News from Down Under

[qualcosa si muove anche laggiù dall’altra parte del mondo?]

Fa caldo in Australia: è estate adesso.

26
Fig.1: Mappa delle temperature massime (valori medi) – Fonte: Ufficio meteorologico del Governo australiano

L’Australia è caratterizzata da un clima che, tra le altre cose, favorisce i grandi incendi: lunghi periodi di forti piogge alimentano la crescita delle foreste e della vegetazione in generale, e si alternano ad altrettanto lunghi periodi di siccità e caldo secco.
L’Australia è anche caratterizzata da un rovente dibattito attorno alle cosiddette “politiche climatiche”. Vanta, infatti, il primato delle più alte emissioni pro-capite, tra le nazioni OCSE, e quello di un mix energetico fortemente sbilanciato verso il carbone, un’abbondante risorsa interna.
Il Governo australiano ha recentemente approvato l’abrogazione di una tassa sul carbonio che era stata introdotta appena tre anni fa. L’eco-tassa era pagata dalle grandi aziende emettitrici di CO2 (in particolare le aziende estrattive ed i produttori di elettricità); ma, con una semplice partita di giro, i costi venivano fatti ricadere sui consumatori finali.
Cancellata la
carbon tax, il mercato dei permessi di emissione – che avrebbe dovuto entrare in vigore nel 2014, ed integrarsi entro il 2018 con quello europeo per gli scambi ETS – ha chiuso i battenti prima ancora di aprirli.
A lato di questa vicenda ed in concomitanza con la conferenza di Lima sul clima, lo scorso dicembre è apparso e si è diffuso su internet un particolare appello rivolto agli ambientalisti di tutto il mondo.
Gli autori di questa lettera aperta [1] sono due professori australiani: Barry W. Brook, Chair of Environmental Sustainability presso l’Università della Tasmania, e Corey J.A. Bradshaw, Sir Hubert Wilkins Chair of Climate Change presso l’Environment Institute dell’Università di Adelaide.
Il contenuto è molto stringato ed il messaggio è chiaro:
in qualità di scienziati conservazionisti, preoccupati per l’esaurimento a livello globale della biodiversità ed il conseguente degrado del sistema su cui si regge la vita umana, noi sosteniamo le conclusioni tratte nell’articolo ‘Key role for nuclear energy in global biodiversity conservation’ [Ruolo chiave dell’energia nucleare nella conservazione della biodiversità a livello globale. (N.d.R.)], pubblicato su Conservation Biology (Brook & Bradshaw, 2014).” [2]

27Fig.2: Densità di energia a confronto per diversi combustibili: a) uranio, b) gas naturale compresso (i.e. GNC o, in inglese, CNG), c) carbone, e d) nichel-metallo idruro (i.e. NiMH, materiale presente negli accumulatori standard utilizzati nei veicoli elettrici). Nella figura sono riportate le quantità necessarie per fornire o immagazzinare circa 220 kWh/gg di energia elettrica equivalente per 80 anni (abbastanza per soddisfare tutte le esigenze per tutta la vita di un cittadino del mondo sviluppato – per quanto riguarda illuminazione, calore, trasporti, produzione alimentare, manifattura varia, ecc.). Il totale dell’energia elettrica incorporata risulta essere pari a 6.4 mln di kWh. Ne conseguono diversi rapporti massa-volume: per l’uranio 780 g o 40.7 cm3 (dimensioni di una pallina da golf); per il GNC 56 autobotti da 20.000 litri; per il carbone 3.200 t o 4.000 m3 (circa l’equivalente di 800 elefanti); per le batterie 86.000 tonnellate di NiMH (in pratica l’equivalente di una batteria con dimensioni impressionanti: grossomodo alta quanto 16 Burj Khalifa impilati [3]). Dati e calcoli di Barry W. Brook e Corey J. A. Bradshaw (Conservation Biology, 9 dicembre 2014, DOI: 10.1111/cobi.12433). La fonte è liberamente consultabile qui.

In pratica, si tratta di un appello a seguire le strade più efficaci per garantire la sopravvivenza del Pianeta, con particolare riferimento alla preservazione dell’ambiente e della biodiversità. E quali sarebbero queste strade? La drastica riduzione dei consumi di energia di origine fossile (gas, petrolio e soprattutto carbone) accompagnata dal ricorso alle fonti rinnovabili (eolico e solare, in particolare) e… all’energia nucleare.
Il motivo di questa “inconsueta” accoppiata è molto semplice – sostengono i firmatari, e non sono i soli invero. Le energie rinnovabili richiedono, infatti, grandi estensioni di territorio, che non si vogliono sottrarre all’agricoltura e a ciò che resta dell’ambiente naturale. Inoltre, sono di norma intermittenti ed aleatorie. Di sicuro difficilmente programmabili, se non con sistemi che attualmente non sono disponibili nelle dimensioni opportune “per fare la differenza”. Esse devono, dunque, essere integrate con una fonte che sia in grado di produrre energia con continuità, e che al contempo richieda spazi molto limitati. Questo avveniva ed avviene già con le vecchie centrali alimentate da combustibili fossili, che ora, però, vanno dismesse a causa delle loro emissioni, che contribuiscono all’inquinamento ed all’aumento dei gas serra. Pertanto, Brook, Bradshaw e “soci” sostengono che, se vogliamo avere qualche possibilità di mitigare i cambiamenti climatici ed evitare gravi conseguenze, il nucleare deve ricoprire questo ruolo in modo preponderante (se non esclusivo).
E le scorie radioattive? Beh, questo non sarà più un problema con i reattori avanzati di nuova generazione, che funzionano a ciclo chiuso, senza cioè produrre materiali radioattivi da immagazzinare in depositi a lungo termine.
E il rischio di incidenti? Varie analisi comparative svolte sulle diverse fonti di energia concordano sul fatto che il nucleare è fra le meno pericolose in termini di vittime per unità di energia prodotta.
Questo il succo. Per maggiori dettagli vi invitiamo a leggere per intero l’articolo di Brook e Bradshaw al link dove è consultabile e scaricabile gratuitamente insieme ai dati ed ai fogli di calcolo a supporto delle loro conclusioni. Se siete interessati, ma non avete tempo, non disperate; perché è molto probabile che attingeremo da quella fonte tornando sull’argomento più volte nei prossimi mesi.
Qui di seguito vi proponiamo subito, invece, alcune nostre considerazioni “a caldo”.
Come si può notare, non ci sono ingegneri o fisici fra i 75 firmatari della lettera (al 23/01/2015). I firmatari sono tutti biologi, naturalisti ed ecologi dei principali Paesi del mondo. E, a dire il vero, sostanzialmente la “chiamata alle armi” si rivolge direttamente a loro.
Inoltre, la lettera non costituisce una novità in senso assoluto. Qualche tempo fa si erano, infatti, mossi anche alcuni climatologi di fama mondiale, come si può leggere qui.
Quello che sinceramente ci ha più colpito è, dunque, un fatto che si può osservare solo cercando a fondo nell’
humus in cui è nata e su cui si sta sviluppando l’intera questione. Perché sembra proprio che l’Australia si stia già muovendo, a piccoli passi, nella direzione indicata dall’appello.
Nel mese di agosto 2014, per esempio, è uscito a cura dell’
Australian Academy of Technological Sciences and Engineering (ATSE) un interessante report, o meglio “piano di azione”, che si può consultare qui.
Vale la pena, quindi, scrutare per bene il panorama industriale australiano.
L’economia australiana costituisce un caso unico nell’OCSE, dato che il 20% del PIL è rappresentato dalle attività estrattive minerarie e dai relativi servizi (dati del 2012, fonte WNA). L’uranio ha una piccola parte in tutto questo, in termini economici, ma in termini energetici costituisce un quarto delle esportazioni (e.g. 3944 peta-joule, ossia milioni di miliardi di joule, nel 2012-13).

28aa) andamento produzione
28a b) andamento esportazioni
29 c) variazioni biennali
Fig.3: Estrazione ed esportazione di uranio in Australia. I dati rappresentati si riferiscono sia alle quantità di uranio puro (“U” indica genericamente tutti gli isotopi dell’uranio) sia a quelle di octaossido di triuranio (U3O8 – ossido di uranio presente in natura nel minerale pechblenda). Elaborazioni CN&R, dati WNA.

L’uranio in Australia viene estratto dal 1954. Laggiù le risorse di uranio ad oggi note sono le più grandi al mondo – il 31% del totale mondiale; ma l’Australia è “solo” il terzo produttore al mondo, dietro il Kazakistan ed il Canada, e tutta la produzione viene esportata.

30Fig.4

A ben vedere l’Australia avrebbe già pronta un’infrastruttura significativa per supportare qualsiasi futuro programma nucleare. Si possono citare, ad esempio, l’Australian Nuclear Science & Technology Organisation (ANSTO), che possiede e gestisce Opal, un moderno reattore di ricerca da 20 MWth, l’Australian Safeguards & Non-proliferation Office (ASNO), che fornisce linee guida e disposizioni concernenti la sicurezza e la salvaguardia della salute apprezzate a livello internazionale per la loro alta qualità, l’Australian Radiation Protection and Nuclear Safety Agency (ARPANSA), ed ovviamente tutta l’industria mineraria dell’uranio con il suo indotto.
Tuttavia, se a guidare la svolta nucleare rimarrà principalmente la riduzione delle emissioni di CO
2, o gli eventuali costi derivanti da tali emissioni, il rischio che l’intero programma evapori come la rugiada al Sole d’estate è tutt’altro che trascurabile. Grazie ai bassi costi, infatti, le ingenti risorse nazionali di carbone, alle quali si aggiungono quantità significative di gas naturale, fanno la parte del leone nella strategia energetica del Paese. Vale a dire: a volte basta un ruggito.
O meglio, la strada non è certo spianata. Difatti, la scelta nucleare è per esempio ostacolata anche da specifiche normative emanate in alcuni Stati, come il Victoria ed il Queensland, che vietano la costruzione o la gestione di qualsiasi reattore nucleare.
In conclusione, non vorremmo certo alimentare strane illusioni su repentini cambiamenti del business as usual [4]; ma qualcosa si sta muovendo laggiù, e forse questo qualcosa sarà di aiuto anche altrove.

Note

[1] Se ne è parlato anche su bravenewclimate.com riportando quanto pubblicato su conservationbytes.com, il blog di Bradshaw.

[2] Alcune parti dell’articolo sono riportate in un altro post di bravenewclimate.com.

[3] Il pavimento di un ascensore standard ha una superficie di circa 2.6 m2 (ASME 17.1 Elevator Safety Code), mentre l’albero di servizio del super-grattacielo Burj Khalifa è alto 540 m, da cui un volume di 1326 m3. Rapportando questo volume con quello di una batteria NiHM in grado di fornire la stessa energia di una massa di Pu-239 delle dimensioni di una pallina da golf, si ottiene un valore pari a 16.2. Prendendo come riferimento il Burj Khalifa, si calcola un’altezza di 13.4 km: 16.2 volte quella del Burj Khalifa. Per ulteriori approfondimenti si consulti online l’articolo di Barry W. Brook e Corey J. A. Bradshaw, alla voce ‘Supporting Information’.

[4] ‘Business as Usual’ è anche il titolo del primo album dei Men at Work (pubblicato nel 1981 e di grande successo, grazie soprattutto al singolo ‘Down Under’); qui, però, si vuole intendere in senso lato il modo in cui sino ad oggi sono andate le cose, nel campo dell’industria come in quello della politica, in Australia, ma anche nel resto del Mondo.

Ringraziamenti

Il presente post è frutto di una dritta del prof. Giovanni Vittorio Pallottino, al quale siamo grati anche per averci fornito un agile sunto dei post apparsi su Brave New Climate. Abbiamo mescolato il tutto con alcune sue osservazioni, alcune nostre osservazioni e qualche spunto di riflessione.

Ringraziamo, infine, il prof. Barry W. Brook per averci dato il suo consenso a pubblicare (sulla base dei termini della licenza Creative Commons Attribution) una delle figure contenute nell’articoloKey role for nuclear energy in global biodiversity conservation(Conservation Biology, 9 dicembre 2014, DOI: 10.1111/cobi.12433) e relativa didascalia.

Quale torta ti piace di più?

Cake

 

Una delle comuni argomentazioni di chi si oppone alla possibilità che l’Italia riconsideri l’opzione nucleare, riguarda la questione della “dipendenza energetica”: installare nuovi impianti di produzione elettrica mediante fissione nucleare, si dichiara, non ridurrebbe la dipendenza del nostro paese dagli stati esteri, in quanto vi sarebbe la necessità di importare l’uranio, di cui il nostro territorio è sostanzialmente privo.

Questa affermazione, pur essendo oggettivamente corretta, risulta essere però incompleta e soprattutto non centra il cuore del problema. Innanzitutto bisogna sottolineare come il combustibile incida nelle centrali nucleari solo per il 5% del costo complessivo finale dell’energia elettrica, mentre tale quota sale al 40% e al 70% per una centrale a carbone o a gas naturale (o petrolio). Ciò significa che eventuali oscillazioni sfavorevoli del prezzo della materia prima si ripercuotono in maniera molto ridotta nel caso nucleare, rendendo perciò più stabile il mercato energetico.

Il punto fondamentale, però, riguarda la non corretta comprensione del concetto di dipendenza energetica: non potendo l’Italia fare a meno di importare combustibili fossili per produrre elettricità, per il riscaldamento o per il proprio sistema di trasporti, può però mitigare la propria vulnerabilità diversificando le fonti da cui attingere. Gli investimenti azionari o i piani di accumulo che le banche generalmente propongono ai propri clienti hanno come punto di forza proprio il concetto di diversificazione: nessun pacchetto prevederà mai titoli provenienti da un unica azienda o da un unico settore industriale, proprio per prevenire lo spiacevole inconveniente che il fallimento di una società o la crisi di un determinato comparto facciano perdere completamente il capitale investito. Per esempio, dividere il capitale in 10 parti riduce notevolmente i rischi, in quanto il fallimento di una società determinerebbe la perdita soltanto del 10%.

Con le fonti energetiche bisogna ragionare esattamente allo stesso modo: un mix di approvigionamento fortemente sbilanciato rende il paese molto debole, soggetto alle speculazioni del mercato, delle lobbies, o alle instabilità geopolitiche ed economiche, su scala planetaria o relativamente ai singoli stati fornitori. Si pensi a quanto sta accadendo in questi mesi in Libia (da cui importiamo notevoli quantità di petrolio) e nei paesi del Nord Africa in generale. Si pensi alle condizioni ancora non perfettamente stabili, dal punto di vista economico e democratico, nell’area ex-sovietica, da cui proviene il maggior quantitativo di gas metano. Vi è poi il Medio-Oriente, costante teatro di guerre e tensioni.

L’auspicio di tutti è che in un futuro non troppo lontano ogni paese sia in grado di sostenere il proprio fabbisogno esclusivamente con le energie rinnovabili. Questo traguardo è però ancora piuttosto lontano, dal punto di vista tecnologico ed economico. Alla luce di quanto detto precedentemente, nel cammino di avvicinamento a questo risultato ogni paese non può esimersi dal predisporre una strategia che contempli una combinazione di fonti energetiche il più possibile variegata e multiforme. Vediamo quali sono le condizioni di alcuni tra i principali paesi europei, inclusa l’Italia, relativamente alla produzione di energia elettrica in termini delle varie fonti energetiche: i dati risalgono al 2005 ma non sono molto dissimili da quelli attuali.

Produzione_energetica

Risulta facile notare come le situazioni meno convincenti, dal punto di vista della diversificazione, siano quelle della Francia, in cui quasi l’80% dell’energia proviene dal nucleare, e l’Italia, in cui il 50% dell’elettricità è prodotto con il gas naturale. Germania, Spagna e Regno Unito presentano invece un mix ragionevolmente equilibrato, che le mette al riparo da conseguenze drammatiche nel caso una delle fonti dovesse essere per qualche motivo sostituita in tempi brevi. Cosa accadrebbe invece all’Italia se da un giorno all’altro gli stati dell’Europa dell’Est (come tra l’altro già minacciato qualche inverno fa) decidessero di chiudere repentinamente i rubinetti dei gasdotti che giungono fino al nostro paese? 
Nell’ottica di una eventuale crisi internazionale, un ulteriore aspetto da considerare riguarda le modalità con cui i singoli stati sono in grado di dotarsi di una riserva energetica strategica, per fronteggiare eventuali drastiche riduzioni delle importazioni di materie prime: pochi metri cubi di uranio in questo caso possono garantire un’autonomia che richiederebbe invece volumi di stoccaggio incommensurabilmente maggiori nel caso di gas e petrolio. L’Italia attualmente, in caso di interruzione delle importazioni, sarebbe infatti in grado di soddisfare le richieste energetiche interne solamente per poche settimane. 

Alla luce di tutto questo, ecco dimostrato come il nucleare, seppur non rappresentando la soluzione definitiva e completa ai problemi energetici italiani, potrebbe costituire una delle soluzioni più ragionevoli per contribuire a rendere meno pesante la dipendenza dall’estero.

Per maggiori informazioni:
SIF (Società Italiana di Fisica), Energia in Italia: problemi e prospettive (1990-2020)
http://www.sif.it/SIF/resources/public/files/LibroBianco.pdf