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I problemi energetici in Italia

L’energia nucleare: pro e contro

Arese, 12 Marzo 2009

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Alcune premesse

•Non sono uno specialista

•Desiderio di capire

•Non pretendo di essere infallibile

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LL’’energia nucleareenergia nucleare

I Pro e i Contro

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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

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Le mie fonti di informazioneLe 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)

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La fissione nucleareLa fissione nucleareLa 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.

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Le prime Centrali NucleariLe prime Centrali Nucleari

•1954 – Obnisk (URSS)

•1956 – Sellafield (Inghilterra)

•1957 – Shippingport (USA)

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Profezia di Lewis Strauss (1954)(Presidente della Atomic Energy Commission)

•“It is not too much to expect that our childrenwill enjoy in their homes electrical energy toocheap to meter”.

•“Non e’ troppo aspettarsi che i nostri figli usufruiranno di energia elettrica nelle loro case troppo economica per poter essere misurata”.

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Centrali nucleari nel mondo

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Evoluzione del nucleare nel mondo

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Nuove centrali

•Sostituzione centrali obsolete (Francia, Giappone, UK, ecc.)

•Paesi emergenti (Cina, India, ecc.)

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Contributo energetico del Contributo energetico del nuclearenucleare

•Energia nucleare pari al 7 % del totale delle energie utilizzate

•Il 15 % dell’ energia elettrica deriva dalle centrali nucleari

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La Prima GenerazioneLa Prima Generazione

•Costruite negli Anni 50-60.

•Oggi quasi tutte dismesse (salvo alcune in UK e in Russia)

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Seconda Generazione

•Costruite negli anni 70-90

•Moderate a grafite o ad acqua

•La stragrande maggioranza delle Centrali tuttora funzionanti

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Terza Generazione

•Quelle che si costruiscono ora.

•Varie tecnologie (EPR, ABWR, ESBWR, AP).

•Migliori sicurezza, consumi, efficienza.

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Quarta Generazione

•6 famiglie di progetti

•Disponibili nel 2030-2040 ?

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I vantaggi della 4a Generazione

• Sicurezza

• Minori costi costruzione

• No problemi riserve uranio

• No proliferazione

• Praticamente no scorie

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La fusione nucleareLa fusione nucleareL'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).

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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.

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I tempi di costruzioneI tempi di costruzione

•Da 5-6 anni per le prime centrali a 10-12 anni per quelle attuali.

•Vita operativa di una centrale pari a circa 40 anni (in crescita)

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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.

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Produzione uranio

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Riserve uranioRiserve 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.

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Andamento del prezzo dell’uranioBlocco di una centrale da 8.200 MWper terremoto in Giappone

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Le scorie radioattiveAll'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.

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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 MWe, in un anno produce:– 90 m3 LLW/y– 7 m3 ILW/y– 3 m3 HLW/y

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Smaltimento scorieSmaltimento 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 piùalto 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 pericolositàelevata per alcune centinaia di migliaia di anni.

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LL’’energia nucleare eenergia nucleare e’’conveniente ?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.

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I costi I costi ““occultiocculti””• 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).

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I principali pro e controI principali pro e contro

•• PROPRO

• No emissione CO2• Bassi costi esercizio• Pochissimo

combustibile

•• CONTROCONTRO

• Costi impianto e demolizione• Sicurezza• Proliferazione bellica• Gestione scorie

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CO2 prodotta da varie fonti energetiche (intero ciclo di vita)

(D. Weisser, “Energy”, 32, 2007, Elsevier Ed.)

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L’Energia Nucleare in Italia

La storia e l’attualita’

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Centrali nucleari in Italia

1990198211850Caorso (PC)

199019654260Trino (VC)

198219645150Garigliano (NA)

198819646153Latina (LT)

Arresto finale

Inizio attivita’

Anni costruzione

Potenza (MW)

Centrale

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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 %).

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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.

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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.

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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.

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Il Il ““Piano ScajolaPiano Scajola””

• 4 centrali da 1,6 GW con posa della prima pietra entro il 2013.

•La prima dovrebbe essere pronta nel 2020.

• 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.

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Piano Scaiola

•Non ancora noti piani operativi dettaglio con analisi costi/benefici

• I sondaggi indicano opinione pubblica divisa

•Vi sono elementi di perplessita’

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Un paio di quesiti

•Il referendum e’ scaduto ?

•Non sarebbe opportuno farne un altro, prima di procedere ?

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Indipendenza da fornitori stranieri ?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).

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LL’’importazione di energiaimportazione 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).

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Le alternative allLe alternative all’’energia energia nuclearenucleare

•Le Energie Rinnovabili

•Risparmio energetico

•(Carbone “pulito” ?)

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Le Energie rinnovabili (sole, Le Energie rinnovabili (sole, vento, maree, ecc.)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

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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

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LL’’energia eolicaenergia 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

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Copertura eolica della domanda elettrica nella UE

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

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Potenza addizionale per tecnologia nel mondo in GW

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2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

GW

Eolico SolareNucleare

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Il risparmio energeticoIl risparmio energetico

• Nuove case

• Nuovi elettrodomestici

• Nuove auto

• + riciclaggio

• Meno sprechi

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Abbandono definitivo nucleare ?Abbandono definitivo nucleare ?

•Partecipazione a progetti di 3a Generazione, per non perdere know how.

•Partecipazione a investimenti in ricerca per la 4a Generazione.

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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.

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The end