BARI 18 Aprile 2011. 1 Energia: un problema globale.

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1 BARI 18 Aprile 2011

2 1 Energia: un problema globale

3 Energia: quanta ne utilizziamo 2

4 Elettricità in costante crescita 3 + 50,2% 1997 2010 20.870 TWh 13.867 TWh 20.870 miliardi di kilowattora nel 2010 (338 dei quali in Italia)

5 Energia: un problema globale I consumi sono in aumento costante 1, 6 su 6,7 mld senza elettricità Fattore sviluppo socio-economico e continueranno ad aumentare in futuro Cina primo consumatore mondiale Potenza installata anno 70-100GW 4

6 Trend mix elettrico nel mondo FER moderne crescono più di 5 volte ma carbone e gas avanzano 5 19971998199920002001200220032004200520062007200820092010 Carbone 38,4 % 38,2 % 38,0 % 39,0%38,7%39,1%40,3%39,8%40,3%41,0%41,6%41,0% 41,7 % Olio combustibile 8,9%8,8%8,3%7,7%7,4%7,1%6,9%6,7%6,5%5,7% 5,5%4,7%4,2% Gas 15,8 % 16,5 % 17,4 % 17,8%18,6%19,0%19,3%19,7%19,8%20,2%20,9%21,3%20,6% 20,7 % Nucleare 17,2 % 17,1 % 17,2 % 16,8%17,0%16,5%15,8%15,7%15,2%14,8%13,8%13,5%13,9% 13,4 % Idroelettrico 18,3 % 17,9 % 17,5 % 17,0%16,5%16,3%15,8%16,1%16,0% 15,6%15,9%16,4% 16,2 % Biomasse e rifiuti 1,0% 1,1% 1,2% 1,3% 1,4%1,5% Altre rinnovabili 0,4% 0,5% 0,6%0,7% 0,8%0,9%1,0%1,2%1,5%2,0%2,3%

7 + 3.5 % + 0.3 % - 3.8 % Mix elettrico chi guadagna terreno?

8 Il problema dei combustibili fossili 7 Emissioni inquinanti: SO 2, NO x, CO Emissioni di particolato: PM 10, PM 2.5 Emissioni di gas serra 800.000-1.000.000 morti premature riconducibili allinquinamento atmosferico outdoor [OMS, Exposure to Air Pollution, A Major Public Health Concern, 2010)

9 Lequazione da risolvere 8 Crescono i consumi di energia Si aggrava il riscaldamento globale Si esauriscono risorse

10 Nuove politiche energetiche Efficienza energetica Più fonti carbon free: rinnovabili e nucleare Tecniche innovative di sequestro e contenimento carbonio nellelettrogenerazione CCS Pacchetto clima EU 20-20-20 = incide 2% emissioni globali 9

11 10 Obama: Una centrale atomica a parità di energia prodotta in un anno è capace di ridurre linquinamento di 16 milioni di tonnellate di anidride carbonica. Praticamente è come togliere dalla strada 3,5 milioni di automobili [Lanham, Maryland 16/02/2010] CO2 per tecnologie di generazione Fonte: Agency for Natural Resources and Energy Japan

12 11 Energia: il problema italiano

13 Dati e previsioni Terna su due scenari di sviluppo, con crescita media annua pari a 1,3- 2,3% 339,9 320,3 370-410 Crescita dal 2009 al 2010: 1,8% (326,2TWh) Crescita dal 2009 al 2020: +15,5-28% Domanda di elettricità TWh La domanda di elettricità in Italia 12

14 Un mix da correggere – produzione di elettricità per fonti (2008) Energia: il problema italiano Fonte: OECD/IAEA 2008 13

15 Italia: la dipendenza energetica La produzione di elettricità dipende da: 72% importazione di fossili 50% gas 17% carbone 5% olio combustibile 14% importazione di energia elettrica Dipendenza dallestero: 86% 14

16 Mix Fabbisogno Italia 2010 15

17 Elettricità: da chi la importiamo? Francia: 58 reattori Svizzera: 5 reattori Slovenia: 1 reattore 16

18 17 Impatto ambientale e fattore di produzione

19 Tecnologie equivalenti? A parità di produzione elettrica Nucleare 1GW 8TWh 8670 ore Eolico 4GW 2000 ore Fotovoltaico 6GW 1400 ore 18 Energie prevedibili (5%) ma non programmabili 8TWh

20 19 Nucleare 1,6 GW e 0,7 km 2 Fotovoltaico 9 GW e 140 km 2 Eolico 6 GW e 500 km 2 (1% effettivi) Spazio eolico e fotovoltaico vs nucleare Limite endemico dellattuale configurazione rete elettrica massimo contributo intermittente praticabile 25-30%

21 Energie pulite ad alta resa con produzione su larga scala 20 Idroelettrico, geotermico, nucleare, eolico, fotovoltaico, solare a concentrazione,

22 21 Lenergia nucleare nel mondo

23 Lenergia nucleare nel mondo e nella UE Nel mondo 443 reattori in 30 diversi Paesi. 14% dellenergia elettrica prodotta; USA 20% Giappone 26% UE e in Svizzera 149 reattori che generano quasi il 30% dellelettricità totale prodotta nel Continente. Francia 75% Svezia 42% Germania 26% 22

24 66 reattori in costruzione nel mondo 27 Cina 11 Russia 6 India (Emirati Arabi 4 unità da 1400, Brasile Turchia lease fuel) Energia nucleare: i cantieri 23

25 F. Birol: se si dimezzano programmi nucleari Questo incrementerà il costo dellenergia per tutto il mondo. È anche una brutta notizia per il cambiamento climatico

26 UBS: vincitori e vinti 25 In general, UBS argues the big winners from Fukushima will be gas, and to a lesser extent coal and renewables. The losers will be nuclear, consumers (through higher power costs) – and the environment.

27 LItalia e il nucleare: lanomalia del G8 e G20 Stati Uniti Francia Giappone Regno Unito Canada Russia Germania Italia Fra i Paesi del G8, chi non usa lenergia nucleare? Paesi con energia nucleare Argentina, Brasile, Canada, Cina, Corea del Sud, Francia, Germania, Giappone,India, Lituania, Messico, Stati Uniti, Sudafrica, Regno Unito, Russia Paesi senza energia nucleare Australia, Arabia Saudita, Italia, Turchia, Indonesia 26

28 Conclusioni Domineranno combustibili fossili (prezzi in aumento, tensioni negli approvvigionamenti, guerre …. Addio lotta contro cambiamenti climatici (inquinamento, disastri ambientali, migrazioni … Graveranno su bollette pesanti incentivi FV per coprire circa 5% mix elettrico Tagliati fuori dallo sviluppo delle nuove tecnologie nucleari (reattori torio, reattori IV gen, mini nucleare … 27

29 28 Grazie per lattenzione htpp://blog.forumnucleare.it htpp://blog.forumnucleare.it

30 La sicurezza del nucleare Fonte: Rapporto Scherrer, 2007 Carbone, gas, olio, idroelettrico, GPL: 90.149 morti Nucleare (Chernobyl): 50-60 morti +4000 nellarco di 80 anni (stime OMS-ONU) Le vittime dellenergia 1970-2005: 29

31 Mortalità per tecnologia energetica 30

32 Morti per carbone in Cina 31

33 Yanke Rowe dic 2006- set2007 32

34 33 Senza sistema di contenimento; Reattore moderato a grafite (1000 t di grafite combustibile). Lesplosione è stata di natura fisica e chimica, (sovrapressione, produzione di H 2 ), non nucleare Edificio di contenimento costituito da due pareti in cemento armato dello spessore di 1.3 m ciascuna; Reattore moderato ad acqua; La probabilità di un incidente grave è di 1 ogni 10.000.000 anni. Reattore La nuova tecnologia nucleare Reattore di ChernobylEPR (III gen.avanzata)

35 I costi del nucleare [Prof G.Zollino, DIE Università di Padova, Consorzio RFX-CNR,2010] Costo gas: 0,26 /m3 Costo carbone: 54 /ton Costo CO 2 : 30 /ton 34 OCSECBOCCREPRIHoLMIT (Nuclear Energy Agency) (Congress Office of Budget) (Centro Comune di Ricerca) (Electrical Power Research Institute) (House of Lords) (Massachusetts Institute of Technology) Nucleare42-71 /MWh57 /MWh50-85 /MWh57 /MWh60 /MWh62 /MWh Carbone56-687063-73777670 Gas naturale 61-677169-7977 73

36 Scorie problema gestibile 35 Habog, Olanda Osthammar Svezia Oklo, Gabon 20 m Totale scorie prodotto da 6-8 reattori nei prossimi 60 anni

37 36 Titolo slide Primo livello Secondo livello Terzo livello Quarto livello

38 Il costo delle alternative Al fine di attenuare limpatto che tali costi determinano sulle bollette di famiglie ed imprese e rendere le incentivazioni maggiormente efficienti, appare opportuno intervenire urgentemente. 37 [Relazione legge 99.2009 AEEG - 3 febbraio 2011] Per produrre circa 18 TWh. Pari al 6% della domanda di energia elettrica italiana.

39 Vantaggi economici E un volano per lo sviluppo tecnologico generale Gli investimenti in nucleare finiscono in larga misura (85%) in sostegno a unoccupazione qualificata, laureati e diplomati 1500 persone funzionamento/ fino a 3000 cantiere Investire nel nucleare significa far crescere industrie innovative, competitive a livello internazionale, basate su forti investimenti in ricerca e sviluppo 38

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43 42 Grazie per lattenzione htpp://blog.forumnucleare.it htpp://blog.forumnucleare.it

44 43 Fukushima cosè successo Terremoto di magnitudo pari a 9 Onda di tsunami alta 15 m Perdita dellalimentazione elettrica ed impossibilità di raffreddare i reattori n.1, n.2, n.3 Esplosioni di idrogeno hanno lesionato gli edifici dei reattori n.1, n.3 e n.4, possibile danneggiamento al sistema di contenimento (giallo) del reattore n.2 Incendio alle piscine di combustibile esaurito nei reattori n.3 e n.4 Contaminazione aree circostanti.

45 44 Referendum 1987 Tre domande marginali. Potere decisionale del Cipe per la localizzazione centrali nel caso di ritardata decisione degli enti locali Compensi ai comuni ospitanti centrali nucleari o a carbone Possibilità per lEnel di investire in progetti nucleari esteri Votanti 29,9 SI 21 NO 5,1 Astenuti 16 Schede bianche, voti nulli 3,8

46 45 Lincidente di Chernobyl Reattore RBMK Errori umani molto gravi Senza sistema di contenimento Reattore moderato a grafite (1000 t di grafite contenute nel reattore). Aumento incontrollato di potenza e temperatura ha causato una sovrapressione esplosiva che ha danneggiato il reattore. La temperatura elevata ha prodotto idrogeno che è esploso distruggendo il tetto della centrale e scoperchiando il reattore. Le mille tonnellate di grafite hanno bruciato per giorni e come un grande camino la centrale ha diffuso fumi radioattivi sullEuropa.

47 46 Conseguenze dellincidente di Chernobyl Centrale di Chernobyl Lincidente di Chernobyl è il più grave incidente nucleare mai avvenuto. Ha avuto pesanti conseguenze : In 24 anni 56 morti direttamente correlate alle radiazioni assorbite nellincidente; 4000 morti per tumore attese nei prossimi 80 anni (UNSCEAR, WHO [Organizzazione Mondiale della Sanità], Governi: Russo, Bielorusso, Ucraino) ; 3.000 km 2 ancora interdetti, 30.000 km 2 sotto controllo periodico; circa 350.000 persone evacuate; pesantissime ricadute psicologiche e sociali sulla popolazione (alcolismo, tabagismo).

48 Il rapporto KiKK sulle leucemie Cosa dice lo stesso rapporto KiKK (pagina ix) Lesposizione alle radiazioni dovuta alla presenza di centrali nucleari è tra 1.000 e 100.000 volte inferiore allesposizione alla radioattività naturale e di origine medica. Alla luce di questi fatti ed alla luce delle attuali conoscenze scientifiche i risultati dello studio non sono spiegabili dal punto di vista radioprotezionistico. 47

49 48 Centrale di Chernobyl Nello studio KiKK si considera una correlazione statistica tra insorgenza di leucemie e linverso della distanza dalla centrale senza misurare la presenza o meno di sostanze radioattive. Gli stessi autori del KiKK confermano che non cè correlazione tara emissioni radioattive delle centrali In realtà la diffusione di isotopi radioattivi non è mai concentrica rispetto alla fonte Studi in India e Cina su popolazioni che vivono in località con 6 mSv Centrale nucleare [KiKK Studie]] Il rapporto KiKK

50 100 mSv (30 volte dose annua dovuta a radiazione ambientale) zona di incertezza LNT 49 Effetti sulla salute di basse dosi di radiazioni Per conoscere gli effetti sanitari di dosi di radiazioni molto basse e prolungate bisogna effettuare analisi statistiche su un numero estremamente elevato di persone; La scienza medica non ha fornito ancora risultati certi a riguardo; In via cautelativa si utilizza il modello LNT (linear no treshold) lineare senza soglia per cui una dose comunque piccola di radiazioni produce un danno [ICRP International Commission on Radiation Protection]. Dose di radiazioni [mSv] Effetti sulla salute Effetti deterministici di dosi acute di radiazioni (dati epidemiologici certi) 0.0003 mSv (dose annua entro 5 km da centrali, KiKK) 3 mSv (dose annua radiazione naturale)

51 50 Percezione del rischio e sua accettabilità Pete Sandman sulla correlazione tra risk, hazard e outrage = la percezione del rischio non è funzione dellalea di pericolo scientificamente determinato (hazard) ma dipende dalla allarme emotivamente alimentato dai media (outrage). Quando lalea è alta e lallarme a livelli bassi, le persone tendono a sottovalutare il rischio Quando lalea è bassa e lallarme a livelli alti, le persone tendono a sovrastimare il rischio

52 Radiazioni dosi e conseguenze 51

53 52 Ogni attività umana comporta dei rischi…. Fonte di rischio Minore aspettativa di vita Fumare 20 sigarette al giorno6,7 anni Essere sovrappeso del 20%2,7 anni Lavorare in miniera328 giorni Lavorare nelle costruzioni302 giorni Lavoro agricolo277 giorni Lavoro nel manifatturiero43 giorni Dose Radiazioni (0,1 mSv/anno) x 70 anni 34 giorni Dose Radiazioni (0,0003 mSv/anno) x 70 anni < 1 giorno ? [DOE su B.L Cohen and I.S. Lee, "Catalogue of Risks Extended and Updates", Health Physics, Vol. 61, September 1991] ….bisogna cercare di dare un giusto peso ad i rischi correlati con la nostra vita Una dose di 0,1 mSv/anno è pericolosa quanto: Fumare 1,4 sigarette Guidare per circa 60 km in auto Guidare per circa 7 km in bici Fare canoa per 6 minuti

54 53 Il nucleare è fuori mercato? 5 miliardi di Un reattore nucleare EPR costa molto: circa 5 miliardi di Ma in 60 anni di funzionamento produce energia del valore di: 50 miliardi di 1600 MW x 8000 h x 60 anni x 70 /MWh = oltre 50 miliardi di Prezzo medio annuo dellenergia elettrica in Italia (borsa elettrica) 2008: 87 /MWh (prezzo barile petrolio 150 $) 2009: 64 /MWh 2010: 64 /MWh 2011: 70 /MWh (previsione)

55 Risorse di Uranio secondo il Red Book 2007 Riserve stimate (convenzionali+non convenzionali): 38 500 000 tonnellate Al rateo di consumo attuale (65 000 tonnellate annue) si avrebbe una autonomia per 592 anni. Dati cortesemente forniti da Ing.V.Romanello KIT (Karlsruher Institut für Technologie)

56 55 [Fonte U.S. Nuclear Regolatory Commission] Come funziona una centrale nucleare? Struttura di contenimento Reattore Barre di controllo Generatore elettrico Condensatore Generatore di vapore Acqua di mare Acqua di fiume Torri di raffreddamento

57 56 Cosa entra in una centrale nucleare? Le barre rimangono nel reattore producendo energia per 18-24 mesi E pericoloso il combustibile che entra in una centrale nucleare? [Carico combustibile reattore Bushehr, Iran. Agosto 2010] No, è solo debolmente radioattivo e vi si può stare vicini senza protezioni. Nel reattore di una centrale nucleare viene immesso il combustibile nucleare che è costituito da gruppi di barre di uranio arricchito al 3-5 %. Ovvero il 3-5% è Uranio 235 ed il resto è Uranio 238.

58 57 Emissioni aeree o liquide. < 0.00001% dellattività (centrale di Gundremmingen) Più del 99% dellattività Combustibile esaurito. Quando fuoriescono dal reattore le scorie sono estremamente radioattive ed estremamente calde Cosa esce da una centrale nucleare? Rifiuti radioattivi di vario tipo (compresi rifiuti derivati dal decommissioning della centrale) Meno dell 1% dellattività

59 58 Cosa sono le radiazioni? Le radiazioni sono costituite da particelle (alfa e beta), da onde elettromagnetiche (raggi gamma) oppure da neutroni ad alta energia. Per schermare le radiazioni prodotte dal combustibile nucleare esaurito può essere sufficiente uno strato di circa 50 cm di cemento. alluminiocementopiombo

60 59 Radiazioni, possiamo evitarle? [Fonte Sogin] Siamo comunque esposti ad una Radiazione ambientale di fondo di origine naturale che in Italia comporta una dose assorbita mediamente pari a 3 mSv/anno (millisievert/anno) ed è causata da: Raggi cosmici0,3 mSv/a Radiazione terrestre esposizione esterna0,58 mSv/a Sorgenti interne al corpo umano (K40; C14) 0,20 mSv/a Esposizione a Radon e suoi prodotti2,0 mSv/a Le radiazioni causate dagli impianti nucleari contribuiscono per circa un millesimo alla dose di radiazioni che assorbiamo a causa della radioattività naturale ed a causa delle applicazioni mediche. Siamo anche esposti mediamente ad una Radiazione antropica pari a circa 1 mSv/anno causata da: Pratiche mediche, radiologia1,0 mSv/a Fallout di passati esperimenti nucleari0,04 mSv/a Viaggi aerei0,001 mSv/a Impianti nucleari0,0003 mSv/a (valore più elevato per emissioni aeree in Germania, tratto dal KiKK)

61 60 Dopo circa una decina danni le barre di combustibile vengono riposte in contenitori per lo stoccaggio in superficie che schermano completamente le radiazioni e che non hanno mai causato incidenti. Le barre di combustibile esaurito vengono riposte in piscine piene dacqua presso la centrale. Lacqua scherma le radiazioni e raffredda le barre. Nellarco del primo anno si perde il 99% della radioattività. Che fare con le scorie? soluzione ad interim

62 61 In Finlandia i depositi geologici sono attualmente allo stadio di progettazione avanzata e di test (Onkalo). Le barre di combustibile esaurito verranno riposte in contenitori appositi in acciaio a loro volta inseriti in contenitori di rame spessi 5 cm. Progettati per durare almeno 100.000 anni anche se immersi in acqua. Posiva, la società incaricata della costruzione del sito indica un costo complessivo delloperazione pari a circa 4 miliardi di (meno di 1 miliardo di a centrale). [Fonte Posiva] Che fare con le scorie? La soluzione finlandese

63 62 Alcuni paesi come ad esempio Francia, Giappone, Inghilterra, Svizzera, Cina, Belgio, Regno Unito hanno scelto unaltra strada per la gestione delle scorie, il RIPROCESSAMENTO ovvero la separazione chimica dei vari elementi contenuti nel combustibile esaurito. Il 96% del combustibile esaurito (Uranio e Plutonio) diventa nuovo combustibile per i reattori di III generazione ma soprattutto sarà combustibile per i reattori di IV generazione che diventeranno una realtà tra 30-40 anni Il 3-4 % del combustibile esaurito è costituito da prodotti di fissione estremamente radioattivi che vengono vetrificati e successivamente riposti in depositi (attualmente in depositi di superficie). Che fare con le scorie? Il riprocessamento

64 63 Utilizzo dacqua nelle centrali nucleari Ciclo aperto (in riva a mare o fiumi di grande portata) Prelievo 160 l/kWh EPR 90 m3/s Ciclo chiuso con torri di raffreddamento (o evaporative) Prelievo 3 l/kWh EPR 2 m3/s 1 m3/s evapora Restituita per la quasi totalità al fiume od al mare con un aumento di temperatura di alcuni gradi

65 64 Evero che i reattori di III generazione avanzata sono obsoleti e che la IV generazione è dietro langolo? I reattori di IV generazione saranno disponibili tra almeno 30 anni. I primi reattori di III generazione avanzata sono attualmente in cantiere.

66 Please dont delete 65

67 66 Tavola colori x grafici