Il nucleare nel mondo
di Livio Vido
L’incidente nell’impianto di Fukushima ha rimesso al centro dell’attenzione mondiale le centrali nucleari, di cui in Italia si stava appena ricominciando a parlare, ma che nel resto del mondo anche agli occhi dell’opinione pubblica erano un elemento tradizionale. Il nucleare, infatti, trova ampio spazio nel mix elettrico dei paesi avanzati: fornisce il 14 per cento della produzione globale, il 28 per cento di quella dell’Unione Europea, il 38 per cento di quella svedese e di quella svizzera, fino ad arrivare al 74 per cento nel caso della Francia (figura 1).
A inizio marzo 2011 erano in funzione 442 reattori per la produzione di energia; altri 64 erano – e sono tuttora – in costruzione in ben 16 paesi. 54 di questi reattori erano in funzione, e altri due in costruzione, in Giappone (figura 2).
Da un punto di vista tecnologico, i reattori di gran lunga più diffusi sono quelli ad acqua leggera pressurizzata (PWR), seguiti da quelli ad acqua bollente (BWR) e da quelli ad acqua pesante (PHWR). Si può notare, in particolare, che nell’ultimo ventennio sono entrati in funzione molti meno impianti rispetto al ventennio precedente (figura 3).
Questo rallentamento è il risultato della combinazione di due fattori: una sorta di generale “raffreddamento” dell’interesse per il nucleare dopo il disastro di Chernobyl e, soprattutto, quasi 20 anni – dal 1986 al 2004 – con il prezzo del petrolio stabilmente inferiore ai 30 dollari al barile, salvo una parentesi di pochi mesi durante la prima Guerra del Golfo. Ma negli ultimi anni, alla luce di un radicale cambiamento di contesto – la spettacolare risalita del prezzo del petrolio e quindi degli altri combustibili fossili, la crescente attenzione per le fonti carbon free e per la sicurezza degli approvvigionamenti – vi è stata una ripresa delle costruzioni nucleari. La sequenza di apertura dei nuovi cantieri è significativa: 4 nel 2006, 7 nel 2007, 10 nel 2008, 12 nel 2009, 14 nel 2010.
Il sisma giapponese ha quindi rimesso in discussione un settore che aveva appena ritrovato un percorso di crescita, ed era in questo solco che aveva iniziato a muovere i primi passi il programma nucleare italiano.
Il programma nucleare italiano
Il programma nucleare italiano, delineato dal Governo nel 2008 e messo a punto nei due anni successivi, punta a raggiungere diversi obiettivi strategici: una diversificazione delle fonti di approvvigionamento per ridurre i rischi connessi con la eccessiva dipendenza energetica dall’estero – in particolare dal gas importato – del nostro Paese (figura 4); una consistente diminuzione delle emissioni di gas serra in linea con gli accordi internazionali di contrasto al cambiamento climatico; una riduzione del costo dell’energia, oggi sensibilmente superiore alla media europea specie per le imprese (figura 5); un rilancio degli investimenti infrastrutturali con grandi opportunità di innovazione, sviluppo ed occupazione.
In concreto, produrre annualmente col nucleare 100 miliardi di kWh: ciò comporta la realizzazione di circa 13.000 MW di nuova capacità, con l’investimento di 35-40 miliardi di euro da parte degli operatori, quasi certamente riuniti in “cordate” industriali.Tra queste, quella che ha reso noti i contorni del suo programma: una joint venture di Enel e Edf nata a seguito degli accordi intergovernativi italo francesi per la cooperazione energetica, che si propone di costruire 4 unità nucleari da 1.600 MW di tipo EPR (European o Evolutionary Pressurized Reactor), soddisfacendo per la metà gli obiettivi del Governo con un impegno da circa 18 miliardi di Euro.
La joint venture è stata costituita nell’ambito del più ampio Memorandum of Understanding Enel-Edf in materia di energia nucleare, siglato nel febbraio 2009, che fa seguito alle precedenti intese del novembre 2007 in forza delle quali Enel partecipa, con una quota del 12,5 per cento, all’investimento per la realizzazione dell’unità nucleare EPR di Flamanville (figura 6) e ha attivato un programma dc ed esercizio degli impianti nucleari.
La moratoria, decisa dal Governo a seguito dell’incidente nella centrale giapponese di Fukushima, provocato dal sisma e dallo tsunami dell’11 marzo, sospende per almeno un anno l’attuazione del Programma, ma non ne modifica i termini generali, che mirano a soddisfare con la tecnologia nucleare il 25 per cento della domanda di energia elettrica prevista in Italia per gli anni successivi al 2020.
L’incidente di Fukushima e le sue conseguenze nello scenario internazionale
L’impianto di Fukushima è uno dei 18 impianti nucleari giapponesi. L’11 marzo, in seguito a un sisma di fortissima entità (di magnitudo 9.0) e a un’onda tsunami di eccezionale altezza l’impianto ha sofferto la perdita dei sistemi di sicurezza, provocando un grave incidente nucleare che ha mutato lo scenario mondiale con riguardo a questa tecnologia.
Quel giorno, a seguito del sisma, tutti gli impianti giapponesi si sono automaticamente spenti portandosi in una condizione di sicurezza. Anche l’impianto di Fukushima si è spento e, a causa della contemporanea perdita di energia dalla rete elettrica causata dal terremoto, si sono automaticamente avviati i generatori diesel di emergenza, necessari a fornire energia per raffreddare il reattore. Tuttavia, un’ora dopo, l’arrivo di un’onda tsunami di 14 metri, che ha investito l’impianto, ha provocato una serie di danni ai sistemi di emergenza e ha causato lo spegnimento dei generatori diesel.
La perdita dei sistemi di emergenza, che consentivano di raffreddare e mantenere in condizioni sicure il reattore e le piscine che ospitano il combustibile irraggiato, ha dato il via a una serie di incidenti causati dal surriscaldamento del combustibile all’interno del reattore – esplosioni di idrogeno e incendi – che hanno seriamente danneggiato la struttura delle unità 1, 2, 3 e 4. Questi danneggiamenti hanno causato rilasci radioattivi nei giorni seguenti. L’iniezione di acqua di mare prima e di acqua dolce poi ha scongiurato il pericolo di fusione del nocciolo (figura 7).
Quanto successo a Fukushima rientra in quello che gli ingegneri chiamano Beyond Design Basis Events. Si è trattato cioè di un evento con caratteristiche più severe di quanto considerato in fase di progetto. Gli impianti nucleari, unico esempio di questo tipo nell’industria energetica, vengono progettati per resistere a eventi che hanno bassissime probabilità di accadere (una ogni 10.000 anni). In Giappone è avvenuto proprio uno di questi eventi rari.
Anzi, a Fukushima si è assistito alla somma di due eventi molto severi: un terremoto di fortissima intensità e uno tsunami di enorme altezza. è importante sottolineare che l’impianto di Fukushima aveva ben resistito al sisma, così come tutti gli altri impianti giapponesi, che non hanno riportato danni significativi. Il combinato congiunto della perdita della connessione alla rete elettrica, causata dal sisma, e della perdita dei sistemi di alimentazione di emergenza, causata dall’onda, ha messo poi in crisi l’impianto.
Quanto accaduto in Giappone pone un’importante sfida all’industria nucleare mondiale, per aumentare ulteriormente i margini di sicurezza. Margini sia tecnologici che di capacità di gestire eventi eccezionali e possibili incidenti conseguenti.
è ancora presto per parlare esaurientemente di lessons learned in seguito a Fukushima, ma l’industria nucleare si è mossa subito, supportata da organismi internazionali come WANO (World Association of Nuclear Operators), avviando degli assessment interni per verificare la sicurezza dei propri impianti alla luce dell’incidente giapponese. In queste analisi si verifica il comportamento degli impianti in condizioni oltre quelle di progetto, causate eventi naturali estremi, anche combinati, indipendentemente dalla probabilità che possano avvenire.
In Europa, l’Unione Europea, ha deciso di avviare i cosidetti stress test per verificare la sicurezza degli impianti sul proprio territorio. I protocolli di analisi e test verranno definiti da WENRA, l’organismo che raccoglie lle autorità di Sicurezza dei paesi europei. I criteri UE verranno definiti entro giugno 2011 e le analisi di sicurezza richieste verranno avviate subito dopo con l’obiettivo di avere i primi risultati a fine anno e implementare eventuali azioni correttive nel 2012. L’UE chiederà di eseguire analoghi test anche ai paesi confinanti dotati di impianti nucleari quali Svizzera, Turchia e Ucraina.
Che conseguenze ha avuto, invece, l’incidente di Fukushima sulle politiche energetiche delle nazioni? Pur essendo trascorso poco tempo, già si possono rilevare delle novità di un certo peso nelle politiche nazionali anche riguardo al medio-lungo periodo.
L’Unione Europea ha deciso la revisione della Direttiva sulla Sicurezza Nucleare, come procedura unica europea. In Germania la cancelliera Merkel ha cambiato nettamente la sua posizione passando dal favore al nucleare – che l’aveva portata nel settembre scorso a decidere il prolungamento della vita utile dei 17 reattori operativi in Germania – alla volontà di uscire dal nucleare il prima possibile, a partire dalla chiusura precauzionale dei sette impianti più vecchi e da una sospensione di tre mesi dell’iter autorizzativo per l’allungamento della vita dei rimanenti 10 reattori. Moratoria anche in Svizzera, con la sospensione delle procedure relative alle domande di autorizzazione per tre nuove unità nucleari.
Sospensione temporanea delle autorizzazioni alle nuove costruzioni anche in Cina, pur senza ripensamenti strategici né interruzione dei lavori già avviati (2 EPR e 4 AP1000). Studi, verifiche e controlli, ma nessun cambio di rotta, invece, in Russia, India, Canada, Brasile, Francia, Gran Bretagna, Polonia, Olanda e negli Stati Uniti, dove Obama a fine marzo ha confermato che il nucleare resta una parte importante del futuro energetico.
Conclusioni
Enel continua a ritenere la tecnologia nucleare un fattore cruciale per la risoluzione dell'”equazione energetica” e climatica: è una tecnologia irrinunciabile, che consente di produrre energia di base, a costi contenuti, senza emissioni di CO2. Permetterebbe inoltre di dare nuovo impulso a un’intera filiera tecnologica foriera di innovazione e ad elevato valore aggiunto. Nel pieno rispetto della moratoria decisa dal Governo Italiano, Enel continuerà a operare nel nucleare all’estero e a studiarne le possibilità di applicazione in Italia, con le massime garanzie di sicurezza.
è fondamentale però puntare fin da oggi ad un riequilibrio del mix energetico italiano, sfruttando appieno tutte le tecnologie pulite disponibili. Enel sta da tempo investendo nel carbone pulito e nelle tecnologie rinnovabili, come l’eolico e il solare fotovoltaico e termodinamico.
Il carbone è il combustibile fossile più abbondante ed economico ed è disponibile in molte regioni geografiche a basso rischio, diversamente da olio e gas. Un moderno impianto a carbone pulito di ultima generazione, come l’impianto Enel di Torrevaldaliga nord, permette di produrre elettricità a basso costo riducendo drasticamente le emissioni di inquinanti. L’accoppiamento con sistemi di cattura della CO2 permetterà di rendere questa fonte completamente eco-compatibile. Non si tratta di uno scenario futuribile: Enel sta già testando un impianto di questo tipo a Brindisi e ne costruirà uno, di taglia industriale, a Porto Tolle.
Anche le fonti rinnovabili sono parte integrante della strategia di sviluppo di Enel, che, con Enel Green Power, è leader in questo settore e punta ad aumentare la produzione con queste fonti in Italia e all’estero. La ricerca Enel, inoltre, lavora per aumentare le prestazioni e ridurre i costi di queste tecnologie.
Ma non solo carbone e rinnovabili: ammodernamento delle infrastrutture strategiche, innovazione ed efficienza energetica devono essere parole d’ordine che, in Enel, ispirano molte altre iniziative: centrali termoelettriche ad altissima efficienza, mobilità elettrica urbana, le Smart Grids, le future reti intelligenti, i sistemi di accumulo energetico, il “Diamante” (una futuristica minicentrale che impiega la luce del sole per produrre elettricità e conservarla sotto forma di idrogeno), Archilede (un innovativo lampione intelligente a tecnologia LED) e altri ancora.
