Marte ha una nuova centrale nucleare

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Il rover della NASA Perseverance è atterrato ieri su Marte. Si tratta del rover più ambizioso e più grande di sempre, più o meno delle dimensioni di un’auto compatta. La sua missione durerà oltre un decennio e, nelle aspettative della NASA, consentirà di prelevare numerosi campioni del suolo marziano, che verranno poi rispediti sulla Terra. Per far questo Perseverance si avvarrà della collaborazione di un mini-elicottero capace di volare nella rarefatta atmosfera del pianeta rosso, nonché dell’aiuto di un altro rover che verrà lanciato su Marte nel 2028. L’energia che alimenterà questa ambiziosa missione – siamo fieri di annunciarlo – è di fonte nucleare. Perseverance è infatti equipaggiata con un Multi-Mission Radioisotope Thermoeletric Generator (MMRTG), una sorta di batteria nucleare capace di alimentare la missione per 14 anni. L’MMRTG è alimentato da 5 chili scarsi di plutonio-238, in grado di fornire i 110 W di potenza elettrica necessari al rover. Ma come funziona questa batteria? Il calore generato dal naturale decadimento del plutonio viene convertito in elettricità per ricaricare le due batterie primarie di Perseverance. Inoltre, parte del calore generato (circa 2000 W) serve a mantenere la strumentistica ed i sistemi alla giusta temperatura operativa. Si tratta dunque a tutti gli effetti di un impianto nucleare di cogenerazione. Il plutonio combina le caratteristiche di una ragguardevole densità energetica (0.54 W/g), lunga emivita (87.7 anni) e bassi livelli di radiazione gamma e neutroni, per cui i livelli di schermatura necessari sono minimi, o spesso ridotti al semplice alloggiamento dell’RTG. I primi rover marziani (Sojurner, Spirit e Opportunity) erano alimentati dalla fonte solare, che si rivelò insufficiente nella stagione dell’anno marziano (lungo due volte quello terrestre) in cui la radiazione solare è ridotta. In realtà la fonte nucleare è sempre stata la preferita per le missioni di esplorazione dello spazio, avendo alimentato le sonde spaziali fin dai primi anni ’70. Oggi molti si chiedono se l’utilizzo delle batterie nucleari potrebbe in futuro diffondersi anche sulla Terra, magari utilizzando i rifiuti nucleari, instaurando così anche una virtuosa economia circolare. Prototipi di questo tipo di batterie sono stati utilizzati anche sulla Terra, ad esempio per alimentare droni, e i sostenitori di questa tecnologia sostengono che potrebbe essere con successo estesa ad altre applicazioni, ad esempio nel settore medico e industriale. Si tratterebbe comunque di applicazioni in cui è richiesta una piccola quantità di potenza per lungo tempo, prevalentemente laddove sia impraticabile o sconsigliabile la regolare sostituzione di batterie. Per intenderci, potremmo trovare applicazioni di questo tipo in un pacemaker, ma difficilmente in laptops e smartphones. Tuttavia, è in fase di sviluppo un’altra categoria di reattori che va’ spesso sotto il nome di “batterie nucleari”: si tratta dei microreattori, vere e proprie centrali nucleari di potenza inferiore ai 20 MW, che nelle taglie più piccole (ad esempio eVinci di Westinghouse, 4.5 MW elettrici di potenza nelle dimensioni di una grossa automobile) potrebbero alimentare comunità isolate non connesse alla rete, datacenters, campus o ospedali. PS: una prima versione di questo articolo erroneamente indicava il rover Curiosity come alimentato da fonte solare. Ringraziamo Giuseppe Canzone per la segnalazione. Per approfondire: Mars 2020 | Powering NASA’s Mars Perseverance Rover

Webinars UNIPI 2021

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Segnaliamo i seminari della serie Webinars 2021 promossi dal Corso di Laurea magistrale in Ingegneria Nucleare dell’Università di Pisa che avranno luogo nella seconda metà di febbraio: 19 febbraio ore 14.30: Nuclear debates, questions and answers, relatore Iztok Tiselj, Università di Lubiana (Slovenia) 19 febbraio ore 16.30: Lead-cooled fast reactors, relatore Mariano Tarantino, ENEA 26 febbraio ore 14: Fusion technology and direct implementation in ITER, relatore Sergio Orlandi, ITER (Francia) 26 febbraio ore 15.30: The water coolant lithium lead breeding blanket of EU-DEMO: design features and R&D activities, relatore Alessandrio Del Nevo, ENEA Per maggiori informazioni e link di accesso visitare la pagina ufficiale.

Small and advanced reactors virtual event

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Segnaliamo che avrà luogo il 18 febbraio dalle 13 alle 18 (ora italiana) l”evento virtuale: Small and advanced reactors promosso da Nuclear Engineering International. L’evento, con relatori internazionali d’eccezione tra cui Stefano Monti (IAEA), fornirà un quadro esauriente sllo stato dell’arte e gli sviluppi futuri delle tecnologie, delle potenzialità di mercato e del quadro regolatorio inerente i reattori modulari ed i reattori avanzati. Per registrarsi visitare la pagina ufficiale dell’evento.

Il nucleare è morto. Viva il nucleare!

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Il nucleare è una tecnologia obsoleta. Trent’anni fa avrebbe avuto senso decarbonizzare con il nucleare ma ormai è troppo tardi. I costi del nucleare non sono competitivi. Il nucleare è pulito ma ormai abbiamo le rinnovabili. Non capita di rado, nei dibattiti sul tema energetico, di sentire almeno una delle affermazioni di cui sopra. Che si tratti dello zio disinformato che l’ha letto su facebook, del giornalista del blasonato quotidiano, o dell’analista di punta di… Greenpeace. E a ben guardare, restringendo il campo di osservazione a determinati contesti e mercati, in particolare in Europa e negli Stati Uniti, verrebbe da essere d’accordo: il nucleare è morto, e noi abbiamo fatto del nostro meglio per ucciderlo. Parafrasando James Mahaffey nel suo ottimo libro “The Atomic Awakening”, il nucleare è il morto che cammina nel panorama energetico. Negli Stati Uniti, ben prima degli incidenti di Three Mile Islande di Chernobyl, l’espansione nucleare si era arrestata, molti progetti di nuovi reattori abortiti e molte costruzioni già avviate abbandonate già nel 1977. La quota di nucleare nella produzione elettrica raggiunse il 20%, e lì giace da allora. Non furono la paura degli incidenti a bloccare l’espansione del nucleare, ma i costi capitali (non assoluti) da sostenere. Parte della responsabilità ricade anche sull’industria nucleare, che, negli Stati Uniti in particolare, ha privilegiato la rincorsa di progetti first-of-a-kind, invece che la standardizzazione, che avrebbe reso l’espansione della produzione nucleare progressivamente meno costosa e più veloce. Va dato atto che l’industria nucleare – a differenza di altri settori, quale quello aereonautico – ha dovuto fronteggiare un’agguerrita opposizione ideologica che l’ha spinta nel baratro di una regolamentazione sempre più stringente, da cui sono scaturite sì efficienza e sicurezza impareggiabili, ma anche lievitazione dei costi, dei tempi di costruzione e del rischio finanziario. Come se non bastasse, le politiche energetiche poste in essere negli ultimi decenni dal governo federale di Washington, da molti Stati USA e dall’Unione Europea sono platealmente sbilanciate sulle rinnovabili se non apertamente avverse al nucleare. Basti pensare che, negli Stati Uniti, l’energia solare riceve sussidi 250 volte maggiori rispetto al nucleare. L’eolico 158 volte maggiori. Tali politiche, se non sconfessate, avranno un’eredità pesante: si stima che negli USA da qui al 2030 cesseranno di operare centrali per oltre 66 GW (circa la potenza elettrica totale della Germania), a fronte di soli 2 GW di nuova capacità installata. Il saldo negativo globale nello stesso periodo potrebbe raggiungere i 70 GW. In Italia, i sussidi alle rinnovabili pesano sulla bolletta elettrica per 11 miliardi di euro all’anno (con la stessa cifra in Cina si costruiscono due reattori da oltre 1 GW di potenza), con il fotovoltaico che si mangia oltre metà della torta. Ne basterebbe il 10% per rendere i piccoli reattori modulari (SMR) competitivi con il gas naturale a ciclo combinato. L’Europa, ipnotizzata da Berlino, continua a svillaneggiare la fonte nucleare – che produce metà dell’energia pulita del continente – apponendo barriere tecnico-legali senza alcuna base scientifica al suo finanziamento, mettendo a repentaglio la sopravvivenza delle centrali esistenti e pregiudicando i progetti futuri. Ce ne sarebbe abbastanza per suonare la marcia funebre. Eppure ogni giorno che passa aumenta il numero degli studi o dei report che presentano l’ineluttabilità della fonte nucleare per il raggiungimento degli obiettivi di decarbonizzazione che buona parte del mondo industrializzato si è prefissato da qui a tre decenni. Dopo i richiami dell’International Panel for Climate Change (IPCC) e della International Energy Agency (IEA) – due istituzioni non proprio amanti del nucleare – l’ultimo in ordine di tempo e forse il più significativo proviene da due raggruppamenti del Parlamento Europeo, i Conservatori e Riformisti Europei (ERC) e Renew Europe, che insieme possono contare su 158 (su 705) parlamentari. Prendendo a caso di studio due Stati membri, i Paesi Bassi e la Repubblica Ceca, lo studio peer-review confronta due strategie di decarbonizzazione: una che si basa sulle fonti solare e eolica ed una che si basa sul nucleare. Lo studio raggiunge conclusioni che lasciano poco spazio agli equivoci, e che agli addetti ai lavori non risulteranno tuttavia nuove: le grandi installazioni solari ed eoliche richiedono tra 148 e 534 volte più suolo del nucleare; un mix elettrico 100% solare ed eolico richiederebbe per i Paesi bassi una superficie quasi due volte quella delle loro terre emerse; solare ed eolico hanno costi di circa 4 volte superiori al nucleare. Inoltre, raggiungere la neutralità climatica al 2050 richiederebbe incrementare da ora il tasso di espansione delle rinnovabili, tra 4 e 7 volte quello attuale. Se a questo si aggiunge il rinnovato interesse per il nucleare di molti Paesi dell’Est Europa, dell’Asia e dell’Africa e persino di piccoli Paesi che fino ad ora non lo avevano mai preso in considerazione, come l’Irlandae l’Estonia, anche in vista delle innovazioni tecnologiche che potrebbero affacciarsi sul mercato entro questo decennio, viene allora da esclamare con fiducia: il nucleare è morto, viva il nucleare!

L’Europa sempre più divisa sul nucleare

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E’ sempre più profondo il solco che divide l’Europa in due blocchi opposti riguardo all’uso dell’energia nucleare. Da politica, la divisione sta emergendo anche nel sociale, con l’appello, lanciato da 13 organizzazioni sindacali europei, affinché l’energia dell’atomo venga inclusa bel novero degli investimenti sostenibili della tassonomia europea. Le resistenze e i tentennamenti della Commissione Europea sul tema, emersi già nel rapporto del Gruppo Tecnico di Esperti (TEG) (poi rivelatosi per sua stessa ammissione tutto fuorché esperto), si sono già più volte scontrati sia con il consenso scientifico – il nucleare è ritenuto indispensabile per gli obiettivi di decarbonizzazione da organizzazioni quali International Agency for Atomic Energy (IAEA), International Energy Agency (IEA) e International Panel for Climate Change (IPCC) e con i piani di politica energetica di molti Stati Membri, in particolare dell’Est Europa. Più di recente, parte del mondo accademico e della società civile, le Associazioni nucleari europeee l’industria nucleare  (tramite Foratom), si erano appellati all’Europa affinché il nucleare fosse giudicato nel merito scientifico e con neutralità, dato il contributo che già oggi fornisce alla produzione di energia a basse emissioni (circa la metà) nel continente. Ora le organizzazioni sindacali di diversi Paesi si uniscono al coro in supporto del nucleare e degli addetti che il settore occupa, oltre un milione in tutta Europa. Nell’appello si obietta non solo il fatto che l’esclusione del nucleare dalla finanza sostenibile andrebbe contro le evidenze scientifiche e il principio di neutralità tecnologica, ma anche le sue ricadute sulla giustizia sociale. I riflessi di una penalizzazione dell’atomo andrebbero ben oltre l’industria nucleare, coinvolgendo il più ampio settore energetico e l’industria energivora europea, quest’ultima già sofferente per la concorrenza di Paesi con costo del lavoro più basso. Le 13 organizzazioni sindacali firmatarie rappresentano i lavoratori del settore nucleare di Belgio, Bulgaria, Finlandia, Francia, Ungheria e Romania. La Francia, come noto, è il campione mondiale di produzione nucleare (oltre due terzi del mix), anche se il governo di Parigi si è a più riprese impegnato ad una riduzione della produzione nucleare, sotto la pressione della vicina Germania e in ossequio alla scarsa popolarità che l’energia dell’atomo riscuote nel Paese d’oltralpe, visti anche i costi e le lentezze del progetto EPR. Il Belgio ha formalmente intrapreso la strada dell’uscita dal nucleare, sempre sotto pressione tedesca, ma recentemente le posizioni dell’opinione pubblica paiono essersi rivoltate contro questa scelta, mettendola nuovamente in discussione. Quanto a Bulgaria, Finlandia, Romania e Ungheria, stanno incrementando o intendono incrementare la loro produzione nucleare, spesso rivolgendosi a finanziatori extra-UE, quali USA, Cina o Russia. Ad essi andrebbero aggiunte la Polonia, che ha appena approvato un ambizioso programma nucleare, la Repubblica Ceca e la Slovacchia, che non hanno intenzione di disfarsene, e, al di fuori dell’Unione, Regno Unito, Ucraina e Bielorussia, quest’ultima appena entrata nel club nucleare nonostante le angherie politiche della vicina Lituania. Persino l’Estonia, il Paese europeo con il mix elettrico più sporco d’Europa, guarda, seppur ancora informalmente, alle potenzialità del nucleare. Restano poi la Spagna, la Svezia e i Paesi Bassi, che producono una quota della loro elettricità da fonte nucleare. Fatto a parte il caso della Francia, economia forte che, sotto ipnosi tedesca, potrebbe ben sopportare un massiccio investimento in rinnovabili e gas naturale per supplire alla riduzione del nucleare, è evidente che, per gran parte dei Paesi dell’Est Europa, la decarbonizzazione tramite l’atomo, che lo abbiano già o meno, risponde anche a criteri economici e di indipendenza energetica (leggasi indipendenza dal gas russo) difficilmente rinunciabili. Washington, dopo una lunga sonnolenza, sembra averlo capito, scalzando Pechino da molti accordi appena avviati e promettendo con rinnovato slancio generosi finanziamenti e, ovviamente, tecnologia. Solo Bruxelles (o sarebbe più corretto dire Berlino?) resta per ora sorda ad ogni sorta di appello, trincerandosi dietro rinvii e tecnicismi che mal celano la chiara intenzione di perpetuare una politica energetica terribilmente sbilanciata sul gas naturale e le rinnovabili intermittenti.