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1 Prof. ssa Paola Girdinio – Università di Genova IL RITORNO AL NUCLEARE: dal dire al fare Prof.ssa Paola Girdinio Università di Genova.

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1 1 Prof. ssa Paola Girdinio – Università di Genova IL RITORNO AL NUCLEARE: dal dire al fare Prof.ssa Paola Girdinio Università di Genova

2 2 Prof. ssa Paola Girdinio – Università di Genova Il futuro n Popolazione mondiale 6,7 miliardi: ( nati/giorno) In 10 anni: popolazione +12%; energia primaria +20%; elettricità +30% n 1,6 miliardi di persone senza elettricità n Lenergia elettrica prevista per il 2030 è il doppio di quella del 2007 e assorbirà per la sua produzione il 44% delle risorse energetiche (36% nel 2007). Elettricità sempre più importante. n Nel mondo 40% di CO2 è da produzione elettricità: 10 miliardi di ton/anno. LEuropa contribuisce per il 14%.

3 3 Prof. ssa Paola Girdinio – Università di Genova La richiesta mondiale di energia primaria nello scenario di riferimento 2008: ~ MTEP MToe 2008 Altre rinnovabili 0,4% Idroelettrico 1,8% Nucleare 6,5% Biomasse 10 % Gas 21 % Carbone 26,3% Petrolio 34 % La domanda a livello mondiale aumenterà del 45% tra oggi ed il 2030 – un tasso medio di aumento dell 1.6%/anno – dove il carbone incide ben oltre un terzo dellincremento totale IEA 2009 World Energy Outlook

4 4 Prof. ssa Paola Girdinio – Università di Genova Produzione energia elettrica nel 2008 Elaborazione dati da Terna - WEC - Enerdata Mondo (~19000 TWh) Europa 27 (~3200 TWh) Italia (*) (~315 TWh) Carbone ~ 40%~ 32%~ 16% Gas ~ 17%~ 21%~ 53% Idro ~ 17%~ 9%~ 15% Nucleare ~ 14%~ 30%- Prodotti petroliferi ~ 7%~ 4%~ 10% Eolico ~ 1,3%~ 4%~ 2% Fotovoltaico ~ 0,08% ~ 0,1% ~ 0,01% Altri ~ 4%- ~ 4,2% (°)

5 5 Prof. ssa Paola Girdinio – Università di Genova LA SFIDA PER IL SETTORE ELETTRICO Sicurezza energetica Costi contenuti Tenere insieme Alta compatibilità ambientale

6 6 Prof. ssa Paola Girdinio – Università di Genova LA SFIDA PER IL SETTORE ELETTRICO n Quanto si affronta la tematica energia occorre considerare Costi complessivi Affidabilità di approvvigionamenti della fonte considerata Impatto ambientale Immagazzinabilità dei vari tipi di energia Quantità di energia disponibile Potenza istantanea disponibile Regolabilità Scala temporale delleffettiva disponibilità della tecnologia energetica considerata (teorica, concettuale, in sviluppo, commerciale)

7 7 Prof. ssa Paola Girdinio – Università di Genova Costi 2008 in Europa considerando prezzi futuri elevati per i combustibili (nuovi impianti con tecnologia attuale) NB: ora a seguito crisi valori ben inferiori per combustibili fossili Ottobre 2008: prezzo medio in borsa elettricità > 100 /MWh In questi giorni: prezzo medio in borsa elettricità ~60 /MWh

8 8 Prof. ssa Paola Girdinio – Università di Genova EMISSIONI DI CO 2 IMPIANTO DA 1000 MWe Tipo di impianto CO 2 (Mt/anno) Nucleare0 Carbone7,5 Olio Combust.6,2 Gas (ICC)4,3 n Si hanno inoltre per tutti gli impianti a combustibile fossile emissioni, i cui quantitativi variano da impianto a impianto, di SO 2, NO X, polveri. Assenti negli impianti nucleari.

9 9 Prof. ssa Paola Girdinio – Università di Genova CONFRONTO TRA COMBUSTIBILI n Un solo grammo di combustibile nucleare produce l'equivalente energetico di tre tonnellate di carbone o 2700 litri di olio combustibile. n Il calore prodotto bruciando un kg di legno produce appena 1 kWh di elettricità; n Bruciare un chilo di carbone ne produce tre, n Bruciare un chilo di petrolio ne produce quattro; n Un kg di uranio sottoposto a fissione nucleare di kWh ne produce

10 10 Prof. ssa Paola Girdinio – Università di Genova GESTIONE DEI COSTI ESTERNI n Nelle centrali nucleari i costi esterni, compresi il decommissioning e la gestione delle scorie sono contabilizzate nel costo del MWh prodotto. n Il costo dellimpatto sullambiente delle centrali termiche convenzionali derivante dalle emissioni di CO 2 e di sostanze nocive sono largamente scaricati sulla società. n Se si abbandonasse il nucleare per un mix fossile equivalente si avrebbe un aumento di produzione di CO 2 di circa 2300 Mt CO 2 eq. allanno pari al 9% delle emissioni in un anno nel mondo.

11 11 Prof. ssa Paola Girdinio – Università di Genova IL DOPO CHERNOBYL nIl disastro di Chernobyl ha prodotto un ripensamento generale sullenergia nucleare che a livello mondiale è ormai in via di abbandono..... n Non è vero Potenza nucleare in funzione nel mondo al : MWe Potenza nucleare in funzione nel mondo al 31.12:2002: MWe Crescita della potenza nucleare dal 1985 al 2002: 44% Nuove centrali sono in costruzione in Giappone, Corea, Cina (30 nuovi reattori nucleari entro il 2020, 60 entro il 2030 e oltre 200 entro il 2050), Russia e Finlandia. La vita di centrali nucleari in occidente (in particolare negli Stati Uniti) è stata prolungata dai anni ai anni.

12 12 Prof. ssa Paola Girdinio – Università di Genova n La Svizzera ha da poco tempo bocciato un referendum teso a bloccare e a chiudere le sue 5 centrali nucleari. n In Germania la decisione di limitare a 35 anni (fino al 2020) la vita utile degli impianti nucleari trova notevoli opposizioni. Il paese dovrebbe rinunciare ad una fonte che copre il 33% dal fabbisogno elettrico nazionale. n La Francia con la sua scelta del nucleare registra il costo più basso del kWh in Europa; ha ridotto dal 1973 la sua dipendenza energetica dal 78% al 50% e le proprie emissioni di CO 2 del 30%. LEUROPA E IL NUCLEARE

13 13 Prof. ssa Paola Girdinio – Università di Genova IL RUOLO DEL NUCLEARE nIl nucleare ha un ruolo marginale, poiché da esso proviene solo il 7% dellenergia prodotta nel mondo…. n Il nucleare serve a produrre soltanto energia di tipo elettrico. Il suo contributo va quindi confrontato con la produzione di energia elettrica. n Lenergia nucleare contribuisce alla produzione elettrica (dati ONU-IAEA 2003) per il 35% in Europa; per il 25% nei paesi dellOCSE; per il 17% a livello mondiale. n Oggi lenergia nucleare è la prima fonte di produzione elettrica in Europa (più ancora del carbone).

14 14 Prof. ssa Paola Girdinio – Università di Genova LEUROPA E IL NUCLEARE

15 15 Prof. ssa Paola Girdinio – Università di Genova NUCLEARE NEL MONDO

16 16 Prof. ssa Paola Girdinio – Università di Genova n La Cina prevedeva in servizio MW nel 2020 e nel In questi giorni, obiettivi aumentati del 50%. n Nuovi scenari a settembre 2009 da IAEA per centrali in servizio al 2030 nel mondo: Low scenario511 GW e 3771 TWh (12,6%) High scenario807 GW e 5930 TWh (15,9%) n Secondo WNA (World Nuclear Association) le proiezioni al 2030 sono tra 552 e 1203 GW, rispetto ai 372 GW attuali. n Sulla base della richiesta di energia, soprattutto da paesi come Cina, India, Brasile, Messico, Sud Corea, Egitto, Sudafrica, gli analisti hanno calcolato che entro il 2050 si prevede un raddoppio a livello mondiale del numero di impianti nucleari (da 441 a 882). Sviluppo del nucleare

17 17 Prof. ssa Paola Girdinio – Università di Genova n LItalia, uscita dal nucleare a seguito del referendum del 1987, è tra i paesi europei che utilizzano in modo consistente lenergia elettronucleare: circa il 19% del fabbisogno nazionale di energia elettrica viene fornita dalle centrali nucleari di Francia, Svizzera e Slovenia. Il costo dellabbandono del nucleare per il nostro paese è stato di circa oltre 100 miliardi di euro. Attualmente paghiamo circa 165 milioni di euro allanno per smantellare gli impianti esistenti. Tassa nucleare sulla bolletta elettrica. IL COSTO DEL NO AL NUCLEARE

18 18 Prof. ssa Paola Girdinio – Università di Genova LA VERITA SU CHERNOBYL 1. Il disastro di Chernobyl è stato causato da un improvvido test compiuto in un reattore che ben difficilmente sarebbe stato autorizzato allesercizio in un qualsiasi Paese occidentale. 2. Il reattore presentava una serie di difformità rispetto al progetto che hanno ulteriormente indebolito la sicurezza. 3. Buona parte dei problemi del reattore non erano noti al personale operativo, dal momento che allepoca in URSS imperava la cultura del segreto. 4. I test non vennero interrotti prima che la situazione sfuggisse di mano perché il capoturno in servizio allepoca voleva ben figurare per ricevere un riconoscimento. 5. I tecnici presenti non si ribellarono allordine di eseguire manovre palesemente pericolose perché nellURSS dellepoca un ammutinamento avrebbe significato perdere un lavoro ottimamente remunerato.

19 19 Prof. ssa Paola Girdinio – Università di Genova LA VERITA SU CHERNOBYL n Il nocciolo del reattore era realizzato in grafite. Quando la temperatura è andata fuori controllo (essendo stato interrotto il raffreddamento) si è arroventata. n Nel tentativo di ripristinare il raffreddamento il contatto tra acqua e grafite rovente ha prodotto una notevole quantità di CO e di H2 (il cosiddetto gas di cokeria) esplosione n Mancanza di sistema di contenimento adeguato fuoriuscita di prodotti di combustione e materiale radioattivo. REATTORE NON A SICUREZZA INTRINSECA

20 20 Prof. ssa Paola Girdinio – Università di Genova SICUREZZA n I reattori odierni sono a sicurezza intrinseca, cioè progettati in modo tale da fare sì che i meccanismi principali di funzionamento siano automatici, e non possano essere bloccati per errore; ad esempio la circolazione del fluido di raffreddamento deve avvenire spontaneamente, per evitare che ci possano essere pompe di circolazione (che potrebbero guastarsi, o essere spente più o meno volontariamente, lasciando il nocciolo del reattore senza raffreddamento).

21 21 Prof. ssa Paola Girdinio – Università di Genova SICUREZZA n I più moderni reattori, generazione 3+, progettati con probabilità di accadimento di un incidente grave con fusione del nocciolo e contaminazione del mondo esterno superiore a eventi per anno. n Ossia in un parco di 1000 reattori nucleari si potrà verificare un incidente grave una volta ogni 1000 anni. n Hanno un elevato grado di sicurezze passive ossia basate su fenomeni naturali invece che su interventi pilotati. (ERP- Francia, AP1000 –USA) n Requisiti NCR (Nuclear Regolatory Commission): 10 -4

22 22 Prof. ssa Paola Girdinio – Università di Genova n La percezione del rischio nucleare da parte del pubblico è ora meno influenzata dal problema di gravi incidenti e più concentrata sul problema delle scorie. n In sondaggi condotti in Svizzera, Slovacchia e Stati Uniti, la popolazione residente vicino a centrali nucleari è meno ostile di quella che vive lontano dalle centrali stesse. n Il caso più eclatante di cambiamento di opinione rispetto al nucleare è quello della Svezia che nel 1980 (6 anni prima di Cernobyl!) aveva deciso di chiudere tutte le centrali nucleari entro il Ora oltre l85% della popolazione non vuole chiudere le centrali ma vuole estenderne la vita e la potenza disponibile. 2 regioni in Svezia si contendevano la localizzazione del cimitero finale delle scorie che è stata assegnata a giugno 2009 Forsmark.

23 23 Prof. ssa Paola Girdinio – Università di Genova RIFIUTI RADIOATTIVI n Il combustibile nucleare consiste: 95% uranio 238 (elemento naturale di partenza) 1% plutonio Entrambi utilizzabili, se opportunamente trattati, come combustibile in reattori a ciclo chiuso. Il restante 4% componente energeticamente inutilizzabile n Solo la componente energeticamente non utilizzabile va trattata come rifiuto. n Se lenergia elettrica che ciascuno di noi attualmente consuma fosse solo nucleare, le scorie annualmente prodotte da ognuno di noi occuperebbero il volume di una tazzina di caffè.

24 24 Prof. ssa Paola Girdinio – Università di Genova GESTIONE DEI RIFIUTI RADIOATTIVI n Depositi definitivi per materiali a bassa e media attività (II categoria): di tipo superficiale (Francia, Spagna); di tipo sotterraneo (Germania, Svezia); Progettati per isolare i materiali dalla biosfera per 300 anni n Materiali ad alta attività (III categoria 5% dei rifiuti prodotti): Diluiti e inglobati a caldo in una matrice di vetro minerale allinterno di un contenitore in acciaio (flask) e successivamente inseriti in contenitori corazzati (cask) adatti al trasporto e allo stoccaggio in depositi idonei. Le scorie ad alta attività derivanti da tutto il combustibile nucleare utilizzato in Italia impegneranno comples- sivamente 20 cask.

25 25 Prof. ssa Paola Girdinio – Università di Genova IL RIENTRO DELLITALIA NEL NUCLEARE n Definizione di un Piano Energetico Nazionale equilibrato e lungimirante. La stesura di tale cruciale strumento programmatico richiede il coinvolgimento di un arco di forze politiche molto ampio, anche perché i tempi di realizzazione di centrali ed elettrodotti superano abbondantemente la durata di una legislatura. n Comunicazione: campagna capillare multimediale a livello nazionale promossa da Ministero dello Sviluppo Economico congiuntamente con Ministero Ambiente e Ministero Welfare. n Ricostruzione delle basi culturali: deve essere realizzato un processo di formazione di esperti per gli organi di controllo indirizzato a fisici, ingegneri e tecnici, con corsi ufficiali di adeguata durata da erogare e certificare da strutture pubbliche.

26 26 Prof. ssa Paola Girdinio – Università di Genova IL RIENTRO DELLITALIA NEL NUCLEARE n I punti principali su cui basare la scelta dei nuovi impianti nucleari in Italia. massima sicurezza intrinseca ed alto livello di standardizzazione internazionale; eliminazione dei problemi connessi alla gestione locale delle scorie radioattive; importante inserimento dellindustria italiana già a partire dalla fase di progettazione; coinvolgimento delle strutture nazionali di ricerca in possesso di adeguate competenze scientifiche e tecniche.

27 27 Prof. ssa Paola Girdinio – Università di Genova IL RIENTRO DELLITALIA NEL NUCLEARE n Individuazione dei siti: specifici programmi di comunicazione mirata affrontata con argomenti di tipo razionale, non dissimili da quelli accettati come convincenti, per esempio, da molte regioni francesi il sito deve essere visto come opportunità in modo da creare consenso. Ossia cosa ci guadagnano i cittadini? una volta chiarito che non si tratta di ospitare un mostro nucleare, il problema si riduce a quello di compensare adeguatamente una servitù non pericolosa.

28 28 Prof. ssa Paola Girdinio – Università di Genova IL RIENTRO DELLITALIA NEL NUCLEARE n Programma per il ciclo del combustibile e decommissiong. n Scelta di filiera e politica industriale conseguente: la filiera deve essere ben definita a partire da chi fornisce il combustibile, da chi lo processa a chi si occupa della dismissione. n Partecipazione dellindustria italiana ai programmi internazionali: partecipazione alla ricerca sul nucleare della IV generazione e sulle tecniche di ritrattamento delle scorie che consentano la diminuzione dei tempi di decadimento.

29 29 Prof. ssa Paola Girdinio – Università di Genova CONFRONTO n Per produrre 1% dellenergia elettrica di cui il Paese in FV bisognerebbe installare 3 GW di FV: costo 20 miliardi, quanti ne bastano per installare 6 reattori nucleari del tipo di quello che stanno installando in Finlandia e produrre così il 25% dellenergia elettrica che ci serve. n Solare termodinamico. Da16 kmq di specchi si ottiene una potenza accumulata di 1000 MW, pari a quella di una grossa centrale convenzionale. linsolazione media annua in Sicilia è di 200 W/mq, e su 16 kmq si hanno 3200 MW, ma di radiazione solare incidente, non di potenza elettrica prodotta. specchi hanno unefficienza, se va bene e se li si lucida bene e frequentemente, dell80 per cento; e il fluido di sali fusi (che, con spesa denergia, dovranno essere mantenuti a 240 gradi sennò solidificano) avrà unefficienza termica, a essere generosi, dellordine del 50 per cento; infine, cè lefficienza della conversione dellenergia termica accumulata in energia elettrica del 40 per cento (in condizioni ottimali) MW dal sole diventano 500 MW elettrici: per uguagliare una centrale convenzionale, quindi, di specchi ce ne vogliono 32 milioni di metri quadri) I costi? lobbiettivo che ci si illude di voler raggiungere: 160 per metro quadrato di specchi, pari - sempre come obbiettivo - a oltre 5 miliardi, il doppio di un reattore nucleare. 5 miliardi di euro per 32 milioni di metri quadrati di specchi (da lavare frequentemente) per un impianto.

30 30 Prof. ssa Paola Girdinio – Università di Genova IL FUTURO n La Francia è il paese che ne ha di più, generando il 73% della sua elettricità. n Dei 34 impianti in costruzione uno è in Argentina, due in Bulgaria, uno in Finlandia, uno in Francia, sei in India, dove ne sono stati progettati altri sette. Cinque in Cina, due dei quali a Taiwan, tre in costruzione in Corea del Sud. Uno in Giappone, uno in Pakistan, uno in Iran.

31 31 Prof. ssa Paola Girdinio – Università di Genova IL FUTURO n Visto che centrali atomiche in Italia non ne poteva costruire, l'Enel ha acquistato impianti nucleari in Slovacchia, Romania, Spagna e Francia. n In Slovacchia ha acquistato quattro impianti e due li ha in costruzione. n In Romania gestirà due centrali atomiche in costruzione. n In Spagna partecipa con Endesa, che possiede sette centrali. n In Francia collabora nella costruzione dell'impianto di nuova generazione di Flamanville.

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