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Titolo: Uovo di colombo cinese contro le tre sole  tesi antinucleariste di qualche valore


 
a) ... the fluctuations in variable wind and solar PV are
   balanced by flexible renewable energy sources that are
   dispatchable, i.e. can supply power on demand. These are
   hydro with dams, Open Cycle Gas Turbines (OCGTs) and
   concentrated solar thermal power (CST) with thermal storage,
   as illustrated in Figure 2. It ‘s not essential for every
   power station in the system to be dispatchable.
 
b) The second assumption is that nuclear power is a reliable
   baseload supplier. In fact it’s no such thing. All nuclear
   power stations are subject to tripping out for safety
   reasons or technical faults. That means that a 3.2GW nuclear
   power station has to be matched by 3.2GW of expensive
  ‘spinning reserve’ that can be called in at a moments notice.
 
c) la terza e' quella ritrita dei timori per la sicurezza in
   caso di incidente industriale nucldeare
 
 
Il primo a) e' un pelino complicato da spiegare, ma forse
molti hanno visto il grafico di figura 1. Convenzionalmente
si pensa al carico di base alimentato da centrali
elettriche che operano 24h/24h e 7gg/7gg (nel caso
dell'Italia per poco meno di 30'000 MW di richiesta
stabile) a cui si aggiungono fonti dispacciabili
ulteriori durante il prevedibile aumento della domanda
diurna. In passato, il servizio di base era fornito
dalle economiche, ma poco flessibili, centrali a carbone,
mentre il servizio di integrazione diurna era fornito
da centrali a ciclo combinato. Poi c'era un servizio
per picchi imprevisti della domanda, fornito da
idroelettrico (e ove non c'e' la risorsa, da impianti
di pompaggio idroelettrico, "ricaricati" di notte)
e turbogas.
La figura 2 mostra una ripartizione diversa, dove si
riceve tutto quello che arriva dalle rinnovabili
intermittenti (l'indicazione che arrivi anche di notte
fa presumere una forte partecipazione eolica).
Per poi essere integrato di giorno da rinnovabili
dispacciabili. In realta' il grafico implica che
durante le ore non diurne ci sia un "cronico" esubero
dalle rinnovabili intermittenti, tale da non richiedere
mai l'integrazione da fonti dispacciabili (cioe' la zona
"arancione" nel grafico), ma sorvoliamo.
 
Il concetto espresso e' molto semplice: finora c'e' stato
ampio spazio per una generazione "dispacciabile" che non
fosse modulabile (una centrale a carbone, ad esempio, non
si puo' variare di molto la sua potenza rispetto al valore
nominale). Cio' era possibile perche' in sostanza, fino al
2000, tutte le fonti maggiori della rete elettrica erano
fonti dispacciabili.
 
Oggi si tende invece a cercare di alimentare la rete
elettrica con le fonti rinnovabili piu' economiche, che
allo stato dell'arte attuale paiono essere eolico e
fotovoltaico. E integrare le "carenze" delle citate
rinnovabili con fonti dispacciabili altamente modulabili,
perche' devono inseguire i capricci delle rinnovabili
citate.
 
Il nucleare, ad ora, sembra piu' essere usato, anche
dove relativamente modulabile, come dispacciabile "statica".
 
 
Il secondo b) si spiega da solo. Quando si guasta una
grossa unita' nucleare, si crea un buco non da poco nella
rete elettrica. E a causa della sensibilita' agli
accidenti in una centrale nucleare, i fermi "per sicurezza"
possono anche essere ben piu' frequenti che in una comune
centrale a carbone. La soluzione in un paese fortemente
nucleare (come la Francia) e' banalmente quella di
tenere un reattore pronto a entrare in servizio. Tenere
un reattore pronto non costa energia, basta usare il
calore di smaltimento del nocciolo per tenere "in caldo"
il gruppo turbina a vapore, ma ovviamente si ha l'immobilizzo
di una unita' piuttosto costosa. Altrimenti servono fino
a 8 unita' turbogas (considerando una taglia media di 200 MW).
 
 
Il terzo c) e' una conseguenza della grossa taglia dei
reattori. Se un reattore da 1600 MW va in tilt, la
quantita' di calore da gestire in emergenza e' veramente
enorme. E se qualcosa va storto, l'evoluzione verso il
disastro e' molto rapida (poche giorni, forse poche ore).
 
 
Ebbene, i cinesi, che stanno puntando molto sulle rinnovabili
intermittenti, lo devono avere pensato ed hanno trovato una
soluzione "uovo di colombo" che non mi risulta che in
passato sia mai stata praticata.
 
Leggete il seguito ...

 Leggete il seguito ...
 
Tutti avranno capito che il rinascimento nucleare passa da un
ritorno a reattori di taglia minore di 300 MW, il che risolve
l'ultimo punto, quella di una maggiore sicurezza. Infatti,
se un incidente in un reattore di 1000 MW e passa puo'
facilmente diventare drammatico e sicuramente i tempi di
reazione efficace sono nell'ordine delle ore, con reattori
di meno di 300 MW (il che potrebbe anche essere la ragione
di scarsi incidenti sui primi reattori di prima generazione,
per quanto "rustici" erano rispetto allo stato dell'arte
oggi). Cioe', i primi reattori italiani erano forse
intrinsecamente sicuri semplicemente perche' piccoli ?
 
Quindi, reattori piu' piccoli e' sicuramente una direzione
da prendere. I cinesi poi hanno puntato su reattori come
il THTR-300, ove il combustibile e' suddiviso in un numero
elevato di piccoli elementi, ogni elemento munito di un
proprio contenimento individuale (strato di grafite e poi
uno strato di silice). E' il reattore a sfere, il cui
nocciolo puo' essere rapidamente "allargato",
riducendo rapidamente la sua densita' di energia. Quindi
oltre alla taglia piccola, la mancanza di un nocciolo
fisso, ma un mucchio regolabile di sfere di combustibile.
Sfere che anche se venissero espulse dal reattore, non
rilasciano sostenze radioattive nell'ambiente: niente
Chernobyl.
 
 
Reattori piu' piccoli risolvono anche la questione della
affidabilita', perche' se un piccolo reattore si guasta
non serve tenere "in caldo" una grossa centrale.
Vediamo in modo semplificato perche' piccolo e' meglio.
 
Se abbiamo un EPR da 1600 MW che ipotizziamo si blocchi
(spesso per non-guasti) in un momento non previdibile,
una volta ogni anno, ci tocca tenere, se non vogliamo
rischiare un blackout, ad esempio, un altro EPR da
1600 MW fermo. Che sara' in funzione solo 1 mese all'anno,
per il tempo medio richiesto a far ripartire l'unita'
guastata.
 
Se invece abbiamo 8 SMR da 200 MW, con la stessa
tendenza a bloccarsi (una volta all'anno), ci basta un
solo reattore da 200 MW di riserva e che probabilmente
andra' a lavorare in continuazione (ogni mese deve
sostituire un SMR fermo per guasto) e questo riduce
in modo importante il costo di immobilizzo e quindi
il costo globale del sistema di reattori.
 
 
E poi c'e' la questione della modulabilita': la risposta
e' qausi ovvia, un "uovo di colombo". Puntando su tanti 
reattori piccoli, ma volendo sfruttare i risparmi dei
fattori di scala di turbine e generatori (mi pare che
unita' da 600 MW a 800 MW siano la zona di minore
costo unitario sull'energia prodotta) la soluzione e'
abbinare piu' reattori (come se fossero tante caldaie)
per riscaldare un solo circuito di vapore su una
unita' turbina-generatore di potenza totale multipla di
quello dei piccoli reattori.
 
 
Ed ecco introdotto il reattore binato di Shidaowan.
E' composto da due reattori da 250 MW termici che
insieme alimentano di 500 MW termici un gruppo
turbina vapore da 200 MW. Mi pare sia la prima volta
che piu' reattori alimentano insieme una sola unita'
turbina-generatore. Se qualcuno consce altri casi,
si faccia avanti).
 
Abbiamo reattori di taglia piccola (500 MW termici
invece dei 4300 MW termici di un EPR francese o
dei 4000 MW termici di un APR-1400. Anche un AP-1000
ha ancora ben 3400 MW termici (l'RBMK di Chernobyl
ne aveva 3200 MWt). E' ovvio che, in caso di incidente,
gestire il calore residuo di un cosi' tante migliaia
di megawatt termici e' qualcosa di ben piu'
complicato e precipitoso di quello di una unita'
da 500 MWt. Basta ricordare la ragione per cui un
elefante non ha bisogno di produrre cosi' tanto calore
per unita' di peso corporeo come invece un piccolo topo.
E cioe' che un corpo grosso, dissipa meno calore per
unita' corporea, avendo una maggiore quantita' corporea
di calore generato. E visto che lo spaventapasseri
dei reattori nucleari e' il calore residuo dopo avere
"spento" il reattore, i vantaggi di un reattore piu'
piccolo sono significativi.
 
Essendo composta da due reattori, l'unita' puo'
facilmente abbassare la potenza a meta', semplicemente
spegnendo uno dei due reattori e inoltre, in caso
manutenzione programmata e guasti, anche se una
unita' va fuori servizio, la centrale, seppure
a meta' potenza, puo' continuare ad erogare
energia.
 
Il fatto che poi questo tipo di rettori funzioni anche
con il torio prospetta un lungo futuro a questa tecnologia.