Cosa comportano le nuove tecnologie nucleari in termini di sicurezza, costi e altro ancora.
L’energia nucleare continua a essere uno degli argomenti più caldi nel settore energetico odierno e, durante la nostra recente tavola rotonda online sull’energia nucleare di nuova generazione, sui data center hyperscale basati sull’intelligenza artificiale e sulla rete elettrica, abbiamo ricevuto decine di domande interessanti dal pubblico.
Le domande hanno toccato una vasta gamma di argomenti e, sebbene ne abbiamo risposte diverse (e ne terrò alcune a mente per futuri articoli), ce ne sono state molte a cui non abbiamo potuto rispondere, almeno non con la profondità che avrei voluto.
Rispondiamo quindi ad alcune delle vostre domande sull’energia nucleare avanzata. Ho raggruppato quelle simili e le ho modificate per maggiore chiarezza.
In che modo il fabbisogno di combustibile dei reattori nucleari di nuova generazione è diverso e come stanno affrontando le aziende la questione della catena di approvvigionamento?
Molti reattori di nuova generazione non utilizzano l’uranio a basso arricchimento utilizzato nei reattori convenzionali.
Vale la pena esaminare in particolare l’uranio a basso arricchimento ad alto titolo, o HALEU. Questo combustibile è arricchito a concentrazioni di uranio fissile più elevate rispetto al combustibile nucleare convenzionale, con una percentuale dell’isotopo U-235 compresa tra il 5% e il 20%. (Nel combustibile convenzionale, è inferiore al 5%.)
L’HALEU può essere prodotto con la stessa tecnologia dell’uranio a basso arricchimento, ma la situazione geopolitica è complessa. Oggi la Russia detiene praticamente il monopolio della produzione di HALEU. Nel 2024 gli Stati Uniti hanno vietato l’importazione di combustibile nucleare russo fino al 2040, nel tentativo di ridurre la dipendenza dal Paese. L’Europa non ha adottato le stesse misure, ma sta lavorando per affrancarsi dall’energia russa.
Ciò pone le aziende statunitensi ed europee di fronte alla grande sfida di assicurarsi il combustibile di cui hanno bisogno quando le loro normali forniture russe saranno interrotte o limitate.
Il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti dispone di una scorta di HALEU, che il governo sta distribuendo alle aziende per aiutare ad alimentare le reazioni dimostrative. A lungo termine, tuttavia, c’è ancora una forte necessità di creare catene di approvvigionamento indipendenti di HALEU per supportare i reattori di nuova generazione.
Come viene affrontata la questione della sicurezza e cosa sta succedendo con la regolamentazione della sicurezza nucleare negli Stati Uniti?
Ci sono alcuni modi in cui le centrali nucleari di nuova generazione potrebbero essere più sicure dei reattori convenzionali. Alcune utilizzano refrigeranti alternativi che eviterebbero la necessità di funzionare all’alta pressione richiesta nei reattori convenzionali raffreddati ad acqua. Molte incorporano sistemi di arresto passivo di sicurezza, quindi in caso di problemi di alimentazione elettrica, i reattori si spengono senza causare danni, evitando il rischio di fusione. (Questi possono essere incorporati anche nei reattori convenzionali più recenti).
Tuttavia, alcuni esperti hanno espresso preoccupazione per il fatto che negli Stati Uniti l’attuale amministrazione non stia prendendo abbastanza sul serio la sicurezza nucleare.
Una recente indagine della NPR ha scoperto che l’amministrazione Trump ha segretamente riscritto le norme nucleari, eliminando le protezioni ambientali e allentando le misure di sicurezza. Il governo ha condiviso le nuove norme con le aziende che fanno parte di un programma di costruzione di reattori nucleari sperimentali, ma non con il pubblico.
Mi viene in mente un discorso tenuto durante il nostro evento EmTech MIT a novembre, in cui Koroush Shirvan, professore di ingegneria nucleare al MIT, ha parlato di questo tema. “Ho notato alcune tendenze preoccupanti negli ultimi tempi, in cui si sente parlare di ‘approvazione automatica dei progetti nucleari'”, ha affermato Shirvan durante l’evento.
Durante il discorso, Shirvan ha condiviso alcune statistiche che dimostrano che l’energia nucleare ha un tasso molto basso di infortuni e decessi. Ma questo non è intrinseco alla tecnologia, e c’è un motivo per cui gli infortuni e i decessi sono stati bassi per l’energia nucleare, ha aggiunto: “È grazie alla rigorosa supervisione normativa”.
I reattori di nuova generazione saranno competitivi dal punto di vista finanziario?
Costruire una centrale nucleare non è economico. Consideriamo l’investimento iniziale necessario per costruire una centrale elettrica.
La centrale di Vogtle in Georgia ospita le più recenti aggiunte al parco nucleare statunitense: le unità 3 e 4 sono entrate in funzione nel 2023 e nel 2024. Secondo un recente rapporto del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti, il loro costo di capitale complessivo è stato di 15.000 dollari per kilowatt, al netto dell’inflazione. (L’unità di misura che sto utilizzando divide il costo totale di costruzione dei reattori per la loro potenza prevista, in modo da poter confrontare reattori di dimensioni diverse).
Si tratta di una cifra piuttosto elevata, in parte perché si trattava dei primi reattori di questo tipo costruiti negli Stati Uniti e in parte perché la progettazione presentava alcune inefficienze. Vale la pena notare che la Cina costruisce reattori a un costo molto inferiore, compreso tra 2.000 e 3.000 dollari per kW, a seconda delle stime.
Secondo il rapporto del DOE, il costo iniziale di capitale per le prime centrali nucleari avanzate di questo tipo sarà probabilmente compreso tra 6.000 e 10.000 dollari per kilowatt. Tale cifra potrebbe diminuire fino al 40% dopo che le tecnologie saranno state potenziate e prodotte in serie.
Quindi i nuovi reattori saranno (si spera) più economici del progetto Vogtle, che ha superato il budget e è in ritardo rispetto alla tabella di marcia, ma non saranno necessariamente molto più economici degli impianti convenzionali costruiti in modo efficiente, se si normalizza in base alle loro dimensioni.
Sarà sicuramente più economico costruire nuovi impianti a gas naturale (tralasciando la probabile carenza di attrezzature che probabilmente vedremo per anni). Secondo i dati di Lazard, gli impianti a gas naturale più efficienti oggi costano solo 1.600 dollari/kW nella fascia alta.
Un avvertimento importante: il costo del capitale non è tutto: gestire una centrale nucleare è relativamente poco costoso, motivo per cui c’è così tanto interesse a prolungare la durata di vita degli impianti esistenti o a riaprire quelli chiusi.
In definitiva, secondo molti parametri, le centrali nucleari di qualsiasi tipo saranno più costose di altre fonti, come l’energia eolica e solare. Tuttavia, esse forniscono qualcosa che molte altre fonti di energia non offrono: una fonte di elettricità affidabile e stabile che può funzionare per 60 anni o più.
