Statistiche Eurostat sul nucleare in Europa

Le più recenti statistiche Eurostat sul nucleare in Europa: la produzione cala ma non in tutti i paesi.

Statistiche energia nucleare

Come abbiamo visto in un precedente articolo, il nucleare sembra tornare in auge, soprattutto negli Stati Uniti con il progetto TerraPower. E in Europa? In un trend generale di ostilità verso la costruzione di nuovi impianti e la dismissione di quelli esistenti, esistono tuttavia paesi nei quali la produzione nel decennio 2011-2020 è aumentata.

La produzione di calore dal nucleare e la produzione lorda di elettricità

Il calore nucleare è generato dalla fissione dei combustibili nucleari nei reattori nucleari.
Questo calore viene quindi utilizzato nella generazione di elettricità. Il calore rimanente (circa due terzi del totale) viene per lo più perso, ad eccezione di una porzione molto piccola che viene utilizzata per l’agricoltura e il riscaldamento urbano. Nel 2019, la produzione totale di calore nucleare nell’UE-27 è stata di 196.928 mila tonnellate di petrolio equivalente (toe), con una diminuzione del 10,7% rispetto al 2010.

Produzione di calore nucleare dal 2011 al 2020. Clic per ingrandire. Credits: Eurostat

L’applicazione principale del calore nucleare è la generazione di elettricità. La produzione lorda di elettricità da centrali nucleari negli Stati membri dell’UE-27 nel 2019 è stata di 765.338 GWh, con una diminuzione del 16,3% rispetto al 2006 o una diminuzione annua dell’1,25%. Tuttavia, due tendenze distinte possono essere identificate dal 1990 al 2019. La quantità totale di elettricità prodotta negli impianti nucleari nell’UE-27 è aumentata del 26,9% tra il 1990 e il 2004, raggiungendo un picco di 928.400 GWh nel 2004 a causa di un aumento del numero di reattori in funzione.

Tra il 2004 e il 2006, la produzione totale di energia nucleare nell’UE-27 si è stabilizzata prima di diminuire del 16,3% tra il 2006 e il 2019, principalmente a causa di un calo del 55% della produzione nucleare in Germania (vedi tabella).

Produzione lorda di elettricità da nucleare 1990-2020
Produzione lorda di elettricità da nucleare 1990-2020. Clic per ingrandire. Credits: Eurostat

I grandi produttori di nucleare

La Francia è stata di gran lunga il più grande produttore di energia nucleare all’interno dell’UE-27 nel 2019, rappresentando il 52,1% del totale, seguita da Germania (9,8%), Svezia (8,6%) e Spagna (7,6%).
Questi quattro Stati membri dell’UE-27 hanno generato il 78,2% della quantità totale di elettricità generata negli impianti nucleari. (Vedi Figura)

Produzione lorda di elettricità da nucleare 1990-2019.
Produzione lorda di elettricità da nucleare 1990-2019. Clic per ingrandire. Credits: Eurostat.

Alcuni paesi hanno aumentato la loro produzione di elettricità nucleare dal 2006 al 2019: Romania (100,0%), Ungheria (21,0%), Cechia (16,1%), Paesi Bassi (12,7%), Slovenia (4,9%) e Finlandia (4,2%).
Nello stesso periodo di tempo, i restanti paesi (compresi i principali produttori) hanno ridotto la produzione di elettricità nucleare. Gli impianti nucleari lituani sono stati definitivamente chiusi nel 2009. La Germania ha registrato il calo maggiore (-55,0%), seguita da Slovacchia (-15,2%), Bulgaria (-15,0%), Francia (-11,4%), Belgio (-6,7%), Spagna (-3,0%) e Svezia (-1,3%).

Capacità di arricchimento

L’uranio in natura è costituito principalmente da due isotopi: l’uranio-235 (U-235, fissile) allo 0,7% e l’uranio-238 (U-238, non fissile) al 99,3%. L’U-238 non contribuisce direttamente al processo di fissione (anche se lo fa indirettamente dalla formazione di isotopi fissili del plutonio 239). A causa della bassa percentuale di materiale fissile nell’uranio naturale, è necessario aumentare la concentrazione (“arricchire”) dell’isotopo U-235 dallo 0,7% al 3-5% al fine di ottenere combustibile nucleare adatto per reattori ad acqua pressurizzata (PWR, la maggioranza in Europa).

Ci sono due opzioni: centrifugazione o diffusione dell’uranio in forma gassosa (esafluoruro UF6).
Di conseguenza, l’uranio naturale è diviso in una piccola quantità di uranio arricchito e una grande quantità di uranio impoverito. L’uranio naturale è utilizzato solo in due reattori nell’UE-27 (in Romania – tipo canadese “CANDU“). Questa tecnologia non richiede l’arricchimento dell’uranio, ma richiede l’uso di “acqua pesante” come moderatore per compensare.

L'”unità di lavoro separativa” è lo sforzo necessario per separare gli isotopi dell’uranio (U235 e U238) durante il processo di arricchimento: 1 tSWU equivale a 1 tonnellata di unità di lavoro separative (tSWU).

Nel 2019 solo tre degli Stati membri dell’UE-27 gestivano impianti di arricchimento: Germania, Paesi Bassi e Francia, portando la capacità totale di arricchimento dell’Unione europea a 16.600 tSWU (vedi tabella).

Capacità di arricchimento 2011-2020
Capacità di arricchimento 2011-2020. Clic per ingrandire. Credits: Eurostat.

Produzione di nuovi assemblaggi di combustibile

L’assemblaggio di combustibile è il fondamento del nucleo del reattore nucleare. Il materiale utilizzato è l’uranio a basso arricchimento (dal 3 al 4% U235) prodotto dagli impianti di arricchimento. Ci sono circa 157 assemblaggi di combustibile nel nucleo del reattore ad acqua in pressione standard (a seconda del tipo di reattore). L’ossido di uranio (polvere nera) viene pressato in pellet (piccoli cilindri), che vengono poi posti all’interno di barre (tubi di circa 1 cm di diametro e 4 m di lunghezza) e inseriti nell’elemento base del combustibile nucleare, l'”assemblaggio”.

Il termine “combustibile nuovo” si riferisce al primo utilizzo di uranio estratto dalle miniere, al contrario di “combustibile MOX”, che è composto principalmente da materiale riciclato. L’unità “Tonnellate di metallo pesante” (tHM) viene utilizzata per misurare la produzione di nuovi assemblaggi di combustibile.

Solo cinque Stati membri dell’UE-27 hanno prodotto nuovi assemblaggi di combustibile nel 2019: Germania, Spagna, Francia, Romania e Svezia (vedi tabella e figura seguenti), con una diminuzione del 14,5% dal 2010 al 2019. Il Belgio ha registrato la maggiore diminuzione della produzione di nuovi assemblaggi di combustibile quando ha cessato la produzione nel 2012, seguito da Germania (-52,4%) e Spagna (-15,3%). I restanti tre paesi hanno aumentato la produzione, con la Svezia in testa (30,8%), seguita dalla Francia (25,1%) e dalla Romania (3,5%).

Produzione di nuovi assemblaggi di combustibile 2011-2020
Produzione di nuovi assemblaggi di combustibile 2011-2020. Clic per ingrandire. Credits: Eurostat.
Grafico produzione nuovi assemblaggi di combustibile 2011-2020
Grafico produzione nuovi assemblaggi di combustibile 2011-2020. Clic per ingrandire. Credits: Eurostat.

Produzione di assemblaggi di combustibile MOX

La produzione di assemblaggi MOX (Mixed OXide of Uranium and Plutonium) è simile a quella della produzione di nuovi assemblaggi di combustibile. La differenza è che al posto dell’ossido di uranio puro, viene utilizzata una miscela di ossido di uranio e ossido di plutonio. L’obiettivo dell’utilizzo di MOX è quello di “riciclare” l’uranio e il plutonio rimanenti estratti dal combustibile esaurito negli impianti di ritrattamento (il 97% del materiale nucleare può essere riutilizzato). Il combustibile MOX è utilizzato principalmente in Francia, rappresentando da 1/4 a 1/3 del combustibile totale del nocciolo in alcuni reattori. La produzione di elementi di combustibile MOX è misurata in tHM (tonnellate di metalli pesanti).

Nel 2010, solo due paesi dell’UE-27 hanno prodotto assemblaggi MOX di combustibile: Belgio e Francia, come mostrato nella tabella seguente. Il Belgio, d’altra parte, ha cessato la produzione nel 2015. La Francia è stato l’unico Stato membro rimasto con capacità di produzione di MOX nel 2019.

Produzione di assemblaggi MOX di combustibile
Produzione di assemblaggi MOX di combustibile. Clic per ingrandire. Credits: Eurostat

Gli impianti di ritrattamento producono uranio e plutonio

Il ritrattamento è il processo di recupero di materiali fissili e fertili dal combustibile nucleare esaurito al fine di fornire combustibile MOX alle centrali nucleari. Il combustibile esaurito viene smontato e tagliato in piccoli pezzi prima di essere separato chimicamente in uranio, plutonio e rifiuti. Il 97% del materiale nucleare (U e Pu) viene riciclato e il restante 3% dei rifiuti altamente radioattivi viene vetrificato e collocato in contenitori di stoccaggio a lungo termine. La Francia ha aumentato la sua produzione di U e Pu nei suoi impianti di ritrattamento del 15,7 % dal 2010 al 2019.

Produzione di Uranio e Plutonio in impianti di ritrattamento 2011-2020
Produzione di Uranio e Plutonio in impianti di ritrattamento 2011-2020. Clic per ingrandire. Credits: Eurostat.

Sicurezza dell’approvvigionamento di uranio

L’uranio è una risorsa abbondante in tutti e cinque i continenti, con il 44% nei paesi OCSE, il 22% nei BRICS (Brasile, Russia, India, Cina e Sud Africa) e il 34% altrove. Rispetto all’offerta di petrolio, questa distribuzione riduce significativamente i rischi geopolitici. Le risorse globali identificate con bassi costi di estrazione, secondo l’Agenzia internazionale per l’energia atomica, rappresentano un secolo di consumo al ritmo attuale. Inoltre, l’uranio è un metallo stabile che può essere facilmente immagazzinato a tempo indeterminato. Alcuni paesi hanno scorte strategiche per anni.

Sorgenti di fornitura dell'Uranio 2020
Sorgenti di fornitura dell’Uranio 2020. Credits: Eurostat.

Foto di Lukáš Lehotský

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