Mettiamo in rilievo la seguente frase prima di lasciarvi alla lettura dell'intervento: "Ciò significa che ogni 1.000 kWh prodotti occorre spendere 200 kWh di idrocarburi con le relative emissioni inquinanti e climalteranti."Un rinnovato dibattito sta emergendo sul potenziale dell'energia nucleare per mitigare le emissioni di gas serra, in particolare di anidride carbonica. La tesi centrale pro-nucleare è che le centrali nucleari non emettono CO2 e, quindi, il ricorso massiccio al nucleare ci consente di contrastare il cambiamento climatico.
In realtà, solo le operazioni nel reattore sono "carbon free" ovvero senza emissioni di CO2. Tutte le altre operazioni della filiera del combustibile - estrazione dalle miniere, frantumazione e macinazione, fabbricazione del combustibile, arricchimento e gestione delle scorie - necessitano di parecchio combustibile fossile e quindi emettono CO2.
Senza entrare nel merito delle operazioni di decommissioning e di trasporto e riprocessamento del combustibile esausto, che necessitano di un'analisi a parte, in questo breve scritto mi focalizzo solo sull'aspetto delle emissioni di CO2 dovute alla produzione del combustibile nucleare.
Queste emissioni sono state quantificate ormai da molti ricercatori indipendenti dall'industria nucleare. I primi lavori sono stati pubblicati da Nigel Mortimer, (1) fino a poco tempo fa capo unità delle ricerche sulle risorse presso l'università Hallam di Sheffield in Gran Bretagna. Nel 2000 uno studio molto dettagliato è stato condotto da Joe Willem Storm Van Leeuwen, (2) docente dell'Università di Groningen, in Olanda e Philip Smith, fisico nucleare in Olanda.
Questi studi rivelano che le emissioni di CO2 dipendono fondamentalmente dalla concentrazione di Ossido di Uranio (U3O8 - detto anche "yellowcake") nel minerale estratto. Se consideriamo il minerale "high grade" con un minimo di 0,1% di ossido di uranio, da ogni tonnellata di minerale grezzo si ricava un kg di ossido di uranio. Se prendiamo in esame il più diffuso "low grade", ossia con concentrazioni non inferiori allo 0,01% di ossido di uranio, per ottenere un kg di yellocake occorre trattare 10 tonnellate di minerale.
Se poi consideriamo che nello "yellocake" la concentrazione di Uranio fissile (235) rispetto l'Uranio naturale (238) è intorno allo 0,5% e che per alimentare i comuni reattori di potenza nel mondo occorre operare un processo di arricchimento che porti l'isotopo fissile 235 tra il 3% e il 5%, Van Leeuwen e Smith hanno calcolato che il consumo di energia fossile per questi processi di fabbricazione è così grande che le quantità di CO2 emessa è comparabile con quella emessa da un equivalente ciclo combinato alimentato a gas naturale.
Secondo D. T. Spreng, (3) (Net-Energy Analysis, 1988) la Richiesta di energia per la vita operativa di un reattore ad acqua pressurizzata (PWR) da 1000 MWe che produce 200.000.000 MWh è di 5 Milioni di tep di energia fossile, dei quali 4 Mtep sono consacrati alle fasi di estrazione del minerale, macinatura, conversione, arricchimento e produzione del combustibile. Ciò significa che ogni 1.000 kWh prodotti occorre spendere 200 kWh di idrocarburi con le relative emissioni inquinanti e climalteranti.
Occorre rilevare poi che le quantità conosciute di riserve di uranio con "grado" superiore allo 0,01% sono molto limitate e che la maggior parte delle risorse sono "low grade". Con il contributo attuale alla produzione elettrica mondiale di circa il 16%, le riserve di "high grade uranium ores" possono durare pochi decenni con prezzi sempre più crescenti. Non dimentichiamo che negli ultimi anni il prezzo dello "yellowcake" è sestuplicato, passando dai 20 $ per libbra nel 2000 a 120 $ per libbra nel 2007.
La quantità di CO2 che viene emessa nel processo di lavorazione dell'uranio è quindi considerevole e le analisi dettagliate sono ancora limitate. Sebbene queste analisi siano fondamentali per poter condurre un dibattito serio sul "ritorno al nucleare", esse non vengono mai menzionate. Un altro aspetto critico nel processo di produzione di uranio è la grande quantità di acqua necessaria, anche questo sempre taciuto. Ma questo merita un approfondimento a parte.
di Sergio Zabot del Settore Energia della Provincia di Milano
(1) Mortimer,N 1991,'Nuclear power and global warming ',Energy Policy 19:76-8,Jan-Feb.
(2) Van Leeuwen,Jan Willem Storm and Smith,Philip 2005,Can nuclear power provide energy for the uture; should it solve the CO2-emission problem? www.stormsmith.nl
(3) http://italy2.peacelink.org/mosaico/docs/1923.rtf
per la contabilità del ciclo di produzione dell'uranio, vedi anche:
Sustainability Aspects of Uranium Mining : Towards Accurate Accounting ?
Gavin M Mudd, Mark Diesendorf
http://nzsses.auckland.ac.nz/conference/2007/papers/MUDD-Uranium-Mining.pdf
5 commenti:
Chiedo scusa per l'off topic, ma volevo segnalare questo interessante articolo sulle problematiche legate al fast recharging dei veicoli elettrici. Cosa ne pensate?
tema molto interessante, Michele, se ne potrebbe discutere in un post dedicato...
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Pubblicato su "archivio nucleare"
http://www.archivionucleare.com/index.php/2007/11/13/caterpillar-terzo-anello-radio/
Le assunzioni dello studio di Storm and Smith non sono
supportate da nessuna
azienda energetica o ente universitario o di ricerca serio, fatto apposta
solo per mettere fumo negli occhi alla gente che non conosce nulla
dell’argomento. Ci sono tonnellate di studi seri (oltre ad alcuni semplici argomentazioni di buon senso) che ci indicano chiaramente che il
nucleare,anche valutato nel suo intero ciclo del combustibile,è
inequivocabilmente una fonte a bassa produzione di gas serra ed inquinanti
vari, ovvero come molti fonti rinnovabili o se vogliamo almeno due ordini di
grandezza inferiori ai combustibili fossili. E’ davvero incredibile
constatare come una simile porcheria sia divenuta così popolare su tutto il web !
http://www.theoildrum.com/story/2006/8/7/195721/3132?page=1
http://www.uic.com.au/nip57.htm
ist-socrates.berkeley.edu/~kammen/er100200/lectures/er100pet...
(dati Iaea, pag. 10/11)
http://ec.europa.eu/research/energy/pdf/externe_en.pdf
poweron.ch/upload/cms/user/Pomeriggiodistudioeolica.pdf
... e tanti altri ancora ce ne sono
Come si vede il nucleare ha in realtà un ritorno energetico e una
corrispondente produzione di CO2 persino
superiore a molte fonti rinnovabili,con poche eccezioni (lungi da me
sostenere che per questo bisogna sostituire le fonti rinnovabili con il
nucleare, sono utili entrambe).
E’ interessante notare come il passaggio dell’arricchimento
dell’uranio ove richiesto (l’attività di gran lunga più energivora di tutto
il ciclo del combustibile nucleare) dalla diffusione alla centrifugazione
(oggi quasi tutto l’uranio al mondo è arricchito in tal modo)
abbia diminuito le richieste di elettricità da 2500 a circa 50 kWh per unità di
lavoro separativo e come il trasporto del gas naturale liquefatto sprechi
dal 30 fino al 50% del potere calorifico del combustibile tra le fasi di
liquefazione (fino a 160 gradi sottozero) e trasporto del gas liquefatto a
temperature criogeniche
Solo due ultime considerazioni a margine : 1) la Vattenfall in Svezia opera
sia impianti nucleari che impianti da fonte rinnovabile,anche
solare, biomassa ed eolico : secondo loro 3,3 grammi di CO2 per kWh è la
produzione dal
nucleare, 400 dal gas e 700 dal carbone (almeno, dipende anche dal tipo di carbone) ; 2) in più, è molto semplice anche
con gli impianti esistenti o con le tecnologie attuali (quindi senza
breeders o cose strane del genere) raddoppiare l’elettricità prodotta per
unità di massa di combustibile, a differenza dei combustibili fossili che
possono solo farlo con
miglioramenti della efficienza termica, che come noto ha limiti fisici e
tecnologici insormontabili
Faccio peraltro presente che Paesi come Francia, Svezia e Svizzera (rispettivamente 75,50 e 50% di nucleare) hanno le minori emissioni di CO2 sia per abitante che a parità di PIL
Inoltre, a proposito dei giacimenti “low grade”, già oggi si estrae in Namibia (Rossing) uranio con una percentuale dello 0,035% (350 ppm) con un ritorno energetico calcolato di 500 volte , e finanche a 10-20 ppm c’è ancora un ritorno energetico di decine di volte (ad un costo di estrazione attorno ai 350 $/kg), altro che basso EROEI per i giacimenti meno ricchi! In più, oggi il prezzo dell’uranio che è pure di recente di molto aumentato (ed è vero), corrisponde a circa 2 dollari per barile di petrolio equivalente, quindi non si capisce come un’ attività eventualmente energivora risulterebbe in prezzi così bassi (e sappiamo bene che i prezzi non riflettono certo i costi di estrazione/lavorazione), chiaramente non può essere così….
Queste considerazioni si riferiscono ovviamente ai reattori esistenti con tecnologia attuale, cioè una produzione di elettricità di circa 45 mila kWh per kg di uranio naturale, senza riciclo del combustibile (altrimenti c’è un terzo in più), senza torio (da 3 a 6 volte più diffuso che uranio), senza breeders
Infatti, con i breeders
(come il russo BN-600 che ha prodotto quasi 100 miliardi di kWh negli ultimi 20-25 anni) si arriva tranquillamente ai 2,5-3,5 milioni di kWh per kg di uranio naturale (o di torio eventualmente): in questo caso davvero QUALSIASI riserva di uranio risulterebbe economicamente estraibile, persino quella molto povera in concentrazione dell’acqua di mare (3,3 g per 1000 mc), ma complessivamente enorme, miliardi di tonn di uranio estraibili.
In pratica, con l’insieme di queste tecnologie, considerando anche l’uranio depleto fin qui accumulatosi nel mondo, abbiamo più di un milione di anni di risorse di combustibili nucleari ai correnti consumi mondiali di elettricità e, se avessimo una buona miscela di rinnovabili e nucleare potremmo estendere l’ uso del’elettricità ai trasporti in veicoli elettrici oibridi e al riscaldamento con pompe di calore elettriche ad alta efficienza
One of my friends already told me about this place and I do not regret that I found this article.
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