I cinque Big dell'energia atomica globale sono nell'ordine Stati Uniti, Cina, Francia, Russia e Corea del Sud e sono i maggiori produttori di energia dalla fissione nucleare e hanno generato nel 2021 il 71% di tutta l’elettricità prodotta nel mondo.
Negli anni ’70 entrò in vigore un trattato per gestire i programmi nucleari rivolto a quei Paesi a cui era garantito l’accesso alla tecnologia nucleare. Era il "Trattato di non proliferazione delle armi nucleari, NPT" e i Paesi interessati erano Cina, Francia, Russia (URSS) Regno Unito e Stati Uniti. Nel Trattato si stabilisce tra l’altro che: “Nessuna disposizione del presente trattato deve essere interpretata in modo da pregiudicare il diritto inalienabile di tutte le parti del trattato di sviluppare la ricerca, la produzione e l'uso dell'energia nucleare per scopi pacifici senza discriminazioni”.
Nell'infografica la panoramica dei Paesi che oggi utilizzano la fissione dell'atomo per produrre elettricità
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| I cinque Big dell'energia atomica. Tutte le centrali nucleari operative. Infograficapisano©RIPRODUZIONE RISERVATA |
OGGI NEL MONDO. Cinquant’anni dopo quel Trattato nel mondo sono diventati 33 i Paesi che gestiscono la fissione nucleare di cui 17 con programmi di costruzione di nuovi reattori attivi. In totale i reattori esistenti ad oggi sono 798 di cui 409 operativi per la produzione di elettricità globale, 58 in costruzione, 92 abbandonati, 28 inattivi da lungo termine e 212 chiusi. La quota del 2021 dell'energia nucleare nella produzione globale di elettricità commerciale lorda è al 9,8%, il valore più basso degli ultimi 40 anni. L’età media dei reattori mondiali oggi è di 31,2 anni.
NELL'UNIONE EUROPEA. I reattori esistenti nella UE sono 204 di cui 100 operativi, 2 in costruzione, 25 abbandonati e 77 chiusi. La quota di energia prodotta di elettricità è di 25,3% e il consumo di energia nucleare primaria rispetto al 2020 è aumentato del 6,7%, principalmente a causa dell'aumento della produzione in Belgio e Francia. I reattori più vecchi sono in Europa con una media di 37 anni di età, il più vecchio in Olanda con 49,7 anni. La Francia con 69% è il Paese che dipende maggiormente al mondo dalla fissione nucleare per la produzione interna, segue la Slovacchia con 52,3% e il Belgio con 50,8%. Tre Paesi dell’Unione Europea Italia, Lituania e Germania hanno abbandonato negli anni i programmi nucleari.
LA CRESCITA DELLE RINNOVABILI. Nella Ue dal 2012 al 2021 mentre la produzione elettrica in TWh (miliardi di Kilovattora) fornita dal fossile e dal nucleare è in flessione dovuta anche alle sanzioni alla Russia, in crescita sono le rinnovabili con l’idroelettrico da 332 a 348 TWh, il vento da 187 a 387, le altre rinnovabili non idroelettriche da 139 a 174 e infine il solare da 70 a 159 TWh.
I CINQUE BIG DELL'ATOMO
1) STATI UNITI. Con 93 reattori, gli Usa gestiscono di gran lunga la più grande flotta nucleare del mondo che ha fornito nel 2021 778,2 TWh con il 19,6% dell'elettricità prodotta al Paese. Il numero di reattori è in continua diminuzione, 41 nel tempo ne sono stati chiusi definitivamente e 42 cantieri di centrali abbandonati in fase di avanzamento, l'ultimo nel 2017 in South Carolina, il Summer-2 e -3. Ad oggi solo un'unità è in costruzione nello Stato della Georgia il Vogtle-4, iniziata dal 2013 con costi lievitati da 14 a 34 miliardi di dollari e una delle unità del progetto presumibilmente sarà operativa a fine 2023. Gli Stati Uniti con 41,9 anni hanno una delle più vecchie flotte di reattori esistenti.
2) CINA. La Cina ha 57 reattori operativi che hanno generato 383,2 TWh che costituiscono il 5% dell'elettricità prodotta nel Paese. Per ridurre il gap con gli Stati Uniti ha in costruzione altri 22 reattori che rappresentano quasi il 40% dei cantieri nucleari mondiali del 2023. La China National Nuclear Corporation (CNNC) ha annunciato l'inizio della costruzione del reattore Sanmen-4, il primo del mondo per il 2023 e la prima centrale di IV generazione con una tecnologia completamente innovativa che rende questa generazione di reattori rivoluzionari. La capacità netta combinata degli impianti operativi e di quelli in costruzione che dovrebbero entrare in funzione prima del 2026 è di 61 GW circa. La flotta nucleare che gestiscono i cinesi è di gran lunga la più giovane del mondo con una media di 9,5 anni di vecchiaia, con 41 reattori, quasi 4 su 5, collegati alla rete negli ultimi 10 anni. Dei 22 reattori in costruzione, di cui 6 iniziati nel 2021, 2 reattori sono forniti dalla russa Rosatom e la cui costruzione è iniziata dopo l'inizio della guerra contro l'Ucraina.
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| Il reattore di Hualong One in Cina |
I cinesi hanno anche l'ambizione di esportare centrali nucleari e i funzionari promuovono questo obiettivo con la previsione che incoraggerà la produzione industriale di attrezzature altamente sofisticate, ad oggi hanno esportato centrali nucleari in Pakistan e le 6 unità presenti sono di progettazione cinese. La China National Nuclear Corporation (CNNC) ha annunciato che la Cina mira a costruire 30 centrali nucleari all'estero entro il 2030. Oltre il nucleare il piano energetico cinese ha anche fissato un aumento dell’elettricità prodotta dalle rinnovabili non fossili dal 32,6% del 2021 al 39% nel 2025 che dovrebbe essere prodotte dalle installazioni di eolico e solare fotovoltaico collegate alla rete con piccole unità sotto i 300 MW che consentono di essere riavviate con breve preavviso per risolvere problemi di intermittenza.
3) FRANCIA. Ha 56 reattori operativi di età media di 37,8 anni che hanno prodotto 360,7 TWh e ha 1 solo reattore in costruzione dal 2007, il Flamanville-3 e nel tempo ne ha chiusi 14. Gli altri progetti nucleari francesi sono in Finlandia, Olkiluoto-3, connesso alla rete a marzo 2022, e nel Regno Unito, Hinkley-Point-C-1 e -2. Tutti questi progetti sono di design franco-tedesco e tutti sono in ritardo di anni e superano notevolmente le stime dei costi originali. Nel 2021, le centrali nucleari francesi hanno fornito il 69% dell'elettricità del Paese distante dalla quota nucleare del picco del 2005 del 78,3%, dando alla Francia il Paese in assoluto con più dipendenza dall'energia prodotta dalle centrali nucleari.
Dal 2020 al 2022 sono stati anni problematici per il settore nucleare francese a causa di perdite di 6 GW dovute a problemi strutturali come la scoperta di crepe nei sistemi di raffreddamento del nucleo di emergenza causando l’arresto dei 4 reattori più grandi e recenti di 1.450 MW. Nel 2022 altri reattori da 1.300 MW hanno presentato simili danni e in 12 sono stati spenti e si teme lo stesso problema su altre 32 unità da 900 MW. Sono previsti tempi lunghi di fabbricazione di pezzi di ricambio con le relative sostituzioni e l’ente EDF dovrà ispezionare tutti i 56 reattori entro il 2025. Il tutto in aggiunta a interruzioni per manutenzioni ordinarie che si sommano a riparazioni che mettono fuori uso la metà della flotta per la maggior parte dell’anno e quindi la normativa vigente prevede la chiusura di una decina di reattori fino al 2035 e la riduzione al 50% della quota nucleare nel power mix. In ritardo dal 2007 è in costruzione un reattore di 1630 MW Flamanville-3 con consegna nel 2024, altre ipotesi di reattori allo studio prevedono tempi lunghi fino al 2043.
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| La centrale di Flamanville-3 Aerial in costruzione © EDF |
4) RUSSIA. Gestisce 37 reattori e ha 5 nuove centrali in costruzione di cui 3 iniziate dal 2018 al 2021. Nel tempo i russi hanno abbandonato la costruzione di 12 centrali e ne hanno chiuse 10 definitivamente. L’energia nucleare ha contribuito per il 20% al mix energetico del Paese con una produzione record di 208,5 TWh di elettricità. Tra il 2011 e il 2020 la Russia ha connesso alla rete 10 reattori, dopo un tempo medio di oltre 18 anni dall'inizio della costruzione. Nel 2022 Rosatom ha annunciato la cerimonia di posa della chiglia della prima unità nucleare galleggiante (NFPU) di tipo artico dotata di due reattori RITM-200C. La produzione delle chiatte è stata esternalizzata a una società di costruzioni navali in Cina.
La Russia è ad oggi il più grande esportatore di energia nucleare con 35 progetti in varie fasi di avanzamento in vari Paesi tra cui: 2 reattori a Rooppur in Bangladesh, 2 reattori a Ostrovets di cui uno completato in Bielorussia, 2 reattori a Tianwan e 2 nella provincia di Liaoning in Cina, 4 reattori a El Dabaa in Egitto, 2 reattori a Paks in Ungheria, 4 reattori a Kudankulam in India e 4 reattori ad Akkuyu in Turchia, 2 reattori in Slovacchia completati da un consorzio guidato dalla Repubblica Ceca. L'elenco comprendeva anche 1 reattore nucleare da costruire in Finlandia ma il progetto è stato annullato. È inoltre il fornitore di tecnologia di 20 dei 53 reattori in costruzione dal 2022 e il successo della spinta all'esportazione della Russia in un mercato di nicchia di progetti finanziati dagli Stati non è solo e principalmente la tecnologia, ma l'accesso a finanziamenti a basso costo che accompagna gli accordi.
Le sanzioni economiche imposte alla Russia dall'Occidente hanno e continueranno ad avere un impatto sul settore nucleare. La vendita del combustibile nucleare, l'uranio, non è stata oggetto di sanzioni internazionali anche se alcuni paesi, come l'Ucraina, hanno annunciato una strategia di diversificazione per cessare totalmente l'uso del combustibile russo. Tuttavia, come nel caso dell'UE e del gas naturale, un certo numero di paesi dipende fortemente dall'uranio russo o dai suoi servizi di rifornimento. La Russia fornisce circa un terzo di tutti i servizi di conversione dell'uranio e il 40% dell'arricchimento a livello globale, inoltre, fornisce circa 1/5 dell'arricchimento ai reattori negli Stati Uniti.
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| GettyImages-Akademik Lomonosov Lev Fedoseyev |
5) COREA DEL SUD. La Repubblica di Corea, Corea del Sud, gestisce 25 reattori relativamente giovani di 22,9 anni di media, nel tempo ne ha chiusi 2, Kori-1 e Wolsong-1e, ne ha 3 in costruzione. La flotta nucleare di proprietà di Korea Hydro & Nuclear Power (KHNP), si trova concentrata nei siti di Hanbit, Hanul, Kori e Wolsong. Il numero medio di reattori per sito in Corea del Sud è il più alto al mondo e Kori con 7 reattori e 7.489 MW è la più grande centrale nucleare del mondo. L’energia nucleare che ha fornito la fissione nel 2021 è di 158 TWh fornendo il 28% dell'elettricità del paese. L’ipotesi della graduale eliminazione del nucleare entro il 2040 è sostenuta dalla maggioranza dei coreani soprattutto dopo l’incidente di Fukushima nel 2011 e il terremoto di Gyeongju nel 2016 non lontano dalle centrali nucleari che ha sollevato serie preoccupazioni per la sicurezza dei reattori nucleari coreani. La politica di eliminazione graduale del nucleare a lungo termine è stata recentemente bocciata dal governo anche se per fine servizio 10 centrali coreane sulle 25 operative sono in via di scadenza che sono Kori-2 che sarà chiuso a fine 2023, Kori-3 nel 2024, Tori-4 e Hanbit-1 nel 2025, Hanbit-2 e Wolsong -2 nel 2026, Hanul-1 e Wolsong-3 nel 2027, Hanul-2 nel 2028 e infine Wolsong-4 nel 2029 per un ammanco totale di 8.450 MW.
ALTRI PAESI CHE UTILIZZANO IL NUCLEARE
FINLANDIA. Gestisce 5 reattori di età media dei primi 4 reattori operativi di 43,3 anni. Dopo un'interruzione di 14 anni, la Finlandia è stato il primo paese dell'Unione europea a lanciare nel 2005 un nuovo progetto di costruzione nucleare Olkiluoto-3. Solo la Francia con Flamanville-3 e il Regno Unito con Hinkley-Point-C-1 e -2 da allora hanno iniziato a costruire nuove unità nell'ex UE a 28 Paesi. Tutti questi sono del design EPR franco-tedesco e sono tutti in ritardo di anni e con costi quadruplicati rispetto al costi originari.
4 reattori nucleari hanno fornito 22,9 TWh di elettricità in Finlandia e ha rappresentato il 32,8% del fabbisogno nazionale. Il quinto reattore EPR da 1,6 GW Olkiluoto-3 è stato collegato alla rete a marzo 2022, ma continua a lottare con problemi tecnici e non è ancora entrato nella normale generazione di energia. Fin dall'inizio infatti è stato afflitto da innumerevoli problemi di gestione e controllo qualità, come la difficoltà di eseguire il getto e la saldatura secondo le specifiche tecniche, ma soprattutto l'utilizzo di subappaltatori e lavoratori di oltre 50 nazionalità ha reso la comunicazione e la supervisione estremamente complesse. La Finlandia ha adottato diverse tecnologie e fornitori nucleari, perché due dei suoi reattori operativi sono costruiti da appaltatori russi e altri dal governo francese. Fortum il proprietario-gestore della centrale nucleare di Loviisa nel 2022 ha presentato al governo una domanda di rinnovo della licenza er ottenere il permesso di far funzionare le due unità fino alla fine del 2050 un prolungamento eccezionale di 70 anni di vita operativa.
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| EPR Nuclear Power Plant, la centrale di Olkiluoto in Finlandia Foto Framatone |
REGNO UNITO. Ha 9 reattori operativi e 36 unità sono state chiuse definitivamente compresi tutti i 26 reattori Magnox, 2 autofertilizzanti veloci, 1 piccola unità a Sellafield e 5 reattori a gas avanzati (AGR), e infine ha 2 reattori in costruzione dal 2019 e 2020 di cui uno a Bradwell su progetto cinese Hualong One. Le centrali nucleari nel 2021 hanno generato 42 TWh, rappresentando il 14,8% dell'elettricità del Paese ma negli ultimi decenni il mix elettrico nel Regno Unito è cambiato con un rapido aumento dell’uso di energia rinnovabile che nel 2021 arrivava al 39,6% e la contemporanea scomparsa del carbone a quota 2,1% con il declino progressivo dell’uso del nucleare dovuto anche all'età avanzata della flotta oggi di 37 anni. I britannici hanno fissato uno degli obiettivi di emissioni di gas serra più ambiziosi al mondo, impegnandosi a una riduzione del 68% entro il 2030 e si sono inoltre impegnati a un settore energetico a emissioni zero di carbonio entro il 2035.
Nonostante con la Brexit il Regno Unito abbia lasciato il mercato interno dell'energia dell'UE il commercio per elettricità continua con gli Stati membri dell'UE attraverso l'entrata in funzione di nuovi interconnettori. Nel 2021 è stato realizzato un nuovo collegamento con la Norvegia, il North Sea Link, un cavo da 1,4 GW ~720 km, che fa seguito ai nuovi interconnettori verso la Francia nel 2020 e verso il Belgio nel 2019. In totale, ora ci sono 7 cavi con una capacità totale di 7,4 GW, e mentre questi consentono il flusso di energia in entrambe le direzioni, il mercato britannico è sempre più un importatore netto: 24 TWh nel 2021, ma può variare a causa della bassa produzione o delle interruzioni per esempio della Francia.
LE ECONOMIE EMERGENTI ASIATICHE
INDIA. Ha 19 reattori operativi, con una capacità di generazione netta totale di 6,3 GW, l'energia nucleare ha contribuito per 39,8 TWh netti di elettricità nel 2021 e rappresenta il 3,2% della produzione totale di energia del Paese. Sono in costruzione altri 8 reattori, con una capacità calcolata e combinata di 6,0 GW con previsione di consegna rinviata nel 2024 e 2025 con aumenti di costi rispetto alle previsioni. Questi includono 4 reattori VVER-1000 a Kudankulam, 3 reattori ad acqua pesante pressurizzata (PHWR), di cui 1 a Kakrapar e 2 a Rajasthan e 1 prototipo di reattore autofertilizzante veloce.
3 reattori Rajasthan-1 e le 3 unità Tarapur-1 Tarapur-2, tra l'altro considerati i 2 reattori più antichi del mondo e Madras-1 rientrano nella categoria dell'abbandono a lungo termine perché non hanno generato più generato elettricità e 1 reattore risulta chiuso definitivamente. Degli 8 progetti di reattori in costruzione di cui 4 di progettazione russa, tutti sono in grave ritardo di consegna e il governo indiano ha annunciato un probabile ulteriore ritardo per la consegna dei 4 in costruzione a Kudankulam perché i componenti e le apparecchiature da importare dall'Ucraina e dalla Russia a casusa della guerra potrebbero subire ritardi a causa delle difficoltà logistiche e problemi di trasporto marittimo. Forte la spinta indiana delle energie rinnovabili, secondo l'Agenzia internazionale per le energie rinnovabili (IRENA), la capacità installata di tutte le fonti energetiche rinnovabili è arrivata a 147,1 GW nel 2021, di cui l'energia eolica e quella solare contribuiscono rispettivamente con 40 GW e 49,7 GW.
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| La centrale nucleare di Rajasthan a Kota in India |
Fonte: World Nuclear Industry Status Report | 2022. @brunapisano_visual; elaborazione infograficapisano ©RIPRODUZIONE RISERVATA