L energia nucleare: pro e contro

Transcript

1 I problemi energetici in Italia L energia nucleare: pro e contro Arese, 12 Marzo

2 Alcune premesse Non sono uno specialista Desiderio di capire Non pretendo di essere infallibile 2

3 3

4 4

5 5

6 L energia nucleare I Pro e i Contro 6

7 Difficolta da superare nell analisi L uomo preferisce credere cio che preferisce sia vero. Francesco Bacone La nostra mente e istintivamente frettolosa. E ama saltare alle conclusioni sulla base di poche informazioni. Edoardo Boncinelli 7

8 Le mie fonti di informazione Le energie del futuro - Riccardo Varvelli Tornare al nucleare? - Chicco Testa L energia nucleare ha un avvenire? - Herve Nifenecker Il nucleare salvera il mondo Gwineth Cravens Wikipedia Il Sole 24 Ore Conferenze/Dibattiti (Bocconi e Politecnico) 8

9 La fissione nucleare La fissione consiste nel rompere il nucleo dell'atomo. Quando un neutrone colpisce un nucleo di uranio-235, questo si spacca in due e lascia liberi altri due o tre neutroni. La somma delle masse dei due frammenti e dei neutroni emessi è minore di quella del nucleo originario e di quelle del neutrone che lo ha fissionato: la massa mancante si è trasformata in energia. Se accanto al nucleo fissionato se ne trovano altri in quantità sufficiente, si svilupperà una reazione a catena in grado di autosostenersi. 9

10 10

11 Le prime Centrali Nucleari 1954 Obnisk (URSS) 1956 Sellafield (Inghilterra) 1957 Shippingport (USA) 11

12 Profezia di Lewis Strauss (1954) (Presidente della Atomic Energy Commission) It is not too much to expect that our children will enjoy in their homes electrical energy too cheap to meter. Non e troppo aspettarsi che i nostri figli usufruiranno di energia elettrica nelle loro case troppo economica per poter essere misurata. 12

13 Centrali nucleari nel mondo N. Centrali USA Francia Giappone Russia Corea UK Canada Germania India Ucraina Cina Svezia 13

14 Evoluzione del nucleare nel mondo 14

15 Nuove centrali Sostituzione centrali obsolete (Francia, Giappone, UK, ecc.) Paesi emergenti (Cina, India, ecc.) 15

16 Contributo energetico del nucleare Energia nucleare pari al 7 % del totale delle energie utilizzate Il 15 % dell energia elettrica deriva dalle centrali nucleari 16

17 La Prima Generazione Costruite negli Anni Oggi quasi tutte dismesse (salvo alcune in UK e in Russia) 17

18 Seconda Generazione Costruite negli anni Moderate a grafite o ad acqua La stragrande maggioranza delle Centrali tuttora funzionanti 18

19 Terza Generazione Quelle che si costruiscono ora. Varie tecnologie (EPR, ABWR, ESBWR, AP). Migliori sicurezza, consumi, efficienza. 19

20 Quarta Generazione 6 famiglie di progetti Disponibili nel ? 20

21 I vantaggi della 4a Generazione Sicurezza Minori costi costruzione No problemi riserve uranio No proliferazione Praticamente no scorie 21

22 La fusione nucleare L'altro metodo per ottenere energia dall'atomo è la fusione nucleare. Essa è l opposto della fissione: invece di spezzare nuclei pesanti in piccoli frammenti, si uniscono nuclei leggeri in nuclei più pesanti: la massa di questi ultimi è minore della somma di quelli originari, e la differenza viene emessa come energia. Perché la fusione avvenga, i nuclei degli atomi devono essere fatti avvicinare nonostante la forza di repulsione elettrica che tende a respingerli gli uni dagli altri, e sono quindi necessarie temperature elevatissime, milioni di gradi centigradi (contenibili solo in campi elettromagnetici). La fusione nucleare avviene normalmente nel nucleo delle stelle, compreso il Sole, dove tali condizioni sono normali. Non si è ancora riusciti a far avvenire la fusione in modo controllato e affidabile, se non per qualche decina di secondi (quello incontrollato esiste: la bomba termonucleare). 22

23 Vantaggi della fusione nucleare I combustibili sarebbero il Deuterio e il Trizio (ottenibili da processi su acqua pesante e sul Litio). Non vi sarebbero scorie: si produrrebbe solo Elio, che e un gas inerte. 23

24 I tempi di costruzione Da 5-6 anni per le prime centrali a anni per quelle attuali. Vita operativa di una centrale pari a circa 40 anni (in crescita) 24

25 I costi di costruzione Di difficile valutazione (molti componenti in gioco). Si assume oggi il valore medio standard di 2 Miliardi di Euro per Centrale di 1 GW. 25

26 Produzione uranio % di produzione Canada Australia Kazakistan Russia Niger Namibia Uzbekistan USA Altri 26

27 Riserve uranio % delle riserve totali Australia Kazakistan Canada Sud Africa Namibia Russia Niger USA Altri 27

28 Riserve uranio Discorso complicato: si deve tener conto di numerosi fattori. Allo stato attuale le riserve conosciute, presupponendo un consumo stabile, possono far fronte per una sessantina d anni. Se si convertissero a nucleare tutte le centrali a petrolio, gas e carbone, basterebbero per una decina d anni. 28

29 Andamento del prezzo dell uranio Blocco di una centrale da MW per terremoto in Giappone 29

30 Le scorie radioattive All'interno di un reattore nucleare a fissione non si ha mai una fissione totale di tutto il "combustibile. In questo processo si generano quindi due principali categorie di atomi: - una parte di atomi che non si sono spezzati e si sono dunque "appesantiti. -una parte di atomi che sono stati effettivamente "spezzati" dalla fissione e sono pertanto molto più "leggeri" dei nuclei di partenza. Entrambe queste categorie tendono ad impedire il corretto svolgersi della reazione a catena e pertanto periodicamente il "combustibile" deve essere estratto dai reattori. Questo "combustibile esausto" costituisce le "scorie radioattive. 30

31 Rifiuti nucleari per tipologia Low-Level Waste (LLW) 90% volume, 1% radioattività Intermediate-Level Waste (ILW) 7% volume, 4% radioattività High-Level Waste (HLW) 3% volume, 95% radioattività Centrale nucleare da 1000 MW e, in un anno produce: 90 m 3 LLW/y 7 m 3 ILW/y 3 m 3 HLW/y 31

32 Smaltimento scorie Attualmente vi sono due modi per depositare le scorie: per le scorie a basso livello di radioattività si ricorre al deposito superficiale; per le scorie a più alto livello di radioattività si propone invece il deposito geologico, ovvero allo stoccaggio in bunker sotterranei profondi. In genere comunque, prima del deposito delle scorie, queste vengono "parcheggiate" (per alcuni decenni) in apposite piscine con lo scopo di raffreddarle e di far perdere una parte di radioattività. A parte alcuni elementi molto pericolosi ma a vita breve, il problema maggiore riguarda il combustibile esaurito, che mantiene una pericolosità elevata per alcune centinaia di migliaia di anni. 32

33 L energia nucleare e e conveniente? Si trovano le valutazioni piu disparate, spesso si confrontano solo i costi di impianto e di gestione. Spesso si fa il confronto fra le tariffe applicate, non tenendo conto che perlopiu si tratta di prezzi politici. L industria privata non investe sul nucleare senza sovvenzioni dallo stato. 33

34 I costi occulti Indennizzo comuni limitrofi (demandato allo Stato). Protezione da possibili attentati (demandata allo Stato). Assicurazione per incidenti (nessuna assicurazione e disponibile a coprire il rischio). Azzeramento e smaltimento impianto (di difficile valutazione e spesso non considerati). Gestione delle scorie (non quantificabile correttamente, perche si tratta di valutare un impegno che durera centinaia di migliaia di anni). 34

35 I principali pro e contro PRO CONTRO No emissione CO2 Bassi costi esercizio Pochissimo combustibile Costi impianto e demolizione Sicurezza Proliferazione bellica Gestione scorie 35

36 CO 2 prodotta da varie fonti energetiche (intero ciclo di vita) (D. Weisser, Energy, 32, 2007, Elsevier Ed.) COAL OIL GAS CCS GHG emissions (gco2eq/kwh) HYDRO NUCLEAR WIND SOLAR PV BIOMASS STORAGE 36

37 L Energia Nucleare in Italia La storia e l attualita 37

38 38

39 Centrali nucleari in Italia Centrale Potenza (MW) Anni costruzione Inizio attivita Arresto finale Latina (LT) Garigliano (NA) Trino (VC) Caorso (PC)

40 Il referendum abrogativo (9 Novembre 1987) Norma che consentiva al CIPE di decidere localizzazione, anche in contrasto con Comuni (Si = 81 %). Norma che assegnava compensi ai Comuni con Centrali Nucleari (Si = 80 %). Norma che consentiva all ENEL di partecipare a costruzioni di Centrali Nucleari all estero (Si = 72 %). 40

41 41

42 Blocco delle Centrali Il referendum non impediva il funzionamento delle centrali esistenti, ne la costruzione di nuove centrali. Il Governo dell epoca (Goria) decise pero nel 1988 di chiudere le centrali esistenti, di riconvertire Montalto di Castro e di bloccare nuove costruzioni. 42

43 Le centrali bloccate Le prime tre centrali furono realizzate dall industria privata, prima della nazionalizzazione dell energia elettrica. Erano molto piccole, utilizzavano vecchie tecnologie ed erano ormai economicamente non piu redditizie. Garigliano non era piu attiva da 10 anni. Trino aveva grossi problemi tecnici (aveva ripreso da poco tempo a funzionare dopo quattro anni di blocco). Caorso (la piu grossa) avrebbe potuto funzionare ancora per parecchi anni. Era in quel periodo in costruzione una nuova centrale a Montalto di Castro (VT), che fu bloccata dopo 7 anni di lavori. Fu poi riconvertita nella piu grande centrale italiana (3600 MW), alimentata ad olio combustibile e metano. 43

44 Le scorie In parte ancora all interno delle centrali dismesse. In parte in parcheggio in Francia e UK. Non si e ancora individuato il sito della dislocazione definitiva. 44

45 Il Piano Scajola 4 centrali da 1,6 GW con posa della prima pietra entro il La prima dovrebbe essere pronta nel Il costo stimato ad oggi è di circa 15 miliardi di Euro complessivi. A regime fornirebbero circa il 15 % della nostra domanda di energia elettrica. 45

46 Piano Scaiola Non ancora noti piani operativi dettaglio con analisi costi/benefici I sondaggi indicano opinione pubblica divisa Vi sono elementi di perplessita 46

47 Un paio di quesiti Il referendum e scaduto? Non sarebbe opportuno farne un altro, prima di procedere? 47

48 Indipendenza da fornitori stranieri? In Italia praticamente non c e uranio (carbone, metano e petrolio sì, anche se poco). Dipenderemmo da altre nazioni (diverse da quelle del petrolio e del gas). 48

49 L importazione di energia Costituisce il 13 % dei nostri consumi complessivi. Non e un elemento del tutto negativo: di notte spegniamo i nostri impianti e acquisiamo energia da Francia e Svizzera a prezzi molto bassi (in effetti conviene sia a noi che a loro, perche fermare un impianto a energia nucleare e molto costoso). 49

50 Le alternative all energia nucleare Le Energie Rinnovabili Risparmio energetico (Carbone pulito?) 50

51 Le Energie rinnovabili (sole, vento, maree, ecc.) Saranno sempre disponibili La materia prima non costa nulla Non sono prerogativa di alcun paese Non sono pericolose Non inquinano Non producono CO2 51

52 L energia solare All inizio energia di lusso nelle imprese spaziali Industrializzazione a meta degli anni 90 Ora in crescita esponenziale Nel 2030 coprira il 10 % del fabbisogno elettrico 52

53 53

54 L energia eolica Gia sin d ora competitiva e lo sara sempre piu in futuro (nuovi rotori e turbine). Un impianto eolico si installa in pochi mesi. Costi ragionevoli. Negli ultimi 5 anni crescita nel mondo > 30 % anno. Nel 2012 sorpasso del nucleare 54

55 55

56 Copertura eolica della domanda elettrica nella UE 56

57 Nuova potenza elettrica Usa: nel 2007 il 30% viene dal vento 57

58 Potenza addizionale per tecnologia nel mondo in GW 60,0 50,0 GW 40,0 30,0 20,0 Eolico Solare Nucleare 10,0 0,

59 Il risparmio energetico Nuove case Nuovi elettrodomestici Nuove auto + riciclaggio Meno sprechi 59

60 Abbandono definitivo nucleare? Partecipazione a progetti di 3a Generazione, per non perdere know how. Partecipazione a investimenti in ricerca per la 4a Generazione. 60

61 Considerazioni finali Problema complesso: soluzione non semplice. E indispensabile che si sviluppi un dibattito approfondito e sereno. Mi auguro di avervi fornito un po di conoscenza in piu ed alcuni elementi di riflessione. 61

62 The end 62