Il calore atomico in piccoli impianti offre alla grande industria un’opzione climatica

I piccoli reattori modulari dell’industria nucleare possono produrre le alte temperature necessarie ad alcune delle industrie più inquinanti.

I primi operatori di reattori nucleari in miniatura descrissero il loro lavoro come “solleticare la coda di un drago addormentato” a causa del pericolo connesso allo sbloccare l’energia negli atomi.

Quelle unità costruite più di mezzo secolo fa negli Stati Uniti e in Europa hanno generato esplosioni di calore in frazioni di secondo in modo che gli scienziati potessero valutare le reazioni nucleari, a volte con conseguenze mortali. Portando nomi come Godiva, Viper e Super Kukla, i reattori non alimentavano mai le reti elettriche. Invece, hanno prodotto ricerche utili ai programmi di armi nucleari e, infine, ai servizi. I reattori moderni sono giganteschi al confronto, in grado di alimentare più di 1,5 milioni di case ciascuno.

Oggi, l’industria nucleare sta ancora una volta pensando in piccolo, stimolata da politici tra cui il presidente eletto degli Stati Uniti Joe Biden e il primo ministro britannico Boris Johnson. Stanno cercando di risolvere la prossima sfida del cambiamento climatico: come fornire calore senza inquinamento alle industrie che producono acciaio, cemento, vetro e prodotti chimici. Metà dell’energia mondiale viene impiegata per produrre calore e questo produce due quinti delle emissioni di anidride carbonica del mondo, secondo l’Agenzia internazionale per l’energia. Quelle industrie a volte hanno bisogno di temperature superiori a 1.000 gradi Celsius (1.800 Fahrenheit) e il più delle volte bruciano combustibili fossili per arrivarci.

“Hanno solo bisogno di calore”, ha detto Steve Threlfall, dirigente presso il produttore di combustibile nucleare Urenco Ltd. Calcola che esiste un mercato industriale da 52 miliardi di sterline ($ 70 miliardi) nel solo Regno Unito per i reattori in grado di generare temperature abbastanza alte da produrre ceramiche, prodotti petrolchimici e acciaio. “È un mercato di nicchia particolare, ma una nicchia molto ampia.”

I piccoli reattori modulari stanno attirando l’attenzione dei responsabili politici negli Stati Uniti e in Europa a causa della loro versatilità. Possono fornire un flusso costante di energia sia sotto forma di calore che di elettricità. La potenza aiuta a bilanciare le forniture intermittenti provenienti da parchi eolici e solari. Il calore può aiutare a decarbonizzare alcune delle industrie più sporche del mondo. Johnson ha messo da parte 500 milioni di sterline per la progettazione SMR in un programma di economia verde il mese scorso e Biden afferma che sono una delle chiavi della politica energetica a lungo termine negli Stati Uniti.

Alcuni dei più grandi investitori e società industriali hanno ottenuto dietro la tecnologia, con progetti di reattori emergenti da Rolls-Royce Holdings Plc, NuScale Power LLC sostenuta da Fluor Corp., Terrestrial Energy USA Inc. e TerraPower, che ha attirato investimenti da Bill Gates. In tutto, secondo l’Agenzia internazionale per l’energia atomica, attualmente ci sono 67 tecnologie SMR uniche in varie fasi di sviluppo in tutto il mondo. Questo è circa un terzo in più rispetto a due anni fa.

“Questo è il decennio delle dimostrazioni SMR, che potrebbero potenzialmente determinare i primi concorrenti per l’economia prevista della produzione in serie”, ha affermato Henri Paillere, responsabile della pianificazione e degli studi economici presso l’Agenzia internazionale per l’energia atomica di Vienna. “C’è un alto livello di innovazione.”

Per ora, solo una singola unità SMR è in attività commerciale, installata su una chiatta al largo della costa artica della Russia. NuScale prevede l’approvazione per uno dei suoi progetti già il mese prossimo. Mentre la tecnologia sta avanzando rapidamente, l’economia degli SMR rimane non dimostrata. La sfida è guadagnare abbastanza soldi da un piccolo impianto per pagare l’onere normativo che deriva da qualsiasi impresa nucleare.

L’industria deve anche superare la percezione che la sua tecnologia sia troppo costosa e complessa, cosa che l’ha largamente lasciata indietro nella rivoluzione dell’energia pulita. Le spese per le mongolfiere ei piani di costruzione decennali necessari per la costruzione di un reattore tradizionale stanno fissando il prezzo dell’energia nucleare fuori dalla rete poiché il prezzo dei parchi eolici e solari scende. In luoghi come il Regno Unito, che ha trascorso più di un decennio a lavorare per sostituire la sua vecchia flotta di reattori nucleari, sponsor come Electricite de France SA hanno difficoltà a ottenere l’approvazione per nuovi impianti di generazione atomica.

Mentre i moderni reattori su scala industriale generano 1.500 megawatt o più, gli SMR hanno capacità di 300 megawatt o meno e sono progettati per essere prodotti in serie. L’idea è che la standardizzazione delle unità abbassi i costi complessivi di implementazione, rendendo la tecnologia più rapida ed economica da installare rispetto ai reattori nucleari tradizionali.

Ciascuno dei progettisti SMR offre percorsi diversi per generare calore dalle reazioni nucleari. Alcune aziende come Urenco, il consorzio britannico-olandese-tedesco che è il secondo produttore mondiale di combustibili nucleari, vogliono produrre SMR raffreddati a gas invece che ad acqua. Altri, come Moltex Energy LLP e Terrestrial, usano il sale fuso per condurre la fissione atomica. NuScale e Rolls-Royce mirano semplicemente a ridurre i tradizionali reattori ad acqua pressurizzata fino a dimensioni inferiori.

Bloomberg

Secondo Simon Newton, direttore dello sviluppo di Moltex, una società britannica che lavora su un SMR da 300 megawatt per New Brunswick Power Corp. Sono necessarie temperature superiori a 300 gradi Celsius. trasformare le sabbie bituminose in petrolio liquido da utilizzare in prodotti raffinati che vanno dai fertilizzanti ai prodotti farmaceutici. Gli sviluppatori di SMR stanno già valutando come spostare i produttori di combustibili fossili nelle catene di approvvigionamento.

“Questo è un business in cui le aziende non avranno successo solo un po ‘”, ha detto Newton. “I vincitori varranno miliardi e i perdenti rimarranno senza nulla”.

Gli ingegneri affermano anche che gli SMR possono anche produrre in modo efficiente idrogeno, un altro combustibile che emerge come metodo preferito per fornire calore all’industria. La disponibilità 24 ore su 24 di centrali nucleari si abbina bene ai processi che separano il gas dalle molecole d’acqua, ha dichiarato a settembre Boris Schucht, amministratore delegato di Urenco.

“Ci sono sicuramente nicchie che gli SMR possono riempire, ma c’è incertezza sul fatto che il mercato sarà mai abbastanza grande”, ha detto M.V. Ramana, un fisico nucleare che ha scritto sulla storia degli SMR all’Università di Princeton. “Ci saranno alcuni reattori che verranno costruiti. La domanda è se ci sarà il prossimo cliente dopo aver visto il costo e il tempo necessari per mettere in linea la prima unità “.

L’esperienza recente suggerisce che i produttori di SMR potrebbero dover affrontare gli stessi sforamenti di costi e ritardi che hanno afflitto i produttori di reattori su scala industriale. Una sfida ancora più grande potrebbe essere convincere le industrie e i servizi pubblici a rinunciare al gas naturale a buon mercato. Sebbene le industrie statunitensi possano fornire una domanda sufficiente per un massimo di 4.000 SMR, è improbabile che siano in grado di permettersi i grandi investimenti iniziali necessari per pagarli senza supporto, secondo uno studio della National Academy of Sciences.

“Utilizzare questo mercato per giustificare lo sviluppo di un programma di produzione di fabbrica di SMR sembra essere una strategia particolarmente poco plausibile”, hanno scritto gli autori. Per sviluppare l’industria, hanno scritto, sono necessari centinaia di miliardi di dollari in sussidi diretti, insieme all’inquinamento da anidride carbonica a 100 dollari la tonnellata – quasi il triplo del costo dei prezzi attuali in Europa -.

Senza rilanciare la domanda di energia nucleare, la National Academy ha avvertito che gli Stati Uniti rischiano di perdere esperienza nella costruzione di reattori, lasciandosi dietro tutte le dure lezioni che gli scienziati hanno imparato dal solletico alle code di drago sette decenni fa.

Fonte @Bloomberg – GREEN

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