Qual è il costo di produzione del kWh nucleare?

Il costo del kWh di produzione nucleare è stato valutato fra il 1997 e il 2007 in numerosi e approfonditi studi nazionali e internazionali.
Nel 2006 l’OCSE ha pubblicato uno studio comparativo dei costi di generazione elettrica da nucleare e da fonti fossili sulla base delle condizioni locali di quindici Paesi. Lo studio assume un tasso di interesse sugli investimenti del 10% (condizione più sfavorevole al nucleare, che è caratterizzato da alti costi di investimento) e considera tutte le componenti di costo.
I dati che ne derivano sono i seguenti (in centesimi di dollaro):

L’intervallo tra le cifre di ciascuna fonte è legato alle specifiche condizioni locali dei singoli mercati, che possono quindi determinare variazioni di costo anche dell’80% e oltre.
Nel complesso, tuttavia, emerge una sostanziale equivalenza del nucleare rispetto al carbone, e competitività rispetto ai cicli combinati a gas (che sono gli impianti termoelettrici più efficienti).

Va però sottolineato che lo studio OCSE non considera i maggiori oneri previsti per i combustibili fossili in relazione alle politiche di salvaguardia del clima (carbon tax). Considerando tali oneri la competitività nucleare si accentua notevolmente.

Inoltre, lo studio è stato effettuato in un momento in cui il prezzo internazionale del petrolio (cui è anche legato quello del gas) era di circa 60 $/barile, mentre ora è da mesi attestato a 90 $. Il che aumenta ulteriormente la competitività del nucleare quanto meno rispetto al gas. La produzione elettronucleare è infatti poco sensibile alle variazioni di prezzo del combustibile, poiché questo non incide più del 15% sul costo finale del kWh. Le centrali a gas sono invece sensibilissime a tali aumenti di costo, poiché il prezzo del combustibile incide per il 70% circa sull’energia prodotta.

Gli elevati investimenti in conto capitale non incidono negativamente sulla produzione elettronucleare?

Effettivamente le centrali nucleari prevedono elevati investimenti iniziali (costi di impianto), molto superiori a quelli delle centrali termoelettriche convenzionali.
Ad esempio, la centrale EPR da 1.600 MW in costruzione in Finlandia ha un costo complessivo di circa 4 miliardi di euro (interamente finanziato da privati, senza sussidi pubblici). Una cifra che in una visione di corto respiro potrebbe consigliare di puntare sulle meno costose centrali termoelettriche.

Tuttavia gli alti costi di impianto non dovrebbero costituire un deterrente economico per i Paesi che non dispongono di ingenti riserve fossili nazionali, come la Finlandia (e in misura ancora maggiore l’Italia). Infatti oltre l’85% del costo del kWh nucleare è dato dai costi di impianto e da quelli di esercizio, cioè da investimenti che ricadono prevalentemente in sede nazionale. Viceversa il 70% circa del costo del kWh di origine fossile (in particolare nel caso di gas e petrolio) è a carico del combustibile, e quindi costituisce un esborso netto verso l’estero.
Inoltre, da ciò deriva anche una scarsa sensibilità del costo del kWh nucleare rispetto alle variazioni di prezzo del combustibile. Cosa rilevante per Paesi che dipendono in particolare da importazioni di petrolio e di gas. Infatti un eventuale raddoppio del prezzo dell’uranio (che incide per il 15% sul costo del kWh) implicherebbe un incremento di costo del kWh nucleare di poco superiore al 10%. Per contro, nel caso di una centrale a olio combustibile o a gas, il raddoppio del costo del combustibile comporterebbe un aumento del kWh di oltre il 60%.

Altre componenti di costo che riguardano specificatamente le centrali nucleari sono:
• gestione del combustibile irraggiato e dei materiali radioattivi. Il costo attribuito a questa voce è valutato in un incremento di circa 0,1 c$/kWh prodotto.
• smantellamento dell’impianto al termine della vita utile. Per questa voce si calcola un ulteriore incremento di costo di circa 0,2 c$/kWh.

Quante sono le risorse di uranio disponibili per l’industria nucleare?

L'uranio è un elemento chimico molto diffuso in natura: in percentuali minime è presente praticamente in tutte le rocce ed anche nell’acqua di mare. È composto prevalentemente da due isotopi: il più abbondante dei quali (99,2%) è l’ U-238, mentre l’ U-235 (0,72%) è quello che riveste maggiore importanza per l’industria nucleare , a causa della sua instabilità.

I migliori giacimenti conosciuti sono costituiti da rocce quarzifere contenenti fino ad un massimo del 3-4% di uranio. Tuttavia i siti di produzione (in miniera o a cielo aperto) sfruttano prevalentemente concentrazioni minori, fino a meno dello 0,1% di U-235. I principali produttori sono gli Stati Uniti, il Canada, il Sudafrica, l’Australia, la Russia e il Kazakhstan.

In ragione del basso tenore nei minerali estratti, la concentrazione dell’uranio inizia sempre in vicinanza del luogo di estrazione: il materiale grezzo viene dapprima macinato fino a raggiungere una consistenza sabbiosa; solventi chimici provvedono poi alla separazione dell'uranio dagli altri minerali in cui è inglobato, formando il cosiddetto "yellow cake" di ossidi, contenente fino all'85% di uranio in peso. È proprio questa "torta gialla" la materia prima di tutti i processi per la preparazione del combustibile nucleare.

Poiché la maggior parte delle centrali nucleari utilizza come combustibile uranio arricchito fino al 3-5% di U-235, lo yellow cake viene trasportato in appositi impianti di "arricchimento", ove viene allestito il combustibile nucleare.

Essendo molto diffuso in natura, teoricamente le riserve di uranio sono molto elevate: quelle note sono stimate a oltre 25 milioni di tonnellate (acqua di mare esclusa). Tuttavia solo una aliquota è recuperabile a costi oggi convenienti (80 $/kg); tale aliquota costituisce le riserve attualmente accertate, pari a circa 2,5 milioni tonnellate.
La produzione annuale (2007) è di circa 44.000 tonnellate. Pertanto, considerando il previsto incremento di produzione elettronucleare, le riserve accertate agli attuali costi di produzione sono sufficienti per poco più di 40-45 anni.

È prevedibile una carenza di materia prima per i combustibili nucleari?

Si è detto che l’uranio è molto diffuso in natura, ma che le riserve oggi recuperabili a costi convenienti (80$/kg) ammontano a circa 2,5 milioni di tonnellate, sufficienti a coprire la prevista produzione elettronucleare per circa altri 40-45 anni.

È tuttavia evidente che la variabile principale è il costo che si ritiene accettabile per la produzione dell’uranio. Se ad esempio si accetta un costo di produzione di 130 $/kg entrano in gioco miniere oggi considerate non economiche che portano le riserve accertate da 2,5 a oltre 8 milioni di tonnellate. Se poi i costi salissero fino a considerare conveniente recuperare l’uranio dall’acqua di mare, le riserve diverrebbero virtualmente illimitate.

Ma ci sono anche altre valutazioni da fare, legate allo sviluppo delle tecnologie nucleari.

I nuovi reattori di III generazione che si stanno iniziando a costruire utilizzano il combustibile con una efficienza del 15-20% maggiore rispetto ai reattori oggi in servizio. Ma i reattori di IV generazione, che si prevede entrino in servizio dopo il 2030, potrebbero avere una efficienza di utilizzo del combustibile fino a 80 volte maggiore degli attuali reattori. Il che modificherebbe sostanzialmente le valutazioni sulla disponibilità delle risorse di uranio.

Sono poi in corso di sviluppo "reattori veloci autofertilizzanti", nei quali l’efficienza di utilizzo del combustibile sale fino ad un teorico 100% (in teoria, anzi, i reattori autofertilizzanti potrebbero produrre più combustibile di quanto ne consumano), senza considerare che tali reattori sfruttano la conversione dell'isotopo U-238, che è di gran lunga più abbondante dell’U-235 oggi utilizzato.

Infine, per la produzione elettronucleare non c’è solo l’uranio. Ad esempio in India sono già oggi operativi alcuni reattori prototipi che utilizzano torio, un elemento molto più comune dell’uranio. L’utilizzo diffuso del torio fornirebbe combustibile per molti secoli, con l’ulteriore vantaggio che il ciclo del torio non consente la realizzazione di materiali utili a fini bellici.

Fonte: www.enel.it