Energia nucleare: cos’è, pro e contro e situazione italiana

L’energia nucleare è l’energia contenuta nel nucleo degli atomi, le particelle fatte di neutroni, protoni ed elettroni da cui è composta la materia. L’energia nucleare può essere usata per creare elettricità ma, affinché l’energia venga rilasciata, l’atomo deve essere scisso tramite un processo di fissione nucleare.

La fissione nucleare avviene grazie a sofisticati impianti chiamati reattori nucleari. Nei reattori, gli atomi di uranio vengono spezzati, rilasciando così microparticelle chiamate prodotti della fissione. La loro scissione causa una reazione a catena che comporta la divisione di altri atomi di uranio e genera calore. Questo calore riscalda l’agente raffreddante del reattore (metallo liquido, sale sciolto o, più di frequente, semplice acqua). Il vapore generato dal riscaldamento attiva le turbine collegate ai generatori di energia elettrica.  

Per controllare la quantità di energia prodotta, vengono impiegate delle barre fatte di materiali noti come “veleni neutronici”, ossia sostanze in grado di assorbire neutroni che vengono usate per ridurre l’alta reattività iniziale e avere reazioni più controllate.

Il processo di fissione nucleare genera energia termica impiegata per creare vapore e, a differenza dei combustibili fossili, non causa emissioni di CO₂. La fissione, tuttavia, produce materiale radioattivo altamente tossico per gli organismi viventi. Le scorie radioattive, quindi, vanno manipolate per legge con estrema attenzione, e vengono classificate in base al loro livello di radioattività. 

• I rifiuti radioattivi di prima categoria sono le scorie a basso contenuto di radioattività, che decadono entro massimo alcuni anni. Questo tipo di scarto va conservato in sicurezza per il tempo necessario al decadimento radioattivo. 
• Alla seconda categoria appartengono le scorie a bassa e media attività, ossia quelle il cui decadimento avviene tra alcune decine e alcune centinaia di anni. Esse vanno immobilizzate in matrici di cemento e sigillate in moduli di calcestruzzo armato, per poi essere confinate in depositi sigillati con barriere artificiali in grado di garantirne l’isolamento per il tempo necessario al decadimento nucleare. 
• Nella terza categoria ricadono le scorie che richiedono tempi di decadimento nell’ordine di migliaia di anni e oltre. Questi rifiuti ad alta attività radioattiva sono soprattutto combustibile esausto e rappresentano il 5% delle scorie nucleari provenienti dallo smantellamento delle centrali. Il loro trattamento e stoccaggio è composto da più fasi: vengono inizialmente tenuti in piscine di raffreddamento, dove la loro radioattività si riduce del 90% in 10 anni, dopodiché vengono trattati e messi in sicurezza con varie modalità.

La fissione nucleare richiede l’impiego di uranio, una risorsa disponibile in natura ma non illimitata. Possiamo quindi dire che la fissione nucleare non può essere considerata una risorsa rinnovabile.

Allo studio ormai da mezzo secolo, una soluzione alternativa potrebbe trovarsi nel processo di fusione nucleare, in grado di generare energia usando il deuterio 2H, un isotopo dell’idrogeno presente negli oceani in quantità sufficienti a garantire energia anche per migliaia di anni. La fusione nucleare creerebbe anche meno scorie radioattive, risolvendo in parte una delle maggiori criticità dell’energia nucleare prodotta dalla fissione.  

La fusione nucleare, in cui l’energia viene sprigionata dall’unione di due atomi, è una tecnologia tuttavia ancora in fase di sviluppo, e solo da poco si è arrivati a mettere a punto una reazione di fusione nucleare in grado di generare più energia di quanta ne consumi. È quindi legittimo pensare che la diffusione della fusione nucleare su larga scala sia ancora lontana. 

L’Italia è tra i pionieri della ricerca sulla fusione nucleare. L’attività di ricerca e sviluppo nel settore a livello nazionale è coordinata dall'ente per l'energia nucleare ribattezzato ENEA. A livello più alto, invece, è l'Agenzia Internazionale per l'Energia Atomica (AIEA) – organo ufficiale dell’ONU – a fungere da forum intergovernativo per la cooperazione scientifica e tecnologica a fini pacifici della tecnologia nucleare e dell'energia nucleare.

Il ricorso all’energia nucleare può portare vantaggi e svantaggi con un loro peso specifico sulla bilancia della transizione energetica e nell’ottica del graduale abbandono dei combustibili fossili. Vediamo quali sono.

• Ridotte emissioni di CO₂: sarebbe scorretto dire che l’energia nucleare non comporta emissioni di CO₂, in quanto i processi di estrazione e trattamento dell’uranio, il suo trasporto, la costruzione di nuove centrali e lo smantellamento delle vecchie centrali richiedono comunque l'uso di combustibili fossili. Ciò detto, alcuni studi riportano che la produzione di 1 KWh di energia elettrica produce 442 grammi di CO2 quando è generato con il gas naturale, e soli 117 grammi di CO2 con il nucleare. 
• Meno terreno occupato: un impianto per la produzione di energia nucleare occupa un’area almeno 360 volte inferiore rispetto un impianto eolico che genera la stessa quantità di energia, e di 75 volte inferiore rispetto a un impianto solare. 
• Grandi quantità di energia prodotta: 1 kg di uranio è in grado di fornire la stessa energia per cui sarebbero richieste 60 tonnellate di gas naturale, 80 tonnellate di petrolio o 120 di carbone. 
• Indipendente dalle condizioni atmosferiche: mentre il rendimento del solare e dell’eolico dipendono dalla posizione geografica e dalla variabilità delle condizioni atmosferiche, il nucleare è invece una fonte energetica continua. 
• Disponibilità di materia prima: mentre una grande quantità dei combustibili fossili proviene da Paesi dal clima politico instabile, come per esempio Algeria, Libia o Russia, l’uranio viene invece estratto in Paesi in buoni rapporti con l’Unione Europea, come il Canada e l’Australia: una garanzia in più per l’approvvigionamento del vecchio continente anche in tempi di relazioni internazionali complesse.

• Fonte non rinnovabile: l’energia nucleare dipende dallo sfruttamento di uranio, una risorsa disponibile in quantità limitate e destinata quindi all’esaurimento.  
• Alto investimento iniziale: le centrali nucleari sono strutture estremamente complesse e sofisticate, che hanno bisogno di vari sistemi di sicurezza affinché la produzione energetica possa definirsi affidabile e sicura. Anche per questo motivo, i costi di costruzione di una centrale sono molto elevati. Per l’impianto finlandese Olkiluoto 3, per esempio, la realizzazione ha richiesto 17 anni di costruzione ed un costo di 11 miliardi di euro, circa 10 volte in più di centrali a gas di pari potenza. 
• Produzione di scorie radioattive: come abbiamo visto sopra, la fissione nucleare genera rifiuti con diversi livelli di radioattività, i quali non possono essere smaltiti come scarti normali. La gestione dei rifiuti radioattivi richiede l’individuazione di siti specifici, e una cattiva gestione della costruzione dei depositi in cui i materiali vengono riposti per il loro decadimento rappresenta un rischio per l’ambiente e la salute pubblica. 
• Gravi conseguenze di potenziali incidenti: a proposito di rischi, una delle questioni più sentite che hanno in passato convinto l’opinione pubblica a diffidare dell’energia nucleare è l’estrema gravità che un incidente può avere in aree anche molto estese. Chernobyl nel 1986 e, più di recente, Fukushima nel 2011, hanno dimostrato le conseguenze disastrose che il fallimento delle misure di sicurezza può avere in un impianto con materiali altamente radioattivi.

Secondo il Power Reactor Information System, un database completo delle centrali nucleari di tutto il mondo, a livello globale nel 2020 le centrali nucleari hanno prodotto circa 2,553 TWh di elettricità (il 4,3% dell’energy mix mondiale). 

Nella classifica mondiale, sul podio, per quantità di produzione, troviamo: 

• Stati Uniti, con 96 reattori attivi 
• Cina, con 50 reattori attivi 
• Francia, con 58 reattori attivi

Seguono Russia (39 reattori), Sud Corea (24 reattori), Canada (19 reattori), Ucraina (15 reattori), Germania (6 reattori), Spagna (7 reattori), e Svezia (7 reattori).

Dopo aver elencato i pro e contro di questa fonte energetica e aver scoperto chi sono i maggiori produttori nel mondo, vediamo qual è lo stato dell’energia nucleare in Italia. 

• L’Italia ha fatto uso di energia nucleare nel periodo compreso tra il 1964 e il 1990, grazie a quattro centrali nucleari localizzate a Trino (Vercelli), Caorso (Piacenza), Latina e Garigliano (Caserta).
• Dopo il referendum abrogativo del 1987, in cui i cittadini si sono espressi contro la presenza di centrali nucleari in Italia, questi quattro stabilimenti sono passati alla fase di smantellamento, in cui si trovano tuttora.  
• L’impennata dei prezzi di gas naturale e petrolio verificatasi tra il 2005 e il 2008 riaprì il dibattito sull’energia nucleare in Italia negli anni immediatamente successivi, quando vennero fatti i primi passi per il recupero di questa fonte energetica. La discussione, tuttavia, ebbe fine nel 2011, quando un referendum abrogò alcune disposizioni progettate per agevolare l’insediamento delle centrali nucleari, riconfermando la storica avversione degli italiani verso il nucleare.  
• Oggi, con i recenti sviluppi politici e con una nuova crisi energetica in atto, in molti stanno tornando a chiedersi se l’energia nucleare possa costituire una soluzione ai problemi di approvvigionamento energetico e dipendenza dall’estero per i bisogni energetici dell’Italia. Le risposte a questa domanda si trovano spesso ai poli opposti, con sostenitori dell’energia nucleare da una parte e fermi oppositori dall’altra. 

Il nostro Paese continua a dipendere principalmente da fonti energetiche non rinnovabili e non in maniera autonoma. Le fonti rinnovabili, tuttavia, si stanno gradualmente affermando. In questo scenario, ENGIE riveste un ruolo di attore chiave delle energie rinnovabili in Europa.