LA QUESTIONE NUCLEARE

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1 L bera Università Popolare ALFREDO BICCHIERINI Livorno 17 maggio 2010 LA QUESTIONE NUCLEARE Giorgio Ferrari

2 IL RILANCIO DEL NUCLEARE L orientamento della Commissione Europea in tema di energia si basa principalmente su due aspetti (Towards an European Strategic Energy Technology Plan, 2007) 1- Sicurezza degli approvvigionamenti energetici 2- Riduzione delle emissioni in atmosfera Petrolio e gas inquinano Petrolio e gas provengono da aree instabili (Medio oriente, Asia) o interessate da controversie internazionali come (Russia/Ucraina) L uranio proviene da aeree/paesi stabili e politicamente affidabili, dunque non si hanno costrizioni o vincoli nel suo approvvigionamento L uranio impiegato nelle centrali nucleari non emette gas serra Ma le cose stanno proprio così?

3 IL M ERCATO DELL URANIO Giacimenti di uranio Controllo dei giacimenti Australia, Canada, Kazakhstan, Namibia, Niger, Russia Sette compagnie 85%: Cameco, Rio Tinto, Areva, Kazatomprom, ARMZ, BHP Billiton, Navoi, Uranium One Controllo servizi arricchimento Quattro compagnie 95%: Areva; Urenco, Rosatom, Usec

4 TIPOLOGIE DI INQUINAM ENTO Combustibili fossili Nucleare Termico Chimico Acustico Radioattivo ARIA: Fumi (NOx;CO2;SOx); Polv.; Vap.;F; Cl. ACQUA: Consumo; Clorazione; Eutrofizzazione SUOLO: Ceneri; Metalli pesanti;hso4;hn3 Rumore ACQUA: Contaminazione da scarichi, Trizio SUOLO: Contaminazione da rifiuti solidi Per un impianto da 1000Mwe Carbone/olio: Fumi: m³/h CO2: t/a NOx: 3100t/a SOx: 2000t/a Polveri: 430t/a Ceneri: t/a Fanghi:2200t/a Gesso: t/a Ciclo C. gas: Fumi: m³/h CO2: t/a NOx: 2000t/a SOx

5 PRELIEVO E CONSUM O DI ACQUA CIRCUITO APERTO CIRCUITO CHIUSO * Dati riferiti a 1000 Mwe

6 CIRCUITO APERTO m³/h prelievo acqua l/s PRELIEVO E CONSUM O DI ACQUA CIRCUITO CHIUSO m³/h prelievo acqua l/s 1500m³/h evaporazione 400 l/s 2700m³/h evaporazione torre 750 l/s Aumento T fiume 3-6 C +30% acqua raffreddamento NUCLEARE +50% evaporazione torre vs maggiore sviluppo di alghe FOSSILI maggiore clorazione acqua Leibstadt, Svizzera BWR 1030 MWe Salem, New Jersey 2 PWR 2275 MWe 1 BWR 1059 MWe

7 IL CICLO DELL URANIO Contenuto energetico o costo energetico di un prodotto Valutazione delle emissioni associate alle attività che accompagnano la vita del prodotto, dalla fabbricazione allo smaltimento (LCA,Life cycle assessment ; PCA, Process chain analysis; IOA, Input/output analysis)

8 IL CICLO DELL URANIO: ESTRAZIONE Uranio naturale è composto da U-238; U-235; U-234 L isotopo fissile è U-235 che però è presente nell uranio naturale in una percentuale dello 0,711% mentre l U-238 ne rappresenta il 99,284% e l U-234 lo 0,0055%. Per ottenere 1 Kg di uranio naturale da un giacimento con concentrazione dello 0,1% occorre estrarre e lavorare 1 tonnellata di minerale Per ottenere 1 Kg di U arricchito al 3,6% occorrono 8 Kg di U naturale Il residuo è costituito da 7 Kg di uranio depleto (o impoverito), che però contengono ancora uno 0,3% di U-235. Un reattore nucleare da 1000 Mwe consuma 160 t di U naturale/anno equivalenti ad t di minerale questi processi necessitano di grandi quantità di energia che aumenta con il diminuire della concentrazione del giacimento di uranio le emissioni associate a questi processi si sommano a quelle prodotte per il decommissioning e per il trattamento dei rifiuti

9 EM ISSIONI A CONFRONTO L energia necessaria ai processi di estrazione e lavorazione dell uranio dipende in modo determinante dalla concentrazione del minerale uranifero e dal suo grado di estraibilità (yield) Per concentrazioni prossime allo 0,01% le emissioni associate ad un impianto nucleare eguagliano e superano quelle di un ciclo combinato Tecnologia al 2005 Emissioni (grco2/ KWhe) Carbone Gas in ciclo comb Eolico Idroelettrico 6,3-64 Nucleare ( OECD) Nucleare (IEA) 2-59 Nucleare (S. van Leeuwen) Nucleare (ISA,Un. Sidney) Nucleare (Öko institut) Emissioni associate ad un impianto di generazione da 1000 Mwe espresse in gr CO2 per Kwhe La centrale nucleare impiega uranio estratto da un giacimento con un grado di concentrazione dello 0,15% e ha un periodo di funzionamento di 24 anni a piena potenza

10 ALTRI TIPI DI INQUINAM ENTO Estrazione e lavorazione minerale uranifero CO2 in funzione del grado di concentrazione dell uranio nel giacimento Lavorazione Unat (U3O8) Riprocessamento comb. Acido solforico; Acido nitrico, solfati diversi per ottenere U3O8 e per recuperare Pu e Uranio residuo dal combustibile esaurito. Mediamente kg di HSO4 per Kg di U3O8 Conversione U3O8 UF6 Si impiega Fluoro in rapporto di 0,48gr per 1gr di uranio. Per un reattore da 1000Mwe 160 t/a di Unat e 77,6 t di F. Nel mondo circa t/a di Fluoro. Arricchimento U235 Diffusione gassosa del UF6 impiega grandi compressori che vengono raffreddati con il Freon che ha un GWP pari a 9000 volte la CO t di Freon solo negli impianti USA. Fabbricazione comb. Si impiega Cloro nella fabbricazione dello zircalloy per eliminare Afnio. Ogni anno t di Cloro. Funzionamento centrale nucleare Scarichi liquidi e aereiformi contenenti Trizio. Si produce durante la fissione o per attivazione del Boro. Nei reattori ad acqua pesante per cattura neutronica del deuterio. Il Tr rimpiazza gli atomi dell idrogeno e si ha HTO. Migra all interno degli atomi e riappare successivamente.

11 IL PROBLEM A DEI RIFIUTI URANIO: ALCUNI DECENNI Le riserve accertate di uranio nel mondo ammontano a t ( World Nuclear Association) Ai ritmi attuali di consumo ( t/a) bastano per anni. Ma i nuovi impianti sono progettati per una vita utile di 60 anni!!! L idea di estrarre l uranio dalle formazioni granitiche dove è presente nella concentrazione di 4 ppm (4gr. su 1 milione di gr.) comporta di estrarre e lavorare 40 milioni di tonnellate di roccia ogni anno per far funzionare un reattore da 1000 Mwe RIFIUTI: MILIONI DI ANNI ISOTOPO VITA MEDIA (a) Np Pu Pu Pu U Sr90 29 Zr I Cs Decommissioning impianti e miniere esaurite Nessun deposito funzionante al mondo per rifiuti di III categoria e per il combustibile esaurito Yucca Mountain abbandonato dopo 20 anni di studi e 35MLD $

12 CONTENITORI PER RIFIUTI

13 I COSTI ATTUALI E DIFFERITI Costi di costruzione SOCIETA FINANZIARIE* SOCIETA ELETTRICHE** Quotazione Keystone ($/KWe) Moody s ($/KWe) S&P ($/KWe) FP&L ($/KWe) Progress ($/KWe) SCE&G ($/KWe) Storica* ($/Kwe) * Compresi costi per decommissioning ** Esclusi costi per decommissioning Costi decommissioning Stime NEA(2003) da 500 a 2000 $/KWe Stime SOGIN(2003) 909 $/KWe (Trino); 1644 $/KWe (Garigliano) Stima per Ignalina due reattori da 1000 Mw 1,338 miliardi di euro Stima per impianto riprocessamento Sellafied 52 miliardi di sterline Costi smaltimento rifiuti USA: stime costo smaltimento rifiuti bassa attività $/m³ USA: stime costo totale sistemazione rifiuti 96,2 miliardi di dollari GB: stima costo totale sistemazione rifiuti 85 miliardi di sterline FR: stima costo totale sistemaziome rifiuti 65 miliardi di euro Una centrale nucleare da 1000 MWe produce ogni anno 5 t di rifiuti di cui 750 Kg ad alta attività. Ogni anno si producono t di combustibile esaurito che è equiparato ad un rifiuto di terza categoria. Solo 3000 t vengono riprocessate. Attualmente nel mondo esistono t di combustibile esaurito sistemate in contenitori

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15 IL RILANCIO DEL NUCLEARE IN ITALIA E possibile costruire ed esercire depositi per combustibile e rifiuti nucleari nello stesso sito di costruzione di una centrale nucleare. I reattori licenziati in paesi con cui l Italia ha accordi bilaterali sono sostanzialmente approvati dall Agenzia per la sicurezza nucleare. L Agenzia per la sicurezza deve svolgere l Istruttoria tecnica e rilasciare l autorizzazione per costruzione ed esercizio in soli 12 mesi. Viene precluso l esame VIA per questioni che sono state precedentemente oggetto di VAS (Valutazione ambientale strategica) L autorizzazione unica vale anche come dichiarazione di pubblica utilità, indifferibilità ed urgenza delle opere Il deposito nazionale dei rifiuti ospiterà anche i rifiuti a bassa e media attività oltre al combustibile irraggiato ed ai rifiuti ad alta attività e sarà adiacente ad un parco tecnologico

16 FABBISOGNO DI ENERGIA Confronti europei Paese Idrica (Gw) Eolica (Gw) Fotovolt+ Rinn Termica (Gw) Geoterm. (Gw) Nucleare (Gw) Totale (Gw) Francia 24,5 1,388 0,033 28, ,0 117 Germania 9,9 20,622 3,063 80, ,4 134 Inghilterra 4,2 1,985 0,344 65, ,9 84 Italia 21,4 3,908 0,007 71,3 0, Spagna 18,6 15,900 6,118 43, ,9 92 Paese Potenza eff. lorda (Gw) Potenza di picco (Gw) Riserva (Gw) Margin e sovrap. % (*) Energia prodotta (Twh) Energia Richiesta (Twh) Prod.tà media % Francia Germania Inghilterra Italia Spagna (*)Nel calcolo del margine di sovrapotenza non vanno conteggiate le energie rinnovabili ed il fotovoltaico. 1Gw = 1000 Mw = 1milione di Kw 1Twh =1milione di Mwh = 1 miliardo di kwh L Italia pur avendo il più alto margine di sovrapotenza consuma più energia di quanta ne produce e importa il 10-11% del fabbisogno

17 ENERGIA E TARIFFE Confronti europei Minore utilizzo degli impianti italiani Rete elettrica sbilanciata Nord-Sud Centrali elettriche in eccesso Italia 97 Gw 314 Twh Francia +20% potenza +80% energia Germania +38% potenza +102% energia Prezzi medi elettricità in Euro/Mwh 90 Inghilterra -13% potenza +26% energia 80 Euro/Mwh G F M A M G L A S O N D Italia Germania Francia Spagna L inefficienza del sistema elettrico italiano è dovuta alle tariffe praticate e alla privatizzazione del settore elettrico

18 ENERGIA E TARIFFE Diseconomie sulle reti europee Apporto nucleare francese Mw prezzo L eccedenza della Francia dovuta al nucleare deve essere esportata comunque anche a bassi livelli di L alto livello delle tariffe italiane favorisce le importazioni Eolico +geotermico Importazioni Termico Pompaggi Serbatoio Modulata

19 ENERGIA E TARIFFE Diseconomie sulla rete italiana 50%potenza - 42 Gwh - 22 Gwh +26 Gwh 23%potenza L alto livello delle tariffe italiane favorisce le importazioni e il basso utilizzo degli impianti 3mesi/anno idrici 4-5 mesi/anno termici Veneto e Lombardia da sole consumano circa 1/3 della richiesta nazionale, ma producono meno di 1/4 del totale nazionale Il Veneto produce meno energia che nel 1997 ma consuma il 30% in più del 1997 Calabria esporta il 78% dell energia che produce Puglia esporta l 86% dell energia che produce L inserimento di centrali nucleari non può che esasperare queste diseconomie dal momento che l energia prodotta avrà precedenza nella vendita a prescindere dal suo costo di produzione