A cura del Dott. Pierpaolo Piras, membro del Comitato per lo Sviluppo di Mondo Internazionale APS
I cambiamenti climatici hanno suscitato la nascita e la progettazione di molteplici programmi innovativi e alternativi per la produzione di grandi quantità di energia. Uno di questi riguarda il pieno e conveniente riutilizzo delle centrali elettriche che attualmente utilizzano combustibili fossili come il carbone in piccole centrali nucleari SMR (Small Modular Reactors).
Gli ultimi dati sul consumo energetico dimostrano che il mercato del carbone fossile, oggi il combustibile maggiormente inquinante, non è diminuito e, di peggio, la prospettiva e la speranza di ridurne drasticamente il consumo entro il 2050 appare ogni giorno più lontana.
E’ sorta pertanto non la necessità ma l’urgenza di adottare ogni soluzione possibile al processo di decarbonizzazione atmosferica che induca il maggior numero di paesi ad esaminare la possibilità di riattivare l’utilizzo dell’energia nucleare attraverso l’installazione e attivazione di SMR, edificandoli nello stesso sito o nelle strette vicinanze di centrali a carbone dismesse da tempo. Alcuni paesi hanno già attivamente adottato questa strategia di sviluppo energetico: Regno Unito e Stati Uniti, Francia, India, Romania e Polonia.
I vantaggi sono stati valutati e sono indubbi. Il riutilizzo degli impianti nucleari dismessi sostituendoli con gli SMR oltre a determinare una drastica diminuzione delle emissioni di CO2 mantenendo gli stessi livelli produttivi di energia elettrica, determinerebbe una significativa ripresa economica delle popolazioni locali.
I problemi da risolvere
Sono numerosi i cimenti da affrontare e superare prima di vedere l’affermazione e diffusione di tale progetto.
Intanto, è necessario ribadire l’urgenza di sostituire in tempi brevi il carbone con il nucleare (SMR) in quanto nessuna risorsa ad uso continuativo è capace di fare altrettanto nelle necessarie quantità.
Gli SMR
I piccoli reattori modulari (SMR) sono una classe di reattori a fissione nucleare, di modesta dimensione rispetto ai reattori nucleari convenzionali, che possono essere edificati e messi in funzione in un luogo di ridotte dimensioni, come ad esempio una fabbrica già esistente, quindi gestiti in un sito separato.
E’ bene specificare che il termine SMR si riferisce esclusivamente alle sue dimensioni ridotte, alla capacità e alla innovativa costruzione modulare ma non al tipo di reattore e al processo nucleare applicato.
I progetti spaziano da versioni limitate di progetti esistenti agli ultimi progetti di quarta e quinta generazione. Sono stati proposti sia reattori a neutroni termici che reattori a neutroni veloci, insieme a modelli di reattori raffreddati a sali fusi o a gas.
I reattori modulari avanzati sono poi progettati per sviluppare energia nucleare nel rispetto della sicurezza individuale e sociale. Essi sono “puliti” in quanto non inquinano e convenienti nella considerazione del rapporto tra i costi ed i benefici.
Gli SMR più avanzati, già in conclusiva fase di sviluppo negli Stati Uniti, progettati per variare in dimensioni produttive varianti da decine di megawatt fino a centinaia di megawatt, possono essere utilizzati non solo per la generazione di energia elettrica, ma anche energia termica secondaria al processo di produzione, la desalinizzazione continua e tanti altri proficui usi sociali e industriali.
I progetti SMR possono utilizzare acqua naturale come refrigerante oppure vari tipi di gas ed altri ancora.
Quindi, come fare?
L’assunto è che se l’intera umanità vuole affrontare e risolvere almeno parzialmente i danni universali alle persone e all’ambiente dovuti alle mutazioni climatiche, dovrà ridurre drasticamente e da subito l’emissione atmosferica di anidride carbonica.
Il precedente COP26 del novembre 2021 aveva raccomandato una “riduzione graduale” dell’attività e del numero delle centrali a carbone pur nella ulteriore considerazione che la massima utilizzazione di questo combustibile fossile avrebbe raggiunto il suo acme nel corso del 2022.
A complicare la situazione è giunta la guerra russo-ucraina e la secondaria crisi energetica con il relativo aumento del costo del gas.
Il risultato è stato ciò che è stata definita come la prima crisi energetica mondiale.
Dato che oltre il 30% di tutta l’energia prodotta al mondo proviene dall’utilizzo del carbone fossile, c’è l’intera possibilità di vicariare o sostituirlo con il nucleare come fonte di energia primaria a bassa emissione di CO2, l’unica capace di produrre energia in modalità continua ogni giorno dell’intero anno.
Lo sviluppo degli SMR nel mondo
Sono circa 70 gli SMR in fase di completamento ed alcuni già operativi in varie parti del mondo, ognuno con una capacità di erogazione reale di 200-400Mwe, ovvero pari a quella di una centrale a carbone.
Tecnicamente, la maggior parte di essi potrebbe già ora essere collegata alla rete elettrica generale.
I costi
I fattori di risparmio sui costi sono rappresentati dall'occupazione di gran lunga minore di territorio per la collocazione dell’impianto principale, la possibilità di usufruire di una fonte d’acqua e di potersi collegare agevolmente con la rete ferroviaria e stradale.
L’importanza delle maestranze
La pronta disponibilità di maestranze competenti e affidabili è un fattore cruciale. Esse, infatti, non avrebbero difficoltà insormontabili nel passaggio da un centrale a combustibili fossili ad un SMR e l’erogazione dell’energia elettrica anche in questo caso verrebbe erogata costantemente per 24 ore al giorno.
Gli impianti
Buona parte degli impianti necessari al funzionamento di una centrale a carbone son direttamente impiegabili nella produzione di un SMR.
Essi comprendono i sistemi di accumulo e gestione dell’acqua; i macchinari per la eventuale desalinizzazione e l’utilizzo dell’aria compressa per la fase pneumatica di attivazione e funzionamento.
Poi, sono simili, quando non del tutto identici gli impianti di conservazione delle soluzioni chimiche e di gas, lo smaltimento delle acque reflue, torri chimiche di raffreddamento e altro ancora.
L’approvvigionamento
Le catene di approvvigionamento non differiscono granché tra il carbone e le centrali nucleari.
La prima e rapida conseguenza è che in questo passaggio non ci sarebbero variazioni nel numero dei posti di lavoro.
L’entità del finanziamento per il SRM, rispetto al costo totale, non subirebbe variazioni. Anzi, per dette ragioni potrebbe essere persino ridotto.
Ciò creerebbe un ciclo competitivo nella comunità finanziaria per il nucleare sulla scia di minori costi di capitale.
Le sfide
Sull’attuazione di questa transizione energetica permangono alcune criticità: un’ampia diffusione e pertanto di reddittività degli SRM è realizzabile non prima del 2030 secondo i loro produttori.
Le motivazioni sono molteplici e dipendono dall’esito dei numerosi test e collaudi eseguibili a tutta l’impiantistica e alle varie fasi dei complessi processi produttivi. Non in ultimo le licenze da ottenere dai vari enti preposti.
E’ prioritaria la decontaminazione dei siti delle centrali a carbone, la verifica della sicurezza nucleare, l’efficienza delle procedure di risposta alle emergenze e di smaltimento delle scorie nucleari.
Due paesi al mondo sono all’avanguardia verso il riutilizzo delle centrali a carbone per gli SMR: la Romania e gli Stati Uniti.