Energia su scala galattica

Da Do the Math del 12.07.2011. Traduzione di Antonio Tozzi, revisione di Simona Rossi.

Dall'inizio della Rivoluzione Industriale, abbiamo assistito ad una crescita impressionante e costante nella scala dei consumi di energia della civiltà umana. Se si rappresentano graficamente i dati dell'Energy Information Agency americana sull'uso dell'energia dal 1650, negli Stati Uniti (1635-1945, 1949-2009, includendo legno, biomasse, combustibili fossili, idroelettrico, nucleare, ecc.), si osserva una crescita secondo una curva notevolmente stabile, caratterizzata da un tasso di crescita annuo del 2,9% (si veda la figura). E' importante capire quale curva seguirà in futuro la crescita dell'energia, perché i governi e le organizzazioni di tutto il mondo formulano ipotesi in base alla previsione che il trend di crescita continuerà come ha fatto per secoli e uno sguardo alla figura suggerisce che questo sia un presupposto del tutto ragionevole. (Si veda questo aggiornamento per i dettagli.)

I brufoli e la gobba

Ovvero "nucleare e molto altro" - Settembre 2011


Di Mirco Rossi

già pubblicato su

O LA BORSA O LA PACE? TRA CRISI RIVOLUZIONI E ATTESE 

Annuario geopolitico della pace 2011 

della Fondazione Venezia per la Ricerca sulla Pace 

Altreconomia Edizioni www. Altreconomia.it/libri 19,90 euro


Sino a qualche mese fa si parlava in continuazione di brufoli: uno era in pericolosa suppurazione e alcuni nuovi stavano per nascere in luoghi molto più fastidiosi di altri. La particolare attenzione con cui si è reagito ha bloccato i nascituri (almeno per ora) ma non ha potuto guarire l’infezione che sta proseguendo, solo un po’ circoscritta da bende precarie ma in un posto lontano, che a noi non dà molto fastidio. Molti altri foruncoli rischiano di maturare e iniziare a spargere i loro germi patogeni tutt’intorno; ce dovremmo preoccupare, ma come al solito sinché non succede non ce ne curiamo.

Abbiamo salvaguardato il nostro giardino, il resto ci appassiona poco; ci rimane indifferente quasi come quella gigantesca gobba, da cui i brufoli si alimentano e sono cresciuti. Nemmeno la notiamo, quasi sia un’entità trasparente, invisibile, inconsistente. Eppure sotto di essa gemono, sempre più compressi e sofferenti, l’economia, lo sviluppo, l’occupazione, le crisi che attanagliano questa civiltà globale, dei consumi e della crescita.

Nel delirio dell’illusione di onnipotenza, maturata sui progressi della scienza e della tecnologia, si procede senza sosta a sfruttare la natura e le sue risorse, dimentichi dei limiti che caratterizzano la realtà. Una realtà che investe anche la dimensione numerica della presenza umana su questo pianeta.

La terra non è una cornucopia che, come racconta la mitologia, rigurgita frumento o frutta all’infinito. Le risorse non rinnovabili (minerali, metalli, combustibili) sono state già in larga parte estratte e distrutte; alcune hanno iniziato un lento inarrestabile declino, per altre gli scenari non escludono a breve l’esaurimento o una presenza residuale.

Quelle rinnovabili spesso non risultano più disponibili a sufficienza in quanto sfruttate ad una velocità superiore a quella del naturale ciclo di rinnovamento e conservazione (pesci, foreste, acqua potabile, territorio fertile).

Particolarissima importanza assume la sfera dell’energia fossile (petrolio, gas, carbone) e nucleare in quanto garantisce oggi circa il 90% del fabbisogno energetico del pianeta.

E dovrebbe far riflettere il fatto che nulla, che non sia totalmente naturale, possa essere prodotto, fatto, trasformato, trasportato, lavorato senza l’apporto di un certo quantitativo di energia che, mentre viene impiegata, si degrada e non risulterà mai più disponibile.

Ogni manufatto, di qualunque tipo, “assorbe” una quota di energia, sostanzialmente irrecuperabile, per sempre.

Stiamo tirando fuori dalla crosta terrestre, per distruggerle definitivamente in circa due secoli, enormi quantità di risorse formatesi poco dopo il big-bang (uranio) o nelle ultime centinaia di milioni di anni (carboni e idrocarburi). E mentre da qualche anno si sta evidenziando una certa sensibilità per i tragici omaggi che i processi di trasformazione di queste energie primarie rilasciano nell’ambiente (inquinamento, riscaldamento globale, mutazioni climatiche), quasi nessuna attenzione viene posta al fatto che una tale ricchezza “di base” non può durare in eterno. I quantitativi presenti in natura sono quasi sempre imponenti, ma per forza di cose limitati (in misura diversa caso per caso) e quando costruiamo qualcosa rimane sempre meno energia per il futuro.




Segnali critici di declino per qualche risorsa sono ormai evidenti e dovrebbero allarmare tutti coloro (e sono tantissimi, a destra, a sinistra, in alto e in basso della scala sociale) che rincorrono la crescita continua di beni, di oggetti, di prodotti.

L’idea di crescita si è installata nell’immaginario collettivo, sia nella frazione ricca che in quella povera del mondo (qui almeno in parte giustificata!), ed è vissuta come un diritto naturale, con l’aggravante che sempre più spesso essa genera una “ricchezza” effimera, superficiale, frivola, incapace di rispondere al bisogno di reale benessere insito in ogni persona.

Lo sviluppo fondato sulla crescita quantitativa (in progressione geometrica) viene ostinatamente perseguito come unica risposta all’aumento della popolazione mondiale, al problema del lavoro, dell’occupazione; viene letto come sinonimo di prosperità e miglioramento sociale, proposto come medicina taumaturgica capace di “risolvere” (con artificio matematico) da sola la questione del debito pubblico. Dimentichi che l’abitudine di chiudere i bilanci statali “in rosso”, ormai consolidata in quasi tutti i paesi del mondo, si configura in realtà come un vivere “a credito” (non autorizzato) delle generazioni future, lasciando loro un mondo sempre più caldo, inquinato, indebitato e con i magazzini di risorse naturali pressoché esauriti.

Eppure l’irrazionalità dell’idea che risorse limitate per definizione possano garantire una crescita senza fine, emerge in tutta evidenza. Con una semplicità che appare persino offensiva.

In parecchie decine di conferenze, dibattiti, tavole rotonde, prima del referendum di giugno ho parlato a lungo di brufoli-nucleari chiarendo già alle prime parole che, pur rappresentando essi un problema con i fiocchi, la questione gigantesca che abbiamo davanti è altra. All’inizio mi si guardava sempre con un certo sospetto ma al termine una nuova consapevolezza serpeggiava tra il pubblico. Fuor di metafora, l’energia nucleare per uso pacifico rappresenta solo l’aspetto più epidermico, minoritario e non certo risolutivo del desiderio insensato che l’umanità ha di garantire a sé stessa la disponibilità di energia necessaria a continuare sulla strada della costante crescita, dell’incremento anno su anno del PIL.

Dopo Fukushima, ampi strati di cittadini hanno dato vita a una forte opposizione contro l’energia elettronucleare, in gran parte originata dall’emozione degli eventi e dalla paura che un disastro di tali dimensioni ha risvegliato. Pochi tuttavia conoscono i motivi che, oltre ai ben noti e gravi pericoli per la salute (soprattutto in caso d’incidente) e ai problemi relativi alle scorie, giustificano una tale contrarietà. Alcuni emergono chiaramente se si allarga lo sguardo al panorama completo delle fonti energetiche primarie (idrocarburi, carboni, idroelettrico, nuove rinnovabili, geotermico):

1) L’energia nucleare (oltre 430 reattori, teoricamente attivi) produce un quantitativo di elettricità che a livello mondiale rappresenta solo poco più del 5% dell’energia primaria e del 12 % dell’energia elettrica.

2) L’elettricità rappresenta meno del 40% dei consumi energetici mondiali. Se anche, come ormai risulta opportuno, possibile e necessario, si riuscisse ad aumentare questa quota (convertendo per esempio i sistemi di trasporto da combustione interna a elettrico) una larghissima parte dei nostri fabbisogni energetici resterebbe “scoperta”, non potrebbe mai essere soddisfatta con la fonte elettrica (servirà carbone per ridurre i minerali di ferro a ghisa, petrolio e gas per tutte le plastiche, i fertilizzanti, i lubrificanti, i carburanti, i tessuti sintetici, la gomma, gli asfalti, i medicinali, i colori, le colle ecc).



3) L’uranio, unico elemento in grado oggi (ma probabilmente anche in futuro) di mantenere attiva autonomamente nel tempo una reazione di fissione nucleare, è un metallo ricavabile da particolari minerali, che solo in quantità limitata lo contengono in percentuali sfruttabili. Le stime sulle riserve ancora esistenti variano parecchio, tanto che quelle ottimistiche parlano di poco meno di un secolo di durata mentre quelle pessimistiche di meno di un trentennio. Si sta iniziando a lavorare minerale con tenori di uranio sempre più bassi, scontando un progressivo aumento dei costi. Già da tempo è più conveniente recuperare nuovo combustibile dalle cariche delle bombe dismesse con gli accordi SALT e rilavorando il cosiddetto “uranio impoverito”.

4) Nessuno è in grado di definire oggi, in particolare dopo quanto accaduto a Fukushima, il costo della costruzione di una centrale nucleare. Per la centrale di Olkiluoto (quasi terminata sulla base di un progetto approvato nel 2002), la sola di cui siano disponibili in termini accettabili i costi, si parla ormai di oltre 6,5 miliardi di euro. Alla messa in servizio dell’impianto mancano parecchi mesi, se non anni, e non è escluso che il disastro giapponese obblighi a nuove misure di sicurezza che complicherebbero il quadro. Non casualmente dalla fine degli anni '70 i privati si sono tenuti ben lontani dall’industria nucleare, rimasta appannaggio delle strutture statali, spesso interessate a questa tecnologia particolarmente onerosa per scopi non propriamente pacifici.

5) Nessuno ha mai realmente implementato nei costi della centrale il prezzo del suo smantellamento a fine vita. Si tratta di una cifra molto elevata ma in realtà sconosciuta, relativa a un’operazione affatto risolutiva dei problemi legati alla radioattività residua e che dura da alcuni decenni, a secoli o millenni. Le esperienze sinora fatte sono poche e parziali e non permettono di esprimere standard di costi affidabili. Nella fase iniziale dell’epoca nucleare la questione non veniva presa in considerazione; da qualche tempo alcuni paesi (Francia e USA) hanno deciso di implementare nel prezzo del kWh una quota da accantonare per finanziare lo smantellamento dell’impianto. Alcuni stimano che l’ordine di grandezza complessivo di questo onere non sia molto lontano da quello di costruzione dell’impianto.

6) Gradualmente negli ultimi 30 anni quasi un centinaio di reattori sono stati spenti per “vecchiaia” e sono in attesa che si creino le condizioni per iniziare le attività di smantellamento. Le risorse a questo scopo non sono facilmente reperibili, come non lo sono quelle necessarie a mantenere in efficienza molti altri impianti nucleari ormai “anziani”. Inghilterra e Francia ne hanno diversi “in grave difficoltà”, per carenza di risorse manutentive. Negli USA aumentano le denunce di scarsa manutenzione degli impianti più vecchi. Gli stress-test a cui dopo Fukushima si è deciso di sottoporre tutti gli impianti, se fatti seriamente aumenteranno di sicuro il numero di casi bisognosi di significativi interventi se non di anticipata chiusura.

7) Nessuno ha mai potuto o può definire i costi reali della messa in sicurezza e conservazione nel tempo delle scorie e dei materiali radioattivi provenienti dallo smantellamento. Lo stoccaggio oggi non può far riferimento a nessun deposito definitivo funzionante. Asse II° nella Bassa Sassonia sembrava sigillato per sempre dagli anni ’80 ma a causa di impreviste e pericolose infiltrazioni d’acqua molto probabilmente dovrà essere aperto e svuotato dei suoi 126.000 fusti. Yucca Mountain nel Nevada era prossimo a iniziare l’attività quando, a seguito di nuove valutazioni geologiche, il sito è stato bocciato: dopo quasi 30 anni di lavori (e decine e decine di milioni di dollari spesi) il progetto ora è completamente abbandonato. Inoltre il mantenimento in sicurezza di un sito non ha tempi prevedibili e quindi risulta pressoché impossibile definirne l’onere.

8) Come indefinibile a priori (e anche a posteriori) è il costo economico di un incidente grave. Seppure le vittime della fase critica iniziale degli incidenti nucleari, almeno sinora, siano state inferiori a quelle di altri incidenti ritenuti pressoché “normali” in questa epoca, l’impossibilità di eliminare la radioattività e le sue tragiche conseguenze sul biosistema, per tempi molto lunghi, rende “non valutabile” (quindi non accettabile) il danno inferto a intere regioni; dal punto di vista materiale ma ancor più etico e sociale. Per “default” di questi problemi è costretta a farsi carico la società nel suo insieme, per generazioni.

Se, in uno scenario di persistente crisi economica mondiale, si considera il modesto ruolo quantitativo e temporale che la fonte nucleare può svolgere nel panorama energetico globale e si sommano le criticità relative al mantenimento in funzione degli impianti che invecchiano, la crescita dei costi di costruzione di nuovi impianti rispondenti a più elevati livelli di sicurezza, i limiti relativi alle risorse di uranio, l’incognita degli oneri di smantellamento, gli insoluti problemi di stoccaggio delle scorie e il crescente rifiuto sociale, diventa completamente irrazionale immaginare una fase espansiva per l’energia nucleare.

Eppure qui da noi c’era anche chi aveva il coraggio di sostenere che la costruzione di impianti nucleari avrebbe sostituito buona parte delle importazioni di greggio e sarebbe stata la risposta più opportuna al prezzo, troppo elevato, del petrolio; dimenticando – tra l’altro! - che in Italia solo il 4% dell’energia termoelettrica viene generata bruciando prodotti di raffineria, che l’energia termoelettrica nel suo insieme rappresenta il 66% dell’offerta nazionale di elettricità e che tutta l’elettricità italiana equivale a un terzo (34%) dell’energia totale consumata nel paese.




Si dimostrava così la palese incompetenza nel cogliere il segnale che l’inversione di tendenza della “gobba” era iniziata, l’incapacità di fronteggiare il progressivo declino della risorsa “principe”, il petrolio: la fonte che quasi da sola ha garantito lo straordinario sviluppo del pianeta per tutta la seconda metà del secolo scorso.

Nessuna altra fonte conosciuta è così prolifica di energia e di sostanze come il petrolio che, ormai dal lontano 1980, ogni anno scopriamo sempre in quantità inferiore a quella che consumiamo. Leggendo i dati statistici sembra che le riserve esistenti non diminuiscano ma il fenomeno è in buona parte dovuto a rivalutazioni, a volte collegate a più moderne tecnologie di estrazione ma spesso originate da “nuove stime” (non meglio giustificate) dei giacimenti già conosciuti. Tanto che diversi studiosi ritengono scarsamente affidabili i dati ufficiali forniti dai paesi produttori, come, per esempio, quelli dell’Arabia Saudita.

In ogni caso le quantità di petrolio sono ancora molto consistenti; probabilmente è stata estratta circa la metà di quello esistente. Quindi il problema non va enunciato con “il petrolio è terminato” (ce ne sarà almeno per parecchi decenni ancora, si spera anche più) bensì con “cresce progressivamente la difficoltà a soddisfare la domanda globale”, in relazione ai problemi nel trovarlo, alla possibilità di estrarlo e ai risultati dell’estrazione.

Infatti, pur accettando per veri i dati sulle riserve, la questione va oltre le stime dei quantitativi ancora esistenti, o ipotizzati: aspetto determinante è il ritorno utile dell’attività di ricerca ed estrazione. Cioè il rapporto tra l’energia ottenuta e quella investita per trovare ed estrarre, per esempio, nuovo petrolio.

Nelle varie analisi riferite agli scenari energetici inspiegabilmente non si tiene conto dell’energia che si consuma con le attività organizzative, gestionali, di ricerca, di esplorazione marina e terrestre, di sondaggio, di perforazione, di prove, di messa a punto e coltivazione del giacimento, di lavorazione e trasporto della risorsa. E questo rapporto, mediamente, non può che diminuire nel tempo: le ferree leggi dell’economia costringono inevitabilmente a sfruttare per prime le riserve “più buone e più facili”, quelle che garantiscono profitti immediati e consistenti, lasciando per ultime le più complicate, di peggiore qualità, quelle meno vantaggiose.




In termini tecnici si parla di ERoEI (Energy Returned On Energy Invested), un indice che per buona parte della prima metà del secolo scorso per il petrolio si attestava attorno a 100. Cioè, con l’energia di un barile di petrolio, si portavano a casa 100 barili di petrolio. Un risultato che oggi, quando va bene, arriva a 15 e sempre più spesso non supera 10, 12, destinato a ridursi ulteriormente.

La logica di questo approccio appare estranea al mondo dei combustibili, anche se normalmente accettata in altri campi. Non suscita meraviglia se lo sfruttamento di una miniera d’oro, o di carbone o di mercurio, viene interrotto quando la risorsa risulta troppo poco concentrata nel terreno. L’estrazione non è più conveniente ma ciò non significa che il metallo o il minerale in quel luogo sia completamente esaurito (anzi se ne può stimare facilmente il quantitativo): semplicemente l’estrazione risulta eccessivamente “costosa” dal punto di vista dello scavo, del trasporto, della lavorazione e quindi non più vantaggiosa.

Questa prassi vale per tutte le sostanze che preleviamo dall’ambiente naturale; nel caso dei combustibili (tutti) la riduzione dell’ERoEI individua con grande precisione la validità della coltivazione di un giacimento mentre il valore monetario riconosciuto alla risorsa ha scarsa influenza sui benefici reali (diversi da quello economico) derivanti dall’estrazione.

L’aumento del prezzo di un barile di greggio sul mercato permette di sfruttare giacimenti più “difficili” e quindi estrarre altro olio, ma sino a un certo limite. Per assurdo, se il prezzo arrivasse a 1.000 $/barile qualcuno potrebbe per un po’ ricavarne enormi profitti economici ma appena l’estrazione offrisse un ERoEI attorno a 3 o 4, risulterebbe appena in grado di garantire alla collettività un livello di pura sussistenza e potrebbe risultare più conveniente indirizzare risorse e lavoro alla coltivazione di terreni e produzione di cibo.






Infatti, l’ERoEI individua anche il livello al quale la comunità può continuare a mantenersi o svilupparsi accumulando e usando “vera ricchezza”, cioè energia, materiali, elementi, in aggiunta a quelli di cui disponeva.

Più basso è l’ERoEI minore sarà il vero “guadagno” socialmente fruibile. Inoltre il basso ERoEI e le difficoltà nel soddisfare la domanda, influenzano direttamente il prezzo del greggio trascinandolo su livelli che l’economia (questa economia!) non è in grado di sopportare a lungo.

Sono elementi che condizionano profondamente le possibilità di sviluppo (quello vero, non fittizio) e che una parte degli economisti considera tra i principali fattori da porre alla base delle crisi economico-finanziarie globali cui assistiamo dal 2008.

La possibilità di produrre nuovi beni e nuovi servizi in un determinato paese può essere attivata e sostenuta (in parte e momentaneamente) da un flusso monetario creato ad hoc, ma ciò comporta indebitamento con l’estero o con le future generazioni di cittadini o inflazione. Un paese che non dispone di reali risorse interne (o di lavoro e impianti adeguati, per poter rivendere poi all’estero le risorse importate trasformate in beni) non può realizzare nessuna crescita o sviluppo.

Se, invece di uno stato, si prende in considerazione l’insieme del pianeta, la possibilità complessiva di produrre nuova ricchezza per l’umanità dipende anzitutto dalla disponibilità di nuove risorse. Contano anche altri elementi importanti e indubbiamente incisivi (scienza, tecnologia, cultura, organizzazione) che tuttavia non possono che applicarsi alla disponibilità di nuovi flussi di risorse lavorabili, sfruttabili, impiegabili. Per un certo periodo può risultare utile e percorribile il riequilibrio tra sacche di agiatezza e di povertà, ma alla fine l’umanità deve attestare la propria consistenza, i propri consumi complessivi e adeguare il proprio stile di vita medio al livello del flusso di risorse disponibile.

In sostanza, ci si può illudere per un po’ stampando denaro, magari spostandolo da un punto all’altro, ma non si possono stampare barili di petrolio. E nemmeno cibo, per produrre il quale oggi serve molto petrolio e molta energia.

In alternativa, ricorrendo alla fantascienza, si può pensare di importare risorse dai marziani e pagarle con parte dei prodotti lavorati da noi umani.

In concreto però si sta evidenziando in questo periodo l’accentuarsi dei conflitti (politici e armati) attraverso i quali chi riesce a mettere in campo una maggiore forza impone la sua autorità e si accaparra quante più risorse riesce a raggiungere. Poco importa se così si uccide, si distruggono territori, ambienti, equilibri sociali: l’imperativo è recuperare risorse primarie per continuare la crescita e aumentare la produzione. Chi può, chi è in grado, continua a perseguirlo, a qualunque prezzo, indifferente ai costi sociali ed ambientali che ne conseguono.

E’ storia vecchia quella di accumulare più ricchezza possibile, caratteristica preminente dell’uomo almeno dalla fase in cui ritenne non più indispensabile organizzare i propri gruppi sociali a livello solidaristico.

Considerate le peculiarità del petrolio, si capisce facilmente perché da qualche decina d’anni l’interesse si concentri in particolare su questa risorsa. Non si trascurano affatto molte altre sostanze, acqua e terreno agricolo compresi, ma il petrolio è al centro degli interessi di tutti i paesi del mondo; in particolare quello ancora relativamente facile da estrarre e di buona qualità. Anche se da qualche anno non si disdegna di grattare il fondo degli oceani con pozzi che superano i 9 km di profondità; si perfora tra i ghiacci perenni, si accendono fuochi a migliaia di metri sotto terra per riscaldare e spingere fuori greggio ostinato, si lavorano ad elevate temperature sabbie oleose scarsamente produttive e altamente inquinanti.







Ma più gravemente si registrano comportamenti sempre più chiari ed espliciti legati in alcuni casi al progressivo esaurirsi di giacimenti, in altri dalla necessità di garantirsi in ogni modo nuove e maggiori disponibilità.

I pozzi del Mare del Nord dal 2000 producono sempre meno e stanno per esaurirsi; ecco allora che l’Inghilterra ritrova l’interesse per le miniere di carbone nazionale, chiuse nei primi anni ’80 e, assieme alla Francia, improvvisamente scopre di condividere gli aneliti di democrazia del popolo libico. La Cina sta accaparrando giacimenti in ogni dove, Africa soprattutto, anticipando enormi quantità di denaro in cambio di promesse di fornitura. Gli USA, da tempo presenti in tutti gli scacchieri petroliferi mondiali, puntano a convincere i nuovi fornitori portandoli a sedere sotto l’ombra del dollaro e dei propri cannoni. La Russia ha esplicitamente rivendicato i fondali sotto i ghiacci del polo nord, a costo di scontrarsi – per ora a livello di diplomazie – con il Canada e gli USA.

Ho fatto cenno solo al petrolio cercando di chiarire che il tempo del greggio facile a basso costo è definitivamente tramontato; ma scenari simili (con alcune importanti varianti temporali e quantitative) sono riferibili al metano e ai carboni. Inoltre quasi nulla ho scritto sulle molteplici e gravissime conseguenze che l’impiego sempre più massiccio di queste fonti determina sul clima e sulla biosfera.







Volutamente ho scelto di circoscrivere queste considerazioni agli aspetti delle fonti d’energia meno avvertiti e meno dibattuti, anche tra coloro che possono essere considerati sensibili a problematiche di questo tipo.

Nel momento in cui – e molti lo considerano prossimo – la domanda di energia globale non potrà essere più garantita dalle possibilità e dalle capacità estrattive, il conflitto non potrà che esplodere. Lo scontro globale per il petrolio resta oggi ancora occultato sotto la foglia di fico della democrazia da esportare, dello sviluppo locale da favorire, ma la situazione sta peggiorando velocemente e con ogni probabilità tra non molto dovremo assistere a guerre guerreggiate esplicitamente per il dominio sui pozzi.

Quasi certamente saranno anticipate da disordini interni alle nazioni socialmente più esposte e fragili, da ricorrenti, profonde e complesse crisi economico-finanziarie (l’attualità ci sta offrendo esempi evidenti) ma dobbiamo anche aspettarci che si verifichino fenomeni di collasso della rappresentatività democratica: quanti cittadini, all’evidenziarsi di una prima sostanziale carenza, privi della benchè minima consapevolezza della situazione, sapranno comprendere l’ineluttabilità di un improvviso razionamento dei carburanti, o dell’elettricità o delle forniture di gas? Quale livello di rappresentatività della volontà popolare potrà vantare un qualsiasi governo costretto dalla mancanza di alternative a simili non rinviabili decisioni?

Assisteremo anche al liquefarsi delle alleanze tra stati, già ora così incerte e fragili.

Per esempio, se dovesse mancare una significativa percentuale di greggio o di metano in Europa, è ipotizzabile un tavolo in cui ciascuno degli stati rinunci di buon grado in proporzione ai propri consumi? Sembra perlomeno arduo, se non inverosimile.

Su questi aspetti oltre un anno fa lo JOE (Joint Operating Environment – United States Joint Forces Command) e il DOE (Department Of Energy) negli USA e, in Europa, un think-tank dell’esercito tedesco (ZtransfBw-Zentrum für Transformation der Bundeswerh), hanno pubblicato dei lavori e presentato attente considerazioni, ma anche se proposte da organismi di questo livello quasi nessuno le ha raccolte e sviluppate.

Gli avvertimenti sugli effetti collegati all’esistenza della “gobba” non mancano certo, ma la crescita resta comunque il feticcio a cui tutto sembra sacrificabile. Trovare soluzioni non è certo facile ma per iniziare è indispensabile almeno essere consapevoli della situazione.

Ci si è mobilitati per il nucleare ma si resta pressoché immobili di fronte alla questione energetica globale: il declino del petrolio e la limitatezza delle fonti di energia fossile. Come paralizzati, dimentichi che nessun pericolo di guerra concreto (fatte salve questioni particolari, tipo Israele-Iran) era ed è ipotizzabile in ordine allo sviluppo della fonte elettronucleare, mentre invece le guerre per il petrolio vengono agite surrettiziamente da decenni e rischiano di diventare esplicite entro breve coinvolgendo ambiti privi di confini.

E’ urgente quindi attivare velocemente i rimedi possibili: riduzione dei consumi e sviluppo di tutte le energie rinnovabili, avvertiti però che difficilmente si riuscirà a coprire il gap che si determinerà a causa del declino dei fossili. Si pone quindi come indispensabile la costruzione di un vero e proprio nuovo sistema di pensiero, orientato a perseguire un diverso benessere sganciato dallo sviluppo materiale e in grado di rigettare il paradigma di un’impossibile costante crescita della produzione e dei consumi. Ben consci che in questo caso nessun referendum potrà salvarci.

Ancora su Fukushima

Scritto da Domenico Coiante

Le imprudenti dichiarazioni, poi corrette, del neoministro dell’Ambiente, Corrado Clini, circa l’opportunità di ritornare sulla decisione del bando al nucleare dopo il recentissimo pronunciamento referendario, induce a qualche ulteriore considerazione nel merito della questione.

Sul ‘Venerdì di Repubblica’ del 4/11/2011 a pag.69 è stato pubblicato un breve trafiletto, che riassume la situazione a Fukushima dopo sette mesi dal disastro. Contro ogni previsione di diluizione più rapida, la radioattività del mare antistante la centrale è ancora a 10 mila Bq (Becquerel). La causa sta nel fatto che ancora si stanno gettando in mare 500 tonnellate al giorno d'acqua di raffreddamento, che contengono iodio-131, cesio-137 e stronzio-90. I pesci stanno accumulando soprattutto quantità di cesio e di stronzio (che hanno emivita di circa 30 anni) in misura pericolosa per la salute di chi volesse mangiarli. Ma la cosa che più colpisce è che il governo ha deciso di rimuovere uno strato di terreno contaminato di spessore 5 cm intorno alla centrale per un totale stimato di 30 milioni di mc. Questo terreno dovrà essere portato in tre depositi sorvegliati e allestiti allo scopo in attesa per decenni che la contaminazione decada. Quanto costerà tutto ciò? La spesa verrà messa a carico del kWh nucleare, o verrà caricata sulla collettività, come al solito?

Sul rapporto dell’Institute of Nuclear Power Operations, dal titolo “Special Report on the Nuclear Accident at Fukushima Daiichi Nuclear Power Station”, pubblicato a Novembre 2011, si può leggere che la quantità di materiale radioattivo equivalente allo Iodio-131 emessa in aria è stata stimata dalla Commissione per la Sicurezza Nucleare giapponese in 6,3 10^17 Bq e in mare 4,7 10^15 Bq. Per confronto, si fa anche rilevare che a Chernobyl fu rilasciata nell’ambiente una quantità di 14 10^18 Bq, cioè 22 volte superiore.

Il significato di queste cifre è scarsamente significativo per i non addetti ai lavori, che non hanno alcuna familiarità con il Becquerel, cioè con l’unità di misura dell’attività di emissione delle sostanze radioattive. Dire che 1 Bq corrisponde ad una disintegrazione al secondo del radionuclide non migliora di molto la situazione, anche se qualcuno potrebbe dedurre da questa informazione che le sostanze radioattive emesse in aria durante l’incidente “sparano” nell’ambiente circostante 630 milioni di miliardi di radiazioni ionizzanti ogni secondo. Il fatto che questa impressionante attività andrà attenuandosi nel tempo secondo le caratteristiche proprie di ciascun radionuclide con tempi di dimezzamento, che vanno dalla settimana per lo iodio-131 a 30 anni per il cesio-137 e lo stronzio-90, non serve certo a tranquillizzare coloro che si trovassero coinvolti nell’incidente. Essi, infatti, non sono in grado di collegare queste cifre con gli effetti prodotti sull’ambiente ed in particolare con i rischi per la salute umana. Le radiazioni non si vedono e non si sentono, cioè non si percepiscono immediatamente in alcun modo con i nostri sensi, cosicché non possiamo evitarle se malauguratamente le incontriamo. E purtroppo esse producono danni sull’organismo degli esseri viventi, piante e animali, uomo compreso.

Da questo punto di vista, può essere più significativo conoscere un’altra grandezza relativa alla radioattività, la dose assorbita dai tessuti organici e la sua unità di misura, il Sievert (Sv), definito come la quantità di energia sprigionata dalla radiazione nell’interazione con il tessuto. 1 Sv corrisponde alla cessione di 1 joule per ogni kg di massa tissutale. Si capisce immediatamente che il Sv misura il danno prodotto dalle radiazione negli organismi viventi. Per avere un idea di che cosa ciò significhi, basti sapere che una dose assorbita di 4 Sv determina la morte nel 50% dei casi delle persone esposte. Alterazione del sangue con danni agli eritrociti si ha con una dose di circa 1 Sv. Il fondo di radiazioni cosmiche a cui siamo sottoposti vale circa 0,27 microSv/ hr.

Nel già citato rapporto, è riportata la misura della dose, registrata mentre era in corso l’incidente a 1 km di distanza dalla centrale: 11,93 mSv/hr. Si è trattato di un valore 44 mila volte più alto del fondo cosmico. Una persona che fosse rimasta in quel luogo per circa 84 ore (3 giorni e mezzo) avrebbe accumulato una dose di 1 Sv, con danni ematici gravi. Se fosse rimasto esposto per 14 giorni, avrebbe avuto la probabilità di morire al 50%.

A 60 km dalla centrale si sono registrate dosi di 8 microSv/hr, circa 30 volte superiori al fondo cosmico. Di conseguenza è stato necessario evacuare tutti gli abitanti entro un raggio di 20 km ed è stato proibito di uscire da casa a tutti quelli che abitavano nella fascia tra i 20 ed i 30 km. Anche senza contare i danni alla salute delle persone esposte prima dell’evacuazione e di quelle costrette a rimanere nella zona di 60 km di raggio, danni che si manifesteranno nel futuro, ci si deve chiedere quanto è costato e quanto sta costando in termini economici una tale operazione sociale. La spesa sarà contabilizzata a carico del kWh nucleare, o sarà sostenuta dalla collettività?

Sono ormai trascorsi più di sette mesi dall’incidente nucleare e gli effetti sul territorio si stanno rivelando molto più gravi di quanto stimato in precedenza. Una ricerca dell’Università di Nagoya, condotta da Tetsuzo Yasunari, (di cui ha dato notizia il supplemento di Repubblica ‘Affari e Finanza’ del 21/11/2011 alla pagina 13 con un articolo dal titolo: “Fukushima, ma l’incubo nucleare non è ancora passato”), ha trovato che “la radioattività emessa dall’impianto nucleare di Fukushima ha contaminato un’area del Giappone più vasta del previsto, fino a 500 km di distanza dalla centrale danneggiata. Una combinazione di dati meteorologici e misurazioni di radioattività dimostrerebbe che radioisotopi di cesio, tellurio e iodio hanno raggiunto anche l’isola di Hokkaido……. Gli eccessi di materiale radioattivo stanno mettendo in ginocchio agricoltura e pesca. Tokyo ha dovuto mettere al bando l’intera produzione di riso della prefettura di Fukushima…… Nella zona di Fukushima i livelli (di Cesio-137) sarebbero otto volte superiori ai limiti di sicurezza”.

Ci si deve chiedere per quanto tempo ancora dureranno gli effetti dannosi sul territorio. Nella stima dei danni economici, effettuata a caldo subito dopo l’incidente, i costi di tutto ciò sono stati considerati? Se si, a carico di chi sono stati posti?

L’unica notizia positiva (si fa per dire), pubblicata recentemente, è che finalmente la temperatura del reattore è scesa sotto ai 100 °C, per cui solo ora, dopo sette mesi, si potrà cominciare a intervenire dentro il contenimento per mettere in sicurezza la centrale.

Tutto quanto sopra detto mette chiaramente in evidenza la peculiarità dell'incidente nucleare nei confronti di qualunque altro disastro tradizionale: la sua natura ha caratteristiche molto diverse, sia rispetto alla dimensione spaziale, sia a quella temporale. Per comprendere questa affermazione si può fare riferimento ad un tipico incidente grave come l’incendio, seguito dallo scoppio di un deposito di combustibile fossile (es. incidente ferroviario di Viareggio del 2009). Il disastro può essere grave con morti e feriti e con danni notevoli alle cose e agli edifici adiacenti al deposito. L’estensione delle dimensioni spaziali dei danni può riguardare un’area di raggio dell’ordine di 1-2 km circa dall’epicentro. La dimensione temporale parte dal momento dello scoppio e può durare qualche giorno nella fase attiva dei danni e poi può proseguire per qualche mese, forse anche un anno, per la fase di recupero del danno alle persone ferite e all’ambiente circostante. Nella maggior parte dei casi, dopo due-tre anni dall’incidente, il sito è recuperato completamente all’uso civile.

La differenza con il caso nucleare balza immediatamente all’evidenza. La dimensione spaziale del danno da radiazioni, a Fukushima, ha raggiunto nella prima fase i 30 km di raggio ed essa ha continuato ad espandersi fino ai 500 km attualmente registrati. La dimensione temporale, poi, si estende asintoticamente secondo la curva di attenuazione esponenziale dell’attività dei radionuclidi emessi. Rigorosamente parlando, tale fase si potrà considerare terminata quando il livello delle radiazioni si sarà diluito in concentrazione e abbassato dagli alti valori attuali fino al fondo cosmico naturale, cioè in qualche centinaio d’anni. In modo più ottimistico, si può assumere come termine un tempo pari ad almeno due periodi di dimezzamento della radioattività, che nel caso del cesio-137 corrisponde a circa 60 anni. Detto in altri termini, il recupero delle condizioni normali d’uso della zona riguarderanno le future generazioni.

Passando poi ad un argomento più generale e quantitativo, si può citare il fatto che allo stato attuale delle norme per la sicurezza degli impianti nucleari, vigenti in Europa e negli USA, i costi e i tempi di costruzione delle centrali hanno raggiunto valori tali che la produzione elettronucleare non è competitiva con quella termoelettrica convenzionale, specialmente con quella dei recenti impianti a ciclo combinato. Una valutazione accurata del costo del kWh nucleare, condotta recentemente sulla base delle spese sostenute per alcune centrali oggi in costruzione in Europa (Olkiluoto e Flamanville), ha portato ad un costo compreso tra 8 e 10 centesimi di euro/kWh, avendo anche considerato il bonus per la CO2 evitata, contro i 4 – 6 centesimi degli impianti termoelettrici a carbone e a gas (leggi qui).

Tutto ciò considerato, sorgono spontanee alcune domande: “Perché ci vogliamo intestardire ostinatamente sul nucleare?” “Siamo forse ridotti alla canna del gas per l’energia, senza alcuna opzione alternativa?” “Oppure, per dirla con Nanni Moretti davanti alla sachertorte, ci piace masochisticamente farci del male?”

Nucleare, Cambiamento Climatico e Occupazione

Nei mesi scorsi abbiamo cercato di affrontare separatamente tutte le complesse tematiche connesse alla produzione di energia nucleare, mettendone in evidenza i limiti industriali e i rischi sanitari. Chi volesse utilizzare la messe di dati e informazioni che abbiamo reso disponibile, per farsi un'idea ragionata in occasione del prossimo referendum, non deve far altro che srotolare all'indietro questo blog o cercare alle voci energia nucleare, nucleare, uranio ecc.

Concludiamo (per ora) la rassegna critica sul nucleare con questo interessante articolo di Dario Faccini, che affronta due questioni controverse, il presunto contributo del nucleare all'abbattimento dei gas serra e alla crescita occupazionale.

Scritto da Dario Faccini

IL NUCLEARE EMETTE GAS SERRA?

Qualche settimana fa mi è capitato di discutere con un collega a proposito del nucleare. La sua posizione è alquanto semplice: l’energia nucleare non gli piace ma si sente in dovere di riconoscere che non emette gas climalteranti, ragion per cui non si può escluderla dal mix energetico.
E’ una posizione simile a quella di James Lovelock, padre della teoria di Gaia e testimonial dell’associazione Ambientalisti per l’Energia Nucleare, disponibile qui.

E’ un ragionamento semplice e accattivante. Purtroppo la situazione reale è un po’ più complessa.
E’ vero che, durante l’operatività di una centrale nucleare, non vi è emissione diretta in quanto è assente il processo di combustione che caratterizza invece la generazione termoelettrica tradizionale. Al pari però di ogni altra attività umana, per costruire, rifornire di uranio arricchito ed infine smantellare una centrale nucleare servono energia e materiali, per produrre i quali vengono emessi inevitabilmente gas serra.
Come per ogni tecnologia, il bilancio tra i benefici ottenuti (energia elettrica) e i costi (risorse impiegate e inquinamento prodotto) va svolto dall’inizio alla fine della filiera, dalla “culla” alla “tomba”, in quella che prende il nome di analisi del ciclo di vita. Per le tecnologie di generazione elettrica, in relazione ai gas serra, questo bilancio viene espresso in grammi di anidride carbonica equivalente emessi per ogni chilowattora di energia prodotta.

Nella tabella a lato, le emissioni riportate per il nucleare sono il risultato della revisione critica di ben 103 studi sull’analisi del suo ciclo di vita [1]: si osserva così che l’energia atomica contribuisce al Cambiamento Climatico in misura minore dei combustibili fossili, ma ben maggiore di tutte le fonti di energia rinnovabile.
C’è inoltre da considerare che il valore riportato è destinato a crescere in conseguenza del principio dei ritorni decrescenti. Infatti, la tendenza naturale ad estrarre l’uranio da giacimenti di concentrazione via via più povera comporta un aumento dello sforzo (energia, materiali, ecc.) investito nella fase estrattiva al fine di garantire una produzione costante. Ciò conduce automaticamente ad un’emissione crescente di gas serra. E’ stato calcolato che se la frazione di energia nucleare globale rimanesse costante sino al 2050, a tale data le emissioni imputabili ad una centrale nucleare sarebbero uguali a quelle di una a gas naturale di pari taglia [2].
In conclusione: il nucleare emette gas serra ed in prospettiva ne emetterà sempre di più.

IL NUCLEARE PORTEREBBE MOLTA OCCUPAZIONE IN ITALIA?

Vivendo un periodo di crisi, la discussione sul nucleare si è intrecciata con il tema della ripresa occupazionale. Sono stati illustrati da più parti (ad esempio qui)i numeri relativi alle imprese e agli addetti che il comparto nucleare potrebbe interessare in Italia.

Va però osservato che se l’obiettivo è massimizzare l’occupazione, occorre valutare quale fra tutte le tecnologie a disposizione può creare il maggior numero di posti di lavoro a parità di risultato, in questo caso l’energia prodotta. Grazie ad un recente lavoro scientifico [3], che valuta criticamente per gli Stati Uniti 15 studi pubblicati tra il 2001 e il 2009, è possibile confrontare il profilo occupazionale delle principali tecnologie di generazione elettrica, ivi compresa l’efficienza energetica (tabella a lato). Il risultato è abbastanza netto: con l’eccezione delle centrali a carbone e a gas, l’opzione nucleare è la peggior scelta sotto il profilo occupazionale. Al contrario, solare fotovoltaico ed efficienza energetica si candidano ad essere le soluzioni a maggiore “intensità occupazionale”, da 3 a 6 volte superiori al nucleare.
Quindi il nucleare porterebbe sicuramente occupazione, ma meno di quanta ne porterebbero, a parità di energia prodotta, le rinnovabili o l’efficienza energetica.

[1] Benjamoin K. Sovacool, Valuing the greenhouse gas emissions from nuclear power: A
critical survey, Energy Policy, Vol. 36, 2008, p. 2950
http://www.nirs.org/climate/background/sovacool_nuclear_ghg.pdf
[2] Barnaby F., Kemp J., Secure energy? Civil Nuclear Power, Security and Global Warming, Oxford Research Group, Marzo 2007, http://oxfordresearchgroup.org.uk/sites/default/files/secureenergy.pdf
[3] Wei M., Patadia S., Kammen D.M., Putting renewables and energy efficiency to work: How many jobs can the clean energy industry generate in the US?, Energy Policy, Vol. 38, 2010, p. 919
http://rael.berkeley.edu/sites/default/files/WeiPatadiaKammen_CleanEnergyJobs_EPolicy2010.pdf

Il picco dell'Uranio francese

La storia dell'estrazione dell'Uranio francese è di considerevole interesse per tutti i "picchisti". Il grafico qui sopra mostra la produzione annua nazionale dal 1956 al 2006 (dati ONU dal 1990 al 2006, The Oil Drum per il periodo precedente). Dopo un primo picco negli anni '60 la produzione ha avuto il suo picco principale nel 1988, con una produzione annua di 3300 t. Oggi, dopo aver estratto oltre 75000 t, la produzione è inferiore alle 10 tonnellate annue. Il fit logistico con due curve descrive abbastanza bene l'andamento della produzione, cosa degna di nota se si tiene conto che si tratta di un mercato piccolo (la produzione cumulativa francese rappresenta circa il 4% di quella mondiale) e sostanzialmente monopolistico.

In questo secondo grafico è invece rappresentata l'estrazione complessiva di Uranio; i punti blu rappresentano la stima di URR (Ultimately Recoverable Resource) determinata in base i valori delle riserve pubblicate dalle autorità francesi nel corso degli anni (per i dati ho fatto riferimento a quelli indicati da Hydraulics nel suo commento a questo post di Ecoalfabeta; i valori del 1985 e 2002 sono di questa fonte, quello del 1999 di quest'altra). La stima ufficiale dell'URR è variata in modo considerevole negli anni, aumentando da 120 kt a quasi 200, per poi diminuire fino a 80, che è poco più della quantità estratta fino ad oggi. Si tratta quindi di numeri del tutto inaffidabili.
Se un picchista hubbertiano avesse invece analizzato i dati nel 1988, al momento del massimo fulgore estrattivo, avrebbe potuto prevedere il picco più o meno per quell'anno, stimando una URR di 84 kt, un valore molto, molto più realistico delle 200 kt ufficiali.
Un ringraziamento a Francesco Aliprandi per i dati sulle riserve.
Vedi anche La curiosa storia delle riserve di Uranio francese.

Nucleare: mito e realtà

Nucleare: mito e realtà

created by Eugenio Saraceno

Sempre più spesso leggiamo sui media che l'energia nucleare è il futuro e che può risolvere i problemi dovuti ai combustibili fossili: alti prezzi, inquinamento, emissioni di gas clima alteranti. Segue la consueta annotazione sull'Italia che ha rinunciato stoltamente a questa opportunità e che siamo ancora in tempo per rimediare costruendo nuovi reattori o riattando ciò che si può recuperare dei vecchi.

Al di là dei discorsi fatti nei talk show e sui giornali in cui si dichiara solennemente che nucleare significa indipendenza energetica ma ci si guarda bene dal fornire dati quantitativi affidabili, per capire meglio l’impatto dell’energia nucleare su un sistema paese sarebbe utile esaminare e mettere a confronto qualche caso concreto di sistemi energetici in paesi che utilizzano o non utilizzano il nucleare. Cosa potrebbe accadere se l’Italia tornasse indietro sulla scelta di rinunciare al nucleare, quali vantaggi si otterrebbero, a fronte di quali costi? Per dare una risposta non c'è di meglio che mettere a confronto la denuclearizzatissima Italia con la nuclearizzatissima Francia . I risultati del confronto potrebbero essere inattesi per molti: con riferimento a dati del 2005 nonostante il nucleare, in Francia si consuma più petrolio che in Italia e quasi altrettanto carbone; tuttavia si consuma molto meno gas, più o meno quello che noi italiani dobbiamo bruciare per produrre l'energia elettrica. I carburanti per autotrazione hanno dei prezzi abbastanza simili a quelli che trovate nelle stazioni di servizio italiane, anche se nei distributori posti nei centri commerciali della grande distribuzione si può risparmiare qualche centesimo al litro.

Sembra sorprendente ma nel 2005 la bolletta energetica per i francesi ammonta a 37,5 mld di euro, solo un mld in meno di quella italiana. Ma allora a cosa serve il nucleare se anche il paese più nuclearizzato del mondo rimane schiavo degli idrocarburi? Sostanzialmente a pagare di meno la corrente elettrica, cosa che può far risparmiare una o due decine di euro al mese ad una famiglia media (ad un impresa qualcosa di più) anche se poi le famiglie e le piccole imprese francesi apprezzano talmente queste bollette leggere che consumano quasi il doppio delle italiane, andando a spendere mediamente le stesse cifre.

Comunque, nel caso gli Italiani ci ripensassero e decidessero di tornare al nucleare per pagare di meno la bolletta della luce, accettando anche la possibilità di ritrovarsi un impianto atomico a qualche km da casa, si può calcolare che per raggiungere un risultato utile dovremmo installare in giro per la penisola almeno 15-16 reattori (4-5 grandi centrali) per una potenza cumulativa di almeno 20 GWe, spendendo dai 40 ai 50 mld di euro e impiegando oltre 10 anni per veder funzionare i primi impianti.Ma poi un prezzo del kWh basso come in Francia potrà remunerare completamente le aziende elettriche che produrranno l'energia atomica o dovrà intervenire lo stato con dei sussidi "nascosti", magari legati ad attività militari relative ad armamenti atomici? Per quanto tempo disporremo di uranio per far funzionare i reattori e come lo procureremo? Potrebbe il nucleare sostituire completamente petrolio e gas? Cosa succederebbe se tutti i paesi decidessero di imitare la Francia e produrre l'80% della propria elettricità dal nucleare?

A queste ed altre domande si è provato a rispondere in questo lavoro in cui troverete anche i dati comparativi tra i consumi e i prezzi energetici italiani e francesi di cui si faceva menzione sopra.

Si può estrarre uranio dall'acqua di mare?

La scarsa disponibilità di uranio minerale è uno dei problemi dell'energia nucleare. Su questo punto, vi potete riferire, per esempio a un recente studio dell'energy watch group. Da questi studi si evince che il problema del combustibile nucleare è molto serio, con l'industria estrattiva che, negli ultimi tempi, riesce a tirar fuori soltanto il 60% circa dell'uranio necessario al parco attuale di centrali nucleari. Il restante 40% arriva dallo smantellamento di vecchie testate nucleari russe, risorsa sulla quale, ovviamente, non c'è da fare molto affidamento a lungo andare. Il problema con l'uranio sembra simile a quello del petrolio. Le risorse non sono esaurite, ma estrarle costa sempre più caro, sia in termini economici che energetici. Questo porta a prevedere un declino nella produzione futura o, comunque, grandi difficoltà per espandere la presente produzione.

Di fronte a questo problema, una risposta frequente da parte dei sostenitori dell'energia nucleare è quella relativa all'estrazione di uranio dall'acqua di mare. Si fa notare che la quantità di uranio presente negli oceani è molto grande, forse 4.5 miliardi di tonnellate, che è un buon mille volte superiore alle riserve di uranio minerale note (circa 3 milioni di tonnellate secondo la USGS). E' possibile estrarre questo uranio a costi ragionevoli?

Diciamo per prima cosa che, in termini generali, ci sono enormi difficoltà per estrarre dal mare minerali presenti in quantità infinitesimali; come nel caso dell'uranio che esiste in una concentrazione di circa 3mg/m3, ovvero 3 parti per miliardo. Nella storia dell'industria mineraria, abbiamo estratto dal mare soltanto cloruro di sodio (il comune sale da cucina) che è presente in concentrazioni dell'ordine del 3% in peso ovvero circa 10 milioni di volte più concentrato dell'uranio. Anche in questo caso, tuttavia, abbiamo preferito estrarlo, quando possibile, da miniere nell'entroterra; ovvero quello che chiamiamo "salgemma".

Tuttavia, fra i vari minerali disciolti nell'acqua di mare, dopo il cloruro di sodio l'uranio è forse quello più interessante per una possibile estrazione. Questo è dovuto al fatto che ne abbiamo bisogno in quantità relativamente limitate: la produzione di uranio minerale nel 2006 è stata di circa 40.000 tonnellate. In confronto, per esempio, estraiamo circa 15 milioni di tonnellate di rame all'anno e quasi due miliardi di tonnellate di minerali di ferro.

Si parla di estrazione di minerali dal mare fin dall'800. Negli anni fra le due guerre mondiali c'è stato qualche tentativo di estrarre oro, senza successo. Negli anni 1960 si è cominciato a parlare di estrazione di uranio. La cosa è rimasta solo allo stadio di una vaga possibilità fino a che, nel 1983, due ricercatori americani, Vernon e Shah, pubblicarono un articolo (vedi bibliografia) in cui descrivevano come una resina sintetica poteva estrarre uranio dall'acqua di mare con buona selettività e efficienza. La membrana non estrae soltanto uranio, ma anche altri elementi. Tuttavia, è possibile separare l'uranio "eluendo" la membrana, ovvero bagnandola con flussi successivi di soluzioni acide e basiche. Nel loro articolo, Vernon e Shah delineavano già una possibile procedura per un processo pratico di estrazione di uranio in quantità industriali.

Nonostante l'interesse potenziale del procedimento, l'idea non ha avuto seguito in occidente. Viceversa, in Giappone si è continuato sporadicamente a lavorare sull'argomento (vedi per esempio l'articolo di Akiba 1985). Tuttavia, a una ricerca sull'estrazione di uranio dall'acqua di mare sul database "sciencedirect," uno dei più completi disponibili, non si trova quasi niente.

Verso la fine degli anni '90, la JAEA (Japan Atomic Energy Agency) ha iniziato un programma di ricerca basato sull'uso di membrane per estrarre uranio dal mare. Questo lavoro ha generato un certo numero di pubblicazioni; di queste, la più recente è quella di Seko et al del 2003. Il lavoro dei giapponesi ha suscitato un certo interesse, che però sembra essere scomparso rapidamente. Per esempio, nel 1999, un rapporto al presidente Clinton raccomandava di studiare l'estrazione di uranio dall'acqua marina, che sarebbe diventato conveniente quando l'uranio minerale fosse costato 120 dollari per libbra. Da allora, l'uranio è arrivato a 140 dollari alla libbra nel 2007, ma di estrazione dal mare si parla pochissimo e quel rapporto è sparito anche dai file della Casa Bianca. Da quello che si può inferire dal sito della JAEA, sembra che il programma di ricerca sia stato chiuso e che, al momento, non ci sia nessuna attività nel campo.

Già da questi dati, sembrerebbe che l'estrazione di uranio dall'acqua di mare rimanga ben lontana da ogni possibilità di pratica industriale. Tuttavia, bisogna cercare di capire meglio quali sono le difficoltà e quali le prospettive di miglioramenti nel futuro. Vediamo ora di analizzare i dati disponibili.

Il problema di estrarre uranio (o qualsiasi minerale) dall'acqua di mare è l'enorme volume d'acqua da trattare per concentrare il minerale in quantità sigificative. Una centrale nucleare da 1 GW(e) consuma circa 180 tonnellate di uranio all'anno. Per ottenere questo quantitativo, tenendo conto che l'uranio è presente in concentrazioni di circa 3 mg/m3, dobbiamo trattare circa 60 miliardi di metri cubi d'acqua. Visto in un altro modo, come fa notare Michael Dittmar, una centrale nucleare ha bisogno di circa 6 g di uranio al secondo il che corrisponde a un flusso d'acqua di 2000 metri cubi al secondo. Questa è, all'incirca, la portata del fiume Reno. Dittmar fa notare che ci vorrebbe un flusso ben maggiore considerando che il processo di separazione non potrebbe essere al 100% efficiente e conclude il suo calcolo con un augurio di "buona fortuna" a chi ci vuol provare.

Il problema che Dittmar solleva è correlato all'energia necessaria per pompare tutta quest'acqua. Pomparla attraverso una membrana porosa richiede molta energia. Per dare un idea della difficoltà della faccenda, possiamo prendere a esempio i sistemi di pompaggio nelle membrane a osmosi inversa che si usano comunemente per la dissalazione dell'acqua di mare. Secondo i dati disponibili pompare attraverso una di queste membrane richiede oltre 1 kW per un flusso di 1 m3/ora.. Questo corrisponde a 3.6 MW per un flusso di 1 m3/sec. Se vogliamo pompare 2000 m3/sec attraverso una membrana "perfetta" (0vvero che assorbe il 100% di uranio) dobbiamo utilizzare una pompa che ha una potenza di oltre 7 GW. Questo per dare combustibile a una centrale da 1 GW di potenza. Messa così, evidentemente, la cosa non ha senso.

Questo esempio serve solo per dare un idea dell'ordine di grandezza dell'energia necessaria per pompare attraverso una membrana. La membrana per l'estrazione dell'uranio dovrebbe avere dei pori più grandi di quelli della membrana per l'osmosi inversa; di conseguenza avrebbe una permeabilità maggiore e richiederebbe meno energia per il pompaggio. Mancano però dati sulla permeabilità per cui non possiamo stimare questa energia. Tuttavia, è probabile che sia troppo grande per rendere la cosa pratica; infatti in nessun lavoro recente sull'estrazione di uranio dall'acqua di mare si propone di pompare acqua attraverso la membrana.

Gli esperimenti pratici di estrazione di uranio dall'acqua marina sono stati tutti fatti immergendo le membrane nell'oceano in zone dove ci sono forti correnti; in modo da sfruttare l'energia già disponibile. I Giapponesi (Seko et al. 2003) dichiarano di essere riusciti a estrarre 1 kg di "yellow cake" in 240 giorni usando 350 kg di membrana assorbente calata nell'oceano. Lo yellow cake è principalmente formato da ossido di uranio (U3O8) e possiamo prendere come la resa annuale in peso di uranio/peso di membrana è approssimativamente 3E-3.

Allora, andiamo a fare un po' di conti. La produzione totale mondiale di uranio minerale è di circa 40000 tons/anno ma, come abbiamo detto, questo non basta per fornire combustibile sufficiente alle attuali centrali; ne servono circa 65.000 tonnellate. Se volessimo produrre questa massa dal mare ci vorrebbero intorno ai 20 milioni di tonnellate di membrana immerse per un anno.

E' una bella quantità, da sola fa più della metà del totale annuale della produzione di fibre sintetiche mondiale (30 milioni di tonnellate/anno). Se volessimo espandere la produzione di energia nucleare a rimpiazzare quella dei fossili dovremmo aumentare il numero di centrali nucleari di circa un fattore 20. Siamo a 400 milioni di tonnellate di membrana. Ora, per fare membrane di fibre sintetiche, ci vuole petrolio. Ammessa una resa di processo del 30% per fare questi 400 milioni di tonnellate di fibra ci voglion0 1200 milioni di tonnellate di petrolio, oltre 8 miliardi di barili, ovvero un terzo della produzione di petrolio mondiale annuale. Evidentemente, estrarre uranio dal mare non è esattamente il modo più ovvio di liberarsi dal petrolio. Date queste quantità, evidentemente, sarebbe impensabile usare membrane di origine biologica; altrimenti ci troveremmo di fronte agli stessi problemi di occupazione di terreno agricolo che abbiamo con in biocombustibili.

Ovviamente, se la membrana è riusabile, una volta a regime ci occorrerà una produzione annuale minore di 400 milioni di tonnellate. Quanto sono riusabili queste membrane? I dati non sono sufficienti per dirlo con sicurezza, a parte che, come è ovvio, la membrana si degrada gradualmente. L'articolo dei giapponesi (Seko 2003) dice che bisogna pescare, eluire, e ri-immergere le membrane una ventina di volte in un anno per ottenere quel famoso chilogrammo di cui parlano. Durano più di un anno queste membrane? Non è chiaro; nell'articolo non ci sono dati sulla degradazione delle membrane.

Dobbiamo anche considerare la superficie occupata dal sistema di estrazione. Se facciamo il conto secondo i dati dei giapponesi, vediamo che per estrarre 1 Kg di Uranio hanno utilizzato 3 gabbioni di membrana di 16 mq di area ciascuno. Per gestirsi un'intera centrale nucleare, 180 tonnellate di uranio all'anno, dovremmo calare in mare una "diga" sommersa di più di mezzo milione di gabbie come quella usate dai giapponesi. Una diga così potrebbe essere alta 100 metri e lunga 80 km se le gabbie fossero attaccate l'una all'altra. Ma questo non andrebbe bene; una diga compatta bloccherebbe la corrente marina e bloccherebbe il flusso dell'acqua attraverso le membrane. Dovremmo lasciare ampi spazi fra gabbia e gabbia. Quanto ampi? Non abbiamo dati al riguardo, ma occuperebbe una superficie immensa. E tutta questa superficie dovrebbe essere attraversata da una corrente marina abbastanza forte, altrimenti si perderebbe in efficienza (vedi Seko 2003).

La gestione di un arnese del genere sarebbe complessa, per non dir di peggio, fra venti, tempeste, navi che passano, balene impigliate, tonni storditi, eccetera. Tenete conto anche che il mare non serve solo per estrarre uranio, e che bisognerebbe lasciare un po' di posto per altre cose, tipo la pesca e gli ecosistemi. Insomma, scalare il processo a fornire combustibile per una singola centrale è già un incubo. Figuriamoci per centinaia, o anche migliaia, di centrali.

Infine, per una valutazione completa dovremmo prendere in esame il "ciclo di vita" (LCA) di tutto il complesso processo di estrazione dell'uranio dall'acqua di mare. Il calcolo dovrebbe includere l'energia necessaria per sintetizzare le membrane, per sintetizzare le grandi quantità di acidi necessari per l'eluizione dell'uranio, i costi energetici di trasporto e per la costruzione degli impianti, l'energia necessaria per smaltire sia questi acidi sia le membrane degradate che, molto probabilmente, saranno ancora contaminate da uranio e altri metalli pesanti. Dovrebbe anche comparare questo ammontare di energia con altri usi della stessa quantità di energia, cosa che potrebbe indicare che ci sono modi migliori per utilizzarla. Su queste cose, però, la letteratura non riporta dati, per cui non siamo in grado di fare una valutazione che ci possa dare un'idea anche vaga se siamo di fronte a un ritorno energetico apprezzabile. Gli unici dati che abbiamo sono calcoli di costi, che sono molto inaffidabili e che finiscono poi col dipendere dalle fluttuazioni del mercato e, soprattutto, dai costi del petrolio.

Questa discussione non vuol dimostrare che è impossibile estrarre uranio dall'acqua di mare in quantità tali da fornire quantità di energia significative. Nemmeno voglio dire che bisogna buttar via l'idea e non pensarci nemmeno. Anzi, io credo che l'idea di estrarre minerali dal mare sia da tenere in considerazione e che il lavoro dei Giapponesi è un risultato estemamente innovativo sul quale bisogna continuare a lavorare e che si può certamente migliorare. Soprattutto se riuscissimo a sviluppare delle tecnologie nucleari molto più efficienti delle attuali, allora basterebbe meno uranio e le cose sarebbero più facili. Ma, in quel caso, probabilmente le risorse minerarie sarebbero sufficienti per un pezzo e non ci sarebbe bisogno di andare a estrarre uranio dal mare.

Però, quello che bisogna dire è che stiamo parlando è di un processo di cui si sa poco e che è pieno di incognite e di difficoltà. Nessuno può dire se si potrà mai riuscire a fare dell'estrazione dell'uranio dal mare un processo pratico. E' possibile che ci si riesca, ma si può anche sostenere che la faccenda è talmente complessa e difficile che non ci riusciremo mai. Come si sa, il cimitero delle tecnologie è pieno di lapidi con sopra scritto "il prototipo funzionava".

Se mai ci si riuscisse, non sarà in breve tempo: ci vorranno ancora anni per sviluppare gli elementi di base della tecnologia e ancora anni per industrializzarla e poi ancora per far crescere il processo industriale. Facciamo un po' di conti anche su questo: al momento di massimo sviluppo della produzione di uranio, negli anni 1950, sotto la spinta della corsa agli armamenti nucleari, la produzione cresceva di circa il 20% all'anno, ritmo che non è mai stato raggiunto di nuovo in seguito. Considerate anche che la produzione di energia eolica cresce a oltre il 30% all'anno da un quarto di secolo e che, ciononostante, ancora oggi l'eolico produce soltanto circa lo 0.5% dell'energia primaria mondiale e che, per questa ragione, viene ancora considerato un giocattolo. Da questi dati vi potete fare un'idea di quanti decenni ci potrebbero volere per far crescere la produzione di uranio dal mare a livelli tali da avere un impatto significativo sulla produzione di energia

In questo senso, è un segno di grande faciloneria ignorare il problema della scarsità di scorte minerali di uranio sulla base del discorso che "tanto lo possiamo estrarre dal mare".


Bibliografia

The extraction of uranium from seawaterby poly(amidoxime)/poly(hydroxamic acid) resins and fibre

F. Vernon and T. Shah

Reactive Polymers, Ion Exchangers, Sorbents

Volume 1, Issue 4, October 1983, Pages 301-308

Extraction of uranium by a supported liquid membrane containing mobile carrier
Talanta, Volume 32, Issue 8, Part 2, August 1985, Pages 824-826
Kenichi Akiba and Hiroyuki Hashimoto

Aquaculture of Uranium in Seawater by a Fabric-Adsorbent Submerged System
Nuclear Energy
Volume 144 · Number 2 · November 2003 · Pages 274-278
Noriaki Seko, Akio Katakai, Shin Hasegawa, Masao Tamada, Noboru Kasai, Hayato Takeda, Takanobu Sugo, Kyoichi Saito


Ringrazio Pietro Cambi, Gianni Comoretto, Massimo de Carlo, Claudio della Volpe, Marco Pagani, e Antonio Zecca per i loro commenti e suggerimenti su questo testo.

I veri costi del nucleare

Il documento Aspoitalia sul futuro dell’energia nucleare affronta in maniera critica un aspetto spesso trascurato dai fautori del ritorno a questa forma di energia anche in Italia, quello della disponibilità della materia prima, l’uranio. Questo fattore limitante è il vero ostacolo insormontabile alla ripresa della tecnologia nucleare. Però, non bisogna trascurare un’altra tematica, quella dei costi, che viene brandita spesso dai filonucleari per affermare una presunta convenienza degli investimenti.

Illuminante a proposito è l'articolo di Domenico Coiante pubblicato sul sito di Aspoitalia “Il costo dell’energia nucleare, ovvero come si fa diventare ultraeconomico il costo del kWh”, che smaschera l’ottimismo dei conti di alcuni sostenitori del nucleare. L’analisi di Coiante, in linea con il metodo di calcolo standardizzato codificato dall’IEA, porta a determinare un costo di produzione dell’energia nucleare, escluso i costi dismaltimento delle scorie, in linea con quello dell’energia termoelettrica, circa 10 cent. di euro/kWh contro circa 11 cent. di euro/kWh.

Quali sono i trucchetti contabili dei filonucleari per ridurre di più di un terzo questo valore? Si aumentano la produttività in ore equivalenti e la durata della vita operativa delle nuove centrali nucleari, si diminuisce il prezzo di vendita e il costo del denaro e il giochetto è fatto. Naturalmente, se i costi di produzione fossero così bassi, il nucleare sarebbe talmente competitivo da stimolare gli investimenti privati, che invece continuano a mantenersi asfittici. Rimane da chiedersi come mai, se il nucleare è tanto conveniente economicamente, nel dibattito che comincia a svilupparsi in Italia, i fautori del ritorno al nucleare auspichino nemmeno tanto velatamente l’intervento finanziario dello Stato a sostegno di nuovi progetti.

Dietrologia nucleare anni '80

Riceviamo questo articolo da un autore che ci chiede di rimanere anonimo. Normalmente preferiamo non pubblicare testi anonimi, ma in questo caso ci sembra interessante far conoscere questo pezzo che ci riporta alla cronaca dell'epoca delle lotte antinucleari degli anni '80. Di questo periodo non rimane quasi niente su internet, ma forse sarebbe il caso di ripensarci sopra, come fa qui l'autore; che si dichiara tuttora antinuclearista ma che nel frattempo ha avuto dei seri ripensamenti sulle ragioni vere di certe posizioni (Ugo Bardi)

Mi viene qualche dubbio, soprattutto in questi giorni, a ridosso del ventennale anniversario dalla vittoria dei no al referendum sul nucleare, ripensando a quel dicembre del 1986, un dicembre freddissimo, che seguiva il disastro nucleare di Chernobyl, mentre si correva nei campi gelati di Montalto di Castro, dove il governo italiano d'allora, aveva deciso di installare una centrale nucleare per la produzione di energia elettrica. In quei giorni del dicembre 1986, a Montalto di Castro, si diedero appuntamento molte realta' del movimento antinuclearista, di vari orientamenti politici, religiosi, ambientalisti, partitici, etc., a dimostrazione che il problema era davvero sentito dalla gente comune.

Non e' vero che in quel movimento si annidavano "terroristi rossi", come ebbe a dire un politico di quei tempi, col "vento in poppa". La repressione delle forze dell'ordine fu violenta. ci furono pestaggi, cariche alla stazione e nei prati limitrofi alla centrale, arresti e tutto cio' che uno stato conosce e detiene per stroncare una forte opposizione contro una mostruosita' come e' quella dell'atomo. Ma, a distanza di vent'anni, quella vittoria al referendum di un anno dopo, fu "farina del nostro sacco" unicamente? O intervennero forze talmente potenti, da pilotare le giuste lotte antinucleariste di migliaia di individui (italiani ed europei, fattore che non va dimenticato, ne' sottovalutato), per spostare la produzione di energia elettrica, in modo "definitivo", sul petrolio? E' assiomatico che l'Italia abbandono' il settore nucleare, senza aprire una seria discussione sulla produzione di energia elettrica da altre fonti non fossili (per l'appunto, le energie rinnovabili) e si concentro' tutta la produzione di energia dal petrolio, dal gas metano e anche dal carbone.

Il "definitivamente", come si potra' immaginare, e' termine del tutto relativo, soprattutto col prezzo del barile a quasi 100 dollari... I pestaggi, i fermi in caserma e gli arresti, le manganellate delle forze dell'ordine, avrebbero dovuto spingere parte del movimento antinuclearista a riflettere sulla genuinita' di quelle lotte. Che uno stato, attaccato e messo in seria difficolta', reagisca in quel modo, puo' risultare "normal". Cio' che non rientra nella norma era la presenza di centrali nucleari francesi a ridosso del confine italiano. I pestaggi potevano essere dei tristi rituali, ben orchestrati dai Poteri Alti, per indurre il movimento alla reazione, che in parte ci fu, e convincere lopinione pubblica che quei giovani o attempati sessantottini, avevano ragione da vendere.

Una trama di un film ben preparato, fin nei minimi dettagli, da un meticoloso regista? C'e' anche un altro dato molto importante da ricordare, che veniva ripetuto anche tra noi antinuclearisti. Per questo dico che si sarebbe dovuto riflettere su una eventuale strumentalizzazione di poteri "alti" al di la' delle Alpi, la Francia aveva costruito numerose centrali nucleari, tutte molto potenti e potenzialmente, distruttive come quella di Chernobyl. Perche' quelle centrali stavano la', proprio in quel punto strategico, a ridosso del confine italico? Tutti ci chiedevamo se la Francia, di li' a poco, sarebbe divenuta esportatrice di energia elettrica prodotta dalla scissione dell'atomo! Avvenne proprio questa previsione semplice semplice.

Mi domando, oggi, dopo ventuno anni da quelle lotte, se non fu pilotato il movimento antinuclearista, forte delle migliaia di persone che lo animavano, per strategie economiche e geopolitiche incalcolabili. Un altro assioma e' che l'Italia, gia' seminata di raffinerie, divenne il primo terminale del petrolio che transitava nel Mediterraneo. In un attimo, come accade spesso nella vita, si giunge ai giorni d'oggi, con i mega-progetti dei rigassificatori, con la progettazione di terminal per lo stoccaggio del gas russo, etc. niente di nuovo, insomma. Sentendo puzza di picco petrolifero, dopo aver disseminato l'Italia di raffinerie, ora i soliti noti potenti del vapore, quello che fa correre la nazione, stanno tentando il colpo grosso con i rigassificatori, con le centrali a carbone (vedere Civitavecchia).


Ma le energie rinnovabili, unica vera risorsa in mano a questa umanita', con tutti i limiti che puo' avere, dove viene posta nell'agenda di questi potenti, di ambientalisti di carriera, di politicanti vari? Il tempo puo' correre, se lo si conta. oppure puo' anche non esistere. A noi la decisione.

Tornando al referendum del novembre 1987, mi ricordo anche le battute del senatore Andreotti, mente fervida e sempre attenta e sveglia, un tipo di politico che vale la pena, a prescindere dalla propria appartenenza politica, ascoltare. Rilascio' diverse dichiarazioni, tra cui alcune che ripetevano, come una cantilena, "...la Francia ha attaccate alle nostre belle Alpi delle centrali nucleari, e noi rinunciamo al nucleare? E' una follia!", ammettendo la sua posizione favorevole all'atomo, e inviando, nel contempo, messaggi ai potentati che potrebbero aver manipolato un movimento antinuclearista molto variegato, messaggi allora incomprensibili, ma che oggi risultano molto piu' chiari.

Dispiace pensarlo, per chi come me prese parte a quei movimenti sorti negli anni Settanta, ma cio' che accadde nel 1986 e poi nel 1987 (il referendum), ha molti lati oscuri, che ho tentato di analizzare. Pensare di essere stato un burattino senza fili, nelle mani di questi signori del vapore, mi fa infuriare. Ma mi da' la possibilita' di comprendere come potersi muovere in futuro, un futuro prossimo, molto complicato e difficile, per tutti, anche per i Potenti signori del Vapore.



[I commentatori e i lettori che lo desiderano, possono elaborare dei post e inviarli a franco.galvagno.3@alice.it. Essi saranno presi in conto per un'eventuale pubblicazione con il nome dell'autore]

Special guest at Caterpillar

Ho ricevuto dal lettore Patrick (che ringrazio) la registrazione, tra l'altro di ottima qualità, del recente intervento di Ugo Bardi alla trasmissione radiofonica Caterpillar sul tema dell'Energia nucleare. Lascio semplicemente l'mp3 che mi è stato inviato, in modo che sia accessibile ai visitatori.

http://www.box.net/shared/7ssjkju32u

Solo ieri, sul lavoro, sentivo discussioni tanto animate quanto inconcludenti di persone "contro" e altre "favorevoli" al Nucleare. Nel vociare continuo di tutti i giorni, avere accesso a informazioni "sostanziali" e non ideologiche è un vero e proprio privilegio; probabilmente, è proprio questo aspetto che motiva me ed altri a diffonderle!

Uranio per 10.000 anni?

Nell'opinione dei fautori dell'energia nucleare, è un fatto assodato che le risorse di uranio sono abbondanti. Si fa notare come, se è vero che le "riserve provate" sono molto limitate, la quantità di uranio contenuta nella crosta terrestre è immensa e potrebbe bastare per molti millenni. Certo, costerà di più estrarre uranio da minerali a bassa concentrazione, ma che importa? Tanto il costo dell'uranio è soltanto una piccola frazione del costo dell'energia elettrica prodotta dalle centrali nucleari.

Qualche anno fa, quando l'uranio costava 7 dollari la libbra, una frase che si sentiva dire comunemente a questo proposito era "anche se il costo dell'uranio raddoppiasse...." per indicare una cosa vista come quasi assurda ma, che se veramente si fosse verificata, non avrebbe avuto nessun effetto sul costo del kWh nucleare e, anzi, avrebbe aperto alla sfruttabilità nuove e vaste riserve. Certo, ora che il costo dell'uranio è aumentato di oltre un fattore 10 - siamo a circa 100 dollari la libbra - quella vecchia frase suona quantomeno un po' strana. Ma a che punto veramente il costo dell'uranio comincerà a incidere pesantemente sul costo del kWh nucleare?

Su questo punto, c'è un commento interessante di Miguel Torres su "The Oil Drum". Torres si basa sui dati IEA per calcolare l'incidenza del costo dell'uranio sul kWh prodotto dalle centrali nucleari e trova che è - oggi - intorno al 3%. Da questo deduce correttamente che le riserve attuali, calcolate in ragione di prezzi intorno ai 100 dollari/libbra, sono sufficienti per mantenere in operazione l'attuale parco di centrali per tutto il presente secolo.

Le cose cambiano radicalmente se volessimo sostituire una frazione importante dell'attuale produzione di energia primaria dai fossili al nucleare. Questo implicherebbe un aumento (come minimo) di almeno un fattore 10 del numero di centrali attuali. Non sappiamo esattamente quale andamento dei prezzi possiamo aspettarci se dovessimo andare a espandere la produzione ai livelli necessari sfruttando riserve uranifere molto diluite. Comunque, secondo Torres, se i prezzi dell'uranio dovessero salire di un altro fattore 10, ovvero andare intorno ai 1000 dollari per libbra, questo renderebbe l'energia nucleare nettamente più costosa dell'eolico e dell'ordine del costo del fotovoltaico attuale (e - sicuramente - il fotovoltaico del futuro sarà molto meno costoso di quello attuale)

Ci sono delle grandi incertezze in questo tipo di considerazioni, incluso quelle relative alle nuove tecnologie nucleari. Pertanto, la nota di Torres non può certamente essere considerata come niente di definitivo. Tuttavia possiamo dire con sicurezza che la comune credenza che il prezzo dell'uranio è ininfluente sul prezzo dell'energia nucleare è sbagliata. Se veramente si decidesse nel futuro di puntare a un'espansione della produzione di energia nucleare, l'aumento dei prezzi dell'uranio potrebbe mandare rapidamente l'energia nucleare fuori mercato.

Rinnovabili contro nucleare, chi vince?

C'è voluto un po' di tempo prima di capire la centralità della questione energia, ma alla fine sembra che ci stiamo arrivando. Il dibattito non solo è in corso, ma sta diventando sempre più urlato. Cosa dobbiamo fare? Sembra ormai assodato che dobbiamo abbandonare i vecchi combustibili fossili; ma è meglio passare al nucleare? Oppure investire sulle rinnovabili?

Ognuno dice la sua e molto del dibattito consiste nel denigrare le soluzioni presentate dagli altri. Per molti ambientalisti, il nucleare è il demonio incarnato, mentre per i nuclearisti le rinnovabili sono al massimo dei giocattolini divertenti, ma non seri. Per entrambi, la soluzione è ovvia se solo gli oppositori ragionassero, invece di basarsi sulle ideologie.

Possiamo cercare di valutare la cosa oggettivamente, al di là dell'urlio quotidiano sulla stampa? Si, ci sono dei criteri scientifici che permettono di valutare le tecnologie energetiche per le loro reali prestazioni. Questi criteri non possono basarsi solo sul prezzo dell'energia prodotta; il prezzo è una variabile che dipende da troppe cose: sovvenzioni, investimenti pregressi, percezione del mercato, oscillazioni, conversioni monetarie, eccetera. Quello che oggi costa poco, potrebbe costare tantissimo domani.

Invece, se lo scopo di una tecnologia è di produrre energia, possiamo valutarla da quanta energia consuma per unità di energia prodotta. Ovvero quanta energia utile può produrre l'impianto comparato a quanta ce ne vuole per costruirlo, manutenzionarlo e poi smantellarlo. Questo concetto viene detto "energia netta" o "ritorno energetico" (EROEI) e non è influenzato dalle follie dei mercati o dalle sovvenzioni statali. La tecnologia migliore è quella che produce la maggiore "energia netta" o EROEI.

Ciò detto, si tratta di andare ad analizzare le varie tecnologie, nucleare, rinnovabili, eccetera, secondo questo criterio. La cosa è piuttosto complessa, ma si può fare. Fra i vari studi recenti, l'università di Sidney ha pubblicato nel novembre 2006 uno studio molto accurato (vedi nota) dedicato più che altro a un esame delle prospettive dell'energia nucleare in Australia ma dove si comparano anche le altre prospettive, ovvero le rinnovabili e i combustibili fossili.

E' un lavoro molto impegnativo di 181 pagine; detto in altri termini, un bel mattone. Vale la pena, però di darci un occhiata, anche se è dura sorbirselo tutto. Cosa è meglio? Il vecchi fossili, il nucleare o le rinnovabili? I risultati sono molto interessanti; soprattutto perché basati su dati aggiornati e ben documentati.

I ricercatori dell'università di Sidney non calcolano direttamente l'EROEI ma piuttosto un parametro che chiamano "intensità energetica" che è il rapporto fra l'energia termica necessaria e l'energia elettrica generata. Così come è definito, il parametro penalizza le energie fossili, ma è equivalente all'inverso dell'EROEI sia per il nucleare come per le rinnovabili. Così, possiamo prendere i dati della tabella che troviamo a pagina 158 del rapporto e riportarli translati in EROEI.

Tenete presente che più alto è il valore dell' EROEI migliore è la tecnologia. Ecco qua i dati:

tecnologia ......................................EROEI

Nucleare, acqua leggera ..............5.5 (2.5 - 6.2)
Nucleare, acqua pesante .............5.0 (2,8 - 5.5)
Turbine eoliche..........................15.1 (8.3 - 24)
Fotovoltaico .............................3.0 ( 1.5 - 6.2)
Mini-idro ..................................21.7 (7.3 - 50)

Questi risultati non vanno presi come vangelo, altri studi nella letteratura danno risultati leggermente diversi (per esempio, molti studi danno un EROEI migliore per il fotovoltaico). Tuttavia , questa tabella ha un notevole valore in quanto tutti i dati sono stati ottenuti con lo stesso metodo. In questo differisce dalle molte compilazioni di dati tratti da lavori di autori diversi; pertanto possiamo utilizzarla per fare un confronto significativo.

Allora, fra nucleare e rinnovabili, chi vince? Il risultato è forse inaspettato se ci si rifà al dibattito (chiamiamolo così) che si può leggere sui giornali, ma in realtà conferma altri dati che si trovano nella letteratura seria. Fra nucleare e rinnovabili, le rinnovabili in forma di vento e idroelettrico vincono nettamente. Il fotovoltaico rimane un pò indietro ma non di molto.

Questi dati vanno anche visti in termini dinamici, ovvero come varieranno nel tempo. Qui, ci possiamo aspettare sostanziali progressi tecnologici sia nel campo dell'eolico (per esempio con lo sviluppo del kitegen) del fotovoltaico (nuove generazioni di celle) e anche del nucleare (con la "terza generazione"). Tuttavia, le rinnovabili hanno il vantaggio di fondo sul nucleare che non hanno bisogno di combustibili. Il progressivo esaurimento dei minerali estraibili di uranio è destinato a ridurre l'EROEI della tecnologia della fissione fino a renderla del tutto non competitiva in confronto alle rinnovabili. Certo, forse un giorno saranno disponibili nuove e più efficienti forme di energia nucleare, ma per il momento le energie rinnovabili sembrano la scommessa migliore per affrontare il futuro.

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Nota del 9 dicembre 2007. Lo studio dell'università di Sidney citato in questo post si trovava inizialmente a questo link:

Life-Cycle Energy Balance and Greenhouse Gas Emissions of Nuclear Energy in Australia,

A study undertaken for the Department of Prime Minister and Cabinet of the Australian Government,

ISA, The University of Sydney, 3 November 2006,

http://www.dpmc.gov.au/publications/umpner/docs/commissioned/ISA_report.pdf

Questo link non funzionava a Novembre; quando una ricerca su internet ha ritrovato lo stesso documento a

http://www.dpmc.gov.au/umpner/docs/nuclear_report.pdf

che pero' a una ricerca fatta il 9 Dicembre 2007 è stato trovato non esistere più nemmeno quello. Emilio Martines mi segnala che il documento si trova adesso a:

http://www.isa.org.usyd.edu.au/publications/documents/ISA_Nuclear_Report.pdf

Ho qualche sospetto (scusate il complottismo) che questi rimbalzi siano dovuti al fatto che i risultati dello studio non sono troppo lusinghieri per l'industria nucleare. Se sparisce di nuovo, fatemelo sapere, ne ho una copia sul mio hard disk (U.B.)

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