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Giuseppe Maschio e Alberto Bertucco

Nucleare: i mini-reattori non sono semplici bollitori

La decarbonizzazione del sistema di produzione dell’energia elettrica è essenziale per mitigare il riscaldamento globale e le sue pesanti conseguenze economiche sul nostro Paese. A tal proposito si è sviluppato in questi mesi un forte dibattito sul ritorno all’energia nucleare. In particolare, si sta valutando la possibilità di installare piccoli reattori nucleari, chiamati SMR, invece che grandi centrali come quelle che sono state chiuse a seguito dei referendum abrogativi del 1987 e del 2011. Sull’argomento Paolo Ferri ha scritto un interessante articolo su Lucy sui Mondi e, più recentemente, altri autorevoli contributi sono stati dati dal premio Nobel Giorgio Parisi  e da un articolo di Moccia e Trecroci. La domanda è sempre la stessa: vale la pena rincorrere la nuova tecnologia SMR per produrre energia senza l’impiego di fonti fossili? Quali sono i suoi punti di forza e di debolezza, quali opportunità e rischi comporta?

Secondo le indicazioni fornite dalla roadmap del Ministero (MASE), gli SMR sarebbero la soluzione ideale per garantire all’Italia la sicurezza energetica senza emettere CO₂ fossile, cioè in condizioni di neutralità carbonica (net-zero). Un congruo numero di piccoli reattori nucleari non solo assicurerebbe il carico di base (baseload) di energia elettrica nei periodi dell’anno in cui le fonti rinnovabili sono insufficienti, ma consentirebbe anche di decarbonizzare le produzioni industriali hard-to-abate, come quelle di acciaio o cemento.

Questa prospettiva di sviluppo della produzione di energia è fortemente sostenuta dal Governo italiano, come ribadito in una recente intervista della presidente del Consiglio pubblicata da Milano Finanza, dove gli SMR vengono annoverati fra le tecnologie abilitanti. Prima di intraprendere questa strada, però, sembra il caso di chiedersi se gli SMR, oltre che “abilitanti”, possano essere ritenuti “sostenibili” per il Paese, se cioè la loro installazione potrà fornire un contributo significativo alla transizione energetica in Italia in termini di tempi, costi e benefici. 

Gli SMR non sono frutto di un nuovo avanzamento tecnologico nel campo del nucleare, ma si basano sulle stesse tecnologie delle centrali nucleari in funzione da anni in tutto il mondo, quelle cosiddette di “terza generazione”. Pertanto, anche per gli SMR sussistono i rischi di reazioni fuggitive incontrollate (runaway) e la conseguente emissione nell’ambiente di sostanze radioattive, nel caso si verifichi un’interruzione del sistema di raffreddamento ad acqua dei reattori.     

L’aspetto più importante del concetto di sostenibilità, che è ampio e complesso, riguarda l’ambiente, la cui salvaguardia è questione primaria per noi, come pure per i nostri figli, nipoti e pronipoti. Analogamente alle centrali nucleari di grande taglia, gli SMR hanno impronta carbonica bassa, ma generano rifiuti solidi dovuti alla fissione dell’uranio (scorie ad Alta Attività) con tempi di dimezzamento dell’attività radioattiva di decine di migliaia di anni. Per tutto questo tempo le scorie devono rimanere isolate e confinate al fine di prevenire modifiche presenti e future dell’ecosistema. Attualmente esiste al mondo un solo deposito geologico profondo per scorie ad alta attività, mentre in cinque Paesi europei sono stati realizzati depositi di superficie operativi per scorie a bassa e media Attività, e la trentennale vicenda italiana di SOGIN la dice lunga sulle difficoltà a individuare un analogo deposito nel nostro Paese, se dopo tutti questi anni di lavoro la questione è ben lungi dall’essere risolta. 

Inoltre, in caso di malaugurati incidenti di perdita di contenimento dal reattore, come è successo a Chernobyl (1986) e a Fukushima (2011), verrebbero rilasciate in aria, acqua e suolo molte altre sostanze radioattive. Si dovrebbero quindi mettere in atto interventi immediati di inertizzazione su territori di centinaia di chilometri quadrati attorno al punto in cui si è verificato l’incidente per limitare gli effetti di queste sostanze sull’ambiente e tutelarne la biodiversità.

Ma la sostenibilità degli SMR in Italia va valutata anche sotto il profilo tecnico. Questo ha a che fare con le competenze tecnologiche di un Paese che da quarant’anni ha abbandonato l’opzione del nucleare civile. Recuperarle e aggiornarle non costituisce di per sé un problema, ma è chiaro che nei prossimi decenni resteremo comunque dipendenti da altri Paesi per la costruzione, certificazione, funzionamento e dismissione di questi impianti nucleari, e per la gestione delle scorie. Inoltre, dovremo importare uranio arricchito per il funzionamento dei reattori, dal momento che non possediamo né la materia prima (il combustibile fissile) né i macchinari adeguati per processarla. Non sembra proprio la strada migliore verso la tanto declamata “sovranità energetica” atta a garantire la sicurezza delle fonti di energia per il nostro Paese. Quanto alla possibilità di impiegare la potenza elettrica generata col nucleare come baseload di quella fornita da fonti rinnovabili di per sé intermittenti, si dovrebbero sviluppare reattori SMR ad accensione e spegnimento rapido. L’impossibilità di modularne il funzionamento rimane un problema tecnico aperto, senza la cui soluzione le percentuali di utilizzo annue degli SMR (capacity factor) rimarranno basse.

Un aspetto fondamentale è poi quello della sostenibilità economica degli SMR. Come per tutte le altre forme di generazione di energia elettrica, essa è legata a un indice chiamato LCOE, acronimo di Levelized Cost of Energy, in italiano costo livellato dell’energia, che esprime il costo di produzione di 1 MWh (quindi un costo specifico) mediato su tutta la vita utile dell’impianto. Il calcolo dell’LCOE tiene conto dei costi fissi che si devono sostenere nel corso della costruzione dell’impianto (CAPEX), dei costi operativi durante il suo funzionamento (OPEX), come pure di quelli necessari per la fase di smantellamento a fine vita. Siccome allo stato attuale non esiste al mondo un solo SMR in funzione (ve ne sono due in fase di sperimentazione industriale), la valutazione della loro sostenibilità economica può essere fatta soltanto attraverso calcoli previsionali che si basano sui dati disponibili per le centrali nucleari di grande taglia. 

I risultati di costo così ottenuti, pur affetti da un’incertezza che si potrà rimuovere solo dopo la messa in funzione di un adeguato numero di SMR, sono dell’ordine di 300 dollari al Megawattora. Si tratta di valori del 300% più alti di quelli raggiunti nelle attuali centrali termoelettriche a gas senza CCS, cattura e stoccaggio del carbonio, (improponibili per le emissioni di gas a effetto serra), ma anche nelle centrali decarbonizzate idroelettriche, fotovoltaiche o eoliche dotate di sistema di accumulo. I costi stimati per la produzione di elettricità con gli SMR sono quindi elevatissimi, e in ulteriore costante aumento per le crescenti esigenze di dotare tutti i nuovi impianti nucleari di controlli di sicurezza che minimizzino il rischio di runaway.

Anche i tempi di realizzazione degli impianti SMR mal si conciliano con la massima urgenza di mitigare la crisi climatica in atto, che in questa estate del 2026 è ormai sotto gli occhi di tutti. I primi SMR di terza generazione avanzata, in assenza di tutt’altro che imprevedibili lungaggini e intoppi autorizzativi per la loro localizzazione, potrebbero diventare operativi in Italia non prima del 2040. D’altra parte, i reattori di “quarta generazione” (AMR), spesso invocati da chi è incompetente in materia, sono ancora in una fase di ricerca scientifica. La loro tecnologia, una volta messa a punto, dovrà passare attraverso l’iter di certificazione. Si stima quindi che gli impianti AMR potranno essere realizzati soltanto dopo il 2050. Si tratta di tempi assolutamente incompatibili con quelli richiesti dalla necessità di una transizione energetica tempestiva, che mitighi gli effetti devastanti sul clima prodotti dal riscaldamento globale e dall’uso dei combustibili fossili.

Anche il problema della sostenibilità finanziaria dell’installazione degli SMR non è da sottovalutare. La movimentazione di risorse private per la realizzazione di questi impianti sarebbe auspicabile per non gravare su quelle pubbliche. Ma con i tempi previsti sembra difficile poter convincere gli investitori privati a entrare in questi progetti, se la prospettiva di ritorno dell’investimento è di almeno una quindicina d’anni. Così, i costi per la costruzione ed il funzionamento degli SMR andranno a gravare per la quasi totalità su fondi pubblici. Si tratta di decine di miliardi di euro che lo Stato italiano dovrà mettere nelle bollette dei cittadini e delle imprese per molti anni. Questa è una situazione tipica (un deja-vu) dell’energia nucleare, perché è esattamente ciò che è già successo e continua a verificarsi nei progetti di installazione delle grandi centrali nucleari: più del 90% dell’importo necessario viene anticipata dagli Stati. È emblematico in tal senso il caso dell’impianto Sizewell C in costruzione in Gran Bretagna.

Infine, anche se meno dibattuta, si pone la questione della sostenibilità etica degli SMR. Chi avesse una sensibilità di questo tipo non può non domandarsi se la nostra generazione abbia il diritto di lasciare in eredità a quelle future, lontane da noi anche migliaia di anni, del materiale pericoloso come gli elementi radioattivi artificiali, senza conoscerne gli effetti a lungo termine sulla natura e sugli esseri viventi.

Tutto ciò è ancora più grave rispetto agli anni in cui si installarono le prime centrali nucleari perché oggi, nel 2026, sono disponibili e sostenibili, a differenza di allora, tecnologie alternative al nucleare per la produzione di quell’energia di cui l’umanità ha bisogno per promuovere il benessere futuro dei popoli e del pianeta. Abbiamo imparato a catturare l’energia del sole, in tutte le sue forme (con le centrali idroelettriche, fotovoltaiche ed eoliche) riducendo a valori molto bassi le quantità di gas a effetto serra emessi nell’atmosfera. E le tecnologie sono tutte economicamente più convenienti e più sostenibili rispetto a quelle basate sui combustibili fossili e sulle centrali termoelettriche. In questo scenario, le fonti rinnovabili e l’efficienza energetica rimangono le uniche leve attivabili da subito per poter raggiungere gli obiettivi di decarbonizzazione nei termini previsti dall’Unione Europea.

La co-localizzazione degli SMR nei poli tecnologici energivori, contenuta nella proposta governativa, pone seri dubbi realizzativi, e chi si occupa di sicurezza degli impianti complessi a rischio di incidente rilevante sa che la realtà strutturale italiana impone vincoli severissimi, a partire dal paradosso della co-localizzazione di impianti chimici e nucleari, oltre a dover riflettere sulla volontà degli elettori che per ben due volte si sono opposti alla scelta nucleare in due tornate referendarie.

Questo è l’elemento più critico in termini di compatibilità territoriale. Inserire un reattore nucleare SMR, anche se di dimensioni ridotte rispetto alle centrali nucleari classiche, all’interno o a ridosso di un polo industriale energivoro, chimico, petrolchimico o siderurgico, a rischio di incidente rilevante significa far collidere due mondi normativi e metodologici oggi paralleli e non comunicanti.

I nostri grandi poli tecnologici sono regolati dal Decreto Legislativo 26 giugno 2015, n. 105 (attuazione della Direttiva Seveso III (2012/18/UE)), che prevede l’Analisi Quantitativa del Rischio (QRA), che determina gli scenari incidentali possibili calcolandone le frequenze di accadimento e le distanze di danno (incendi, esplosioni e rilasci tossici). Si tratta di una tecnica quantitativa per tutelare la sicurezza dei cittadini e dell’ambiente, oltre a evitare effetti domino tra gli stabilimenti confinanti, e ciò è alla base vincoli alla pianificazione territoriale dei siti a rischio di incedente rilevante. 

La sicurezza nucleare adotta invece l’Analisi Probabilistica di Sicurezza (PSA), focalizzata sulla frequenza di danneggiamento del nocciolo e sul confinamento radiologico, finalizzata a ridurre la probabilità di rilascio in ambiente di materiali radioattivi.

A oggi, non esiste un framework metodologico validato a livello internazionale per valutare l’effetto domino “misto” tra impianti Seveso e impianti nucleari anche perché una tale soluzione non è mai stata realizzata. L’onda d’urto di un’esplosione o l’irraggiamento di un incidente generato in un vicino impianto chimico potrebbero compromettere i sistemi di controllo o di raffreddamento del reattore, sebbene gli SMR siano progettati per resistere a impatti esterni, in un ambiente industriale circostante a rischio rilevante, potrebbe essere soggetto a sollecitazioni meccaniche, termiche e chimiche che potrebbero far fallire i sistemi di protezione dell’impianto nucleare, come avvenuto sia pure per altre ragioni nel disastro di Fukushima (NaTech da maremoto).

Per contro, un’emergenza nucleare, anche senza rilascio massiccio di radiazioni, che richiedesse l’evacuazione o il lockdown del sito, bloccherebbe l’attività di stabilimenti chimici complessi che non possono essere spenti rapidamente senza creare, a loro volta, ulteriori criticità e rischi di incidenti rilevanti.

Tali scenari di effetto domino incrociato non sono codificati e richiederebbero l’adozione di complessi modelli multi-rischio ancora non disponibili.     

Un altro punto estremamente critico riguarda il deposito e la gestione della movimentazione delle scorie ad alta attività prodotte dagli SMR. L’esperienza maturata per la realizzazione del Deposito nazionale dei rifiuti radioattivi a media e bassa attività mostra come i criteri di esclusione geometrici e di rispetto (presenza di pericolosità per eventi naturali, distanze da infrastrutture critiche, densità abitativa) riducano drasticamente i margini di idoneità di ampie aree in un Paese antropizzato e fragile come l’Italia. Per tale ragione il deposito nazionale non è stato ancora realizzato anche nelle aree ritenute idonee dalla Carta Nazionale delle Aree Idonee (CNAI).

Se applicassimo gli stessi criteri di cautela nucleare per la localizzazione degli SMR di prossimità, la quasi totalità dei distretti industriali candidabili verrebbe scartata già in sede preliminare. Senza dimenticare che ogni SMR, in assenza di un deposito nazionale, diventerebbe inevitabilmente un deposito temporaneo in loco del proprio combustibile esausto ad alta attività, moltiplicando così i siti di stoccaggio sul territorio nazionale mentre ancora si fatica a trovare un’intesa sul Deposito nazionale delle scorie che a questo punto dovrebbe custodire anche il materiale ad alta attività prodotto dai SMR.

Senza adeguati paletti scientifici integrati, basati sull’analisi multi-rischio e sulla compatibilità urbanistica, la prossimità nucleare rischia di rimanere un annuncio destinato a scontrarsi con la realtà territoriale e l’accettabilità del rischio da parte delle popolazioni interessate.

Presentare gli SMR come soluzioni plug-and-play o semplici bollitori, dunque, è riduttivo e fuorviante: si tratta di tecnologie complesse che richiedono una stesura normativa rigorosa che esca dalla retorica della semplificazione. Il rischio concreto è che lo sviluppo di questi impianti non sia allineato con le necessità di riduzione delle emissioni dei distretti energivori nel prossimo futuro. Pertanto, il nucleare di piccola taglia non può essere visto come un’alternativa immediata alle rinnovabili, ma eventualmente come un’opzione di lungo periodo, ancora carica di incertezze sulla reale disponibilità commerciale di impianti di quarta generazione da localizzare nei poli tecnologici del Paese dove si verifica una richiesta di potenza elevata. Oltretutto, allo stato attuale delle conoscenze gli SMR non presentano vantaggi rispetto alle centrali termonucleari di terza generazione, e non riducono il problema dell’approvvigionamento del combustibile (uranio) né quello dello smaltimento delle scorie, aumentano il numero dei siti richiesti per l’installazione, e soprattutto comportano un costo di produzione dell’energia elettrica circa triplo rispetto a quello di fotovoltaico ed eolico con sistema di accumulo, costo che andrebbe a gravare sulle bollette elettriche dei cittadini e delle imprese.

La sfida del nucleare sostenibile non si vince banalizzando i rischi, affermando che “piccolo è bello” per rassicurare l’opinione pubblica o millantando risparmi energetici immediati, ma governando la complessità e valutando con il massimo rigore scientifico le conseguenze e i rischi connessi a queste scelte. 

Ora che la palla passa al Senato e successivamente ai tecnici che scriveranno i decreti attuativi, è indispensabile istituire un tavolo di lavoro congiunto tra ISIN (l’Ispettorato nazionale per la sicurezza nucleare e la radioprotezione), ISPRA, Commissione Nazionale per la previsione e prevenzione dei Grandi Rischi, Università e Corpo Nazionale dei Vigili del Fuoco. Solo definendo paletti scientifici integrati e invalicabili sul rischio misto e sulla compatibilità urbanistica potremo capire se la “prossimità” nucleare sia un’opzione reale per l’industria italiana o se sia l’ennesimo annuncio destinato a scontrarsi con la dura realtà dei fatti.

In definitiva l’atteggiamento corretto è quello di affrontare il problema su basi scientifiche e tecnologiche concrete evitando catastrofismi e pericolose sottovalutazioni. Come affermava Il pensatore francese Patrick Lagadec in La civilisation du risque – Catastrophes technologiques et responsabilité sociale: “Le risque doit être soustrait au double piège du catastrophisme et de la banalisation”, il rischio deve essere sottratto al doppio inganno del catastrofismo e della banalizzazione.