A seguito dell’ingresso dell’energia nucleare nella tassonomia europea, la soluzione atomica riapre il dibattito sull’utilizzo di questa tecnologia in Europa, soprattutto in Italia dove numerosi articoli si schierano apertamente contro l’energia nucleare a favore delle rinnovabili.
Andando a vedere i numeri reali emerge quanto la diabriba o nucleare o rinnovabili sia sterile per due ragioni una è chiamata fattore di capacità e l’altra è il costo di sistema che le due tecnologie energetiche hanno.
In uno studio dell’MIT del 2018 chiamato “The Future of Nuclear Energy in a Carbon Constrained World” [1] si evince che l’energia prodotta dove il nucleare fa parte di un sistema completamente decarbonizzato ha sempre un costo inferiore rispetto a un sistema basato solo sulle rinnovabili.
Ossia sole e vento non possono diventare sostitutive (il famoso slogan 100% rinnovabile per intenderci) dei sistemi di produzione tradizionali di energia quali gas o nucleare. Al contrario sono le tecnologie ideali per un sistema più sostenibile e decarbonizzato insieme ad altre tecnologie come quella nucleare da fissione oggi e forse da fusione domani.
In diversi articoli delle riviste del settore delle rinnovabili si fa sempre appello al fatto che il costo per installare 1KW di rinnovabili sia inferiore, e quindi più conveniente, a quello da nucleare. Ma e’ veramente tutto rose e fiori come appare?
Dipende… da come si fanno i calcoli. Per confrontare l’energia prodotta da diverse fonti si utilizza comunemente un calcolo chiamato costo livellato dell’energia (LCOE). Il LCOE si riferisce al costo di tecnologie diverse, ma collegate in un punto della rete con caratteristiche di sistema simili.
Il LCOE quindi calcola il costo della produzione in sè e dipende dalla tecnologia utilizzata non dalla rete necessaria a portare questa energia alle prese di corrente delle nostre case. Il rapporto IEA/NEA “Projected Cost of Electricity 2020“ [2] evidenzia come il nucleare sia però competitivo con le altre fonti di energia utilizzando il LCOE.
Perchè un kiloWatt prodotto da rinnovabili, che necessitano un costo di investimento nettamente inferiore rispetto al nucleare, hanno un LCOE paragonabile al kiloWatt prodotto da nucleare? Questo effetto è dovuto al tempo relativamente limitato in cui queste risorse producono elettricità.
Per tenere conto della intermittenza delle fonti rinnovabili bisogna non solo tenere conto della potenza nominale dell’impianto, ma di un altro parametro chiamato fattore di capacità, che corrisponde alla frazione di tempo in percentuale in cui una risorsa produce elettricità nell’arco di un anno. In media a livello mondiale il fotovoltaico ha un fattore del 20% (come se funzionasse 5 ore sulle 24), l’eolico si attesta intorno al 30-35% (7-8 ore circa in una giornata). Una centrale nucleare invece interrompe il funzionamento solo nei casi di caricamento del combustibile nucleare e per eventuali manutenzioni straordinarie, portando quindi ad un fattore di capacità in media superiore al 90%.
Ma manca ancora un altro fattore da considerare per avere l’energia elettrica nelle nostre case, ossia i costi di sistema associati alle diverse tecnologie di generazione elettrica.
I costi dipendono dalla struttura della rete e quest’ultima dipende strettamente dalla tecnologia e dalla caratteristiche di produzione dell’energia. Qui la già relativa convenienza di produrre solo da rinnovabili si riduce ulteriormente, perchè il luoghi ideali per l’installazioni delle rinnovabili sono in molti casi lontani dalla domanda di energia e quindi si sommano anche ulteriori costi infrastrutturali.
Inoltre fornendo picchi di energia in durate limitate di tempo per erogare queste scariche di corrente nella rete è necessario sovradimensionare molto gli impianti per catturare tutta l’elettricità necessaria quando la risorsa è disponibile in modo da coprire il tempo in cui il sole non splende e il vento non soffia.
Per affrontare il problema della decabonizzazione sono necessarie tutte le tecnologie disponibili per una pianificazione energetica seria. Un approccio pragmatico nell’implementazione di una rete elettrica economica e affidabile a basse emissioni di carbonio deve richiede di esaminare il sistema energetico nel suo complesso.
Valutare i costi totali di implementazione del sistema in una serie di scenari utilizzando diverse quote di risorse e tecnologie disponibili distribuite su tutto il territorio nazionale. Immaginate quindi i costi per mantenere una rete in grado di distribuire ed eventualmente stoccare potenze fino a 5 volte la capacità di produzione che si avrebbe includendo l’energia nucleare.
Ad esempio, secondo lo studio del MIT, il sistema elettrico del Texas ammonterebbe a 148 GW di potenza installata con il nucleare, ma la soluzione 100% rinnovabile richiederebbe 556 GW di capacità installata di rinnovabili. Andando più a nord, nel New England un sistema elettrico con il nucleare avrebbe una capacità di 47 GW ma richiederebbe una capacità di 286 GW con le sole rinnovabili. Volendo fare un esempio più europeo, nel Regno Unito se avessimo 77 GW di capacità nucleare, gli inglesi dovrebbero installarne 478 GW di rinnovabili.
Fonti:
[1] https://energy.mit.edu/
[2] https://www.iea.org/reports/
