La domanda di energia sta crescendo rapidamente in molti paesi, poiché le popolazioni aumentano e le economie si sviluppano. A livello globale, il consumo primario di energia è aumentato quasi ogni anno per almeno mezzo secolo. Sebbene i miglioramenti in efficienza energetica abbiano rallentato il tasso di crescita, il consumo energetico globale continua a crescere di circa l’1% al 2% all’anno.
L’aumento dell’uso dell’intelligenza artificiale (IA) sta aggravando ulteriormente questa sfida energetica globale. I data center, che ospitano i modelli di IA, già oggi rappresentano circa l’1-1,5% del consumo globale di elettricità. Questa percentuale è destinata a salire al 3-4% entro la fine del decennio. Per soddisfare la crescente domanda energetica globale, è necessario utilizzare una varietà di fonti energetiche. Attualmente, la maggior parte dell’energia mondiale proviene dal petrolio, seguito da carbone, gas naturale e energia idroelettrica.
Il consumo energetico primario mondiale da combustibili fossili, nucleare e rinnovabili
Tuttavia, poiché i combustibili fossili continuano a dominare il mix energetico globale, le emissioni di gas serra sono aumentate del 5% dal 2020, del 9% dal 2010 e del 32% dal 2000, raggiungendo 53,85 miliardi di tonnellate nel 2022. La quota di energia primaria proveniente da fonti a basse emissioni di carbonio, come l’energia nucleare e le rinnovabili (che includono idroelettrico, eolico, solare, bioenergie, geotermico e mareomotrice), è aumentata del 4,5% dal 2020 e del 32% dal 2010. Tuttavia, nonostante la crescita delle energie rinnovabili, la riduzione dell’energia nucleare disponibile ha impedito al mondo di affrontare in modo significativo la sfida energetica e climatica.
Perché l’energia nucleare, una soluzione a basse emissioni di carbonio, è in declino?
Fonte: Istituto dell’Energia – Revisione Statistica dell’Energia Mondiale (2024) – con elaborazione significativa da parte di Our World in Data. “Consumo di Biocarburanti” [dataset]. Istituto dell’Energia, “Revisione Statistica dell’Energia Mondiale” [dati originali].
Nonostante sia una delle fonti energetiche a più basse emissioni di carbonio, l’uso globale dell’energia nucleare è diminuito di circa il 7% dal 2000 al 2023. Gran parte di questo declino è seguito al disastro di Fukushima del 2011, che ha portato alla chiusura di molti reattori nucleari in Giappone.
Il declino dell’energia nucleare riflette una combinazione di fattori:
Costi elevati: Le infrastrutture nucleari sono diventate sempre più costose da mantenere, mentre i prezzi del gas naturale sono diminuiti e i costi complessivi dell’energia eolica e solare sono calati in modo significativo. La costruzione di nuovi impianti nucleari è costosa e richiede molto tempo. Dal 2009, il tempo medio di costruzione di un reattore nucleare è stato di quasi 10 anni, molto più lungo rispetto alla stima di 5-8 anni fornita dal World Nuclear Association.
Preoccupazioni per la sicurezza: La sicurezza è una delle principali preoccupazioni legate al nucleare. Eventi come gli incidenti di Chernobyl, Fukushima e Three Mile Island sono esempi dei rischi potenziali associati all’energia nucleare. Oltre agli incidenti, gli impianti nucleari possono diventare bersagli di attacchi terroristici, cyberattacchi o incidenti voluti.
Rifiuti nucleari: Lo smaltimento dei rifiuti nucleari rimane un problema complesso. Dal 1954, sono state prodotte circa 390.000 tonnellate di combustibile nucleare esausto in tutto il mondo, di cui solo un terzo è stato riprocessato. Il resto è ancora immagazzinato, generando problemi di sicurezza a lungo termine.
Nuove tecnologie nucleari: affrontare i rischi con l’innovazione
Nonostante questi rischi, nuove tecnologie stanno migliorando l’efficienza e la sicurezza dell’energia nucleare. I reattori di terza generazione avanzata (Generation III+) utilizzano sistemi di sicurezza passivi, che riducono la necessità di interventi umani e il rischio di incidenti. In alternativa, i reattori a sale fuso rappresentano una tecnologia promettente, utilizzando sali fusi al posto dell’acqua per raffreddare il nucleo del reattore, eliminando i rischi legati alla pressione e agli esplosivi a idrogeno.
Un ulteriore passo avanti è rappresentato dal riciclo e riprocessamento del combustibile nucleare. Oggi, solo una piccola parte del combustibile nucleare viene riutilizzata. Tuttavia, il riciclo del combustibile può ridurre significativamente la quantità di rifiuti prodotti, come dimostra il caso della Francia, che riesce a riciclare gran parte del suo combustibile nucleare esausto, riducendo la necessità di nuove risorse di uranio del 17%.
Reattori autofertilizzanti: Un’altra tecnologia promettente è rappresentata dai reattori autofertilizzanti, che sono in grado di generare più combustibile di quanto ne consumino, migliorando notevolmente l’efficienza del processo nucleare. Questo tipo di reattore utilizza fino al 70% dell’uranio disponibile, rispetto all’1% utilizzato dai reattori tradizionali, riducendo così i rifiuti fino all’80%.
Innovazioni nel combustibile: Tra le innovazioni più promettenti vi è l’uso del torio, un combustibile più abbondante e più efficiente dell’uranio. I reattori a torio producono meno rifiuti radioattivi e offrono un’energia più sicura ed efficiente rispetto ai reattori a uranio tradizionali.
Fusion: una potenziale rivoluzione energetica
Anche se ancora lontana, la fusione nucleare rappresenta una rivoluzione potenziale. Questo processo, che combina nuclei atomici leggeri per formarne uno più pesante, rilascia enormi quantità di energia, fino a quattro volte l’energia per chilogrammo rispetto alla fissione nucleare e quasi quattro milioni di volte più energia rispetto ai combustibili fossili come il petrolio e il carbone. La fusione non emette gas serra e non produce scorie radioattive a lungo termine, ma le sfide tecniche per realizzare una reazione sostenibile restano significative.
Piccoli reattori modulari (SMR): una soluzione innovativa
I piccoli reattori modulari (SMR) rappresentano un’opzione innovativa per migliorare l’efficienza e la sicurezza dell’energia nucleare. Gli SMR possono essere prodotti in serie e assemblati come automobili o aerei, riducendo i costi e migliorando l’efficienza. Inoltre, questi reattori più piccoli possono essere utilizzati in aree remote con infrastrutture energetiche inadeguate, fornendo energia pulita e affidabile a comunità isolate o settori industriali.
Questi reattori sono anche più facili da integrare nelle reti energetiche esistenti o possono funzionare in modo indipendente, offrendo una soluzione sostenibile e versatile per affrontare le sfide energetiche globali.
Quattordici delle maggiori banche e istituzioni finanziarie globali si impegneranno a sostenere maggiormente l’energia nucleare per sbloccare finanziamenti per il settore, secondo un rapporto del Financial Times.
Tra queste istituzioni ci sono Bank of America, Barclays, Citi, Morgan Stanley e Goldman Sachs. Queste banche dichiareranno il loro sostegno all’obiettivo della COP28 di triplicare la capacità energetica nucleare mondiale entro il 2025.
Gli esperti affermano che un sostegno pubblico era atteso da tempo, dato il ruolo cruciale dell’energia nucleare nella transizione verso l’energia a basse emissioni di carbonio per combattere i cambiamenti climatici. Storicamente, le banche sono state divise sulle prospettive dell’energia nucleare a causa dei rischi e delle complessità dei finanziamenti, e delle questioni ambientali, sociali e di governance.
BNP Paribas ha dichiarato al FT che il mondo non può raggiungere la neutralità carbonica entro il 2050 senza l’energia nucleare, citando il Gruppo Intergovernativo di Esperti sul Cambiamento Climatico delle Nazioni Unite.
Barclays crede che l’energia nucleare possa risolvere l’intermittenza dell’energia eolica e solare. Con le aziende tecnologiche alla ricerca di più elettricità per i data center e l’intelligenza artificiale, l’energia nucleare è vista come una soluzione possibile.
Recentemente, Microsoft ha firmato un contratto di fornitura energetica di 20 anni con Constellation Energy che permetterà di riattivare un’unità della centrale nucleare di Three Mile Island e mantenerla operativa per decenni.