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Energia: alla ricerca dell’impianto perfetto

di Giulia Ioselli

Ad ottobre l’autorità per l’Energia ha consegnato il report annuale sullo stato dei servizi e l’attività svolta. L’Italia ha aumentato la propria produzione energetica grazie ai combustibili fossili. Fra questi spicca il gas naturale (aumentato  del 14 %) mentre il consumo di carbone è diminuito del 18 %. Tuttavia buona parte dell’energia che consumiamo proviene da altri paesi. Il termoelettrico ha parzialmente compensato il calo di importazione di nucleare dalla Francia, dovuto ad alcuni controlli di sicurezza imposti agli impianti francesi. Sir Charles Algernon Parsons, l’ingegnere che inventò le moderne turbine a vapore, sorriderebbe con aplomb britannico se potesse udire questa notizia.

Nonostante la recente impennata del settore eolico, l’andamento delle rinnovabili in Italia è in caloPer quanto riguarda invece la Francia, il ministro dell’ecologia Nicolas Hulot ha affermato di voler chiudere alcuni dei reattori presenti sul territorio. Non sarà un’impresa semplice visto che in Francia il nucleare impiega 220mila persone. 

Una delle questioni più importanti è sicuramente quella dello smaltimento delle scorie. Le emissioni di anidride carbonica dagli impianti nucleari sono inferiori a quelle prodotte dai combustibili fossili. Manfred Lenzen, fisico nucleare laureato a Bonn, ha svolto una valutazione accurata dell’impatto ambientale rapportando le emissioni di anidride carbonica al chilowattora elettrico. Si parla di 1200 grammi di anidride carbonica per ogni chilowattora da fonte fossile (senza distinguere fra carbone, gas o petrolio) contro 130 grammi per il nucleare. Sono valori indicativi che non tengono conto né delle tecniche estrattive, né del tipo di reattore nucleare utilizzato. Se si utilizza uranio poco arricchito i risultati migliorano notevolmente.

Centrale mareomotrice di Saint Malo (Fonte: fotovoltaicosulweb.com)
Centrale mareomotrice di Saint Malo (Fonte: fotovoltaicosulweb.com)

Tuttavia la Francia vanta ottimi risultati nel campo dell’energia idroelettrica prodotta dal moto ondoso o dalle maree: uno degli impianti più famosi è quello di Saint Malo in cui i dislivelli delle maree superano i 10 metri. I dispositivi più usati per la conversione dell’energia del moto ondoso sono basati sull’oscillazione delle colonne d’acqua. Sono provvisti di una camera d’aria parzialmente immersa in acqua. Le onde producono una variazione di altezza dell’acqua (e quindi una variazione di pressione dell’aria) all’interno della camera. Questa variazione di pressione aziona a sua volta una turbina e il gioco è fatto. In Europa troviamo impianti di questo tipo ad Azores (Portogallo) e a Islay (Gran Bretagna). Altre tecniche si basano sull’energia potenziale dell’acqua e sull’uso di dispositivi collocati vicino alla costa, analoghi ai bacini idroelettrici. Nel 2003 in Danimarca è stato costruito un prototipo, collegato alla rete nel 2004 ma distrutto da una tempesta poco dopo.

Deposito di Onkalo, in Finlandia (Fonte: theneweconomy.com)
Deposito di Onkalo, in Finlandia (Fonte: theneweconomy.com)

Tornando alla Francia ed al nucleare, una delle opzioni potrebbe essere stoccare le scorie a Bure, lungo 250 km di gallerie. In Finlandia ha preso vita un progetto simile: si tratta di un enorme deposito di scorie nucleari, costruito per resistere fino a centomila anni. Onkalo (questo il nome della località situata nell’isola di Olkiluoto) punta a diventare il primo bunker per lo stoccaggio permanente di scorie radioattive. Il regista danese Michael Madsen ha realizzato un documentario molto interessate, “Into Eternity”, che racconta la costruzione di Onkalo e paragona il deposito alle piramidi egiziane. Ora come ora i progettisti sono determinati a non lasciare alcuna traccia di Onkalo per evitare che in futuro, a qualche archeologo, venga in mente di scavare.  

Va detto che la radioattività si riduce sensibilmente già dopo mille anni. Il deposito è stato progettato per contenere 6500 tonnellate di scorie. L’uranio, prima di essere trasportato verrà rivestito con ferro, rame  e bentonite, per evitare infiltrazioni di acqua. Il tutto verrà poi sigillato da un tappo di cemento. Anche negli Usa circa 30 anni fa era stato avviato un progetto simile a Yucca Mountain, attualmente in fase di stallo anche per ragioni politiche.

Il nucleare gode di una pessima reputazione a causa di tragici incidenti come quello di Chernobyl o di Fukushima, innescato da un terremoto. Tuttavia il rischio sismico in Finlandia è molto basso, niente di paragonabile alla situazione giapponese. Il problema è che scavando così in profondità, per quanto la roccia sia asciutta, non è possibile evitare del tutto che parte dell’acqua si infiltri. Se l’acqua entrasse a contatto con le scorie, la radioattività si diffonderebbe. E nessun abitante dell’isola sopravviverebbe alla catastrofe per poter puntualizzare: “L’avevo detto che bisognava puntare sulle centrali eoliche!”

Anche queste tra le ragioni che, in seguito al referendum che si è svolto a maggio, hanno spinto la Svizzera ad abbandonare l’uranio. Di fatto non sarà possibile chiudere gli impianti svizzeri prima che passino 25-30 anni perché la transizione verso le rinnovabili, che tutti auspicano, richiede lunghe fasi di assestamento.

Uscendo dall’ambito del nucleare, uno dei paesi europei con il risultato migliore in termini di rinnovabili è la Germania, in cui il 60% dell’energia elettrica si ottiene da eolico e fotovoltaico. Esiste un progetto che punta a trasformare la vecchia miniera di carbone di Prosper-Haniel in un bacino di stoccaggio per energia elettrica. L’idea è quella di sfruttare il surplus energetico prodotto dai pannelli solari e dalle pale eoliche per pompare più acqua verso l’alto e farla accumulare in una vasca. Nelle ore di punta, si fa defluire l’acqua verso il basso in modo tale da azionare una turbina e produrre energia.

Il fotovoltaico ha sicuramente rappresentato una svolta dal punto di vista energetico, ma non è tutto rose e fiori. La lavorazione del silicio comporta la produzione di composti altamente tossici come il tetracloruro di silicio. A questo proposito sono in corso numerose ricerche per sostituire il silicio con il grafene, come lo studio diretto da Anna Vinattieri e Francesco Biccari (Dipartimento di Fisica e Astronomia dell’Università di Firenze) pubblicato su “Advanced Energy Materials”.

Inoltre la produzione di pannelli solari in silicio su larga scala richiede grandi quantità di quarzo e questo, a lungo termine, potrebbe rappresentare un rischio per la salute dei lavoratori. Uno degli episodi più drammatici è sicuramente l’epidemia di silicosi che si diffuse fra i minatori durante la costruzione del tunnel di Hawk’s Nest (Virginia) nel 1927.

Indubbiamente le rinnovabili rappresentano il futuro ma prima di abbandonare i combustibili fossili è fondamentale pianificare la transizione valutando l’impatto ambientale degli impianti che si vogliono costruire. Non tutti i paesi si muoveranno alla stessa velocità perché quando si tratta di energia entrano in gioco ragioni economiche, oltre agli aspetti tecnologici. Ogni paese terrà conto delle sue possibilità e delle sue caratteristiche, anche in termini di geografia e geologia.

Non ha senso mettersi alla ricerca di una “ricetta del successo” valida per tutti i paesi perché questa ricetta non esisteL’idea di gareggiare in una sorta di olimpiade in cui i leader politici sembrano esclamare: “Guardate quanto siamo moderni! Votateci, scegliete l’ambiente” lascia il tempo che trova. È importantissimo che gli enti di ricerca vengano supportati e che comunichino fra di loro indipendentemente dall’orientamento politico e dalla nazione di appartenenza.

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