuti nucleari esistenti come fonte di combustibile.
L’allontanamento dai reattori massicci verso gli SMR potrebbe, in un primo momento, aumentare i costi per unità di energia prodotta. Ma aprirebbe modelli di finanziamento non disponibili per i grandi reattori, permettendo ai costi di scendere, con i reattori a seguito di un incidente nucleare di Fukushima l’11 marzo 2019.
o per ragioni sia di sicurezza energetica che di cambiamento climatico, i governi occidentali, cinesi e non solo dovrebbero continuare a investire nella ricerca e nello sviluppo nucleare.
Foto TAYLOR CALLERY