Gli interventi di ammodernamento potrebbero portare più energia pulita alla rete, ma i margini di crescita sono limitati.
In quest’epoca di crescente domanda di energia elettrica, si sta cercando di sfruttare fino all’ultimo grammo di potenza da ogni centrale possibile.
Nelle ultime settimane ci sono state grandi notizie proprio su centrali nucleari che stanno cercando di fare proprio questo. Constellation, il più grande operatore nucleare degli Stati Uniti, ha annunciato piani per aggiungere quasi un gigawatt di nuova capacità in 11 reattori nucleari esistenti distribuiti in sei impianti. E il 5 ottobre, il Dipartimento dell’Energia ha concesso un prestito di 4,2 miliardi di dollari a Vistra per gli aggiornamenti precedentemente annunciati in tre impianti.
Spingere i reattori esistenti a produrre di più potrebbe contribuire a fornire rapidamente più energia pulita ai data center. Ma su quanta potenza aggiuntiva possiamo contare?
L’ammodernamento delle apparecchiature nelle centrali nucleari esistenti può consentire loro di raggiungere una maggiore capacità; il processo è denominato “aumento di potenza”. Negli Stati Uniti gli operatori lo praticano fin dagli anni ’70, ma negli ultimi anni è diventato meno comune poiché la domanda di elettricità si è stabilizzata e il gas naturale a basso costo ha esercitato pressioni finanziarie sulle centrali nucleari. Alcune centrali hanno chiuso, mentre in altre non aveva molto senso investire ulteriori fondi per produrre più elettricità. Tra il 2001 e il 2010, la Commissione per la regolamentazione nucleare degli Stati Uniti ha approvato oltre 80 aumenti di potenza. Tra il 2011 e il 2020, il numero è sceso a 33.
Ma con l’avvento dell’intelligenza artificiale e il conseguente boom della domanda di elettricità, si è verificato un cambiamento. Stiamo assistendo a una corsa alla riapertura di centrali chiuse come Palisades e Three Mile Island. E le centrali esistenti stanno cercando di aumentare nuovamente la potenza.
Alcuni aumenti di potenza sono minori e comportano modifiche ai setpoint degli strumenti o ai calcoli all’interno della centrale. Ma gli interventi più consistenti, in grado di aumentare la potenza del reattore fino al 20%, richiedono la sostituzione delle apparecchiature della centrale.
In generale, gli aumenti di potenza comportano l’utilizzo di combustibile più altamente arricchito, o di un volume maggiore di combustibile fresco, nel reattore nucleare. Ciò contribuisce a produrre più vapore, che viene utilizzato per azionare una turbina e generare elettricità. Per gestire quell’energia aggiuntiva, vengono potenziate le turbine principali e le apparecchiature quali pompe, motori, generatori e trasformatori.
L’ultimo aumento di potenza di rilievo approvato negli Stati Uniti ha riguardato tre reattori della centrale nucleare di Browns Ferry, in Alabama. Un progetto da 475 milioni di dollari ha permesso a quella centrale di aumentare la propria capacità di produzione del 14% tra il 2018 e il 2019.
La situazione potrebbe però migliorare presto. Constellation ha annunciato questa settimana l’intenzione di investire oltre 4,3 miliardi di dollari per aumentare la potenza di 11 reattori. L’elettricità aggiuntiva sarà sufficiente ad alimentare circa 700.000 abitazioni statunitensi.
Cosa c’è dietro tutto questo? I fondi delle grandi aziende tecnologiche. Google ha accettato di acquistare energia elettrica da queste centrali, e l’accordo ventennale è stato un fattore determinante per la realizzazione degli aumenti di potenza. Come ha dichiarato al New York Times Joe Dominguez, CEO di Constellation : «Si tratta di progetti ad alta intensità di capitale e di manodopera che, francamente, richiedono un prezzo diverso da quello di mercato».
Inoltre, nelle ultime settimane, il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti ha reso noto che stanzierà oltre 4 miliardi di dollari per contribuire a finanziare l’ammodernamento e l’aggiornamento delle centrali nucleari di Vistra in Pennsylvania e nell’Ohio. Questi progetti aggiungeranno 433 megawatt di capacità di generazione, e Meta ha già sottoscritto un accordo a lungo termine per l’acquisto di energia elettrica da tali impianti.
Una nota sui costi: su base per kilowatt, il progetto di Constellation è meno costoso rispetto alla costruzione di un nuovo reattore, ma è comunque più costoso rispetto alla realizzazione di un nuovo parco solare su larga scala con accumulo di energia o di una centrale a gas naturale a ciclo combinato.
Nonostante questi costi elevati, gli aumenti di potenza sono molto richiesti. Oggi il parco nucleare statunitense ha una potenza totale di circa 98 gigawatt. A seconda delle fonti, si stima che gli aumenti di potenza possano portare a un incremento compreso tra i tre e gli otto gigawatt. Una fetta piuttosto significativa dei potenziali aumenti di potenza negli Stati Uniti è già stata presa in considerazione: la NRC prevede già richieste per aggiungere 2,4 gigawatt di potenza ai reattori entro il 2032.
È tuttavia fondamentale mettere questi piani (e il potenziale totale di potenziamento negli Stati Uniti) nella giusta prospettiva. PJM, il gestore della rete che copre gran parte della costa orientale, prevede circa 30 gigawatt di domanda di picco aggiuntiva dovuta all’intelligenza artificiale entro il 2030. Tutti i possibili potenziamenti nucleari a livello nazionale coprirebbero solo una frazione di tale fabbisogno.
Sfruttare al massimo i reattori nucleari esistenti è una soluzione relativamente semplice in un momento in cui abbiamo bisogno di tutta l’energia a emissioni zero che riusciamo a ottenere. Ma la domanda rimane elevata e, se vogliamo aumentare la produzione di energia nucleare per soddisfarla, alla fine sarà necessario costruire effettivamente nuovi reattori.
