La flotta nucleare mondiale sta invecchiando: come si ricicla una centrale nucleare?

0
45

Dal punto di vista dell'Italia – Paese che ha fermato la produzione di energia nucleare nel proprio territorio dopo il referendum del 1987 – lo smantellamento nucleare è una vecchia storia che fatica a finire. La verità, tuttavia, è che da un punto di vista globale, questa storia è appena iniziata.

La flotta nucleare mondiale sta invecchiando. Secondo i dati della metà del 2020, 440 reattori operano in tutto il mondo, distribuiti in 30 paesi, con Stati Uniti (95 reattori), Francia (57) e Cina (47) in cima alla lista. Circa 270 hanno più di 30 anni. Se si considera che, ad eccezione delle centrali di ultima generazione, le centrali nucleari sono state originariamente progettate per una vita utile di circa 30 anni, si comprende l'entità della questione in esame.

Gli esperti dell'AIEA, l'Agenzia internazionale per l'energia atomica, ci forniscono alcuni dati più precisi: "Oltre 190 reattori di potenza in 20 paesi sono in uno stato di arresto. Di questi, 17 sono stati completamente disattivati, mentre altri si stanno avvicinando alle fasi finali. di disattivazione. Fino a 100 reattori di potenza in più potrebbero essere spenti per lo smantellamento entro la fine del prossimo decennio ".

In altre parole, indipendentemente dal fatto che vogliamo continuare sulla strada del nucleare, è certo che dobbiamo fare i conti con le eredità della prima stagione dell'energia atomica. Eredità che, in realtà, sono costituite da scorie radioattive solo in una piccola percentuale (5 per cento) e la grande parte non pericolosa invece potrebbe essere recuperata per altri usi. Aprendo così la porta, anche nel campo dello smantellamento nucleare, all'economia circolare.

Secondo i dati della metà del 2020, 440 reattori operano in tutto il mondo, distribuiti in 30 paesi, con gli Stati Uniti (95 reattori), la Francia (57) e la Cina (47) in cima alla lista.

Precursori dell'economia circolare nello smantellamento nucleare italiano

"Le pratiche di riciclaggio e riutilizzo dei componenti in realtà non sono nuove nel campo nucleare. Sono state applicate dagli anni '90, prima che si iniziasse a parlare di economia circolare", ha affermato Flaviano Bruno, capo della divisione Rifiuti radioattivi di Sogin, la società pubblica responsabile di smantellamento di centrali nucleari dismesse in Italia da più di 20 anni.

Dopo il referendum del 1987, l'Italia è stata tra i primi paesi al mondo a confrontarsi con lo smantellamento nucleare.

Le quattro ex centrali di Trino, Caorso, Latina e Garigliano, l'impianto di produzione combustibili di Bosco Marengo e gli ex impianti di ricerca e ritrattamento di Saluggia, Casaccia e Rotondella sono stati immediatamente posti in custodia sicura, o custodia protettiva passiva, a seguito della pratica della "disattivazione differita". Solo nel 1999 è iniziata la cosiddetta "disattivazione accelerata", quando è intervenuta Sogin. Il termine "accelerato" suona un po 'ironico se si pensa alla lunga storia della disattivazione nucleare italiana, con i suoi ostacoli burocratici, i cambiamenti nella leadership, la sindrome di NIMBY (Not In My Back Yard) e l'incapacità dei politici di accettare la responsabilità.

I ritardi, tuttavia, dovrebbero essere paragonati ai tempi molto lunghi della gestione dei rifiuti radioattivi, dove un sito di smaltimento dei rifiuti a bassa radioattività (come il Deposito Nazionale discusso nelle ultime settimane) dovrebbe essere progettato per una durata di centinaia di anni, mentre un deposito geologico deve essere idoneo a trattenere i rifiuti per millenni.

Scorie radioattive a parte, dall'inizio del processo c'è stato comunque uno sforzo per recuperare materiali riutilizzabili secondo pratiche che, già nel 2001, un documento redatto dall'AIEA ha iniziato a identificare e standardizzare. Sulla scia della crescente attenzione all'economia circolare, nel 2019 la stessa Sogin, forte dell'esperienza accumulata, ha organizzato un workshop sulle pratiche circolari per lo smantellamento in collaborazione con l'AIEA. Ha costituito un'occasione di incontro e confronto tra esperti di tutta Europa e Giappone, ma anche una sorta di ingresso ufficiale dell'economia circolare nel mondo del nucleare.

(Quasi) nulla viene gettato via da una centrale nucleare

Cosa si può in pratica recuperare dallo smantellamento di una centrale nucleare?

La prima cosa da sapere "è che solo il 5% del materiale smantellato da un impianto è radioattivo. Del resto, circa il 90% può essere recuperato o riciclato, mentre un altro 5% viene smaltito come rifiuto convenzionale", ha spiegato Bruno.

Gran parte del materiale smantellato è cemento e metallo, separati attraverso un processo di rimozione del ferro dal calcestruzzo. Quantità minori di altri materiali, in particolare plastica, sono più difficili da maneggiare. "Il motivo principale è che non esiste un solo tipo di plastica e ognuno ha una diversa linea di gestione. Senza contare che, poiché gli impianti sono piuttosto vecchi, in alcuni casi le plastiche usate non hanno più una catena di riferimento", Ha detto Bruno. "Oltre a questo, le quantità minime presenti non ci consentono di realizzare economie di scala e il processo diventa quindi inefficiente. Stiamo però lavorando per migliorare ulteriormente la percentuale di riciclo".

Secondo le stime di Sogin, lo smantellamento delle centrali e degli impianti nucleari italiani consentirà il recupero di oltre 1 milione di tonnellate di materiale. Detta ripresa è già iniziata. Bruno ha spiegato: "A Caorso, dove nel 2014 lo smantellamento dell'edificio Off Gas (ndr: qui venivano trattati i rifiuti gassosi prima di essere rilasciati in atmosfera) ha prodotto circa 7.000 tonnellate di calcestruzzo, che sono state poi trasformate in materia prima utilizzata secondo e riutilizzato per riempire gli scavi prodotti dallo smantellamento dei sistemi sotterranei adiacenti alla struttura ". Complessivamente, dallo smantellamento dell'intero stabilimento di Caorso, l'azienda prevede di recuperare 300.000 tonnellate di materiali su 320.000, pari al 93 per cento del totale.

Solo il 5% del materiale smantellato da un impianto è radioattivo. Del resto, circa il 90% può essere recuperato o riciclato, mentre un altro 5% viene smaltito come rifiuto convenzionale.

Un altro esempio recente è la gestione della lana di roccia utilizzata per la coibentazione dello stabilimento di Latina. "Una parte della lana di roccia è stata rilasciata, mentre la parte contaminata è stata trattata con una super pressa per ridurne il volume", ha detto Bruno. "Siamo partiti da 190 mq di materiale: di questi 120 mq sono stati immessi in riciclo e i restanti 70 sono stati compattati, trasformandosi in poco più di circa 10 mq di materiale da smaltire".

Ridurre al minimo il volume dei rifiuti radioattivi è infatti un principio cardine dello smantellamento nucleare: dati e considerati i problemi legati al loro smaltimento in sicurezza e la difficoltà nel trovare un sito dove stoccarli (in Europa, al momento, solo Finlandia e La Svezia sta costruendo un deposito geologico permanente), è essenziale che occupino il minor spazio possibile.

Radioattività e sicurezza

Tornando all'argomento sui materiali riciclabili, il primo dubbio che sorge quando si parla di economia circolare applicata al settore nucleare è, ovviamente, la sicurezza. In realtà questo è solo un dubbio di un laico, perché è abbastanza ovvio agli addetti ai lavori che il materiale "rilasciato" deve essere sottoposto a scrupolosi controlli per verificarne i livelli di radioattività. La procedura inizia effettivamente molto prima di iniziare il processo di smantellamento.

Bruno ha spiegato: "Vengono effettuate analisi preliminari e caratterizzazioni chimico-fisiche e radiologiche per capire esattamente come gestire tutti i flussi di materiale. Occorre infatti adottare puntuali metodi di segregazione per separare i rifiuti radioattivi dai materiali" convenzionali ". Al più presto man mano che smontiamo un componente, se sappiamo che può essere rilasciato per il riciclaggio, sarà gestito separatamente per evitare la contaminazione incrociata. La segregazione del materiale avviene già a livello logistico attraverso aree di stoccaggio separate, analogamente a quanto si sta facendo ora con COVID rifiuti negli ospedali. Il concetto di base è lo stesso: separare i flussi per poter gestire il materiale in maniera coerente con quella che sarà la sua fine ”.

Rilasciare, riutilizzare, riciclare

Una volta che il materiale è stato rilasciato in sicurezza, per cosa e in quali aree può essere riutilizzato e riciclato? La destinazione dipende dagli standard e dalle leggi in vigore in ogni paese. "In Italia, ad esempio, viene applicata la liberazione incondizionata o gratuita", sottolinea Bruno. "Significa che ciò che esce dal sistema di controllo radiologico ed è quindi rilasciabile può essere riutilizzato senza condizioni di utilizzo". La responsabilità dell'azienda di smantellamento, infatti, si estende anche oltre il momento del rilascio. "Per i metalli, secondo la legge, Sogin è responsabile fino al momento della rifusione in fonderia. La fonderia, che è obbligata a diluire di 10 volte il metallo da noi fornito, deve poi rispedirci un certificato che attesti la corretta procedura. "Solo allora il metallo riciclato sarà effettivamente libero di rientrare nel ciclo produttivo.

Nonostante l'esistenza di standard europei e internazionali sulla gestione di questi materiali, la legge nazionale li prevale sempre, quindi si possono riscontrare differenze sostanziali nella gestione anche tra paesi limitrofi. Ad esempio, in Francia non è consentito il rilascio di materiale derivante dalla disattivazione delle centrali elettriche. Per un Paese che ricava più del 70 per cento della propria elettricità dal nucleare, la decisione di mettere sotto chiave tutti i materiali prodotti dallo smantellamento è sembrata inizialmente strategica per tenere a proprio agio l'opinione pubblica. "In realtà, questo sta ricevendo la reazione opposta", ha detto Bruno. "La maggior parte dei materiali non sono pericolosi, mentre proibire il loro riutilizzo alimenta l'idea che lo siano e quindi causa grandi preoccupazioni alla popolazione".

In Germania, al contrario, esistono standard di riutilizzo più ampi che in Italia. E 'infatti consentito il rilascio incondizionato di materiali "puliti", mentre è in atto un rilascio condizionale a vari livelli, e in specifiche aree industriali, per quelli leggermente contaminati (che in Italia non verrebbero rilasciati). "In generale, si tratta di metalli leggermente contaminati che vengono ancora riutilizzati in campo nucleare", ha sottolineato Bruno.

Se lo smantellamento nucleare è già di per sé un campo pieno di difficoltà, la strada per renderlo più circolare ha i suoi peculiari ostacoli.

È più difficile fare un confronto con i paesi extraeuropei, che non fanno riferimento a direttive comunitarie che tendono a standardizzare molti approcci. "Ad esempio, negli Stati Uniti c'è una differenza in alcuni aspetti gestionali, dovuta principalmente alla configurazione geografica del Paese: molti dei loro stabilimenti si trovano in zone desertiche o, comunque, lontane dai centri abitati e quindi il loro approccio può essere più "rilassati". Per noi europei, che abbiamo una situazione fortemente antropizzata, la gestione dei materiali è più delicata perché deve sempre tener conto dell'impatto sul sistema territoriale locale ".

Ostacoli e buone pratiche: il futuro della disattivazione circolare

Se lo smantellamento nucleare è già di per sé un campo pieno di difficoltà, la strada per renderlo più circolare ha i suoi peculiari ostacoli.

Quando si parla di Italia, si tratta spesso di lacune nel sistema nazionale di gestione dei rifiuti, come ha spiegato Bruno: "Il nostro problema riguarda principalmente la distribuzione dei centri di raccolta, che non è molto diffusa. È quindi spesso difficile trovare un centro di raccolta vicino. dove possiamo portare il materiale che rilasciamo e questo comporta costi economici di cui tenere conto. Un sistema più capillare e strutturato a livello nazionale ci permetterebbe di essere più efficaci ”.

Più in generale, ostacolare un'economia circolare sul campo è lo stesso fattore che renderà questo decennio l'era dello smantellamento nucleare: l'era degli impianti. "Le strutture più vecchie sono state progettate e gestite con poca considerazione di questo problema e il loro smantellamento sostenibile pone sfide specifiche", hanno spiegato gli esperti dell'AIEA intervistati da Renewable Matter. "D'altra parte, i nuovi impianti nucleari sono ora in fase di pianificazione sin dall'inizio tenendo conto dello smantellamento, della gestione dei rifiuti e dell'economia circolare, il che offre l'opportunità di utilizzare soluzioni innovative. Ad esempio, i componenti dell'edificio del reattore possono essere costruiti in modo modulare per possono essere utilizzati smantellamenti o materiali da costruzione più facili da decontaminare ".

Sicuramente lo scambio di migliori pratiche con altri settori industriali considerati più avanti nell'economia circolare aiuterà anche a migliorare. "L'industria petrolifera e del gas, l'industria della demolizione convenzionale e altre offrono una preziosa esperienza in termini di disponibilità di tecnologia, valutazione dei costi, valutazione del rischio e altri aspetti dello smantellamento", ha commentato l'AIEA. "La manipolazione remota, le tecnologie robotiche e la digitalizzazione utilizzate per la gestione di progetti complessi sono alcune delle nuove tecnologie disponibili che l'industria nucleare e altri settori possono utilizzare e applicare. Nuove tecniche digitali consentono, ad esempio, indagini fisiche e radiologiche 3D che supportano la gestione delle informazioni sugli edifici a fini di disattivazione. "

Certamente fondamentale anche il confronto interno all'interno dello stesso campo, tanto che, dopo il primo workshop internazionale organizzato con Sogin nel 2019, l'AIEA ne proporrà un altro nel 2021 in versione webinar.

Insomma, l'interesse per un'economia circolare, anche in campo nucleare, è alto. Soprattutto perché, al di là dell'importante recupero di risorse, massimizzare il riciclo significa minimizzare i rifiuti e quindi ridurre, almeno in volume, l'entità del problema dei rifiuti nucleari, in attesa che alcuni dei progetti avveniristici in corso di riutilizzo delle barre di combustibile nucleare usate vedano il luce del giorno. Ma questo è un altro capitolo di questa storia.