Il post odierno non vuole essere una trattazione approfondita ed “assoluta” sul possibile scenario energetico che potrebbe seguire all’evento di Fukushima, bensì rappresentare una specie di sintesi che intende mettere ordine su numeri spesso mostrati senza una reale validità e rispondenza con la tecnologia esistente.
Molte delle informazioni riportate nel seguito sono tratte da precedenti post, in certi casi linkati nel seguito, da me precedentemente scritti per la rubrica Energia e Futuro, ed ai quali rimando per eventuali discussioni nel merito dei temi trattati su ciascuno di essi.
FUKUSHIMA DAIICHI – QUALE PRESENTE
Da quanto si apprende dalle informazioni ufficiali (riportate dall’Agenzia O.N.U. per l’Energia Atomica, ovvero l’IAEA – www.iaea.org alla quale mi sono sempre riferito – all’ora di chiusura del post – 23:00 del 27/03/2011 ) circa lo stato di avanzamento delle operazioni di raffreddamento dei 4 reattori, e della situazione in generale, si apprende:
“IAEA Briefing on Fukushima Nuclear Accident (27 March 2011, 13:30 UTC)
1. Current Situation
The situation at the Fukushima Daiichi plant remains very serious.
The restoration of off-site power continues and lighting is now available in the central control rooms of Units 1, 2 and 3. Also, fresh water is now being injected into the Reactor Pressure Vessels (RPVs) of all three Units.
Radiation measurements in the containment vessels and suppression chambers of Units 1, 2 and 3 continued to decrease. White “smoke” continued to be emitted from Units 1 to 4.
Pressure in the RPV showed a slight increase at Unit 1 and was stable atUnits 2 and 3, possibly indicating that there has been no major breach in the pressure vessels.
At Unit 1, the temperature measured at the bottom of the RPV fell slightly to 142 °C. At Unit 2, the temperature at the bottom of the RPV fell to 97 °C from 100 °C reported in the Update provided yesterday. Pumping of water from the turbine hall basement to the condenser is in progress with a view to allowing power restoration activities to continue.
At Unit 3, plans are being made to pump water from the turbine building to the main condenser but the method has not yet been decided. This should reduce the radiation levels in the turbine building and reduce the risk of contamination of workers in the turbine building restoring equipment.
No notable change has been reported in the condition of Unit 4.
Water is still being added to the spent fuel pools of Units 1 to 4 and efforts continue to restore normal cooling functions.
Units 5 and 6 remain in cold shutdown.“
FUKUSHIMA DAIICHI – QUALE FUTURO PER L’IMPIANTO
Pur in uno scenario ancora non stabilizzato, è possibile ed abbastanza facile ipotizzare quale sarà il futuro della centrale di Fukushima Daiichi, infatti le conseguenze dell’incidente prima, e le manovre messe in atto per contenerlo poi, renderanno necessaria un’attività di decomissioning dei vari reattori danneggiati (1-4) dell’impianto.
Diverse le prospettive per i reattori in “Cold Shut Down” (5-6), i quali non sembrano presentare danni irreparabili, fatto salvo il danneggiamento dell’edificio del n°5, ma prima di potere fare delle valutazioni più precise bisognerà attendere le informazioni delle squadre di esperti sul luogo.
LE CONSEGUENZE SULLE STRATEGIE ENERGETICHE IN EUROPA E NEL MONDO
Tale incidente ha riaperto con forza la questione relativa all’opportunità di utilizzare l’Energia Nucleare nelle varie nazioni che già la utilizzano, così come ha sollevato questioni di opportunità di intraprendere questa strada per l’Italia, dove è attuale la questione.
Si sono susseguiti vari annunci, in particolare da parte della Germania (ritengo doveroso ricordare che in Germania si è in periodo elettorale) e dalla Svizzera, oltre che dall’Italia (il cui caso però è differente per quanto detto sopra), spesso guardati con soddisfazione da parte di associazioni ambientaliste in quanto l’oggetto di tali annunci, in prima sponda, faceva riferimento alla chiusura degli impianti esistenti ed alla non apertura di ulteriori impianti, e notizie simili sono state riportate anche per gli Stati Uniti, ma di fatto di impegni concreti non sembra esservi ancora traccia.
Successivamente a questi primi annunci sono seguite informazioni circa l’importanza di eseguire degli “Stress Test” sulle centrali per valutare il loro attuale livello di sicurezza e resistenza.
Da un’analisi della vita media degli impianti sparsi per il mondo si evince come questi abbiano un’età media piuttosto avanzata, ed in molti casi si tratti di impianti arrivati a fine vita prevista per i quali si era in procinto di estenderne la vita utile per diversi anni, così come evidenziato dalle informazioni relative ai primi due impianti Tedeschi sulla via della chiusura.
E’ importante a questo punto fare una valutazione di massima di cosa succederebbe se, dall’oggi al domani, con la stessa celerità mostrata dall’Italia nel dopo 1987, si provvedesse allo spegnimento auspicato da molti, di tutti gli impianti nucleari attivi nel mondo.
Poiché risulta abbastanza difficile e lungo ricostruire i dati della produzione energetica per tutti i paesi (consiglio di leggere questi due post – 1, 2 – prima di cadere nel confronto Energia – Potenza), può essere utile valutare eventuali scenari sostitutivi degli impianti nucleari esistenti con quanto la tecnologia attualmente dispone, e mostrare i miglioramenti richiesti ad essa per compensare l’energia in meno che verrebbe prodotta, analizzando un “impianto nucleare tipo” con alcune soluzioni basate su energie rinnovabili, ed a seguire il numero di impianti necessari per sostituirli.
Nomenclatura utilizzata nel seguito:
- Potenza Nominale: Pnom
- Energia Elettrica: Eel
- Coefficiente di disponibilità: tiene conto delle ore all’anno per le quali l’impianto può operare alla potenza nominale, in riferimento alle manutenzioni
- Con “ore/anno alla Pnom” si intende il numero di ore all’anno per le quali, su un calcolo medio, si è in grado di operare alla Potenza Nominale dell’impianto
- Con “N° impianti” si intende il numero di impianti necessari per sostituire un singolo impianto di riferimento, basandosi sul parametro Pnom e Eel
Riferimento) Impianto Nucleare
Potenza Nominale: 1000MW elettrici
Coefficiente di disponibilità: 0.8
Si valuta l’energia producibile moltiplicando la Potenza nominale per il numero di ore annue di funzionamento, ottenendo:
Eel = Pnom * 0.8 * 8760h/anno = 7008 GWh/anno
Impianto 1) Impianto Termoelettrico a Vapore o a Ciclo Combinato
Potenza Nominale: 1000MW elettrici
Coefficiente di disponibilità: 0.8
Eel = Pnom * 0.8 * 8760h/anno = 7008 GWh/anno
N° impianti sostitutivi riferiti alla Pnom: 1
N° impianti sostitutivi riferiti alla Eel: 1
Impianto 2) Impianto Solare Termodinamico (per informazioni sui dati vedere questo post)
TIPO ANDASOL
Potenza Nominale: 50MW elettrici (200 ettari di estensione)
ore/anno alla Pnom: 3589
Eel prodotta: 179GWh/anno
N° impianti sostitutivi riferiti alla Pnom: 20
N° impianti sostitutivi riferiti alla Eel: 39
TIPO PS10
Pnom: 11MW elettrici (55 ettari di estensione)
ore/anno alla Pnom: 2090
Eel prodotta: 23GWh/anno
N° impianti sostitutivi riferiti alla Pnom: 91
N° impianti sostitutivi riferiti alla Eel: 305
Impianto 3) Impianto Eolico (Turbina di riferimento Vestas V112)
Caratteristiche Turbina:
- Diametro rotore: 112m
- Altezza mozzo: 84.94m – 119m
- Pnom: 3MW
- Velocità minima vento: 3m/s
- Velocità massima vento: 25m/s
- Velocità nominale vento: 12m/s
Riferendosi per semplicità al sito (per semplicità di calcolo, trattandosi di dati di ventosità reali) esposto nel seguente post e riportando i calcoli alla turbina in questione per una altezza del mozzo di 119m, si ottiene:
Eel prodotta: 16.8GWh/anno
N° turbine sostitutive riferite alla Pnom: 333
N° turbine sostitutive riferite alla Eel: 417:
CONSIDERAZIONI
Alla luce di quanto esposto sopra, e ricordando che vuole essere una rappresentazione “limite” dello scenario energetico possibile, è anche possibile ipotizzare sempre a “livello speculativo” (e lo lascio ai lettori) quali rendimenti dovrebbero avere le soluzioni alternative rispetto agli attuali valori, per sopperire (ovviamente facendo riferimento, ad eccezione che per l’eolico, ad un rimpiazzo 1 ad 1, pertanto mantenendo costanti i parametri tipici di ogni impianto, ovvero l’occupazione di suolo).
Con questo anche per oggi è tutto, rinnovo l’appuntamento a lunedì prossimo, con il tema lasciato a metà alcune settimane fa, ovvero riprenderemo a parlare di MicroCogenerazione domestica, sempre su AppuntiDigitali, sempre con la rubrica Energia e Futuro.
