Rosatom pronta ad espandere la sua offerta di reattori modulari

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Archiviata con successo l’esperienza dell’entrata in servizio della prima centrale nucleare galleggiante, l’Akademik Lomonosov, nella Siberia Nord Orientale, l’azienda di stato russa Rosatom guarda già avanti ai possibili sviluppi di un mercato internazionale di reattori modulari Made in Russia. Il centro studi Iceberg, dove vengono progettati i rompighiaccio a propulsione nucleare, starebbe già sviluppando la versione “di potenza” dei reattori RITM-200 (già montati sui rompighiaccio Arktika, Sibir e Ural), per l’installazione sia a terra che galleggiante. La serie RITM rappresenta un’evoluzione (Gen III+) della serie KLT-40 (Akademik Lomonosov) e può vantare aumentata efficienza (40% in più di potenza elettrica) e ridotte dimensioni (45% in meno). La riduzione delle dimensioni è stata ottenuta incorporando i generatori di vapore nel vascello di contenimento pressurizzato del reattore. Le caratteristiche di sicurezza prevedono 3 livelli di contenimento, pressurizzatore a doppio circuito indipendente e una combinazione di misure ridondanti e fisicamente indipendenti volte a garantire una elevata sicurezza in caso di situazioni incidentali, assicurando la funzionalità dei sistemi di raffreddamento d’emergenza per 72 ore senza intervento di operatori e in assenza di alimentazione elettrica. La versione terrestre di questo impianto prevede due moduli per una potenza elettrica complessiva di 114 MW (330 MW termici) scalabile fino a 6 moduli e capace di fornire in cogenerazione elettricità e calore industriale utilizzabile ad esempio per teleriscladamento, produzione di idrogeno o desalinizzazione dell’acqua. Il reattore ha un ciclo di rifornimento del combustibile di 6 anni ed una vita utile di 60 anni. Limitatissimo l’uso del suolo, che va da 0.06 kmq nella versione a due moduli (meno di dieci campi da calcio) a 0.12 kmq nella versione a 6 moduli. La centrale infatti prevede una parte comune in cui sono siti gli edifici ausiliari, ed un’area ristretta (edifici reattore e turbine) che può essere via via allargata per far spazio a nuovi moduli ad incrementi di 100 MW. Rosatom avrebbe già individuato alcuni siti potenzialmente candidati all’installazione di questi reattori modulari in territorio russo, e conta di immetterli nel mercato nel 2027. La stessa tipologia di reattori sarebbe installata su OPEB (Optimized Floating Power Unit), l’evoluzione dell’Akademik Lomonosov, anch’essa più semplice strutturalmente, più efficiente e meno costosa. Secondo Gleb Makeev, capo progettista presso Iceberg, l’unità è progettata per operare anche in mari tropicali e sub tropicali, con temperature dell’acqua fino a 40°C e temperature dell’aria fino a 47°C. Traspare dunque evidente l’interesse di espansione verso mercati di Paesi in via di sviluppo, come quelli dell’Africa, dove questa tipologia di reattore potrebbe essere installata e fornire elettricità alle città costiere e ai villaggi limitrofi. OPEB: dati tecnici Lunghezza: 112 m Larghezza: 30 m Pescaggio: 5,84 m Stazza: 18.67 mila tonnellate Vita utile totale: 60 anni Dimensioni dell’equipaggio: 54 persone Potenza elettrica: 100 MW Rispetto alla versione terrestre, l’OPEB non produce calore ma solo elettricità. A differenza del KLT-40 inoltre, il ciclo di combustibile (10 anni) coincide con quello di manutenzione del reattore (che non viene svolta in loco ma presso un cantiere navale) eliminando la necessità di stoccare il combustibile esausto presso il sito di produzione, riducendo ulteriormente le dimensioni e l’impronta della centrale. Si tratta dunque di una centrale nucleare “chiavi in mano”, che viene trainata da rimorchiatori al sito prescelto per la produzione, riportata in cantiere per manutenzione ogni 10 anni, e ritirata a fine vita, eliminando le necessità di decommissioning presso il sito (che verrebbero svolte presso il cantiere navale o altro sito adeguato). Il personale, anch’esso in numero ridotto rispetto all’Akademik Lomonosov, verrebbe alloggiato presso le strutture ausiliarie sulla terraferma, le uniche a dover essere dismesse o convertite ad altri usi al termine della vita operativa della centrale, ma prive di contaminazione radiologica. Per approfondire: https://aris.iaea.org/Publications/SMR_Book_2020.pdf Floating NPPs, a Solution for Electricity Demand in Hot Countries?

Il governo francese stanzia fondi per lo sviluppo di reattori modulari

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Il governo francese, alle prese con la crisi economica post-pandemia, ha lanciato un corposo piano di rilancio del valore di 100 miliardi di euro. 30 miliardi saranno destinati alla transizione ecologica, in particolare a misure in grado di abbattere direttamente le emissioni e di rinnovare il parco automobilistico. Tra le misure spicca lo stanziamento di 470 milioni di euro per la formazione e la competitività nel campo nucleare, in particolare per attività di ricerca e sviluppo inerenti i reattori modulari di piccola taglia (SMR). La notizia è stata accolta con una certa soddisfazione dalla Società Francese per l’Energia Nucleare (SFEN), la quale non ha mancato però di sottolineare come siano urgenti decisioni ben più corpose al fine di svecchiare la flotta nucleare francese e garantire la competività della filiera nazionale, la sicurezza energetica e i poani di decarbonizzazione a lungo termine.

NuScale al traguardo della certificazione del design, ma la strada è ancora in salita

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NuScale Power è la prima azienda, e per ora l’unica, ad ottenere da parte della Nuclear Regulatory Commission (NRC) statunitense la certificazione del proprio design di Small Modular Reactor. Tale certificazione, ottenuta al termine di un esame di tutte le specifiche di sicurezza del concetto di reattore proposto, ha durata di 15 anni (rinnovabile) e sostanzialmente apre le porte alla commercializzazione dei reattori modulari NuScale. Il parere positivo ottenuto dall’Advisory Committee on Reactor Safeguards (ACRS) non è tuttavia senza ombre. In particolare è stato rilevato un possibile difetto nell’impianto di raffreddamento del nocciolo, nel quale acqua addizionata di boro circola più volte attraverso cicli di evaporazione e condensazione. Tuttavia, la fase di evaporazione priverebbe l’acqua del boro, riducendone la capacità di assorbire neutroni, dunque di interrompere la reazione a catena. NuScale avrebbe già risolto questo potenziale problema, malgrado ciò l’ACRS ha chiesto un’ulteriore valutazione di questo meccanismo di sicurezza e del rischio connesso all’immissione accidentale nel circuito di acqua priva o povera di boro, richiesta fatta propria dalla NRC. Tali approfondimenti saranno dunque oggetto d’esame al momento della richiesta di licenza operativa per uno o più reattori NuScale. L’importante traguardo della certificazione del design è ulteriormente offuscato dai tentennamenti del primo cliente annunciato di NuScale, la Utah Associated Municipal Power System (UAMPS): l’utility elettrica ha infatti in progetto la realizzazione di una centrale NuScale da 12 moduli di potenza complessiva pari a 720 MW la cui costruzione dovrebbe cominciare nel 2023, per essere operativa nel 2026. Tuttavia, citando l’aumento dei costi attesi e l’intervenuta contrarietà al progetto di alcune municipalità che aderiscono all’utility, UAMPS avrebbe espresso a NuScale l’intenzione di rimandare il progetto di 3 anni. La posizione più cauta di UAMPS potrebbe essere dovuta anche ad una campagna stampa fortemente ostativa al progetto, montata da alcuni media locali anche ad opera di organizzazioni ambientaliste, come The Union of Concerned Scientists e Uranium Watch, da sempre su posizioni critiche o del tutto contrarie al nucleare. Gli sforzi di NuScale per far percepire i reattori modulari intrinsecamente sicuri, tanto da postulare la riduzione quasi a zero dell’attuale area di emergenza (di 32 km di diametro) prevista per la loro installazione, non sembrano per ora aver fatto presa, almeno nel pubblico. Secondo i detrattori, il design che ha ottenuto la certificazione prevede moduli di potenza pari a 50 MW ciascuno, mentre la centrale dello Utah vedrebbe moduli di 60 MW di potenza, che dunque richiederebbero una nuova valutazione. Dal canto suo NuScale replica che l’aumento di potenza del 20% ricade negli ampi margini di sicurezza del design e non ha implicazioni di sicurezza rilevanti. Inoltre la licenza dello specifico impianto avverrebbe in seguito ad un altro esame approfondito da parte della NRC, come da prassi. Sul fronte dei costi, a chi obietta che il progetto sia troppo costoso per una utility privata, UAMPS risponde che i costi previsti sono pari a 55 $ al MWh, competitivi quindi con altre fonti di produzione elettrica, quali il gas naturale e le rinnovabili. Come abbiamo già avuto modo di sottolineare in un precedente articolo sui reattori modulari, molta della fortuna di questi progetti dipenderà però non soltanto dalla loro capacità di mantenere le promesse, ma anche dall’apertura mentale degli organismi regolatori e dalla loro capacità di evolvere al pari della tecnologia e, per quanto riguarda la riduzione dei tempi e dei costi di costruzione, dalla capacità di armonizzare a livello internazionale i requisiti normativi.

Nuovo nucleare: le notizie scelte del mese

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Il primo microreattore canadese potrebbe parlare anche italiano Ultra Safe Nuclear Canada (USNC), Global First Power (GFP) e Ontario Power Generation (OPG) hanno siglato un’intesa dando vita ad una partnership per la costruzione e la conduzione di un microreattore dimostrativo presso i laboratori di Chalk River. USNC, alla cui guida si trova l’italiano Francesco Venneri, potrebbe essere la compagnia più vicina alla costruzione di un microreattore, anche perché il Canada, attraverso il convinto sostegno della Canadian Nuclear Safety Commission, l’ente regolatore del nucleare, sta creando un ambiente molto favorevole al nuovo nucleare. Il microreattore targato USNC sarà un reattore a gas ad alta temperatura di 15MW di potenza termica e 5MW elettrici, a sicurezza totalmente passiva, con nocciolo sigillato e trasportabile e combustibile nucleare appositamente brevettato (FCM™), di tipo TRISO, ma caratterizzato da un innovativo rivestimento in ceramica capace di resistere ad altissime temperature e di contenere tutti i prodotti di fissione. Il design Aurora di Oklo Power LLC al vaglio del regolatore USA La Nuclear Regulatory Commission (NRC) ha iniziato il vaglio della richiesta di licenza combinata di costruzione e conduzione del microreattore Aurora di Oklo. Il prototipo di Aurora, un reattore a neutroni veloci, avrà una potenza elettrica di 1.5 MW, capacità di cogenerazione e userà combustibile HALEU (Uranio ad arricchimento Intermedio) messo a disposizione dagli Idaho National Laboratories. La licenza combinata (Construction and Operation License, COL) è la prima di questo tipo ad essere vagliata negli Stati Uniti per un reattore avanzato, prova della determinazione della NRC nell’aprire la strada ai reattori modulari, in particolare dopo l’entrata in vigore, nel 2019, del Nuclear Energy Innovation and Modernization Act. La Polonia fa sul serio sul nucleare: Michał Kurtyka, Ministro per il Clima, ci spiega perché In una web-chat con il Direttore Generale della Nuclear Energy Agency, il Ministro per il Clima polacco, Kurtyka, ha spiegato come il programma nucleare appena avviato consentirà alla Polonia di ridurre la quota di carbone nel suo mix elettrico dall’80% al 32% nel 2040, al contempo assicurando la sicurezza energetica e mantenendo la competitività del sistema industrial del Paese, fortemente energivoro. Kurtyka ha spiegato come la Polonia fosse interessata al nucleare dagli anni ’80, unica ad esserne priva nel blocco sovietico, e come l’opinione pubblica esprima un forte sostegno a questa tecnologia. Il ministro si è detto inoltre ottimista sulla sostenibilità dell’impegno finanziario, grazie alla forte economia polacca e alla presenza di una filiera domestica, benché abbia lasciato intendere come un approccio più favorevole al nucleare nelle politiche climatiche ed energetiche dell’Unione Europea sarebbe auspicabile. IEA: sostegno finanziario al settore nucleare può rilanciare l’economia dopo il COVID19 L’International Energy Agency ha rilasciato un rapporto in cui si analizzano alcune misure di stimolo economico per il recupero post-pandemico focalizzate sul settore energetico. Il rapporto sottolinea l’importanza del nucleare sia nella transizione ad un’economia a basse emissioni sia nella creazione di posti di lavoro qualificati. A tal fine invita i governi a prevedere misure di stimolo volte non soltanto all’estensione dell’operatività della flotta nucleare esistente, ma anche al dispiego di nuova capacità nucleare. In particolare, il rapporto individua nei reattori modulari di piccola taglia la possibilità di contribuire significativamente alla riduzione delle emissioni con costi capitali contenuti e elevata scalabilità. Positivo il commento di Agneta Rising, Direttore Generale della World Nuclear Association, che ha rimarcato come un piano di stimoli potrebbe incentivare gli investimenti sulle nuove tecnologie nucleari portando un ulteriore contributo alla crescita della capacità nucleare, che si aggiungerebbe agli oltre 100 reattori già previsti entrare in operatività da qui al 2030.

Webinar ANS sui reattori modulari a Puerto Rico

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Segnaliamo questo seminario virtuale aperto a tutti organizzato dall’American Nuclear Society e che si terrà il prossimo 18 giugno alle ore 19 (ora italiana). L’evento dal titolo “Clean Nuclear Energy for Industry: The Case for SMRs and Microreactors in Puerto Rico”  vedrà diversi relatori illustrare un caso di studio di applicazione degli SMR nell’isola caraibica spesso soggetta a devastanti uragani che ne compromettono il sistema elettrico e di approvvigionamento energetico. Per registrarsi e ulteriori informazioni accedere alla pagina ufficiale.