Le 7 ragioni per cui l’energia nucleare non è la risposta per risolvere il cambiamento climatico

È più costosa delle rinnovabili, è pericolosa, ci vuole troppo tempo per costruire una centrale, emette indirettamente CO2, produce scorie radioattive

[3 Gennaio 2022]

C’è un piccolo gruppo di scienziati che ha proposto di sostituire il 100% delle centrali elettriche a combustibili fossili del mondo con reattori nucleari come un modo per risolvere il cambiamento climatico. Molti altri propongono la crescita nucleare per soddisfare fino al 20% di tutto il nostro fabbisogno energetico (non solo elettrico). Sostengono che il nucleare sia una fonte di energia “pulita” e priva di carbonio, ma non considerano l’impatto umano di questi scenari. facciamo i conti…

Una centrale nucleare impiega in media circa 14 – 1/2 anni per essere costruita, dalla fase di progettazione fino alla messa in funzione. Secondo l’Organizzazione Mondiale della Sanità < circa 7,1 milioni di persone muoiono ogni anno a causa dell’inquinamento atmosferico, con oltre il 90% di questi decessi causato dalla combustione legata all’energia. Quindi, in attesa che tutte le nuove centrali nucleari vengano costruite nello scenario completamente nucleare, il passaggio al nucleare del nostro sistema energetico comporterebbe la morte di circa 93 milioni di persone.

I parchi eolici e solari su scala industriale, d’altro canto, impiegano in media solo da 2 a 5 anni, dalla fase di pianificazione all’esercizio. I progetti fotovoltaici sul tetto sono ridotti a soli 6 mesi. Quindi passare al 100% alle rinnovabili il prima possibile comporterebbe decine di milioni di morti in meno.

Questo illustra un grave problema con l’energia nucleare e il motivo per cui l’energia rinnovabile, in particolare eolica, idrica e solare (WWS), evita questo problema. Il nucleare, però, non ha solo un problema. Ne ha 7. Ecco i sette principali problemi dell’energia nucleare:

1 Lungo ritardo tra la pianificazione e l’operatività – Il lasso di tempo tra la pianificazione e il funzionamento di un reattore nucleare include i tempi per identificare un sito, ottenere un permesso per il sito, acquistare o affittare il terreno, ottenere un permesso di costruzione, ottenere finanziamenti e assicurazioni per la costruzione, installare la trasmissione, negoziare un contratto di acquisto di energia , ottenere le autorizzazioni, costruire l’impianto, collegarlo alla trasmissione e ottenere una licenza definitiva di esercizio.

I tempi dalla pianificazione all’operazione (PTO) di tutte le centrali nucleari mai costruite sono stati di 10 – 19 anni o più. Ad esempio, il reattore di Olkiluoto 3 in Finlandia è stato proposto al governo finlandese nel dicembre 2000 per essere aggiunto a una centrale nucleare esistente. La sua ultima data di completamento stimata era il 2020, con un tempo per arrivare alla massima produzione di 20 anni.

L’impianto nucleare di Hinkley Point doveva iniziare nel 2008. Ha un anno di completamento stimato dal 2025 al 2027, con un tempo arrivare alla massima produzione compreso tra 17 e 19 anni. I reattori Vogtle 3 e 4 in Georgia sono stati proposti per la prima volta nell’agosto 2006 per essere aggiunti a un sito esistente. Le date di completamento previste sono rispettivamente novembre 2021 e novembre 2022, dati i tempi PTO rispettivamente di 15 e 16 anni.

I reattori Haiyang 1 e 2 in Cina avrebbero dovuto entrare in funzione nel 2005. Haiyang 1 è entrato in funzione commerciale il 22 ottobre 2018. Haiyang 2 è entrato in funzione il 9 gennaio 2019, dando loro rispettivamente tempi massima produzione di 13 e 14 anni. I reattori Taishan 1 e 2 in Cina sono stati avviati nel 2006. Taishan 1 ha iniziato l’operazione commerciale il 13 dicembre 2018. Taishan 2 non dovrebbe essere stato collegato fino al 2019, dando loro tempi massima produzione rispettivamente di 12 e 13 anni. La pianificazione e l’approvvigionamento di 4 reattori a Ringhals, in Svezia, sono iniziati nel 1965. Uno ha richiesto 10 anni, il secondo 11 anni, il terzo 16 anni e il quarto 18 anni per essere completato.

Molti sostengono che il piano Messmer del 1974 della Francia portò alla costruzione dei suoi 58 reattori in 15 anni. Questo non è vero. La progettazione di molti di questi reattori nucleari è iniziata molto prima. Ad esempio, il reattore di Fessenheim ha ottenuto il permesso di costruzione nel 1967 ed è stato progettato a partire da anni prima. Inoltre, 10 dei reattori sono stati completati tra il 1991 e il 2000. In quanto tale, l’intero tempo di pianificazione per l’operazione per questi reattori è stato di almeno 32 anni, non 15. Quello di ogni singolo reattore è stato di 10 – 19 anni.

2 Costo – Il costo livellato dell’energia (LCOE) per un nuovo impianto nucleare nel 2018, basato su Lazard, è di $ 151 (da 112 a 189) per MWh.  Questo al confronto di $ 43 (da 29 a 56)/MWh per l’eolico onshore e $ 41 (da 36 a 46)/MWh per il solare fotovoltaico su larga scala, secondo la stessa fonte.

Per diversi motivi, questo LCOE nucleare è una sottovalutazione. Innanzitutto, Lazard ipotizza un tempo di costruzione per il nucleare di 5,75 anni. Tuttavia, i reattori Vogtle 3 e 4 impiegheranno almeno 8,5-9 anni per completare la costruzione. Questo ulteriore ritardo da solo si traduce in un LCOE stimato per il nucleare di circa $ 172 (da 128 a 215)/MWh, o un costo da 2,3 a 7,4 volte quello di un parco eolico onshore (o impianto fotovoltaico).

Poi, l’LCOE non include il costo dei principali collassi nucleari della storia. Ad esempio, il costo stimato per ripulire i danni di tre collassi  del nocciolo del reattore nucleare di Fukushima Dai-ichi è stato compreso tra 460 e 640 miliardi di dollari. Si tratta di $ 1,2 miliardi, o dal 10 al 18,5% del costo del capitale, di ogni reattore nucleare in tutto il mondo.

Inoltre, l’LCOE non include il costo dello stoccaggio delle scorie nucleari per centinaia di migliaia di anni. Solo negli Stati Uniti, ogni anno vengono spesi circa 500 milioni di dollari per salvaguardare le scorie nucleari di circa 100 centrali nucleari civili. Questa quantità aumenterà solo man mano che i rifiuti continuano ad accumularsi. Dopo la cessazione di attività degli impianti, la spesa dovrà continuare per centinaia di migliaia di anni senza alcun flusso di entrate dalla vendita di elettricità per pagare lo stoccaggio.

3 Rischio di proliferazione delle armi nucleari – La crescita dell’energia nucleare ha storicamente aumentato la capacità delle nazioni di ottenere o raccogliere plutonio o arricchire l’uranio per fabbricare armi nucleari. L’Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) riconosce questo fatto. Nell’Executive Summary della sua relazione 2014 sull’energia, ha concluso con «prove solide ed elevato accordo» che la preoccupazione per la proliferazione delle armi nucleari è una barriera e un rischio per il crescente sviluppo dell’energia nucleare: «Gli ostacoli e i rischi associati a un uso crescente dell’energia nucleare includono rischi operativi e problemi di sicurezza associati, rischi di estrazione dell’uranio, rischi finanziari e normativi, problemi irrisolti di gestione dei rifiuti, problemi di proliferazione delle armi nucleari e opinione pubblica avversa».

La costruzione di un reattore nucleare per l’energia in un Paese che attualmente non dispone di un reattore consente al Paese di importare uranio da utilizzare nell’impianto di energia nucleare. Se il Paese lo desidera, può arricchire segretamente l’uranio per creare uranio di qualità militare e raccogliere il plutonio dalle barre di combustibile all’uranio da utilizzare nelle armi nucleari. Ciò non significa che nessuno o tutti i Paesi lo faranno, ma storicamente alcuni lo hanno fatto e il rischio è alto, come fatto notare dall’IPCC. La costruzione e la diffusione di piccoli reattori modulari (SMR) può aumentare ulteriormente questo rischio.

4 Rischio di fusione – Ad oggi, l’1,5% di tutte le centrali nucleari mai costruite si è fuso in una certa misura. I ollassi sono stati catastrofici (Chernobyl, Russia nel 1986; tre reattori a Fukushima Dai-ichi, Giappone nel 2011) o dannosi (Three-Mile Island, Pennsylvania nel 1979; Saint-Laurent Francia nel 1980). L’industria nucleare ha proposto nuovi progetti di reattori che secondo loro sono più sicuri. Tuttavia, questi progetti sono generalmente non testati e non vi è alcuna garanzia che i reattori saranno progettati, costruiti e gestiti correttamente o che un disastro naturale o un atto di terrorismo, come un aeroplano precipitato su  un reattore, non provocherà il guasto del reattore, provocando un grave disastro.

5 Rischio di cancro minerario al polmone – L’estrazione dell’uranio provoca il cancro ai polmoni in un gran numero di minatori perché le miniere di uranio contengono gas radon naturale, alcuni dei cui prodotti di decadimento sono cancerogeni. Uno studio su 4.000 minatori dell’uranio tra il 1950 e il 2000 ha rilevato che 405 (10%) sono morti di cancro ai polmoni, un tasso 6 volte superiore a quello previsto in base ai soli tassi di fumo. Altri 61 sono morti per malattie polmonari legate all’estrazione mineraria. L’energia pulita e rinnovabile non presenta questo rischio perché a) non richiede l’estrazione continua di alcun materiale, solo l’estrazione una tantum per produrre i generatori di energia; b) l’estrazione non comporta lo stesso rischio di cancro ai polmoni dell’estrazione di uranio.

6 Emissioni equivalenti di carbonio e inquinamento atmosferico – Non esiste una centrale nucleare a emissioni zero o vicine allo zero. Anche gli impianti esistenti emettono a causa della continua estrazione e raffinazione dell’uranio necessario per l’impianto. Le emissioni del nuovo nucleare vanno da 78 a 178 g-CO2/kWh, non vicino allo 0. Di questi, da 64 a 102 g-CO2/kWh in 100 anni sono emissioni di fondo dalla rete mentre i consumatori aspettano da 10 a 19 anni per l’arrivo del nucleare in rete o da ricondizionare, da 2 a 5 anni per eolico o solare. Inoltre, tutte le centrali nucleari emettono 4,4 g-CO2e/kWh dal vapore acqueo e dal calore che rilasciano. Questo contrasta con i pannelli solari e le turbine eoliche, che riducono i flussi di calore o vapore acqueo nell’aria di circa 2,2 g-CO2e/kWh per una differenza netta da questo solo fattore di 6,6 g-CO2e/kWh.

In effetti, l’investimento della Cina in impianti nucleari che impiegano così tanto tempo tra la pianificazione e il funzionamento anziché l’eolico o il solare ha portato le emissioni di CO2 della Cina ad aumentare dell’1,3% dal 2016 al 2017 anziché diminuire di una media stimata del 3%. La di inquinamento atmosferico differenza risultante dalle emissioni potrebbe aver causato 69.000 ulteriori decessi per inquinamento atmosferico in Cina solo nel 2016, con ulteriori decessi negli anni precedenti e successivi.

7 Rischio di scorie – Ultimo ma non meno importante, le barre di combustibile consumate dalle centrali nucleari sono rifiuti radioattivi. La maggior parte delle barre di combustibile sono immagazzinate nello stesso sito del reattore che le ha consumate. Questo ha dato origine a centinaia di siti di scorie radioattive in molti Paesi che dovranno essere manutenuti e finanziati per almeno 200.000 anni, ben oltre la vita di qualsiasi centrale nucleare. Più scorie nucleari si accumulano, maggiore è il rischio di fughe radioattive, che possono danneggiare l’approvvigionamento idrico, i raccolti, gli animali e l’uomo.

Riepilogo

Per ricapitolare, la nuova energia nucleare costa circa 5 volte di più dell’energia eolica onshore per kWh (tra 2,3 e 7,4 volte a seconda della posizione e dei problemi di integrazione). Il nucleare impiega da 5 a 17 anni in più tra la pianificazione e l’esercizio e produce in media 23 volte le emissioni per unità di elettricità generata (da 9 a 37 volte a seconda delle dimensioni dell’impianto e del programma di costruzione). Inoltre, crea rischi e costi associati alla proliferazione delle armi, alla fusione, al cancro minerario del polmone e ai rischi delle scorie. Le energie pulite e rinnovabili evitano tutti questi rischi.

I sostenitori del nucleare affermano che il nucleare è ancora necessario perché le energie rinnovabili sono intermittenti e hanno bisogno di gas naturale per il backup. Tuttavia, il nucleare stesso non soddisfa mai la domanda di energia, quindi ha bisogno di backup. Anche in Francia, con uno dei programmi di energia nucleare più avanzati, la velocità massima di rampa va dall’1 al 5% al ​​minuto, il che significa che hanno bisogno di gas naturale, energia idroelettrica o batterie, che aumentano da 5 a 100 volte più velocemente, per soddisfare i picchi di richiesta. Oggi, infatti, le batterie battono il gas naturale per le esigenze di backup eolico e solare in tutto il mondo. Una dozzina di gruppi scientifici indipendenti hanno inoltre scoperto che è possibile far corrispondere la domanda di energia intermittente con la fornitura e lo stoccaggio di energia pulita e rinnovabile, senza nucleare, a basso costo.

Infine, molte centrali nucleari esistenti sono così costose che i loro proprietari chiedono sussidi per farle rimanere aperte. Ad esempio, nel 2016, tre centrali nucleari esistenti nello stato di New York hanno chiesto e ricevuto sussidi per rimanere aperte, sostenendo che gli impianti erano necessari per mantenere basse le emissioni. Tuttavia, sovvenzionare tali impianti può aumentare le emissioni di carbonio e i costi relativi alla sostituzione degli impianti con impianti eolici o solari il prima possibile. Pertanto, sovvenzionare il nucleare comporterebbe emissioni e costi più elevati a lungo termine rispetto alla sostituzione del nucleare con le rinnovabili.

Le derivazioni e le fonti dei numeri forniti qui possono essere trovate qui.

di Mark Z. Jacobson

Professore di ingegneria civile e ambientale e direttore Atmosphere/Energy Program, Stanford University