L’Italia, in linea con gli impegni europei e internazionali, si è posta l’obiettivo ambizioso di raggiungere la neutralità climatica entro il 2050. Questo traguardo richiede di:

  1. Eliminare progressivamente le emissioni di gas serra derivanti dalla produzione e dal consumo di energia, decarbonizzando completamente il sistema energetico.
  2. Aumentare l’efficienza energetica in tutti i settori (industria, trasporti, residenziale).
  3. Elettrificare i consumi in modo massiccio, sostituendo le fonti fossili con energia elettrica prodotta da fonti rinnovabili e altre fonti a basse emissioni.
  4. Sostenere la produzione di idrogeno verde e di combustibili sintetici per quei settori difficili da elettrificare, come l’industria pesante e il trasporto a lungo raggio.

Per raggiungere questi obiettivi, l’Italia dovrà triplicare la produzione di energia rinnovabile (solare, eolico, idroelettrico) e sviluppare sistemi di accumulo energetico per garantire stabilità alla rete. Tuttavia, un sistema elettrico basato all’80-90% sulle rinnovabili presenta sfide significative: la variabilità e l’intermittenza della produzione richiedono soluzioni complementari per garantire una fornitura continua e sicura di energia.

In questo contesto, il nucleare può svolgere un ruolo essenziale, offrendo energia stabile e prevedibile che bilancia la produzione intermittente delle rinnovabili e riduce la necessità di costosi sistemi di accumulo a lungo termine.

1. Le Rinnovabili: Fondamentali, ma non sufficienti da sole

Le fonti rinnovabili, come il solare e l’eolico, sono al centro della transizione energetica grazie ai loro bassi costi di generazione e all'impatto ambientale limitato. Tuttavia, queste fonti presentano alcune criticità:

  • Intermittenza: La produzione è variabile e dipendente dalle condizioni climatiche (sole e vento), con picchi e cali difficili da prevedere.
  • Accumulo energetico: Le tecnologie di accumulo, come le batterie (BESS) e i sistemi di lunga durata (LDES), sono ancora costose e insufficienti per bilanciare stagionalmente l'intermittenza delle rinnovabili.
  • Infrastrutture: Un sistema basato all'80-90% su rinnovabili richiede investimenti enormi per adeguare la rete elettrica, sviluppare sistemi di accumulo e assicurare la stabilità della rete.

Pur con i continui progressi tecnologici, un sistema 100% rinnovabile in Italia entro il 2050 rischierebbe di risultare economicamente oneroso e tecnicamente fragile.

2. Il Nucleare: Una Fonte Stabile e Decarbonizzata

Il nucleare rappresenta una fonte di energia complementare alle rinnovabili, con caratteristiche uniche che rispondono alle esigenze di stabilità e continuità del sistema elettrico:

  • Energia baseload: Il nucleare produce energia in modo continuo e prevedibile, garantendo stabilità alla rete e compensando l’intermittenza delle rinnovabili.
  • Zero emissioni di CO₂: Come le rinnovabili, il nucleare non emette gas serra durante la produzione di energia, contribuendo alla decarbonizzazione.
  • Indipendenza energetica: La diversificazione delle fonti riduce la dipendenza dalle importazioni di gas fossile, rafforzando la sicurezza energetica del Paese.

3. Small Modular Reactors (SMR): La Nuova Frontiera del Nucleare

Le critiche mosse ai reattori nucleari tradizionali riguardano i costi elevati, i tempi di costruzione lunghi e la rigidità operativa. Tuttavia, i nuovi Small Modular Reactors (SMR) offrono una risposta concreta a queste problematiche:

  • Flessibilità operativa: Gli SMR possono essere progettati per operare in modalità load-following, adattando la produzione alle variazioni della domanda e alla disponibilità delle rinnovabili.
  • Scalabilità: Essendo modulari, possono essere costruiti progressivamente, riducendo i rischi economici e finanziari rispetto ai grandi impianti tradizionali.
  • Costi in calo: Sebbene i costi attuali siano ancora elevati (oltre 10.000 $/kW), la standardizzazione e la produzione su larga scala potrebbero ridurli significativamente, come avvenuto per le tecnologie rinnovabili.
  • Sicurezza avanzata: Gli SMR integrano sistemi di sicurezza passiva, che riducono al minimo il rischio di incidenti, rispondendo alle preoccupazioni legate alla sicurezza nucleare.

4. Il Nucleare nel Contesto Italiano

In Italia, una quota 10-20% di energia nucleare entro il 2050 rappresenterebbe un complemento ideale alle rinnovabili, migliorando la stabilità del sistema elettrico e riducendo la necessità di accumuli energetici costosi e infrastrutture complesse.

Benefici per l’Italia:

  • Riduzione del curtailment delle rinnovabili, evitando lo spreco di energia prodotta.
  • Minori esigenze di accumulo di lunga durata (stagionale), attualmente ancora costoso e immaturo.
  • Stabilità e prevedibilità dei costi energetici su lungo periodo, grazie alla vita utile dei reattori (60-80 anni).
  • Produzione di idrogeno verde: L’energia nucleare può essere utilizzata per produrre idrogeno tramite elettrolisi, accelerando la transizione verso un’economia dell’idrogeno decarbonizzata.

5. I Costi del Nucleare: Un Investimento per il Futuro

Le critiche sui costi elevati del nucleare sono valide, ma devono essere valutate nel contesto di:

  • Costi di sistema delle rinnovabili: Includere i costi di accumulo, infrastrutture e stabilizzazione della rete fornisce un confronto più realistico.
  • Stabilità a lungo termine: A differenza delle rinnovabili, che richiedono il rinnovo degli impianti ogni 25-30 anni, il nucleare offre stabilità per decenni, ammortizzando i costi nel tempo.
  • Innovazione tecnologica: Come per il fotovoltaico e l’eolico, i costi del nucleare – in particolare degli SMR – diminuiranno con l’aumento della produzione industriale e della domanda.

Conclusione: Un Mix Bilanciato per il Futuro dell’Italia

Raggiungere la neutralità climatica entro il 2050 richiede un approccio pragmatico e bilanciato, che combini:

  • Fonti rinnovabili come pilastro principale della produzione elettrica.
  • Nucleare come fonte stabile e complementare, per garantire continuità, sicurezza e stabilità economica.

L’Italia non può permettersi di affrontare la transizione energetica con scelte ideologiche o visioni incomplete. Il nucleare, specialmente con gli SMR, rappresenta un'opportunità concreta per costruire un sistema elettrico decarbonizzato, sicuro e sostenibile, senza sacrificare la competitività economica del Paese.

Investire nel nucleare non significa tornare al passato, ma guardare al futuro con tecnologie innovative, affiancandolo alle rinnovabili per un’energia pulita e affidabile, in grado di accompagnare l’Italia verso gli obiettivi del 2050.

Google ha annunciato una partnership con Kairos Power per l'acquisto di energia da piccoli reattori modulari (SMR) al fine di alimentare i suoi data center. Kairos Power ha recentemente ottenuto l'autorizzazione per costruire due reattori di prova in Tennessee.

    • Hermes 1: La costruzione del reattore dimostrativo Hermes 1 è iniziata nel luglio 2024, con l'obiettivo di renderlo operativo entro il 2026. 
    • Hermes 2: Il reattore Hermes 2, una struttura di test avanzata a bassa potenza con una capacità combinata di 20 MWe, è previsto per essere operativo entro la fine del 2027. 
Reattori commerciali per Google:Sintesi:
  • 2024: Inizio costruzione di Hermes 1.
  • 2026: Operatività prevista di Hermes 1.
  • 2027: Operatività prevista di Hermes 2.
  • 2030: Primo reattore commerciale operativo per Google.
  • 2035: Completamento delle installazioni aggiuntive.

Queste tempistiche riflettono l'approccio iterativo di Kairos Power nello sviluppo e nella commercializzazione dei suoi reattori avanzati.

L'accordo tra Google e Kairos Power prevede la messa in funzione del primo reattore commerciale entro il 2030, con ulteriori installazioni fino al 2035. 

Ma l'Italia?

L'Italia sta intraprendendo iniziative per reintrodurre l'energia nucleare nel proprio mix energetico. Dopo aver abbandonato il nucleare in seguito ai referendum del 1987 e del 2011, il governo italiano ha recentemente manifestato l'intenzione di sviluppare nuove tecnologie nucleari, in particolare i reattori modulari avanzati.

    • Formazione di una nuova società: Il governo prevede di presentare entro la fine del 2024 una società statale dedicata alla produzione di reattori nucleari avanzati. Questa iniziativa mira a costruire e potenzialmente esportare tali tecnologie. 
    • Collaborazioni con partner internazionali: L'Italia sta valutando collaborazioni con gruppi energetici internazionali, come Westinghouse ed EDF, per supportare lo sviluppo di reattori nucleari avanzati nel paese. 
    • Partecipazione di aziende italiane: Aziende come Enel, Leonardo e Ansaldo Nucleare stanno esplorando la possibilità di sviluppare reattori modulari avanzati in Italia, con l'obiettivo di rilanciare il settore energetico nazionale. 

Considerazioni:

Nonostante l'entusiasmo per il ritorno al nucleare, l'Italia dovrà affrontare sfide significative, tra cui la necessità di superare le precedenti decisioni referendarie e di ottenere il consenso pubblico per la costruzione di nuove centrali nucleari. Tuttavia, l'adozione di reattori modulari avanzati potrebbe rappresentare una soluzione più accettabile, grazie alle loro dimensioni ridotte e alla maggiore sicurezza rispetto ai reattori tradizionali.

Il governo italiano intende redigere entro l'inizio del 2025 nuove normative che consentano l'uso di tecnologie nucleari avanzate, con l'obiettivo di integrare l'energia nucleare nel mix energetico nazionale entro il 2030. Questa strategia mira a ridurre le emissioni di carbonio e a garantire una maggiore sicurezza energetica. 

Reattori Modulari Avanzati (SMR, Small Modular Reactors) possono essere soluzioni efficaci sia per la desalinizzazione dell'acqua che per soddisfare il fabbisogno energetico dei datacenter. Vediamo nel dettaglio come queste tecnologie si applicano a ciascun settore:Gli SMR sono particolarmente adatti alla desalinizzazione grazie alla loro capacità di fornire energia elettrica e calore in modo continuo ed efficiente. La desalinizzazione richiede grandi quantità di energia, specialmente nei processi termici come la distillazione multistadio (MSF) o multieffetto (MED).

Produzione di calore e vapore: Gli SMR possono fornire il calore necessario per i processi di desalinizzazione termica, rendendoli più efficienti rispetto all'uso di energia elettrica da fonti tradizionali.

Energia costante: A differenza delle fonti rinnovabili intermittenti, come solare ed eolico, gli SMR offrono un approvvigionamento energetico stabile e prevedibile, ideale per impianti di desalinizzazione che operano 24/7.

Implementazione in aree remote: Gli SMR possono essere installati in regioni costiere o desertiche, dove la domanda di acqua dolce è elevata e le risorse locali di energia sono scarse.

Riduzione delle emissioni: A differenza delle centrali a combustibili fossili utilizzate in alcuni paesi per la desalinizzazione, gli SMR offrono un'alternativa a basse emissioni di carbonio

 

Costi iniziali: Gli SMR richiedono investimenti significativi per sviluppo e costruzione, anche se i costi tendono a ridursi con la standardizzazione.

Accettazione pubblica: La percezione negativa verso il nucleare potrebbe rallentare l'adozione su larga scala.

Regolamentazione: Le normative nucleari devono essere aggiornate per facilitare l'installazione degli SMR in settori non tradizionali come la desalinizzazione e i datacenter.Esempi e studi: Paesi come gli Emirati Arabi Uniti e la Corea del Sud stanno già studiando l'integrazione di reattori nucleari, inclusi SMR, per combinare desalinizzazione ed energia. Anche l'Agenzia Internazionale per l'Energia Atomica (IAEA) supporta progetti pilota in questo campo.I datacenter richiedono un approvvigionamento energetico affidabile, scalabile e sostenibile, poiché consumano enormi quantità di energia per alimentare server e sistemi di raffreddamento. Gli SMR possono rispondere a queste esigenze in diversi modi:

Alimentazione stabile: Gli SMR forniscono energia continua, eliminando i problemi di intermittenza che possono affliggere le energie rinnovabili.

Raffreddamento integrato: Il calore residuo prodotto dagli SMR può essere utilizzato nei sistemi di raffreddamento ad acqua per i datacenter, migliorandone l'efficienza complessiva.

Scalabilità: Gli SMR possono essere progettati per fornire energia su misura, da pochi megawatt a centinaia, adattandosi alle dimensioni e alla crescita dei datacenter.

Decarbonizzazione: Poiché i SMR non emettono CO₂ durante il funzionamento, possono aiutare i datacenter a raggiungere obiettivi di sostenibilità ambientale.

Sicurezza e affidabilità: Gli SMR utilizzano sistemi avanzati di sicurezza passiva, riducendo i rischi associati alle centrali nucleari tradizionali.

Esempi pratici:

Google e altre grandi aziende tecnologiche stanno esplorando collaborazioni con sviluppatori di SMR, come Kairos Power, per alimentare i loro datacenter con energia nucleare.

In Finlandia, studi hanno proposto l’uso di piccoli reattori nucleari per fornire energia sostenibile ai datacenter situati in regioni fredde, sfruttando anche il calore residuo per il teleriscaldamento.

Considerazioni

Gli SMR rappresentano una soluzione promettente per affrontare la domanda crescente di acqua dolce e energia nei settori critici come la desalinizzazione e i datacenter. Con il continuo avanzamento delle tecnologie nucleari, il loro utilizzo potrebbe diventare una realtà entro il prossimo decennio, contribuendo a una transizione energetica più sostenibile.

Gli SMR offrono un'opzione flessibile e sostenibile per entrambe le applicazioni, ma ci sono alcune sfide da considerare:

Peraltro mentre alcune "scuole di pensiero" pensano solo alle energie da fonti rinnovabili legate ad un risparmio energetico educando i consumatori a consumare meno, la tendenza è quella di un consumo in aumento (almeno del 2% a livello globale annuo), a cui i datacenter per la gestione di criptovalute, blockchian e intelligenza artificiale contribuiranno non poco.

consumienergia.png

Bisogna iniziare, ed iniziare presto per avere qualche speranza di raggiungere gli obiettivi climatici che noi stessi ci siamo dati per il 2050. Esistono certo delle perplessità sui tempi e i costi  e si cita continuamente l'abbandono di Nuscale, ma attualmente la fusione nucleare non esiste e le rinnovabili non sono in grado attualmente di garantire le esigenze di energia del nostro paese, mentre la Cina e l'America operano in questa direzione. Siamo destinati a diventare solo consumatori?

 

Mercoledì la presidente del Consiglio italiana Giorgia Meloni è intervenuta alla conferenza sul clima delle Nazioni Unite in corso a Baku, in Azerbaijan, e nel suo discorso ha parlato di fusione nucleare. Secondo Meloni l’Italia «è all’avanguardia» in questo ambito, e ha menzionato la fusione tra le forme di produzione di energia da utilizzare nel processo di transizione energetico necessario alla riduzione delle emissioni di gas serra.

La fusione nucleare tuttavia non è una tecnologia attualmente utilizzata commercialmente, ma solo studiata in ambito sperimentale. Secondo la maggior parte degli esperti internazionali di energia nucleare, nessun paese sarà in grado di produrre energia da fusione nucleare su larga scala prima del 2050 circa. I più cauti parlano di 2060. Ma l’aumento delle temperature globali dipende in gran parte da quanto si riusciranno a diminuire le emissioni di gas serra già nel prossimo decennio. Per questo la fusione non può essere considerata tra le tecnologie che permetteranno ai paesi del mondo di rispettare i termini dell’accordo di Parigi del 2015, il cui obiettivo più ambizioso è mantenere l’aumento di temperatura rispetto ai livelli pre-industriali inferiore a 1,5 °C.

Meloni più precisamente ha detto:

Abbiamo bisogno di un mix energetico bilanciato nel processo di transizione, dobbiamo usare tutte le tecnologie disponibili, non solo le rinnovabili, ma anche il gas naturale, i biocarburanti, l’idrogeno, la cattura di COe, in futuro, la fusione nucleare, che potrebbe produrre energia pulita, sicura e senza limiti. L’Italia è all’avanguardia sulla fusione nucleare. Nel contesto della nostra presidenza del G7 abbiamo organizzato il primo incontro del World Fusion Energy Group, patrocinato dall’Agenzia internazionale per l’energia atomica. Vogliamo usare questa tecnologia che potrebbe segnare una svolta, trasformando l’energia da un’arma geopolitica a una risorsa largamente accessibile.

(La traduzione delle parole di Meloni, che ha parlato in inglese, è stata fatta dal Post. Successivamente sul sito del governo è stato pubblicato per intero il testo del discorso con una traduzione in italiano «di cortesia».)

La fusione non va confusa con la fissione nucleare, la tecnologia utilizzata nelle centrali nucleari esistenti. In una reazione di fissione i nuclei di atomi di elementi come il plutonio e l’uranio vengono indotti a spezzarsi e nel processo viene liberata una grande quantità di energia termica: nelle centrali questa energia è usata per trasformare acqua ad alta pressione in vapore, che fa poi girare turbine cui sono collegati alternatori per produrre energia elettrica.

Nella fusione invece si uniscono i nuclei leggeri (come quello dell’idrogeno, un elemento diffusissimo sul pianeta) per ottenerne di più pesanti. Questo processo porta alla formazione di nuovi nuclei la cui massa è minore rispetto alla somma delle masse di quelli di partenza: la massa che manca è emessa come energia, che poi può essere sfruttata.

Nelle ultime settimane diversi esponenti del governo italiano hanno parlato della possibilità di costruire una centrale nucleare, di nuova generazione, ma comunque a fissione. Se ne è discusso anche per via della possibilità, per il momento molto ipotetica, di costruirla a Marghera, vicino a Mestre, in Veneto. Meloni non ha menzionato la fissione nucleare nel suo discorso.

– Leggi anche: Il governo sta lavorando alla reintroduzione del nucleare in Italia

Per quanto riguarda le centrali a fusione, Eni, la più grande azienda energetica petrolifera italiana, sta partecipando a un progetto di studio del Massachusetts Institute of Technology (MIT) di Boston che prevede la realizzazione di un primo impianto in grado di immettere energia elettrica in rete «entro i primi anni Trenta».

In passato l’Italia aveva delle centrali nucleari a fissione che però sono state dismesse in seguito al referendum abrogativo del 1987. Le scorie nucleari prodotte da quelle centrali e da altri usi industriali dovranno essere collocate in un deposito nazionale di lungo periodo, di cui si discute da anni senza riuscire a trovare un comune idoneo e favorevole a ospitarlo, almeno per il momento.