Quanto costa l Energia Nucleare? Quale contributo può fornire all Italia?

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1 Fondazione Ugo La Malfa, Roma 25 novembre 21 Quanto costa l Energia Nucleare? Quale contributo può fornire all Italia? Giuseppe Zollino - Dipartimento di Ingegneria Elettrica, Università di Padova - Consorzio RFX - Comitato Energia del 7 Programma Quadro Unione Europea 1

2 6 studi internazionali a confronto 2

3 6 studi internazionali pubblicati negli ultimi 2 anni 1) OCSE-NEA, Projected Costs of Generating Electricity, 21 (7^ edizione); 2) Congressional Budget Office (CBO), Nuclear Power s Role in Generating Electricity, USA, 28; 3) Electrical Power Research Institute (EPRI), Program on Technology Innovation: Power Generation (Central Station) Technology Options, USA, 28; 4) Centro Comune di Ricerca UE, Energy Sources, Production Costs and Performance of Technologies for Power Generation, Heating and Transport, 28; 5) Camera dei Lord, The Economics of Renewable Energy, UK, 28; 6) MIT, Update on the Cost of Nuclear Power, USA, 29. 3

4 6 studi internazionali pubblicati negli ultimi 2 anni Tra gli studi diversi scenari e condizioni tecniche ed economiche; per es: - prezzo del combustibile varia da studio a studio; - vincoli alle emissioni di CO2 non sempre considerati. Costo medio del capitale (WACC) variabile da studio a studio: Nucleare Carbone e Gas OECD-NEA 5 % e 1 % 5 % e 1 % CBO-28 1 % 1 % Commissione Europea % 1 % EPRI % 5.5 % House of Lords % 1 % MIT % 4.7 % 4

5 6 studi internazionali pubblicati negli ultimi 2 anni Costo medio attualizzato dell energia elettrica ( /MWh) normalizzato alle condizioni OCSE-NEA per i Paesi europei: - metano a.26 /mc, - carbone a 54 /ton, - crediti di emissione a 3 /ton di CO2; invariati costo di impianto, costi di di esercizio e manutenzione e tasso di sconto, con cambio /$=1.35 OCSE/NEA 21 (Europa) CBO - 28 CCR/UE - 28 EPRI- 28 HoL- 28 MIT - 29 Nucleare Carb USC CCGT

6 6 studi internazionali pubblicati negli ultimi 2 anni Valori medi del costo dell energia elettrica, calcolato nei 6 studi indipendenti, normalizzato a parità di prezzo del combustibile: 8 Costo dell'energia elettrica [Euro/MWh] nucleare Carbone USC + crediti CO2 Carbone USC CCGT + crediti CO2 CCGT Crediti di emissione a 3 /ton CO2 6

7 Un modello di calcolo domestico 7

8 Centrale Nucleare EPR da 1.65 GWe Costo di impianto (inclusi interessi durante la 36 /KW (in tutto 5.8 mld ) costruzione) Costi annuali di esercizio e manutenzione 6 /KW (in tutto 1 M ) Costo di smantellamento 6 /KW (in tutto 1 mld ) (3 anni dopo fine vita) Rendimento netto fondo di smantellamento 1 % (interamente accantonato ad inizio servizio) Finanziamento capitale iniziale 5 % equity al 15% 5 % obbligazioni a 1 anni al 3 % equity 7 % obbligazioni tasso dell 8% WACC corrispondente 9 % 6,5 % Burn-up 6 MWg/Kg U-arr Rendimento di impianto termoelettrico 33 % Costo conversione ed arricchimento Uranio al 15 /Kg U-arr 4.5 % in U-235 (tenore code.2%), escluso l Uranio naturale Chiusura ciclo combustibile (incluso smaltimento in deposito geologico) 2 /Kg U-arr (ovvero ~4 /dm 3 ) Durata di vita 6 anni Ore di funzionamento 75 h/a 8

9 Centrale a carbone USC ed a ciclo combinato a gas (CCGT) Ciclo combinato a gas Carbone USC Costo di impianto (inclusi 65 /KW 13 /KW interessi durante la costruzione) Costi annuali di esercizio e 1 /KW 5 /KW manutenzione Rendimento 58 % 45 % Consumo specifico combustibile 1.7 mc metano/kwh.32 kg steam coal/kwh Emissione di CO2.34 Kg CO2/KWh.75 Kg CO2/KWh Durata di vita 3 anni 3 anni Tasso di sconto 5% 7% (WACC) Ore di funzionamento alla potenza nominale 75* h/a 75 h/a 9

10 Costo elettricità al variare del prezzo del combustibile Costo energia elettrica [ /MWh] WACC 9% WACC 6.5% CO2 CO2 3 euro/tonn CO2 6 euro/tonn CO2 euro CO2 3 euro/tonn CO2 6 euro/tonn ,1,2,3,4,5, Prezzo Uranio natutale [ /Kg] Prezzo metano [ /mc] Prezzo carbone [ /ton] 1

11 Quanto nucleare in Italia? 11

12 Quanto spazio per il nucleare nel sistema elettrico italiano? alcune considerazioni Per le caratteristiche tecniche di centrali a carbone e nucleari la modulazione della potenza generata può avvenire con costanti di tempo piuttosto lunghe e generalmente è preferibile evitarla. Il costo del KWh diminuisce al crescere delle ore annue di funzionamento, (tale effetto è quasi trascurabile per centrali a gas, per le quali il costo dell energia elettrica è dovuto soprattutto al prezzo del combustibile). Centrali nucleari ed a carbone sono adatte a coprire il servizio di base (ed è la funzione che effettivamente svolgono in tutti i maggiori Paesi industrializzati, tranne l Italia) Nel 29, in Italia la potenza elettrica erogata per 8 ~25 GWe; al 23, se il trasporto elettrico privato si sarà adeguatamente sviluppato e la climatizzazione elettrica (pompe di calore) vedrà gli aumenti auspicati, la stessa componente potrebbe essere dell ordine di 35-4 GWe. Al servizio di base contribuiscono anche le centrali geo-termo-elettriche, quelle idroelettriche ad acqua fluente ed in piccola parte gli impianti eolici. 12

13 Quanto spazio per il nucleare nel sistema elettrico italiano? alcune considerazioni L ipotesi di copertura con fonte nucleare del 25% del fabbisogno elettrico al 23 significa una potenza nucleare installata pari a circa ~13 GWe, cioè ~1/3 della potenza di base. Dai grafici visti si evince che il costo marginale di generazione (componente variabile del costo, legata sostanzialmente al prezzo del combustibile) per centrali a ciclo combinato a gas può facilmente superare il costo totale di generazione di una centrale nucleare (o di una centrale a carbone); pertanto, per una quota rilevante del servizio di base, risulterebbe economicamente conveniente sostituire centrali a gas, per le quali normalmente l ammortamento viene conseguito nell arco di pochi anni, con centrali nucleari. 13