In questo periodo dell’anno c’è una forte domanda di energia nucleare costante.
Mentre molti di noi si preparano per lo shopping, i dolci e l’organizzazione delle festività natalizie, anche le centrali nucleari si preparano per uno dei periodi più intensi dell’anno.
Qui negli Stati Uniti, i reattori nucleari seguono tendenze stagionali prevedibili. L’estate e l’inverno tendono a registrare il picco della domanda di energia elettrica, quindi gli operatori delle centrali programmano la manutenzione e il rifornimento di combustibile in altri periodi dell’anno.
Questa regolarità programmata può sembrare banale, ma è piuttosto un’impresa che i reattori operativi siano così affidabili e prevedibili come lo sono. Ciò lascia un vuoto difficile da colmare per la tecnologia di prossima generazione che spera di entrare a far parte della flotta nei prossimi anni.
In generale, i reattori nucleari funzionano a livelli costanti, il più possibile vicini alla piena capacità. Nel 2024, per i reattori commerciali di tutto il mondo, il fattore di capacità medio, ovvero il rapporto tra la produzione energetica effettiva e il massimo teorico, era dell’83%. Il Nord America ha registrato una media di circa il 90%.
(Vorrei sottolineare che non è sempre corretto basarsi solo su questo dato per confrontare diversi tipi di centrali elettriche: le centrali a gas naturale possono avere fattori di capacità inferiori, ma ciò è dovuto principalmente al fatto che sono più soggette ad accensioni e spegnimenti intenzionali per soddisfare una domanda irregolare).
Questi elevati fattori di capacità sottovalutano anche la reale affidabilità del parco: gran parte dei tempi di inattività è programmata. I reattori devono essere riforniti di combustibile ogni 18-24 mesi e gli operatori tendono a programmare queste interruzioni in primavera e in autunno, quando la domanda di elettricità non è così elevata come quando tutti utilizziamo i condizionatori o i riscaldamenti a pieno regime.
Date un’occhiata a questo grafico delle interruzioni nucleari dell’US Energy Information Administration. Ci sono alcuni giorni, specialmente in piena estate, in cui le interruzioni sono basse e quasi tutti i reattori commerciali negli Stati Uniti funzionano quasi a pieno regime. Il 28 luglio di quest’anno, il parco nucleare funzionava al 99,6%. Confrontate questo dato con il 77,6% della capacità del 18 ottobre, quando i reattori sono stati messi fuori servizio per il rifornimento di combustibile e la manutenzione. Ora ci stiamo avvicinando a un’altra stagione intensa, in cui i reattori torneranno in funzione e le interruzioni raggiungeranno un altro punto minimo.
Questo non significa che tutte le interruzioni siano pianificate. Nella centrale nucleare di Sequoyah, nel Tennessee, un guasto al generatore nel luglio 2024 ha messo fuori servizio uno dei due reattori, con un’interruzione che è durata quasi un anno. (Durante quel periodo, l’azienda ha anche effettuato alcuni interventi di manutenzione per prolungare la durata dell’impianto). Poi, pochi giorni dopo la rimessa in funzione del reattore, l’intero impianto ha dovuto chiudere a causa dei bassi livelli dell’acqua.
E chi può dimenticare l’incidente avvenuto all’inizio di quest’anno, quando le meduse hanno causato il caos non in una, ma in due centrali nucleari in Francia? Nel secondo caso, queste creature gelatinose sono entrate nei filtri delle apparecchiature che aspirano l’acqua dal Canale della Manica per il raffreddamento della centrale nucleare di Paluel. Hanno costretto la centrale a ridurre la produzione di quasi la metà, anche se è stata ripristinata nel giro di pochi giorni.
A parte i disastri causati dalle meduse e la manutenzione occasionale, il parco nucleare mondiale funziona in modo abbastanza affidabile. Tuttavia, non è sempre stato così. Negli anni ’70, i reattori funzionavano con un fattore di capacità medio di appena il 60%. Venivano chiusi quasi con la stessa frequenza con cui funzionavano.
Il parco reattori odierno ha beneficiato di decenni di esperienza. Ora assistiamo a un numero crescente di aziende che mirano a introdurre nuove tecnologie nell’industria nucleare.
I reattori di nuova generazione che utilizzano nuovi materiali per il combustibile o il raffreddamento potranno trarre insegnamento dal parco reattori esistente, ma dovranno anche affrontare nuove sfide.
Ciò potrebbe significare che i primi reattori dimostrativi non saranno inizialmente affidabili come quelli commerciali attualmente in uso. “I reattori nucleari di prima generazione, proprio come qualsiasi altra tecnologia di prima generazione, sono molto impegnativi”, afferma Koroush Shirvan, professore di scienze e ingegneria nucleare al MIT.
Ciò significa che probabilmente ci vorrà del tempo prima che i reattori a sali fusi o i piccoli reattori modulari, o qualsiasi altro progetto esistente, superino gli ostacoli tecnici e trovino il proprio ritmo. Ci sono voluti decenni per arrivare al punto in cui diamo per scontato che il parco nucleare possa seguire una curva stagionale precisa basata sulla domanda di elettricità.
Ci saranno sempre uragani, guasti elettrici e invasioni di meduse che causano problemi imprevisti e costringono le centrali nucleari (o qualsiasi centrale elettrica, per quella materia) a chiudere. Ma nel complesso, oggi il parco nucleare opera con un livello di coerenza estremamente elevato. Una delle principali sfide per le tecnologie di prossima generazione sarà dimostrare di poter fare lo stesso.
