“Nel mercato attuale dell’energia non vedo come il nucleare di nuova costruzione, di qualsiasi tipo o dimensione, possa competere con le fonti rinnovabili non sovvenzionate, il cui costo energetico livellato in molti Paesi è sceso prima a 30, poi a 20 e ora a 10 dollari per megawattora”.
È un po’ questo il nocciolo della questione sull’opportunità e convenienza di ricorrere al nucleare, sottolineato da Amory Lovins, professore aggiunto di ingegneria civile e ambientale all’Università di Stanford e vero e proprio guru in materia, in un’intervista concessa a Stephanie Cooke di Energy Intelligence.
Riassumiamo qui alcuni dei passaggi più significativi di una lunga intervista, partendo da un tema molto dibattuto al momento, sia per questioni ambientali che geo-strategiche, cioè quello di allungare la vita utile delle centrali nucleari esistenti, che secondo alcuni accademici potrebbe toccare e superare gli 80 anni.
Vita utile delle centrali atomiche
I due reattori più longevi al mondo, uno in Svizzera e uno negli Usa, hanno 53 anni, quindi il limite di 80 anni e oltre è solo teorico attualmente, ha detto Lovins, sottolineando che negli Usa la Nuclear Regulatory Commission (NRC) ha appena sospeso le precedenti estensioni di licenza da 60 a 80 anni e riesaminerà i “programmi di gestione dell’invecchiamento“.
“Nel 2022, contereste su un’auto del 1942, per quanto mantenuta e rinnovata con perizia? Un reattore può funzionare in modo affidabile ed economico per 60 anni? Le 40 unità statunitensi chiuse entro la metà del 2021, il 30% del totale delle connessioni alla rete nucleare, avevano una media di 22 anni, e solo otto avevano raggiunto i 40 anni; le sei chiuse nel 2016-20 hanno una media di 46 anni, ma erano autorizzate per 60; e molti, se non la maggior parte dei reattori in funzione, costano più di quanto possano guadagnare in mercati competitivi”, ha detto il docente di Stanford.
Parlando della punta di diamante della tecnologia nucleare civile statunitense, rappresentata dal reattore di terza generazione plus AP1000, nel futuro più o meno lontano in cui si riuscisse a costruire una nuova centrale, le fonti rinnovabili saranno ancora più economiche e ridurranno di molto il costo di dispacciamento nucleare, che è di 20-40 $/MWh, secondo Lovins.
Alternative nucleari
Anche le alternative alle centrali tradizionali di cui si parla di più, come i reattori modulari di piccole dimensioni (SMR) o i reattori ad acqua leggera (LWR) non potrebbero essere redditizie, ha aggiunto Lovins, secondo cui le loro scarse prospettive di competere in termini di costi operativi dopo il 2050 non possono giustificare i loro enormi investimenti attuali.
“Nessun dato empirico standard trova il nucleare di nuova costruzione competitivo con le fonti rinnovabili non sovvenzionate. Ma probabilmente il nucleare diventa ancora meno competitivo se contiamo i costi di integrazione nella rete, che tendono ad essere maggiori per le grandi centrali termiche, perché le loro interruzioni forzate sono generalmente più grandi, più lunghe, più brusche e molto meno prevedibili di quelle delle rinnovabili variabili”, ha spiegato l’ingegnere dell’università californiana.
Costo livellato
Lovins prende poi di petto le affermazioni di un recente rapporto del MIT, scritto da Koroush Shirvan, secondo cui, a meno di 5 grammi di anidride carbonica equivalente per kWh, un AP1000 con un costo livellato dell’energia (Lcoe) di 80-120 $/MWh può competere con l’energia solare/eolica.
I modelli del MIT possono sostenere che un ipotetico nucleare da 80-120 dollari/MWh sia competitivo col solare e l’eolico soltanto sul presupposto che le rinnovabili siano poco affidabili. Lo fanno cioè limitando o omettendo la maggior parte dei 10 tipi di risorse di bilanciamento della rete prive di carbonio, che formano un portafoglio così ampio che il tipo più costoso, l’accumulo di scala utility, è raramente necessario (vedi Qual è il migliore abbinamento fra impianti rinnovabili utility scale e batterie?).
“Le proiezioni di Shirvan sui bassi costi dell’AP1000 presuppongono una produttività di costruzione raddoppiata, una velocità di costruzione quasi da record, curve di apprendimento non osservate nella realtà, ordini di almeno 10 unità per avere i cali di costo ipotizzati, un costo del capitale del 4-8% senza alcun premio per il rischio nucleare apparente e contratti di acquisto di energia elettrica (PPA) lunghi decenni, oppure una nuova regolamentazione equivalente delle utility”, ha detto Lovins.
Nucleare, dannoso per il clima
Lungi dal rappresentare una risorsa importanza per il clima, le nuove centrali nucleari peggiorano il cambiamento climatico, perché costano molto di più, probabilmente un ordine di grandezza in più, rispetto ad altri concorrenti senza emissioni di carbonio, quindi risparmiano proporzionalmente meno carbonio per dollaro, e lo fanno più lentamente.
“Perché pagare di più per soluzioni climatiche meno efficaci? Più siamo preoccupati per il clima, più è fondamentale acquistare opzioni rapide, economiche e sicure, non lente, costose e speculative”, ha detto il docente.
Basi economiche e tempi di costruzione
Gli investitori e i proprietari hanno rifiutato la costruzione di nuovi impianti nucleari perché non c’erano le basi economiche. Così, nel biennio 2001-20, nel mondo sono stati aperti tre reattori in meno rispetto a quelli che sono stati chiusi.
Per contro, le rinnovabili hanno già conquistato circa il 95% del mercato mondiale per le aggiunte nette di capacità, contro meno dell’1% del nucleare, e in sette degli ultimi 13 anni, meno dello 0%, ha ricordato Lovins.
Il fotovoltaico e l’eolico sono le fonti di energia di massa più economiche in oltre il 91% del mondo e in aumento, secondo BloombergNEF, con un LCOE da tre a otto volte inferiore a quello del nucleare, secondo Lazard, o da 5 a 13 volte inferiore a quello del nucleare, secondo BloombergNEF. Quest’ultima stima inoltre che il nuovo nucleare sia da due a tre volte più costoso per kWh del nuovo solare e dell’eolico.
Senza contare che, secondo il Gruppo intergovernativo di esperti sul cambiamento climatico riunito dall’Onu (Ipcc], il lato della domanda, cioè dell’efficienza energetica nei consumi, può fornire il 40-70% della decarbonizzazione globale.
Sul tema dei tempi di costruzione del nucleare, dal 1970 nessun reattore sulla Terra ha mai raggiunto la connessione alla rete in meno di quattro anni e spesso i tempi si dilatano fino a 8 o addirittura 10-12 anni, secondo l’ingegnere.
Intermittenza o variabilità?
Sulla questione della “intermittenza” delle rinnovabili, il docente di Stanford ritiene che questo aggettivo sarebbe meglio applicarlo alle fonti di energia a carico di base (baseload) e che le rinnovabili sono meglio descritte come “variabili”. Nessun generatore, infatti, è attivo 24 ore su 24, 7 giorni su 7, 365 giorni su 365, ma le loro caratteristiche di interruzione differiscono.
“Le fonti rinnovabili sono generalmente dispacciabili, ad eccezione del fotovoltaico e dell’eolico, la cui produzione varia in base alle condizioni atmosferiche e alla rotazione della Terra. Ma queste variazioni, che Shirvan definisce ‘imprevedibili’, sono molto prevedibili, spesso più della domanda di energia elettrica, rendendo ad esempio l’energia eolica della Danimarca orientale disponibile nelle aste orarie del giorno prima, proprio come la capacità termoelettrica”, ha spiegato.
“Al contrario, le interruzioni forzate delle grandi centrali termiche possono perdere un GW in millisecondi, spesso per settimane o mesi, e tipicamente senza preavviso, comportamenti propriamente detti ‘intermittenti’. Le variazioni dei progetti e dei portafogli fotovoltaici ed eolici ben progettati tendono a essere più lievi, brevi e molto più prevedibili, per cui è meglio chiamarle ‘variabili’”, ha dichiarato.
Il cambio di paradigma delle reti elettriche
Nella vecchia concezione delle reti elettriche, era la domanda di elettricità a condurre le danze e l’offerta doveva adeguarsi con un’attenta programmazione centralizzata.
Adesso è l’offerta di elettricità rinnovabile a fare da guida, a “comandare”, ed è la domanda a doversi adattare, sempre con un’attenta programmazione, ma che è regolata in maniera più decentralizzata da automatismi algoritmici, segnali di prezzo e comunicazioni continua fra i partecipanti al sistema.
“Un generatore non serve un carico; piuttosto, tutti i generatori servono la rete, che serve tutti i carichi. Ai clienti interessa la puntualità statistica delle risorse totali, non delle singole unità. In un’epoca in cui i generatori erano meno affidabili della rete, abbiamo costruito la rete in modo da sostenere le unità termiche guaste con quelle funzionanti. Oggi, allo stesso modo, ma spesso a costi inferiori, la rete può usare la produzione fotovoltaica o eolica come sistema di back-up reciproco, o può usare altre fonti rinnovabili in altri luoghi, o la risposta alla domanda, lo stoccaggio, elettrico, chimico o termico, oppure altre risorse come la cogenerazione industriale”, ha spiegato il professore.
Conclusioni
La produzione globale di energia elettrica da combustibili fossili ha raggiunto il suo picco nel 2019 e, per un caso fortuito, nel 2021, ma le energie rinnovabili possono già soddisfare, o lo faranno a breve, l’ulteriore crescita della domanda, ha detto il docente.
La transizione energetica potrebbe essere ancora più rapida e meno costosa se anche le risorse dal lato della domanda fossero sistematicamente messe in competizione o confrontate con quelle dal lato dell’offerta, soprattutto perché la progettazione integrativa rende i risparmi elettrici più ampi e meno costosi, spesso con rendimenti crescenti.
Il Rinascimento nucleare di cui tanto si parla non ha risparmiato carbonio, ma il suo costo di oltre 40 miliardi di dollari negli Usa avrebbe potuto sortire risparmi molto maggiori se fosse stato investito in efficienza energetica e fonti rinnovabili, ha concluso Lovins.
