bari 18 aprile 2011. 1 energia: un problema globale
TRANSCRIPT
BARI
18 Aprile 2011
2
Energia: un problema globale
Energia: quanta ne utilizziamo
3
Elettricità in costante crescita
4
+ 50,2%
1997 2010
20.870 TWh
13.867 TWh
20.870 miliardi di kilowattora nel 2010 (338 dei quali in Italia)
Energia: un problema globale
I consumi sono in aumento costante
1, 6 su 6,7 mld senza elettricità
Fattore sviluppo socio-economico
e continueranno ad aumentare in futuro
Cina primo consumatore mondiale
Potenza installata anno 70-100GW
5
Trend mix elettrico nel mondo
FER moderne crescono più di 5 volte ma carbone e gas avanzano
6
1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
Carbone 38,4%
38,2%
38,0%
39,0% 38,7% 39,1% 40,3% 39,8% 40,3% 41,0% 41,6% 41,0% 41,0%41,7%
Olio combustibile
8,9% 8,8% 8,3% 7,7% 7,4% 7,1% 6,9% 6,7% 6,5% 5,7% 5,7% 5,5% 4,7% 4,2%
Gas 15,8%
16,5%
17,4%
17,8% 18,6% 19,0% 19,3% 19,7% 19,8% 20,2% 20,9% 21,3% 20,6%20,7%
Nucleare 17,2%
17,1%
17,2%
16,8% 17,0% 16,5% 15,8% 15,7% 15,2% 14,8% 13,8% 13,5% 13,9%13,4%
Idroelettrico 18,3%
17,9%
17,5%
17,0% 16,5% 16,3% 15,8% 16,1% 16,0% 16,0% 15,6% 15,9% 16,4%16,2%
Biomasse e rifiuti
1,0% 1,0% 1,1% 1,1% 1,1% 1,2% 1,2% 1,2% 1,3% 1,3% 1,3% 1,3% 1,4% 1,5%
Altre rinnovabili
0,4% 0,4% 0,5% 0,5% 0,6% 0,7% 0,7% 0,8% 0,9% 1,0% 1,2% 1,5% 2,0% 2,3%
19970%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
63.1
19.7
17.2
2010
66.6
20
13.4
Nucleare
Fonti rinnovabili
Combustibili fossili+ 3.5 %
+ 0.3 %
- 3.8 %
Mix elettrico chi guadagna terreno?
Il problema dei combustibili fossili
8
Emissioni inquinanti: SO2, NOx, CO
Emissioni di particolato: PM10, PM2.5
Emissioni di gas serra
800.000-1.000.000 morti premature riconducibili all’inquinamento atmosferico outdoor[OMS, Exposure to Air Pollution, A Major Public Health Concern, 2010)
L’equazione da risolvere
9
Crescono i consumi di energia
Si aggrava il riscaldamento globale
Si esauriscono risorse
Nuove politiche energetiche
Efficienza energetica
Più fonti carbon free: rinnovabili e nucleare
Tecniche innovative di sequestro e contenimento carbonio nell’elettrogenerazione CCS
Pacchetto clima EU 20-20-20 = incide 2% emissioni globali
10
11
Obama: “Una centrale atomica a parità di energia prodotta in un anno è capace di ridurre l’inquinamento di 16 milioni di tonnellate di anidride carbonica. Praticamente è come togliere dalla strada 3,5 milioni di automobili” [Lanham, Maryland 16/02/2010]
CO2 per tecnologie di generazione
Fonte: Agency for Natural Resources and Energy
Japan
12
Energia: il problema italiano
Dati e previsioni Terna su due scenari di sviluppo, con crescita media annua pari a 1,3-2,3%
339,9320,3
370-410
2007 2009 2020
Crescita dal 2009 al 2010: 1,8% (326,2TWh)
Crescita dal 2009 al 2020:+15,5-28%
Domanda di elettricità
TWh
La domanda di elettricità in Italia
13
Un mix da correggere – produzione di elettricità per fonti (2008)
Energia: il problema italiano
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Giappone USA Francia Germania Spagna Regno Unito
EU 27 Italia
Altro
Olio combustibile
Rinnovabili
Gas naturale
Carbone
Nucleare
Fonte: OECD/IAEA 2008
14
Italia: la dipendenza energetica La produzione di elettricità dipende da:
72% importazione di fossili
50% gas
17% carbone
5% olio combustibile
14% importazione di energia elettrica
Dipendenza dall’estero: 86%
15
Mix Fabbisogno Italia 2010
16
Elettricità: da chi la importiamo?
Francia: 58 reattori
Svizzera: 5 reattori
Slovenia: 1 reattore
17
18
Impatto ambientale e fattore di produzione
Tecnologie equivalenti?A parità di produzione elettrica
Nucleare 1GW 8TWh
8670 ore
Eolico 4GW
2000 ore
Fotovoltaico 6GW
1400 ore
19
Energie prevedibili (5%) ma non programmabili
8TWh
20
Nucleare
1,6 GWe
0,7 km2
Fotovoltaico
9 GWe
140 km2
Eolico
6 GWe
500 km2 (1% effettivi)
Spazio eolico e fotovoltaico vs nucleare
Limite endemico dell’attuale configurazione rete elettrica massimo contributo intermittente praticabile 25-30%
Energie pulite ad alta resa con produzione su larga scala
21
Idroelettrico, geotermico, nucleare, eolico, fotovoltaico, solare a concentrazione,
22
L’energia nucleare nel mondo
L’energia nucleare nel mondoe nella UE
Nel mondo 443 reattori in 30 diversi Paesi. 14% dell’energia elettrica prodotta; USA 20% Giappone 26%
UE e in Svizzera 149 reattori che generano quasi il 30% dell’elettricità totale prodotta nel Continente. Francia 75% Svezia 42% Germania 26%
23
66 reattori in costruzione nel mondo
27 Cina
11 Russia
6 India
(Emirati Arabi 4 unità da 1400, Brasile
Turchia lease fuel)
Energia nucleare: i cantieri
24
F. Birol: se si dimezzano programmi nucleari
“Questo incrementerà il costo dell’energia per tutto il
mondo.
È anche una brutta notizia per il cambiamento
climatico”
“Il livello delle emissioni atteso per il 2035 sarà
raggiunto nel 2030, con 5 anni di anticipo”
UBS: vincitori e vinti
26
In general, UBS argues the big winners from Fukushima will be gas, and to a lesser extent coal and renewables. The losers will be nuclear, consumers (through higher power costs) – and the environment.
L’Italia e il nucleare:l’anomalia del G8 e G20
Stati Uniti
Francia
Giappone
Regno Unito
Canada
Russia
Germania
Italia
Fra i Paesi del G8, chi non usa l’energia nucleare?
Paesi con energia nucleare
Argentina, Brasile, Canada, Cina, Corea del Sud, Francia, Germania, Giappone ,India, Lituania, Messico, Stati Uniti, Sudafrica, Regno Unito, Russia
Paesi senza energia nucleare
Australia, Arabia Saudita, Italia, Turchia, Indonesia
27
Conclusioni
Domineranno combustibili fossili
(prezzi in aumento, tensioni negli approvvigionamenti, guerre ….
Addio lotta contro cambiamenti climatici
(inquinamento, disastri ambientali, migrazioni …
Graveranno su bollette pesanti incentivi FV per coprire circa 5% mix elettrico
Tagliati fuori dallo sviluppo delle nuove tecnologie nucleari
(reattori torio, reattori IV gen, mini nucleare …
28
29
Grazie per l’attenzione
htpp://blog.forumnucleare.it
La sicurezza del nucleare
Fonte: Rapporto Scherrer, 2007
Carbone, gas, olio, idroelettrico, GPL: 90.149 morti
Nucleare (Chernobyl): 50-60 morti +4000 nell’arco di 80 anni (stime OMS-ONU)
Le vittime dell’energia 1970-2005:
30
Mortalità per tecnologia energetica
31
Morti per carbone in Cina
32
Yanke Rowe dic 2006- set2007
33
34
• Senza sistema di contenimento;
• Reattore moderato a grafite (1000 t di grafite combustibile).
• L’esplosione è stata di natura fisica e chimica, (sovrapressione, produzione di H2), non nucleare
• Edificio di contenimento costituito da due pareti in cemento armato dello spessore di 1.3 m ciascuna;
• Reattore moderato ad acqua;
• La probabilità di un incidente grave è di 1 ogni 10.000.000 anni.
Reattore
La nuova tecnologia nucleare
Reattore di Chernobyl EPR(III gen.avanzata)
I costi del nucleare
[Prof G.Zollino, DIE Università di Padova, Consorzio RFX-CNR,2010]
Costo gas: 0,26 €/m3
Costo carbone: 54 €/ton
Costo CO2 : 30 €/ton
35
OCSE CBO CCR EPRI HoL MIT(Nuclear Energy
Agency)(Congress Office
of Budget)(Centro Comune di
Ricerca)(Electrical Power
Research Institute) (House of Lords) (Massachusetts Institute of Technology)
Nucleare 42-71 €/MWh 57 €/MWh 50-85 €/MWh 57 €/MWh 60 €/MWh 62 €/MWh
Carbone 56-68 70 63-73 77 76 70
Gas naturale 61-67 71 69-79 77 77 73
Scorie problema gestibile
36
Habog, Olanda
Osthammar Svezia
Oklo, Gabon
20 m
Totale scorie prodotto da 6-8 reattori nei prossimi 60 anni
37
Titolo slide
Primo livello
Secondo livello
Terzo livello
Quarto livello
Il costo delle alternative
“Al fine di attenuare l’impatto che tali costi determinano sulle bollette di famiglie ed imprese e rendere le incentivazioni maggiormente efficienti, appare opportuno intervenire urgentemente”.
38
[Relazione legge 99.2009 AEEG - 3 febbraio 2011]
Per produrre circa 18 TWh.Pari al 6% della domanda di
energia elettrica italiana.
Vantaggi economici
E’ un volano per lo sviluppo tecnologico generale
Gli investimenti in nucleare finiscono in larga misura (85%) in sostegno a un’occupazione qualificata, laureati e diplomati
1500 persone funzionamento/ fino a 3000 cantiere
Investire nel nucleare significa far crescere industrie innovative, competitive a livello internazionale, basate su forti investimenti in ricerca e sviluppo
39
40
41
42
43
Grazie per l’attenzione
htpp://blog.forumnucleare.it
44
Fukushima cos’è successo
Terremoto di magnitudo pari a 9
Onda di tsunami alta 15 m
Perdita dell’alimentazione elettrica ed impossibilità di raffreddare i reattori n.1, n.2, n.3
Esplosioni di idrogeno hanno lesionato gli edifici dei reattori n.1, n.3 e n.4, possibile danneggiamento al sistema di contenimento (giallo) del reattore n.2
Incendio alle piscine di combustibile esaurito nei reattori n.3 e n.4
Contaminazione aree circostanti.
45
Referendum 1987Tre domande marginali.
Potere decisionale del Cipe per la localizzazione centrali nel caso di ritardata decisione degli enti locali
Compensi ai comuni ospitanti centrali nucleari o a carbone
Possibilità per l’Enel di investire in progetti nucleari esteri
Votanti 29,9
SI 21
NO 5,1
Astenuti 16
Schede bianche, voti nulli 3,8
46
L’incidente di Chernobyl
•Reattore RBMK •Errori umani molto gravi
•Senza sistema di contenimento
•Reattore moderato a grafite (1000 t di grafite contenute nel reattore).
•Aumento incontrollato di potenza e temperatura ha causato una sovrapressione esplosiva che ha danneggiato il reattore.
•La temperatura elevata ha prodotto idrogeno che è esploso distruggendo il tetto della centrale e scoperchiando il reattore.
•Le mille tonnellate di grafite hanno bruciato per giorni e come un grande camino la centrale ha diffuso fumi radioattivi sull’Europa.
47
Conseguenze dell’incidente di Chernobyl
Centrale di Chernobyl
L’incidente di Chernobyl è il più grave incidente nucleare mai avvenuto.Ha avuto pesanti conseguenze :
• In 24 anni 56 morti direttamente correlate alle radiazioni assorbite nell’incidente;
• 4000 morti per tumore attese nei prossimi 80 anni (UNSCEAR, WHO [Organizzazione
Mondiale della Sanità], Governi: Russo, Bielorusso, Ucraino);
• 3.000 km2 ancora interdetti, 30.000 km2 sotto controllo periodico;
• circa 350.000 persone evacuate;• pesantissime ricadute psicologiche e
sociali sulla popolazione (alcolismo, tabagismo).
Il rapporto KiKK sulle leucemieCosa dice lo stesso rapporto KiKK (pagina ix)
L’esposizione alle radiazioni dovuta alla presenza di centrali nucleari è tra 1.000 e 100.000 volte inferiore all’esposizione alla radioattività naturale e di origine medica.
Alla luce di questi fatti ed alla luce delle attuali conoscenze scientifiche i risultati dello studio non sono spiegabili dal punto di vista radioprotezionistico.
48
49
Centrale di Chernobyl
• Nello studio KiKK si considera una correlazione statistica tra insorgenza di leucemie e l’inverso della distanza dalla centrale senza misurare la presenza o meno di sostanze radioattive. Gli stessi autori del KiKK confermano che non c’è correlazione tara emissioni radioattive delle centrali
• In realtà la diffusione di isotopi radioattivi non è mai concentrica rispetto alla fonte
• Studi in India e Cina su popolazioni che vivono in località con 6 mSv
Centrale nucleare
[KiKK Studie]]
Il rapporto KiKK
100 mSv (30 volte dose annua dovuta a radiazione ambientale)
zona di incertezza
LNT
50
Effetti sulla salute di basse dosi di radiazioni
Per conoscere gli effetti sanitari di dosi di radiazioni molto basse e prolungate bisogna effettuare analisi statistiche su un numero estremamente elevato di persone;
La scienza medica non ha fornito ancora risultati certi a riguardo;
In via cautelativa si utilizza il modello LNT (linear no treshold) lineare senza soglia per cui una dose comunque piccola di radiazioni produce un danno [ICRP International Commission on Radiation
Protection].
Dose di radiazioni [mSv]
Effetti sulla salute
Effetti deterministici di dosi acute di radiazioni (dati epidemiologici certi)
0.0003 mSv (dose annua entro 5 km da centrali, KiKK)
3 mSv (dose annua radiazione naturale)
51
Percezione del rischio e sua accettabilitàPete Sandman sulla correlazione tra risk, hazard e outrage = la percezione del rischio non è funzione dell’alea di pericolo scientificamente determinato (hazard) ma dipende dalla allarme emotivamente alimentato dai media (outrage).
Quando l’alea è alta e l’allarme a livelli bassi, le persone tendono a sottovalutare il rischio
Quando l’alea è bassa e l’allarme a livelli alti, le persone tendono a sovrastimare il rischio
Radiazioni dosi e conseguenze
52
53
Ogni attività umana comporta dei rischi….
Fonte di rischioMinore
aspettativa
di vita
Fumare 20 sigarette al giorno 6,7 anni
Essere sovrappeso del 20% 2,7 anni
Lavorare in miniera 328 giorni
Lavorare nelle costruzioni 302 giorni
Lavoro agricolo 277 giorni
Lavoro nel manifatturiero 43 giorni
Dose Radiazioni (0,1 mSv/anno) x 70 anni
34 giorni
Dose Radiazioni (0,0003 mSv/anno) x 70 anni
< 1 giorno ?[DOE su B.L Cohen and I.S. Lee, "Catalogue of Risks Extended and Updates", Health Physics, Vol. 61, September 1991]
….bisogna cercare di dare un giusto peso ad i rischi correlati con la nostra vita
Una dose di 0,1 mSv/anno è pericolosa quanto:
• Fumare 1,4 sigarette
• Guidare per circa 60 km in auto
• Guidare per circa 7 km in bici
• Fare canoa per 6 minuti
54
Il nucleare è fuori mercato?
Un reattore nucleare EPR costa molto: circa 5 miliardi di €
Ma in 60 anni di funzionamento produce energia del valore di:
1600 MW x 8000 h x 60 anni x 70 €/MWh = oltre 50 miliardi di €
Prezzo medio annuo dell’energia elettrica in Italia(borsa elettrica)2008: 87 €/MWh (prezzo barile petrolio 150 $)2009: 64 €/MWh2010: 64 €/MWh2011: 70 €/MWh (previsione)
Risorse di Uranio secondo il Red Book 2007
0
5.000.000
10.000.000
15.000.000
20.000.000
25.000.000
30.000.000
35.000.000
40.000.000
ACCERTATE PRONOSTICATE SPECULATIVE NON-CONVENZIONALI TOTALE
Riserve stimate (convenzionali+non convenzionali): 38 500 000 tonnellate
Al rateo di consumo attuale (65 000 tonnellate annue) si avrebbe una autonomia per 592 anni.
Dati cortesemente forniti da Ing.V.Romanello KIT (Karlsruher Institut für Technologie)
56
[Fonte U.S. Nuclear Regolatory Commission]
Come funziona una centrale nucleare?
Struttura di contenimento
Reattore
Barre di controllo
Generatore elettrico
Condensatore
Generatore di vapore
Acqua di mare
Acqua di fiume
Torri di raffreddamento
57
Cosa entra in una centrale nucleare?
Le barre rimangono nel reattore producendo energia
per 18-24 mesi
E’ pericoloso il combustibile che entra in una centrale nucleare?
[Carico combustibile reattore Bushehr, Iran. Agosto 2010]
No, è solo debolmente radioattivo e vi si può stare vicini senza protezioni.
Nel reattore di una centrale nucleare viene immesso il ‘combustibile nucleare’ che è costituito da gruppi di barre di uranio arricchito al 3-5 %. Ovvero il 3-5% è Uranio 235 ed il resto è Uranio 238.
58
Emissioni aeree o liquide.
< 0.00001% dell’attività (centrale
di Gundremmingen)
Più del 99% dell’attività
Combustibile esaurito. Quando fuoriescono dal reattore le scorie sono estremamente radioattive ed estremamente calde
Cosa esce da una centrale nucleare?
Rifiuti radioattivi di vario tipo (compresi rifiuti derivati dal decommissioning della centrale)
Meno dell’ 1% dell’attività
59
Cosa sono le radiazioni?Le radiazioni sono costituite da particelle (alfa e beta), da onde elettromagnetiche (raggi gamma) oppure da neutroni ad alta energia.
Per schermare le radiazioni prodotte dal combustibile nucleare esaurito può essere sufficiente uno strato di circa 50 cm di cemento.
alluminio cementopiombo
60
Radiazioni, possiamo evitarle?
[Fonte Sogin]
Siamo comunque esposti ad una Radiazione ambientale di fondo di origine naturale che in Italia comporta una dose assorbita mediamente pari a 3 mSv/anno (millisievert/anno) ed è causata da:
• Raggi cosmici 0,3 mSv/a• Radiazione terrestre esposizione esterna 0,58 mSv/a• Sorgenti interne al corpo umano (K40; C14) 0,20 mSv/a• Esposizione a Radon e suoi prodotti 2,0 mSv/a
Le radiazioni causate dagli impianti nucleari contribuiscono per circa un millesimo alla dose di radiazioni che assorbiamo a causa della radioattività naturale ed a causa delle applicazioni mediche.
Siamo anche esposti mediamente ad una Radiazione antropica pari a circa 1 mSv/anno causata da:
• Pratiche mediche, radiologia 1,0 mSv/a• Fallout di passati esperimenti nucleari 0,04 mSv/a• Viaggi aerei 0,001 mSv/a• Impianti nucleari 0,0003 mSv/a (valore più elevato per emissioni aeree in Germania, tratto dal
KiKK)
61
Dopo circa una decina d’anni le barre di combustibile vengono riposte in contenitori per lo stoccaggio in superficie che schermano completamente le radiazioni e che non hanno mai causato incidenti.
Le barre di combustibile esaurito vengono riposte in piscine piene d’acqua presso la centrale. L’acqua scherma le radiazioni e raffredda le barre. Nell’arco del primo anno si perde il 99% della radioattività.
Che fare con le scorie? soluzione “ad interim”
62
In Finlandia i depositi geologici sono attualmente allo stadio di progettazione avanzata e di test (Onkalo). Le barre di combustibile esaurito verranno riposte in contenitori appositi in acciaio a loro volta inseriti in contenitori di rame spessi 5 cm. Progettati per durare almeno 100.000 anni anche se immersi in acqua. Posiva, la società incaricata della costruzione del sito indica un costo complessivo dell’operazione pari a circa 4 miliardi di € (meno di 1 miliardo di € a centrale). [Fonte Posiva]
Che fare con le scorie? La soluzione finlandese
63
Alcuni paesi come ad esempio Francia, Giappone, Inghilterra, Svizzera, Cina, Belgio, Regno Unito hanno scelto un’altra strada per la gestione delle scorie, il RIPROCESSAMENTO ovvero la separazione chimica dei vari elementi contenuti nel combustibile esaurito.
Il 96% del combustibile esaurito (Uranio e Plutonio) diventa nuovo combustibile per i reattori di III generazione ma soprattutto sarà combustibile per i reattori di IV generazione che diventeranno una realtà tra 30-40 anni
Il 3-4 % del combustibile esaurito è costituito da prodotti di fissione estremamente radioattivi che vengono vetrificati e successivamente riposti in depositi (attualmente in depositi di superficie).
Che fare con le scorie? Il riprocessamento
64
Utilizzo d’acqua nelle centrali nucleari•Ciclo aperto (in riva a
mare o fiumi di grande portata)
Prelievo 160 l/kWh
EPR 90 m3/s
•Ciclo chiuso con torri di raffreddamento (o evaporative)
Prelievo 3 l/kWh
EPR 2 m3/s1 m3/s evapora
Restituita per la quasi totalità al fiume od al mare con un aumento di temperatura di alcuni gradi
65
E’vero che i reattori di III generazione avanzata sono obsoleti e che la IV generazione è dietro l’angolo?
I reattori di IV generazione saranno disponibili tra almeno 30 anni.
I primi reattori di III generazione avanzata sono attualmente in cantiere.
Please don’t delete
66
67
Tavola colori x grafici