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Energia Nucleare: pro e contro. Emissioni, costi e tempi

È davvero necessaria per la transizione verso un sistema energetico a basse emissioni di carbonio o possiamo farne a meno?

Il nucleare è associato ad emissioni climalteranti particolarmente contenute, simili a quelle dell’eolico e perfino più ridotte di quelle del fotovoltaico, mentre per quanto riguarda le fonti fossili le emissioni risultano 50 volte più ridotte di quelle associate al gas, 100 volte rispetto al carbone (si tratta di stime che considerano l’intero ciclo di vita di un impianto). Eppure, le opinioni rispetto alla sua utilità nell’affrontare la crisi climatica non sono unanimi fra gli esperti del settore energetico e nemmeno fra gli esperti del clima. Cosa genera questo dibattito e quali sono le principali ragioni addotte dalle due parti?

Discuteremo in particolare di emissioni, costi e tempi di realizzazione degli impianti in questo articolo, del ruolo del nucleare per la stabilità della rete elettrica nell’articolo “Stabilità della rete elettrica: il ruolo del nucleare e le alternative”, di sicurezza, scorie e impatti dei cambiamenti climatici in “Energia Nucleare: pro e contro. Sicurezza, scorie e impatti dei cambiamenti climatici”.

Risparmio di emissioni climalteranti

Secondo il report “Nuclear Power in a Clean Energy System” pubblicato dalla International Energy Agency (IEA) nel maggio 2019, negli ultimi 50 anni il nucleare ha contribuito a ridurre le emissioni di CO2 di una quantità equivalente a due anni di emissioni globali da parte dell’intero settore energetico. Ma negli ultimi anni la frazione di energia elettrica prodotta dal nucleare – pari al 10% nel 2018 – è andata diminuendo, trainata da quanto è accaduto nei paesi industrializzati, dove le aggiunte di nuova capacità sono state ridotte al minimo e molte centrali, ormai vecchie, sono in fase di dismissione.

“Nonostante la crescita impressionante di eolico e solare, la quota totale di fonti low-carbon nella produzione mondiale di elettricità era nel 2018 – al 36% – la stessa di vent’anni prima a causa del declino del nucleare”. Secondo il report IEA, dunque, non sostenere e non espandere il nucleare renderebbe la transizione verso un sistema energetico pulito “drasticamente più difficoltosa e costosa”.

“Realizzare la transizione energetica pulita con meno nucleare è possibile ma richiederebbe un impegno straordinario. […] Eolico e fotovoltaico sarebbero le principali fonti chiamate a sostituire il nucleare, e la loro tendenza di crescita dovrebbe accelerare in maniera inedita. […] Nei prossimi vent’anni, per compensare il declino del nucleare sarebbe necessario installare quasi cinque volte la capacità eolica e solare aggiunta nei paesi avanzati negli ultimi vent’anni.”

Ma, occorre sottolinearlo, le previsioni IEA sul futuro delle rinnovabili si sono finora rilevate troppo pessimistiche: “la capacità solare installata oggi nel mondo è pari a più di 50 volte la previsione dell’IEA del 2002”, afferma Amory B. Lovins, uno dei massimi esperti mondiali nel settore energetico, in un suo articolo apparso su Forbes proprio in risposta al report IEA.

Analisi dei Costi

Un recentissimo articolo del “The Economist” riprende il report IEA affermando che, se anche il nucleare non fosse sostituito dal fossile ma dalle rinnovabili, “le rinnovabili installate per sostituire il nucleare sarebbero quasi sempre meglio impiegate per sostituire le fonti fossili”. In altre parole: meglio installare rinnovabili per sostituire direttamente il fossile, piuttosto che impiegare le rinnovabili per sostituire il nucleare.

Per quanto tale affermazione sia più che ragionevole, potrebbe in realtà sottintendere delle stime economiche scorrette: tutto dipende dal costo relativo dell’installazione di nuove rinnovabili rispetto al mantenimento del nucleare esistente o alla costruzione di nuovo. Insomma, se le rinnovabili fossero più convenienti del nucleare, potrebbe convenire sostituire sia il nucleare che il fossile: sostituendo anche il nucleare con le rinnovabili, si risparmierebbero fondi impiegabili per ulteriori rimpiazzi del fossile.

Qual è allora la differenza tra rinnovabili e nucleare in termini di costi?

Costruire nuovi impianti

Nuova capacità nucleare costa molto più di nuova capacità rinnovabile. Le stime di Lazard, autorevole istituzione finanziaria, indicano un costo medio compreso fra 129 e 198$ al MWh per il nucleare, fra 26 e 54$ al MWh per l’eolico onshore, fra 29 e 42$ per il fotovoltaico a grande scala. A conti fatti, a parità di energia generata nuovi progetti nel nucleare costano almeno quattro volte tanto rispetto a nuovi progetti nelle rinnovabili. Stime simili o anche peggiori per il nucleare sono fornite dalle altre autorità in materia.

Non solo, i costi del nucleare seguono una tendenza all’aumento, mentre quelli delle rinnovabili sono in continuo ribasso: da una parte abbiamo una tecnologia vecchia, dall’altro un settore giovane che promette ulteriori riduzioni di prezzo man mano che sarà installato a larga scala.

Inoltre, il nucleare richiede grandi investimenti iniziali – si parla di miliardi di dollari – a fronte di lunghi tempi per la messa in funzione, all’opposto delle rinnovabili. Lunghi tempi e grosse somme si uniscono al maggiore rischio di investimento nel determinare anche costi del finanziamento più marcati: problemi nella costruzione, ritardi e massiccia lievitazione dei costi caratterizzano i cantieri di molti nuovi reattori in Finlandia, Francia, Stati Uniti, scoraggiando, insieme ai rischi legati a possibili variazioni legislative, ulteriori progetti.

Perché allora, anche secondo l’IEA, dovremmo installare nuova capacità nucleare al posto di nuove rinnovabili? Potrebbe essere necessaria per la stabilità della rete elettrica, ma ci ritorneremo nel prossimo articolo.

Mantenere la produzione in vecchi impianti

Posto che nuovi progetti nucleari non siano economicamente convenienti, cosa accade se consideriamo invece i costi associati al mantenimento della produzione da vecchie centrali?

L’IEA, nel report citato, per il 2018 riporta costi di estensione della “vita operativa” di vecchie centrali molto inferiori ai costi di nuovi (costruzione degli impianti compresa) progetti rinnovabili. Amory Lovins, invece, nel suo articolo per Forbes, confronta i prezzi dell’energia rinnovabile negli accordi di fornitura sul mercato statunitense con i costi di produzione nucleare dichiarati dal Nuclear Energy Institute (cifre che escludono i costi di costruzione e finanziamento, già ammortizzati per vecchie centrali). Conclude: “Per la maggior parte [degli impianti nucleari], oggi costa di più mantenerli in funzione – includendo grosse riparazioni che aumentano con l’età – di quanto si possa guadagnare con la loro produzione. Costa anche di più mantenerli in funzione che fornire gli stessi servizi costruendo e mettendo in funzione nuove rinnovabili [con o senza i sussidi pubblici], o usando l’elettricità in modo più efficiente”. 

Le analisi di Lovins sono confermate dalle recenti (ottobre 2020) stime di Lazard.

Insomma, secondo Lovins, “mentre chiudiamo centrali a carbone per ridurre le emissioni di carbone direttamente, dovremmo anche chiudere le centrali nucleari più problematiche e reinvestire gli ampi costi operativi risparmiati in opzioni meno costose per risparmiare emissioni indirettamente. Questi due step per la protezione del clima non sono alternativi; sono complementari”.

Tempi

Come già accennato, il nucleare non sembra solo molto più costoso, ma presuppone anche un arco temporale molto più lungo delle rinnovabili: la realizzazione di un progetto di centrale nucleare richiede tipicamente intorno ai 10 anni, mentre per le rinnovabili anche meno di un anno.

Le rinnovabili, dunque, se impiegate al posto del nucleare, possono iniziare a risparmiare emissioni parecchi anni prima: questo per la comunità scientifica è fondamentale, considerando il limitato periodo temporale a disposizione per prevenire cambiamenti climatici catastrofici.

Lovins non ha dubbi: “Sostenere reattori non-economici non solo toglierebbe fondi pubblici dai concorrenti più efficaci per la lotta al cambiamento climatico [le rinnovabili], ma ridurrebbe le loro vendite e danneggerebbe i mercati competitivi dove essi prosperano. Rallentare e bloccare le soluzioni climatiche più veloci e più economiche danneggia la protezione del clima”.

Proseguiamo la nostra analisi nell’articolo “Stabilità della rete elettrica: il ruolo del nucleare e le alternative”.

 

Elisa Terenghi

Nata a Monza nel 1994, mi sono laureata in Fisica del Sistema Terra presso l’Università di Bologna nel marzo 2019, conseguendo anche l’Attestato di formazione di base di Meteorologo del WMO. Durante la tesi magistrale e un successivo periodo come ricercatrice, mi sono dedicata all’analisi dei meccanismi di fusione dei ghiacciai groenlandesi che interagiscono con l’oceano alla testa dei fiordi. Sono poi approdata a Meteo Expert, dove ho l’occasione di approfondire il rapporto fra il cambiamento climatico e la società, occupandomi di rischio climatico per le aziende.

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