Il futuro dell’energia nucleare

Secondo gli oppositori, l’energia nucleare presenta molti svantaggi: mettono in guardia dal rischio di incidenti di fusione del nucleo (rilascio di radioattività), dal rischio di concentrazione per la sicurezza dell’approvvigionamento in caso di interruzioni, dai costi di investimento eccessivamente elevati delle grandi centrali nucleari, dalla natura limitata delle risorse di uranio o dal problema presumibilmente irrisolto delle scorie. Inoltre, lamentano che le nuove centrali nucleari in Svizzera non sarebbero pronte per l’esercizio prima di decenni e non potrebbero quindi svolgere alcun ruolo nella Strategia energetica 2050. Le circa 160 centrali nucleari attualmente in costruzione o in progetto forniscono risposte ottimistiche a tutte queste obiezioni.

Centrali nucleari in soli otto anni

Oggi le centrali nucleari possono essere costruite senza sforamenti dei costi e in tempi ragionevoli. Lo dimostra l’esempio degli Emirati Arabi Uniti.Nel 2009 un consorzio sudcoreano si aggiudica la gara d’appalto per la costruzione di quattro grandi centrali nucleari. Nel luglio 2012 viene gettato il primo calcestruzzo per le fondamenta del reattore 1, che nel 2020 sarà sincronizzato con la rete. A tutt’oggi, tre dei quattro reattori APR-1400 sono stati completati e il quarto è in fase di completamento. Dopo un tempo medio di costruzione di otto anni, i quattro reattori generano un totale di oltre 40 terawattora di elettricità all’anno, il doppio di quanto forniscono le quattro centrali nucleari della Svizzera.

Per poter descrivere in modo significativo lo sviluppo della tecnologia nucleare, si parla di quattro cosiddette generazioni di reattori. La Generazione I comprende i primi prototipi costruiti a partire dal 1950 (la cronologia è riportata sotto). Tutte le centrali nucleari in Svizzera appartengono alla II generazione - che comprende i grandi reattori ad acqua leggera - realizzata a partire dal 1970. Tutti i reattori costruiti oggi appartengono alla Generazione III (attualmente dal 2000), che ha anche una linea avanzata. Il futuro appartiene alla IV Generazione.

Molti vantaggi in termini di sicurezza

Vediamo innanzitutto l’attuale Generazione III/III+. Il vantaggio più importante dei reattori di questa generazione è il loro comportamento di sicurezza notevolmente migliorato rispetto alla II generazione. Come esempio, prenderò il tipo più conosciuto, l’EPR (European Pressurised Reactor), che appartiene alla Generazione III+.

Il primo reattore di questo tipo è stato appena collegato alla rete a Olkiluoto, in Finlandia.

In sintesi, i sistemi di sicurezza attiva (dove l’uomo deve ancora intervenire) sono stati decisamente rafforzati: essi comprendono sistemi di raffreddamento bunkerati e ridondanti 4 volte e un doppio contenimento in acciaio e cemento. Di recente sviluppo sono i sistemi passivi, in cui l’uomo non deve più intervenire. Tra questi c’è il cosiddetto «core catcher»: in caso di fusione del nucleo, i materiali altamente radioattivi fluiscono automaticamente per gravità dal contenitore a pressione del reattore in una vasca di fusione sicura, dove vengono raccolti e raffreddati.

Piccoli reattori modulari

Con questo progetto di EPR, la probabilità che la radioattività venga rilasciata nell’ambiente è stata ridotta a una volta ogni dieci milioni di anni: una percentuale inimmaginabile. E anche se si verificasse un incidente operativo di grandi dimensioni, l’intervento degli operatori sarebbe necessario solo dopo un periodo di tolleranza di una settimana per evitare danni ambientali. Nella Generazione III+, tuttavia, rivestono particolare importanza gli «Small Modular Reactors» (SMR). Questi reattori modulari di piccole dimensioni (meno di 300 megawatt di capacità) forniscono una risposta alle critiche sui costi troppo elevati e sul rischio di avaria dei grandi impianti (rischio di concentrazione). Un SMR può essere costruito con un numero ridotto di moduli di reattori all’inizio e solo successivamente ampliato, il che significa che l’investimento iniziale è minore. Inoltre, i moduli possono essere preprodotti in serie nella fabbrica, il che ha anche un effetto di riduzione dei costi.

In fase di sperimentazione

Altri vantaggi economici degli SMR sono: una progettazione più semplice, minori esigenze di spazio, cantieri più piccoli, tempi di costruzione più brevi e possibilità di applicazione in regioni remote. Dal punto di vista tecnico, gli SMR si distinguono per i sistemi di sicurezza passiva, le temperature di esercizio più elevate (nuove possibilità di applicazione nei processi industriali), la flessibilità del campo di utilizzo (accensione e spegnimento dei moduli) e il maggiore arricchimento del combustibile (ricarica meno frequente del combustibile del reattore). Attualmente, secondo l’Agenzia Internazionale per l’Energia Atomica (AIEA), sono in fase di sviluppo circa 70 progetti diversi di SMR in molti Paesi. Sono già in funzione due piccoli reattori nucleari russi che dal 2020 riforniscono di elettricità la città portuale di Pewek, nel nord della Russia, grazie alla nave «Akademik Lomonosov». I Russi, che si avvalgono della loro esperienza con i sottomarini a propulsione nucleare, sono i leader degli SMR galleggianti.

Attualmente sono in costruzione un reattore da 100 megawatt in Cina, l’ACP-100, e un piccolo reattore da 30 megawatt in Argentina, il CAREM-25. Secondo i produttori, il piccolo impianto argentino sarà il primo a essere completato quest’anno. Tuttavia, un impianto da 100 megawatt seguirà subito dopo.

Otto concetti in corsa

Questo dà un’indicazione di quanto sia aperta la gara, di quale tipo di SMR sarà il primo ad ottenere l’accettazione commerciale e di quando ciò avverrà. In gara, oltre ai tipi già citati, ci sono i progetti di NUWARD della Francia, SMART della Corea del Sud, UK SMR del Regno Unito, VOYGR e BWRX-300 degli Stati Uniti e RITM-200M della Russia. Un ampio gruppo di esperti dà al VOYGR di NuScale negli Stati Uniti le migliori possibilità di essere il primo SMR di successo. Conclusione: per il momento, gli impianti di grandi dimensioni dei reattori avanzati ad acqua leggera - come l’EPR, l’AP1000 e l’APR-1400 di generazione III/III+ - dominano la scena delle nuove costruzioni. Probabilmente entro questo decennio, tuttavia, assisteremo al lancio sul mercato di un piccolo reattore modulare come promettente alternativa, che si spera possa essere avviato con successo e che verosimilmente sarà seguito da altri modelli. Questo ridipingerebbe il quadro dell’energia nucleare. * dal Nebelspalter del 15 maggio 2023