Il nucleare da fissione “sostenibile”, una strada per l’Italia

- Stefano Monti

In Italia, nonostante i ritardi conseguenti al referendum del 1987, sono ancora presenti competenze e capacità sinergiche ed integrate, di livello internazionale. Il punto della situazione sul cosiddetto nucleare da fissione “sostenibile”

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Sono stati ipotizzati differenti scenari di aumento dei consumi mondiali di energia al 2050 da parte di autorevoli organismi internazionali quali la International Energy Agency, il World Energy Council, l’International Institute for Applied Systems Analysis, ecc. La maggior parte di essi prevede che, nonostante i potenziali miglioramenti sull’intensità energetica, il consumo mondiale di energia primaria – che attualmente è pari a circa 10 Gtep – nel 2050 si assesterà fra i 12 e i 28 Gtep. E’ stato anche universalmente riconosciuto che tale crescita dei consumi energetici mondiali per essere sostenibile non può seguire uno schema del tipo business as usual ma deve necessariamente prevedere almeno tre fattori principali:

Una forte politica di risparmio energetico;

Uno sviluppo molto ambizioso delle energie rinnovabili;

L’ulteriore sviluppo dell’energia nucleare.

In Europa la nuova strategia energetica da implementare – in due fasi successive – all’orizzonte del 2020 e, rispettivamente, del 2050, è fissata dallo European Strategic Energy Technology (SET) Plan, il quale deve consentire all’UE di transire verso un sistema energetico a bassa emissione di gas climalteranti, con un mix energetico complessivo che includa:

Una considerevole quota di rinnovabili;

Utilizzo di gas e carbone con sequestro della CO2 e produzione di idrogeno;

Nucleare da fissione e, nel lungo termine, da fusione.

Il SET Plan individua il nucleare da fissione come tecnologia avente un potenziale significativo per fornire energia a basso tenore di carbonio.

Per quanto riguarda l’attuale ricorso all’energia nucleare, sono in esercizio nel mondo 439 reattori nucleari di potenza, per una potenza installata di 372 GWe, che coprono circa il 16% della produzione mondiale di energia elettrica. Sul futuro prossimo venturo, si assiste ad una vera e propria rinascita dell’energia nucleare, contrassegnata da: decine di nuovi impianti in costruzione e centinaia pianificati soprattutto nei paesi asiatici e nella Federazione Russa; un nuovo quadro di riferimento energetico in USA in favore dell’energia nucleare; uno spiccato interesse per l’energia nucleare da parte di vari paesi emergenti (Vietnam, Marocco, Tunisia, Egitto, Algeria…); la realizzazione di due EPR di III generazione (Francia e Finlandia) e otto nuovi impianti nucleari annunciati dalla Gran Bretagna.

Questo nuovo impulso nella pianificazione e costruzione di impianti nucleari ha rimesso al centro dell’attenzione la questione della disponibilità del combustibile nucleare e il problema, sempre molto sentito dall’opinione pubblica, della gestione dei rifiuti radioattivi. Le attuali riserve uranifere mondiali sono di 4,7 milioni di tonnellate, quelle che potrebbero essere sfruttate circa 15 milioni di tonnellate. L’attuale consumo di 67000 t di uranio all’anno crescerebbe a 90000 t all’anno nell’ipotesi che da oggi al 2025 si passi ad una potenza nucleare installata compresa fra 449 e 553 GWe. Assumendo che l’attuale capacità nucleare installata di 370 GWe cresca fino a 1300 GWe nel 2050 e che a quella data l’intero parco reattori mondiale sia composto da Light Water Reactor a ciclo aperto (come è attualmente quasi al 100%), le risorse uranifere mondiali sarebbero completamente “esaurite” nell’arco della vita di quei reattori.
Questo fatto, unitamente alla necessità di minimizzare i rifiuti radioattivi mediante riciclo del combustibile irraggiato, è la ragione principale del lancio di iniziative internazionali atte a promuovere l’immediato sviluppo ed il futuro utilizzo, attorno al 2040-2050, di reattori a spettro neutronico veloce con un ciclo chiuso del combustibile. Il ricorso a tali cicli – che prevedono l’utilizzo come combustibile nucleare non solo dell’uranio ma anche del plutonio derivante dal ritrattamento del combustibile irraggiato – permette di moltiplicare l’energia potenzialmente producibile per via nucleare di un fattore 100, a parità di uranio utilizzato. In tal modo l’energia nucleare da fissione diviene una potenziale fonte di energia per migliaia di anni.

Per quanto riguarda la gestione del combustibile esaurito, esistono oggigiorno soluzioni tecniche per lo stoccaggio sicuro e definitivo dei rifiuti radioattivi ad alta attività e lunga vita. Ad esempio in Francia, Finlandia e Svezia, dopo un ampio dibattito pubblico e l’acquisizione del parere di autorevoli comitati, si è adottato un programma nazionale per lo stoccaggio finale di tali rifiuti. Occorre peraltro notare che, nonostante i rifiuti nucleari rappresentino un volume molto ridotto rispetto a quelli generati dalle altre attività industriali, la percezione pubblica della pericolosità per l’uomo e l’ambiente di tali rifiuti resta particolarmente elevata. Per tale motivo – e per raggiungere l’obiettivo tecnico di ridurre i requisiti del deposito geologico – sono state recentemente intraprese rilevanti attività di R&S che mirano alla drastica riduzione dei rifiuti radioattivi a lunga vita, mediante tecniche di separazione e trasmutazione.

In sintesi, l’adozione di cicli del combustibile basati sull’utilizzo di reattori nucleari a spettro neutronico veloce e sulla separazione spinta ed il riciclo degli attinidi nei medesimi reattori consente un utilizzo ottimale delle risorse naturali e la minimizzazione dei rifiuti radioattivi da inviare al deposito geologico; è in questo che consiste il cosiddetto nucleare da fissione “sostenibile”.

Ma per implementare questo nuovo nucleare “più sostenibile” è necessario un impegno straordinario e duraturo di R&S a livello internazionale. E’ per questo motivo che all’inizio di questo millennio si è assistito al lancio di svariate iniziative multilaterali indirizzate ad un nuovo nucleare da fissione sostenibile e competitivo. Le principali di esse sono:

Generation IV, lanciata dal Department of Energy (DOE) americano nel 2000, a cui l’Italia partecipa tramite Euratom;

INPRO – International Project on Innovative Nuclear Reactors and Fuel Cycles, promosso nel 2000 dall’International Atomic Energy Agency (IAEA). L’Italia è al momento osservatore;

GNEP: Global Nuclear Energy Initiative, lanciata dal Governo americano nel 2006. Il Governo italiano ha siglato il relativo Statement of Principle nel 2007;

Specificamente in Europa: SNETP – Sustainable Nuclear Energy Technology Platform. Vari soggetti italiani, fra cui l’ENEA, vi partecipano attivamente.

In Italia la R&S sui reattori innovativi ed i cicli del combustibile avanzati – che è il focus comune di tutte queste iniziative di R&S internazionali ed europee – è portata avanti principalmente dall’ENEA e società partecipate (SIET, Cesi Ricerca, Nucleco), ma esistono importanti attività – prima fra tutte la formazione di un numero ancora rilevante di ingegneri nucleari – presso i Politecnici di Milano e Torino e le Università di Bologna, Roma, Palermo, Pisa. Anche l’Ansaldo Nucleare e alcune PMI italiane (Del Fungo Giera Energia, SRS Group, ecc.), assieme ad ENEA ed al Consorzio CIRTEN delle università sopra citate, stanno partecipando ad importanti progetti di R&S europei ed internazionali sul nucleare da fissione innovativo (ad es. progetto internazionale IRIS di generazione III+; progetto ELSY relativo al Lead-cooled Fast Reactor di IV generazione; progetti inerenti i cicli del combustibile avanzati basati sul Partitioning & Transmutation).

Dunque in Italia, nonostante i naturali depauperamenti conseguenti al referendum del 1987, sono ancora presenti competenze e capacità ad ampio spettro e fra loro sinergiche ed integrate, di livello internazionale.

All’ENEA la legge affida il ruolo di presidio scientifico e tecnologico in tema di energia nucleare, confermato dalla recente sigla dell’Accordo di programma fra Ministero dello Sviluppo economico ed ENEA. La parte nucleare di tale accordo si prefigge di sviluppare, attraverso collaborazioni internazionali, attività sia teoriche sia sperimentali a supporto dello sviluppo di sistemi nucleari evolutivi/innovativi, al fine di contribuire a ricreare le competenze del sistema Italia e le capacità industriali, per partecipare pienamente alla ripresa del settore nucleare in ambito internazionale. Le medesime competenze e capacità sviluppate costituiranno anche l’indispensabile base culturale tecnico-scientifica affinché il decisore politico, qualora le condizioni socio-politiche ed economiche lo consentissero, possa riconsiderare seriamente l’opzione nucleare in Italia.

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