Nucleare per la transizione energetica: «una possibilità da comprendere»

Sullo sviluppo dell’energia nucleare ferve il dibattito tra favorevoli e contrari. C’è chi, come il professor Walter Ambrosini, la studia da anni. L’abbiamo intervistato e scoperto che…

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Nucleare per la transizione energetica

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L’energia nucleare per la transizione energetica potrebbe essere utile o no? Il dibattito non si placa.

Da una parte c’è chi, come l’Unione Europea, sta considerando il gas e l’energia nucleare nella tassonomia UE, il sistema di classificazione “verde” finalizzato a guidare gli investitori verso progetti in linea con l’obiettivo europeo “net zero” al 2050. Lo ha ricordato il commissario europeo per il mercato interno UE Thierry Breton pochi giorni fa, affermando che “se non si vuole il nucleare, bisogna essere pragmatici e non permettersi accanimenti ideologici”. Su questo si sono levate polemiche come anche sulle posizioni del ministro della Transizione ecologica Roberto Cingolani, che ha invitato a guardare al nucleare di quarta generazione e agli small modular reactor di cui tratteremo.

Viene però il dubbio che quando si parla di nucleare si faccia avanti il pregiudizio prima ancora di una considerazione più ampia sulle potenzialità (oltre ai limiti e i rischi) che questa forma energetica potrebbe fornire.

Non si può dimenticare, per esempio, che la Francia con i suoi 56 impianti attivi conti su una capacità netta annua di 61370 MWe. Solo nel 2020 il 70% dell’elettricità è stata fornita dal nucleare. In particolare dalla fissione, processo su cui si basano le 442 centrali oggi attive nel mondo e da quelle in costruzione.

Walter Ambrosini, docente del Dipartimento di Ingegneria Civile e Industriale dell'Università di Pisa«È una realtà penalizzata nel suo sviluppo a causa del forte clamore mediatico suscitato dagli incidenti accaduti e limitata più da timori pregiudiziali che da motivi tecnici. Tuttavia, non ci possiamo permettere di aborrire una tecnologia che ha potenzialità notevoli» afferma Walter Ambrosini, docente del Dipartimento di Ingegneria Civile e Industriale dell’Università di Pisa, una personalità scientifica che ha ricoperto anche incarichi prestigiosi nel settore tra questi quello di presidente dell’European Nuclear Education Network (ENEN) dal 2013 al 2016.

Con lui abbiamo voluto confrontarci per mettere in evidenza luci e ombre del nucleare.

Professor Ambrosini, quali sono i fattori da considerare per l’impiego e lo sviluppo dell’energia nucleare per la transizione energetica e le possibili controindicazioni?

L’energia nucleare ha una storia relativamente recente. La fissione è stata scoperta nel 1938 e le prime applicazioni sono state militari, come accade spesso per molte tecnologie, e dopo la seconda guerra mondiale, anche a seguito del discorso dell’allora presidente USA Eisenhower “Atoms for Peace” sull’uso pacifico dell’energia nucleare. Da lì si è anche giunti alla creazione della International Atomic Energy Agency, finalizzata a promuovere l’utilizzo civile dell’energia nucleare, impedendo quello per scopi militari.

Un impianto nucleare

Si è subito riconosciuta l’opportunità di un suo impiego energetico, riconoscendo fin da subito la grande potenza rispetto alle altre forme di energia, estremamente intensa per unità di massa. Ciò significa che basta poca massa per produrre tanta energia. Per questo è pensabile come forma energetica del futuro, sia in forma di fissione che di fusione – seppure, in quest’ultimo caso, ancora futuribile. È il suo vantaggio intrinseco, unito al fatto che dalla sua produzione non si generano emissioni di gas climalteranti. È un’energia pulita, in questo senso ed efficiente, decisamente più delle altre fonti rinnovabili, che scontano (penso a fotovoltaico ed eolico) anche l’intermittenza. Per realizzare lo stesso quantitativo di energia, una centrale nucleare ha bisogno di uno spazio nettamente inferiore rispetto al fotovoltaico, per fare un esempio.

Ci sono però gli effetti collaterali…

La sua intensità desta timori, anche motivati da questioni storiche. Infatti, il nucleare è entrato nella scena mondiale con gli ordigni sganciati su Hiroshima e Nagasaki e poi c’è stato il periodo della guerra fredda e la conseguente corsa agli armamenti atomici. Tuttavia la crisi energetica degli anni Settanta è stato un fattore che ha portato consapevolezza sulla dipendenza dai combustibili fossili e la necessaria adozione di una strategia energetica che garantisse una sicurezza di approvvigionamenti.

In questo scenario va vista la presenza del nucleare come fonte energetica stabile nella sua produzione. Come ha affermato Ursula Von der Leyen, sicuramente c’è bisogno di andare verso le rinnovabili, che tra l’altro sono una fonte energetica autoctona ovvero che riusciamo a produrre localmente, oltre a essere molto promettenti e generalmente ben accolte, oltre che convenienti. Ma ancora oggi presentano un’intermittenza che deve essere colmata dalla presenza di fonti energetiche in grado di supplire producendo elettricità in maniera stabile. Il nucleare è tra queste: è una forma di energia commercialmente disponibile, provata, stabile e in supporto alla transizione ecologica ed energetica può fornire un importante contributo.

A proposito di nucleare per la transizione energetica, ricordo che nella dichiarazione del novembre 2018 “A Clean Planet for All”, la Commissione Europea ha citato rinnovabili e nucleare, pur se con una quota minore (15%) nell’infrastruttura del sistema elettrico decarbonizzato per il 2050.

Tra le obiezioni relative allo sviluppo del nucleare ce ne sono almeno tre da considerare: i costi, il problema delle scorie e la sicurezza. Qual è il suo giudizio a riguardo?

Il nucleare ha senso e convenienza se pianificato su un certo numero di impianti, in modo da ammortizzare costi anche legati a tutta la “supply chain”. Fare un unico impianto ha poco senso.

Va detto, inoltre, che i costi sono lievitati di recente perché si è voluto puntare su modelli decisamente nuovi con l’imposizione da parte degli enti di controllo di normative molto stringenti in termini di sicurezza tali da rendere il nucleare, proprio per la sua impopolarità, molto più sicuro di quanto non siano le altre fonti. Se lo consideriamo un pericolo, non ci si può permettere alcuna anomalia, anche trascurabile. Un esempio: qualche anno fa accadde un incidente irrilevante a Krsko, in Slovenia. Il giorno successivo alcuni media parlarono di “fuoriuscita di nube radioattiva” perché l’impianto aveva avuto una piccola perdita d’acqua radioattiva. L’unico errore fu di comunicazione: l’allerta al sistema di radioprotezione europeo ha dato avvio al panico. Un timore immotivato, visto che la centrale il giorno successivo è ripartita senza alcun problema. Ed è solo un esempio.

Il contesto, quindi, è avvelenato nei confronti dell’“energia dall’atomo”.

Ma ci sono stati periodi in cui le centrali sono state costruite, penso agli Stati Uniti o alla Francia, con il contributo statale in breve tempo e con costi competitivi, negli anni Settanta. Negli USA la corsa al nucleare ha avuto un brusco rallentamento dopo l’incidente di Three Mile Island (1979), che non provocò alcun morto, ma ebbe una grande risonanza nell’opinione pubblica. Questo decretò lo stop alla realizzazione di impianti nucleari negli Stati Uniti già progettati per essere costruiti nel giro di vent’anni e che ne costruirono comunque più di cento – il che dimostra la fattibilità di una costruzione rapida e sicura delle centrali. Negli stessi anni Settanta, a seguito della crisi energetica, in Francia, l’allora presidente Giscard d’Estaing prese una decisione in tema di sicurezza energetica che portò alla realizzazione di ben 50 centrali nel giro di vent’anni. Quelle centrali riescono a soddisfare annualmente il 70% del fabbisogno elettrico francese.

Nucleare per la transizione energetica: «una possibilità da comprendere»

L’esempio francese mette in rilievo la necessità di contare su un approvigionamento energetico sicuro. Una necessità che dovrebbe portare i Governi a prendere decisioni anche impopolari per il bene comune. Cosa che non è avvenuta in Italia dove si è scelto, invece, di fermare il nucleare, fermando le due centrali ormai quasi terminate di Montalto di Castro o bloccando quella in esercizio di Caorso, con un gran dispendio di denaro.

C’è però il problema delle scorie. Come andrebbe risolto?

È un fattore critico solo dal punto di vista politico. In realtà le scorie, che oggi sono considerate un rifiuto, potrebbero divenire una risorsa nel prossimo futuro. Le scorie sono ricchissime di radionuclidi, materiali nuovi da studiare per trovare un loro possibile impiego. C’è chi, come la Francia adotta il riprocessamento del combustibile, processo che permette di riprendere dal combustibile esaurito l’uranio non utilizzato ma anche isotopi fissili reimpiegabili all’interno del reattore.

In ogni caso, va detto che le scorie rappresentano un quantitativo relativamente limitato del combustibile perché – come detto – il nucleare ha il vantaggio innegabile di essere molto intenso per unità di massa. Una centrale da 1000 MW ha bisogno ogni anno di una trentina di tonnellate di combustibile. È un’inezia, specie se confrontata con la quantità di materiale necessaria a una centrale a carbone o a gas.

Va anche detto che le scorie, una volta terminato il processo di produzione energetica, possono essere condizionate con trattamenti specifici quali la vetrificazione. Dire quindi, che non c’è soluzione al problema delle scorie è una semplificazione grossolana e anche falsa. In ogni caso, sono solo una minima parte rispetto ai quantitativi di rifiuti industriali globali. In Francia, le scorie nucleari sono il 0,3% del quantitativo annuale di rifiuti dell’intera industria, al cui interno ci sono molte altre sostanze pericolose, per il loro impatto inquinante e tossico.

C’è la possibilità di effettuare lo stoccaggio come ottenuto con il Waste Isolation Pilot Plant (impianto pilota per l’isolamento dei rifiuti) o WIPP, che è un deposito geologico profondo concesso in licenza per conservare rifiuti transuranici per 10.000 anni.

Addirittura a Onkalo, in Finlandia si lavora al primo impianto al mondo per lo smaltimento delle scorie, stoccandole in sicurezza per un milione di anni (!).

Cosa potrebbe dire, invece, sulle questioni attinenti alla sicurezza degli impianti nucleari?

Da docente di sicurezza nucleare al corso di ingegneria, insegno ai miei studenti che non si devono avere certezze assolute, pur impegnandosi per mantenere i più elevati standard. Il rischio zero non esiste, in qualsiasi attività umana. Se pensiamo all’incidente di Chernobyl, esso ha provocato 65 morti accertate (e più di 4000 casi di tumore alla tiroide tra gli under 18 all’epoca del disastro, causando però decine morti – nda). Il disastro di Bophal, la più grave tragedia industriale, ne ha causati 3000 in una notte oltre a quelle successive.

Ciò non toglie che le radiazioni nucleari siano nocive, ma da sempre siamo esposti a radiazioni di origine naturale.

Riguardo ai requisiti di sicurezza degli impianti, ricordo solo che il più recente disastro che ha colpito la centrale giapponese di Fukushima (il secondo incidente, dopo Chernobyl, classificato a livello 7 della scala INES, cioè il livello di gravità massima degli incidenti nucleari – nda) è stato provocato da un sisma di grado 9 della scala Richter e da uno tsunami da 15 metri: insieme hanno provocato la morte di 20 mila persone, per cause non legate alla centrale. La limitata esposizione alle radiazioni non ha infatti causato morti.

Certo, va ricordato che avvenne il black out elettrico (Station Blackout, SBO) e il blocco dei sistemi di raffreddamento nei primi tre reattori, la situazione peggiore tra i vari scenari possibili.

Va anche ricordato, però, che la sicurezza delle centrali nucleari è garantita da un sistema normativo e da elevate competenze scientifiche che a oggi hanno portato a contare unicamente tre incidenti gravi.

Ma, diversamente da quanto avviene in altri contesti, per il nucleare vale quanto detto da Mohamed El Baradei, passato direttore generale della International Atomic Energy Agency: “un incidente da qualche parte è come se accadesse dovunque”. Nel bilancio delle opportunità nello sviluppo del nucleare e dei suoi limiti, occorrerebbe anche considerare il rischio accettabile al netto di timori e clamore mediatico. La stessa Commissione UE nella già citata dichiarazione del 2018 ha ricordato che ogni anno muoiono in Europa 500mila persone per la cattiva qualità dell’aria. Il paragone con un incidente anche grave come quello di Chernobyl è impietoso, ma nessuno o quasi sembra farci caso o comunque sollevare la questione con lo stesso fervore con cui ci si scaglia contro l’energia atomica.

I reattori nucleari di IV generazione, citati dal ministro Cingolani, sono divenuti un tema d’attualità. Ma sono fattibili?

Circa 40 anni fa si parlava solo di reattori provati e avanzati. I primi sono quelli testati, messi in produzione e di cui è stata provata l’efficacia. Quelli avanzati sono i reattori di nuova concezione, su cui si scommette. Dagli anni Duemila è stato introdotto il concetto di generazioni. Si riferisce agli anni di realizzazione degli impianti: con la prima generazione ci si riferisce ai primissimi impianti; la gran parte dei reattori in funzione attualmente (sono 442, come riporta il sistema PRIS), realizzati negli anni Settanta e Novanta del secolo scorso, sono considerati di 2a generazione; quelli che si avviano a essere sviluppati oggi sono quelli di terza generazione. Tra questi rientrano gli EPR, gli AP1000, costruiti in Cina, negli USA e anche in UE. La quarta generazione è ancora più avanzata: sono allo studio e promettono target di efficienza e costi ambiziosi. Nel caso di Cingolani, il ministro ha parlato anche di Smr (Small modular reactors), reattori di piccola taglia in relazione alla potenza. Anziché produrre 1000 MW, ne producono 200 o ancora meno. Rappresentano un’alternativa rispetto agli impianti di grossa taglia, e potrebbero essere più convenienti e potenzialmente a più ampia diffusione. Possono garantire una maggiore sicurezza, data la loro dimensione ridotta. Non solo: questi reattori in futuro potranno essere dispiegati vicino a parchi eolici e solari per la produzione di idrogeno con un sistema integrato, rinnovabile per sopperire alle lacune delle varie fonti energetiche, ottimizzando la produzione per avere un parco energetico decarbonizzato ed efficiente. Così è possibile pensare di utilizzare il nucleare per la transizione energetica.

La ricerca nel nucleare su cosa punta?

Ci sono due branche importanti relative ai tipi di reazione nucleare: la fusione e la fissione. La prima è un po’ in ritardo. Il progetto ITER è un esempio significativo e frutto di uno sforzo ciclopico le cui prospettive più ottimistiche guardano al 2035 per il primo reattore in grado di produrre energia. La fusione, in grado di fornire numerosi vantaggi potenziali, è una speranza per il futuro.

Per quanto riguarda la fissione, essa è invece una realtà solida, testimoniata dai 442 impianti funzionanti e dalle molte decine in costruzione. Forse sarebbe il caso di domandarci: possiamo permetterci di aborrire una tecnologia che ha potenzialità così grandi ed è già una realtà a portata di mano? Io credo di no.

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