Abbiamo visto come una gran parte dell’energia che serve al pianeta è calore. Perché dal calore si ottengono altre forme di energia: elettricità, meccanica, ecc. Ed il calore l’otteniamo, oggi, in massima parte dai combustibili fossili (petrolio, gas, carbone). Il nucleare gioca un ruolo, piuttosto marginale, nella sola produzione di energia elettrica.
Il problema dunque fondamentale che ci si trova a dover risolvere, parlando di energia, è quello di produrre enormi quantità di calore e, contemporaneamente, aumentare l’efficienza del processo di trasformazione in altre forme di energia. Cioè ridurre gli sprechi di calore (oggi, in alcuni casi, oltre il 70% della quantità prodotta), abbassando in tal modo i costi unitari (per KWe prodotto) e riducendo drasticamente l’inquinamento atmosferico e termico.
Il ruolo delle rinnovabili.
Naturalmente, vien da chiedersi se non possiamo ottenere le forme di energia che servono (ad esempio, l’elettricità) con metodi diversi. Rinnovabilità è la parola magica. Ma è possibile la magia o sono chiacchiere interessate di idealisti ignoranti di fatti tecnici ed ingenui, e della lobby dell’industria del solare e dell’eolico?
Chiacchiere. Lo dicono i numeri. Cito solo le previsioni di consumi e fonti di energia, prodotte dall’Unione Europea. L’anno di riferimento è il 2030. L’organo UE preposto è Direttorato Generale per l’Energia ed i Trasporti. Ho consultato la pubblicazione del 2003, e l’ultimo aggiornamento (che risale al 2007, pag 12 del report). Nel 2003 le previsioni erano le seguenti: fonti rinnovabili, anno 2030, 4% (quattro per cento) del totale delle fonti primarie necessarie.
Ho il sospetto che, per giustificare la montagna di soldi che servono a finanziare l’assurdo energetico di nome rinnovabili, la previsione UE 2007 sia stata, invece, gonfiata ad arte. Ma la prendo per buona. Fonti rinnovabili contribuiranno, nel 2030, secondo il rapporto, per l’ 11,8 % (undici virgola otto per cento) del totale dell’energia che serve. Carbone, oli combustibili (derivati dal petrolio) e gas, 78% circa. Nucleare poco più del 10%.
Che cosa c’è dentro questo 11,8%? Tutte le fonti rinnovabili, includendo quella idraulica, che è di gran lunga preponderante rispetto a solare ed eolico. (Renewable energy sources: Energy resources that are naturally replenishing but flow-limited. They are virtually inexhaustible in duration but limited in the amount of energy that is available per unit of time. Renewable energy resources include: biomass, waste energy, hydro, wind, geothermal, solar, wave and tidal energy, dal glossario, pag 80 del report).
Le fonti rinnovabili dovrebbero, secondo la UE, essere un 25% dell’energia elettrica prodotta. Il solare rappresenterà circa il 2%. L’eolico un 8% circa, cioè in totale solare ed eolico dovrebbero produrre un dieci per cento dell’energia elettrica che serve. Il resto verrà da energia idraulica, biomasse e rifiuti.
Una quantità immensa di soldi verrà spesa per solare ed eolico, per ottenere meno del 10% del totale dell’energia elettrica che serve. E ciò non risolverà il problema dell’energia per i trasporti e i consumi industriali e residenziali.
Le rinnovabili (escluso l’idraulica) non possono non essere una frazione minima del totale dell’energia che serve al pianeta. Perché? Perché eolico e solare sono fonti intermittenti. Esigono un impianto di riserva da avviare quando è notte, oppure il vento non soffia, o la giornata diventa nuvolosa. Un impianto fotovoltaico, causa nuvolisità, può veder ridotta la potenza erogata del 50% o più in pochi secondi.
Il solare e l’eolico non sono una soluzione applicabile dappertutto, perché non dappertutto esistono condizoni accettabili (oltre certe latitudini, per esempio, l’insolazione è insufficiente).
Ma, soprattutto, sono adatte per applicazioni limitate, che non richiedono grandi potenze, applicazioni ove la continuità della produzione non è un requisito fondamentale. O perché non ce n’è bisogno (es: produzione di acqua calda per usi domestici). O perché le quantità in gioco sono sufficientemente minuscole da permettere l’immagazzinamento di energia elettrica mediante batterie (es: illuminazione di casa).
Il solare termico è ancora allo stadio preliminare di studio e per esso valgono le considerazioni di non generalità dette sopra.
Il nucleare oggi e nel futuro prossimo.
Il nucleare di III generazione (attuale) è quello di prima, migliorato nella sicurezza ed in mille altri particolari. Sono reattori che si spengono automaticamente quando manca il fluido refrigerante. Quindi un evento come quello di Three Mile Island non potrebbe più avvenire. Ma le centrali sono enormi (da 800 a 1600 MWe, tre volte tanto i MW termici), lunghe da costruire (5-7 anni, perché serve un edificio di contenimento e perché trattasi, in sostanza, di pezzi unici, non di produzione industriale come per le centrali termiche), care per kw di potenza installato, con un ciclo di combustibile per lo più aperto (cioè senza riciclo). Per loro natura, sono adatte a quello che si chiama il base load, il carico costante di rete.
Quelle di IV generazione sono allo studio, qualcuno allo stato di prototipo da qualche anno. Senza entrare in dettagli, sono di due tipi: medio grandi e piccole. Tutte, o per lo meno, quelle più interessanti, lavorano ad alta temperatura (500 – 600 gradi, o perfino 900 – 1000).
Quelle di taglia medio piccole sono modulari, studiate per essere costruite interamente in fabbrica e trasportate via terra su automezzi normali e su normali autostrade. Vengono messe in opera (derivano, alcune, dai reattori per navi e/o sommergibili nucleari) rapidamente. Non richiedono edifici di contenimento, costosi e lunghi da costruire. Non richiedono rifornimenti di combustibili frequenti (per alcune si parla addirittura di 20 anni di operazione senza sostituire il combustibile).
Possono, se messe in serie, costituire più larghe centrali (esempio: 4 x 300 Mwe). Si prestano a essere dunque distribuite sul territorio (e questo è importante: significa portare quel calore che oggi si butta a ridosso di possibili utilizzatori: le città, per il riscaldamento, e le industrie).
Non solo: l’alta temperatura di esercizio rende facile l’utilizzo del calore (produzione di idrogeno, desalinizzazione di acque marine) oppure possibile il suo trasporto su più lunghe distanze.
Da notare che taglie piccole (anche meno di poche decine di MWe) renderebbe la centrale nucleare adatta e competitiva alla sola produzione di calore.
Il ciclo del combustibile può essere aperto (senza riciclo) o chiuso (con riciclo). Non è detto che un ciclo aperto non sia da preferire ad un ciclo chiuso: costi, complessita degli impianti ed altri fattori potrebbero consigliare un semplice pre-trattamento delle “scorie” per poi metterle a dimora, piuttosto che un riciclo integrale, che comunque produce scarti di lavorazione, cioè rifiuti nucleari che, a loro volta, vanno trattati e, in qualche stadio del processo, messi a dimora.
