Nell’ambito degli accordi di collaborazione tra ARPAT e i tre Atenei toscani, proseguono le giornate scientifiche a favore del personale dell’Agenzia. Obiettivo della giornata scientifica dal titolo “Le centrali nucleari, la loro sicurezza e il ruolo dell’energia nucleare nella transizione energetica”, tenuta dall’Ing. Walter Ambrosini, ordinario di Impianti nucleari presso il Dipartimento di Ingegneria civile e industriale dell’Università di Pisa, è stato quello di ripercorrere l’evoluzione storica dell’energia nucleare e le sue caratteristiche generali e fornire conoscenze di base sulla sicurezza dell’energia nucleare, i suoi costi, la gestione dei rifiuti prodotti e su ipotetici scenari futuri.

Nell’introduzione alla lezione scientifica, il Direttore generale ARPAT, Pietro Rubellini, ha presentato il video di una Fondazione pubblica tedesca di ricerca ambientale, per evidenziare in modo obiettivo i pro e i contro relativi all’impiego dell’energia nucleare.

Con il documento “A clean planet for all” la Commissione europea nel 2018 ha richiamato gli Stati membri ad un’azione decisa per affrontare i cambiamenti climatici e nel fare questo ha ipotizzato diversi possibili scenari di decarbonizzazione, tutti quanti comprendenti l’energia nucleare per una quota di ca. il 15% del mix energetico.

Nel 2021 il Centro comune di ricerca (conosciuto con l’acronimo JRC, Joint Research Center) della Commissione europea ha prodotto un report sull’energia nucleare, secondo il criterio del DNSH “do not significant harm” (non apportare danni significativi) previsto dal regolamento Tassonomia dell’UE, che detta le condizioni generali che un’attività economica deve soddisfare per potersi qualificare come ecosostenibile. Il report del JRC, tra le principali evidenze, rileva che le emissioni sul ciclo di vita di gas serra dell’energia nucleare sono comparabili a quelle dell’energia idroelettrica ed eolica e che le emissioni sul ciclo di vita di ossidi di azoto e diossido di zolfo sono comparabili con quelle di fotovoltaico ed eolico, per concludere che “le analisi non hanno rivelato alcuna prova scientifica che l’energia nucleare sia più dannosa per la salute umana o per l’ambiente rispetto ad altre tecnologie di produzione di elettricità già incluse nella Tassonomia come attività a supporto della mitigazione del cambiamento climatico”.

Nel marzo di quest’anno la Commissione ha proposto la normativa sull’industria a zero emissioni nette per aumentare la produzione di tecnologie pulite nell’UE, includendo, tra le tecnologie che apporteranno un contributo significativo alla decarbonizzazione, i processi nucleari con una quantità minima di rifiuti del ciclo del combustibile, ovvero piccoli reattori modulari con combustibili della migliore qualità. In una recentissima comunicazione, infine, la Commissione europea ha dichiarato di impegnarsi per continuare a sostenere la ricerca e l’innovazione nel campo della sicurezza nucleare attraverso il programma Euratom di ricerca e formazione.

La lezione del prof. Ambrosini ha ripercorso le tappe storiche importanti dell’energia nucleare e i concetti fondamentali della radioattività, naturale e artificiale, e come attraverso alcuni tipi di reazioni nucleari sia possibile generare energia, anche se inizialmente non era chiaro se e come la si potesse utilizzare. La scoperta della fissione nucleare, nel 1938, fu da questo punto di vista determinante aprendo la porta al suo utilizzo per la produzione di energia all’interno dei reattori nucleari.

Sono state poi passate in rassegna le diverse generazioni e tipologie di impianti a fissione, tra cui gli “small modular reactor”, piccoli reattori modulari dalle caratteristiche ingegneristiche avanzate che producono elettricità fino a 300 MW(e) per modulo, sullo sviluppo dei quali molti Stati si stanno oggi concentrando. Attualmente nel mondo ci sono circa 50 progetti di questo tipo, 4 sono in fase avanzata di costruzione in Argentina, Cina e Russia.

Un’utile banca dati per vedere quali sono e dove si trovano i reattori nucleari nel mondo è quella realizzata dall’Agenzia internazionale per l’energia atomica (IAEA) che quotidianamente aggiorna la situazione degli impianti nucleari in funzione, mostrando anche le diverse tipologie.

Quanto alla progettazione dei reattori nucleari il Prof.Ambrosini, mostrandone la complessità, ha anche introdotto ed illustrato il concetto di nuclear safety culture che pervade ogni azione legata alle varie fasi di vita dell’impianto; si tratta infatti di un insieme di principi che rendono la sicurezza una priorità rispetto a tutti gli altri aspetti. Il progetto di un reattore è infatti finalizzato a garantire un’estrazione efficiente e sicura della potenza prodotta dalla fissione.

Due, in particolare, sono i principi fondamentali per la progettazione dei reattori:

• la difesa in profondità, che prevede un sistema gerarchico di 5 diversi livelli di attrezzature e procedure finalizzati a mantenere l’efficacia della barriera fisica
• le barriere multiple, ovvero 4 diversi sistemi, attraverso cui si previene la fuoriuscita di radioattività.

In tema di sicurezza, la scala INES (International Nuclear and Radiological Event Scale) dell’ IAEA costituisce un utile strumento in quanto classifica gli incidenti nucleari secondo 7 categorie e viene utilizzato per comunicare al pubblico l’importanza per la sicurezza degli eventi associati alle sorgenti di radiazioni e la loro gravità. Per classificare gli eventi, INES prende in considerazione come e quanto siano stati violati i due principi di sicurezza sovra citati. Per spiegare la scala, l’Agenzia internazionale per l’energia atomica riporta, per ciascuna delle 7 categorie, esempi realmente accaduti.

Sempre sul sito Web dell’Agenzia internazionale per l’energia atomica è disponibile un canale di informazione sugli eventi significativi costantemente aggiornato.

Tornando al focus della lezione e quindi al ruolo dell’energia nucleare nella transizione energetica, una risorsa Web che aiuta a comprendere la situazione europea in tema di decarbonizzazione è ElectricityMap in cui i colori della mappa riflettono l’intensità delle emissioni di CO₂ nella produzione di elettricità. Tramite lo strumento è possibile fotografare le diverse situazioni, globali e locali, e vedere il mix energetico e il contributo di ciascuna risorsa in termini di consumo elettrico e emissioni di carbonio.

Se questa risorsa offre situazioni istantanee, @BotElectricity su twitter offre dei grafici che rappresentano in modo molto efficace le medie orarie dell’intensità di carbonio nella produzione di elettricità in Europa nel 2022.

La fotografia del mix energetico del sistema elettrico italiano è invece fornita da Terna, che gestisce la rete elettrica nazionale: i dati riferiti al 2020 sono presentati ed analizzati nel report “2020 – Provisional data on operation of the italian electricity system”, quelli del 2021 attraverso la dashboard e quelli più aggiornati riferiti al 2022 nel più recente comunicato.