Bilanci energetici e ambientali dell'energia nucleare

[iL Cane SciOlt0]

Bilanci energetici e ambientali dell’energia nucleare.
di Sergio Zabot

L’industria nucleare e i suoi fautori in genere sostengono che l’energia nucleare è una fonte di energia sostenibile e che produce quantità trascurabili di CO2.

Intanto nessuna fonte di energia che è ricavata dalla crosta terrestre può essere considerata sostenibile, nel senso di “durevole”. Inoltre se un gran numero di centrali fosse costruito per soddisfare la crescente domanda di elettricità, le riserve conosciute di minerale con alte concentrazioni di uranio (High-grade ores, con contenuto di uranio maggiore dello 0,1%) si esaurirebbero rapidamente, lasciando enormi riserve di minerale a bassa concentrazione (Low-grade ores con meno dello 0,1% di uranio), per la maggior parte delle quali occorrerebbe più energia per utilizzarle di quanto se ne ricaverebbe dai reattori.

La pretesa poi che l’energia nucleare non produca emissioni di CO2 può sembrare plausibile se si guarda solo al “cortile” dove è in funzione il reattore nucleare, senza considerare quindi l’intero processo, dall’estrazione del minerale fino al confinamento finale delle scorie.

In realtà, contabilizzando correttamente tutta la CO2 emessa nei vari processi di lavorazione, una centrale nucleare alimentata da minerale “High-grade” emette tra un quarto e un terzo della CO2 prodotta da un ciclo combinato a gas. Ma questa fortuna dura solo fino a quando durano i minerali ricchi di uranio. Poi il ricorso a minerali meno ricchi di uranio porterebbero all’emissione di quantità di CO2 maggiori di quella degli impianti a gas.

Sul lungo periodo quindi il nucleare non è la soluzione per ridurre le emissioni di gas climalteranti. Il costo in energia da altre fonti, prodotta principalmente da fonti fossili, per produrre energia nucleare, non è ancora riconosciuto, né pienamente contabilizzato. Ancora più preoccupante poi è il fatto che molti di questi costi energetici e ambientali si manifestano dopo che una centrale nucleare ha finito di produrre energia elettrica e quindi questi costi dovranno essere pagati dalle generazioni future che non hanno usufruito dell’energia prodotta con il nucleare.

Purtroppo la grande complessità del “sistema nucleare” rappresenta il maggiore ostacolo alla comprensione dei differenti aspetti delle applicazioni civili dell’energia nucleare stessa e spesso non è possibile o è negato il libero accesso a tutte le informazioni necessarie per una scelta razionale e consapevole da parte dei decisori pubblici.

Gli impianti nucleari non sono solo una tecnologia energetica. Essi rappresentano complessi interessi tecnici, economici, politici e … militari.

Tecnicamente l’energia nucleare è, fino ad ora, il sistema energetico più complesso mai progettato e realizzato. A parte la complessità tecnologica, il sistema nucleare è unico per i tempi straordinariamente lunghi che esso comporta. L’insieme delle sequenze o filiere correlate a un impianto di potenza commerciale, dall’inizio della costruzione fino alla sistemazione definitiva e sicura delle scorie, copre un periodo che può variare dai 100 ai 150 anni.

Un reattore nucleare non è un sistema a sé stante; per rendere disponibile l’energia incorporata nell’uranio, così come si trova nella crosta terrestre, sono necessari numerosi processi industriali. Questo insieme di processi, così come schematizzato nella figura, è chiamato il sistema nucleare.

Per motivi pratici e per poter meglio analizzare gli aspetti energetici e ambientali suddividiamo il sistema nucleare in tre principali filiere:

1. la conversione del minerale di uranio in elementi utilizzabili nei reattori (Upstream o Front End);
2. la costruzione, la conduzione (operation & maintenance) e la manutenzione straordinaria del reattore;
3. la gestione delle scorie radioattive e la sistemazione in depositi geologici sicuri (Downstream o Back End).

Quest’ultima fase a sua volta comprende: la riconversione e la sistemazione del minerale di uranio scartato (il cosiddetto uranio impoverito o “depleted uranium”), lo smantellamento (decommissioning) delle centrali alla fine del loro ciclo di vita, lo stoccaggio temporaneo del combustibile, il ritrattamento e la sistemazione finale delle scorie; infine la sistemazione delle miniere di uranio non più produttive e la sistemazione delle aree dove sorgono le centrali stesse.

Ognuna di queste attività comprende un certo numero di processi industriali. Ogni processo consuma elettricità, combustibili fossili, materiali, acqua, sostanze chimiche ed emette anidride carbonica e altri gas a effetto serra. Solo le operazioni nel reattore non producono virtualmente CO2.

Infine ognuna di queste attività comporta il rilascio nella biosfera di radiazioni, oltre che all’utilizzo di enormi quantità di acqua e alla sottrazione per centinaia di anni di ingenti porzioni di territorio per la costruzione delle centrali, per lo stoccaggio del combustibile e per la sistemazione temporanea e poi finale di tutto il materiale irradiato.

I principali costi energetici di un rettore di potenza, fino alla fine della sua vita utile sono:

• i costi energetici per costruire e condurre l’impianto in sé;
• i costi energetici per estrarre il minerale dalle miniere e per raffinarlo;
• i costi energetici per “arricchire” l’uranio e fabbricare gli elementi di combustibile;
• i costi per la conduzione e la manutenzione ordinaria e straordinaria degli impianti.

Il secondo costo dipende molto dalla concentrazione di uranio nel minerale e raggiunge il limite di convenienza energetica quando il minerale diventa talmente povero che conviene bruciare direttamente il combustibile fossile invece che produrre uranio.

Infine occorre considerare e contabilizzare i “debiti energetici” che devono essere pagati dopo che il reattore ha terminato la sua vita utile:

• i costi energetici per condizionare gli elementi di combustibile spenti, che poi spenti non sono, tanto è vero che occorrono enormi quantità di acqua per raffreddarli ancora per decenni in apposite piscine;
• i costi del confinamento dell’uranio impoverito “avanzato” dopo il processo di arricchimento; questo materiale, allo stato attuale, viene letteralmente “abbandonato”, a parte piccole quantità utilizzate per realizzare zavorre, corazze e … proiettili;
• i costi per lo smantellamento degli impianti stessi, la custodia temporanea e il confinamento finale delle diverse tipologie di detriti radioattivi.

Un altro costo sempre ignorato è quello legato alla sicurezza in termini di presidii armati e scorte armate che tutti i paesi “nucleari” devono sostenere. Questi costi, che implicano l’impiego di migliaia di uomini e notevoli mezzi di trasporto e di sussistenza con tutti i conseguenti consumi di energia fossile, sono a carico degli apparati di difesa nazionali, sono contabilizzati separatamente e i dati e le informazioni non sono generalmente disponibili per indagini pubbliche.

Pagare tutti i costi della prima categoria e tutti i debiti elencati successivamente richiede la combustione di combustibili fossili che notoriamente producono CO2. E’ quindi falso che l’energia nucleare non produce emissioni di CO2. Fino ad ora nessuno dell’enorme ammontare dei “debiti” provocati degli impianti nucleari esistenti è stato pagato. E’ anche molto difficile stimare questi costi, sia per mancanza di precedenti, sia perché molte attività sono altamente pericolose e ancora senza soluzioni certe.

Nessun grande impianto nucleare è mai stato smantellato; nessun paese ha ancora identificato un sito in cui conferire definitivamente le scorie radioattive per i prossimi secoli. I costi sociali, ambientali ed economici di queste attività si prospettano così elevati che molti ormai sostengono che è più conveniente abbandonare e isolare i reattori nucleari alla fine della loro vita utile, con tutte le loro scorie radioattive dentro, invece che smantellarli e trasferire i residui non si sa dove.

Pretendere che questi debiti non esistono, non porta da nessuna parte. Essi non sono dei semplici debiti non esigibili da ascrivere in qualche bilancio societario. Un giorno o l’altro il genere umano dovrà pagare questi debiti o pagherà le conseguenze di un ambiente avvelenato.



L’articolo è tratto dal poderoso rapporto “Nuclear power – the energy balance, energy insecurity and greenhouse gases” pubblicato da Jan Willem Storm van Leeuwen & Philip Smith nel 2006 come aggiornamento del rapporto redatto per conto gruppo dei Verdi del Parlamento europeo a partire dal 2000.

Il rapporto è disponibile a partire dal sito: http://www.stormsmith.nl

[Boba Fett]

Tutto vero, ma neanche il processo di produzione di un pannello fotovoltaico, di un generatore eolico o di una qualunque altra tecnologia rinnovabile è a CO₂ zero.

[..::ARIO::..]

L'energia SERVE, e da qualche parte la si deve prendere.
Non vogliamo le centrali a carbone perchè inquinano, nonostante non siano più quelle del secolo scorso.
Non vogliamo quelle a petrolio, per i motivi di cui sopra.
Non vogliamo quelle a gas naturale, perchè producono CO2.
Non vogliamo il biodiesel, perchè poi ci rimettono i poveri delle favelas.
Non vogliamo il nucleare perchè non sappiamo dove mettere le scorie.
NON VOGLIAMO I TERMOVALORIZZATORI, per la diossina (!).
E non vogliamo l'eolico perchè si incidentano gli uccelli.
E nemmeno i pannelli solari, perchè rendono poco e occupano superfici enormi.
Ma che c***o vogliamo?

[testadiprazzo]

Tutto vero, ma neanche il processo di produzione di un pannello fotovoltaico, di un generatore eolico o di una qualunque altra tecnologia rinnovabile è a CO₂ zero.

Già..ma un generatore eolico si smonta e lo si ricicla..mentre un reattore è come una lisca per la gola che non va nè su nè giù..è un problema..che viene scaricato a chi viene dopo di noi..anche se non è detto che dopo di noi ci sia qualche cosa ..

[Ronnie]

Tutto vero, ma neanche il processo di produzione di un pannello fotovoltaico, di un generatore eolico o di una qualunque altra tecnologia rinnovabile è a CO₂ zero.

Tutto vero nemmeno per scherzo, ne meretricamenta dicantur. Bugie vergognose e indegne di persone prive di onestà intellettuale come i due individui che hanno prodotto quella cretinata di rapporto. Altri più onestamente lo dicono che quel rapporto è una opinione poco credibile....

http://www.aspoitalia.net/documenti/...oei.html#_ftn2

Tecnologia

EROEI

5-100

(Elliott)

10-60

(Hore-Lacy)

Altri autori

<1[2]

Note

Come ovvio, ci sono infiinite controversie su questo valore. Secondo alcuni, la tecnologia nucleare standard, "reattori ad acqua leggera" potrebbe avere una resa energetica minore di 1. Tuttavia, quasi certamente i reattori nucleari moderni hanno una resa energetica discretamente buona anche se non necessariamente superiore a quella di molte tecnologie rinnovabili

[2] Storm van Leeuwen and Philip Smith, Nuclear Power: the Energy Balance, www.oprit.rug.nl/deenen/

Qui c'è un sano e secco debunkin di quella porcata propagandistica
http://www.uic.com.au/nip57.htm

E anche qui
http://nuclearinfo.net/Nuclearpower/...fNuclear_Power

[Ronnie]

Van Leeuwen and Smith's Egregious Mathematical Errors

Last month Leslie Berliant of Celsias asked Jan Willem Storm van Leeuwen if nuclear power is “free of greenhouse gas emissions.” For those who are unfamiliar with van Leeuwen, he and his colleague Philip Smith have been falsely claiming nuclear power’s lifecycle emissions will be higher than a fossil-fueled power station within several decades as high-quality uranium ore grades diminish. As I was reading the Celsias piece, the sentence below stopped me in my tracks:

Today the world nuclear capacity is around 370 GW, providing 2.1% of the world energy supply (see Part A - PDF).

2.1%? It's common knowledge around here that the actual share is about 6 percent, so I checked the reference. What I found was stunning.

In the debate about lifecycle emissions, the conclusions of both the antis and the pros depended mostly upon the assumptions of the analyses. But the error above wasn’t a matter of assumption, it was due to a complete lack of understanding of how certain energy statistics are calculated. The following table appears on page two from the source of the claim (PDF) and is the basis for the rest of this post. (The acronym SLS, stands for Storm van Leeuwen and Smith.)
The above table is trying to do two things. One is to show the amount of total energy consumed by fossil-fuels. The other is to show the amount of electricity produced by each energy source. Columns 6-8 are correct, columns 2-5 are not.

I’m sure the statisticians in the crowd have already spotted the error. But for those who are less numerically-inclined, here's some background on how energy units are derived before I jump in to debunk these conclusions.Synopsis of energy units
Each fuel source contains different amounts of energy (heat) which can be measured in British thermal units (Btus). Examples: One short ton of coal contains about 20 million Btus. One cubic foot of natural gas contains a little more than 1,000 Btus. One uranium fuel pellet contains 19 million Btus -- nearly equal to a short ton of coal.

The tricky part of energy conversions is understanding how much heat is needed to generate electricity, drive a car, fly a plane or burn/fission any fuel source. According to EIA, it takes about 10,000 Btus of heat to generate one kilowatt-hour of electricity from nuclear and fossil-fuel plants (nuclear is slightly more). Therefore, one short ton of coal or a uranium fuel pellet will generate about 2,000 kWh. One cubic foot of gas will generate about 0.1 kWh.


However, only 3,412 Btus of heat are needed to generate one kWh, not 10,000 Btus. If this is the case, then why do coal, gas and nuclear plants need many more Btus to generate one kWh?


When converting thermal energy (heat) to mechanical energy (turning a turbine), energy is lost in the process. Most coal plants and all nuclear plants are steam power plants which use the Rankine cycle. This cycle loses about two-thirds of its energy to generate electricity. The newest "combined cycle" plants (heat rates of 7,500 Btus/kWh) are a combination of the Rankine cycle and Brayton cycle, hence the name combined cycle. This technology loses only 50-60 percent of the energy in the process instead of about 67 percent with steam plants.


Why do we care about these conversion figures? So we can calculate our energy supply and consumption into one primary energy unit like a Btu, joule or ton of oil equivalent (Toe). When converting all energy sources into one primary unit, we can derive and compare how much energy we use from all sources.

SLS’ first mistake
Their first mistake was using multiple sources to compare like figures. This mistake would hardly be enough to post about, but the multiple sources with different numbers confused them and ultimately revealed their flaw.

The International Energy Agency, Energy Information Administration and British Petroleum all report slightly different figures. EIA uses primarily Btus in their reporting, while BP and IEA use million tons of oil equivalents (Mtoes). Even though BP and IEA use the same units, the data sets still differ.

When SLS researched the data, they found the nuclear and hydro generation from BP but didn’t find the fossil and renewable generation. The reason was because BP didn’t publish them. SLS then tried to find a comparable stat using IEA and that’s where the trouble starts. The only fuel numbers from BP equivalent to each other are the Mtoes which can be found on page 40. These are the only numbers SLS should have used from BP.

SLS’ second mistake
Their second mistake (and the most egregious) was believing terawatt-hours and Mtoes can be equally converted to the same units (exajoules) in column 4. The “actually generated energy units” (columns 2-5) has to exclude the Mtoe of fossil fuels.

By including the Mtoes, they are actually counting fossil-fuels’ total energy supply and not excluding the losses from thermal conversion. This overstates fossil-fuels’ energy supply by nearly a factor of three.

As I explained earlier, energy is lost when generating electricity. SLS included the loss for nuclear yet failed to do the same for fossil fuels. Here’s what the incorrect columns should look like in a pie chart with data from IEA for 2005 (latest available, pdf):

Quotes by SLS
The contribution of nuclear power to the world energy supply is usually presented in an ambiguous way, due to statistical manipulations. (p. 2)

The reason for the inconstistencies in the statistics of BP and IEA is not clear. (P.3)

There is no ambiguity in counting kilowatt-hours and the reason for the inconsistencies is clear. It’s because the data are from two independent sources and they have different methodologies for reporting the data. If we compare the primary energy stats between the two (see IEA's data in chart below), we find they are close enough to each other except for hydro and renewables. Since hydro generation is only mechanical energy and not thermal, IEA does not account for any conversion losses. IEA does capture the renewable and biomass figures which BP does not. Thus the inconsistencies are clear.
More Quotes by SLS


More serious is the fact that this way of manipulating energy data conflicts with the First Law of Thermodynamics: energy cannot be produced, nor destroyed. (p. 5)

The above quote is hilarious. SLS attempts to account for their mistake by citing the First Law of Thermodynamics. Yet, the First Law, as shown in my synopsis above, has nothing to do with calculating energy statistics.

Conclusion
Some of you may be thinking I’m focusing too much on this one error. However, this one error represents a complete lack of knowledge for analyzing and calculating energy statistics. If SLS do not understand the differences between terawatt-hours, tons of oil-equivalents or joules, how can anyone believe what they say or write?

When investigating SLS’ Part A (PDF), it took me quite awhile to understand what they were writing. But once I understood, I figured out why so many people have come to believe these authors. It’s because they make energy statistics sound so complicated, they must be right.

The unfortunate truth is that they don’t understand the basic principles of energy statistics, and because the general public isn't schooled in the basics either, nobody notices the incredible and inexcusable mistakes that they continue to make.
Unfortunately for the global environmental movement, such mistakes -- sometimes inadvertent, sometimes on purpose -- continue to have a poisonous effect on the public debate, distracting us from the truth and leading many authorities to base public policy decisions on data that are erroneous and have no basis in fact.
This isn't a new idea. Here's Bjorn Lomborg in his preface to The Skeptical Environmentalist: Measuring the Real State of the World:

The idea for this book was born in a bookstore in Los Angeles in February 1997. I was standing leafing through Wired Magazine and read an interview with the American economist Julian Simon, from the University of Maryland. He maintained that much of our traditional knowledge about the environment is quite simply based on preconceptions and poor statistics. Our doomsday conceptions of the environment are not correct. Simon stressed that he only used official statistics, which everyone has access to and can use to check his claims.

[...]

In the fall of 1997 I held a study group with ten of my sharpest students, where we tried to examine Simon thoroughly. Honestly, we expected to show that most of Simon's talk was simple, American right-wing propaganda. And yes, not everything he said was correct, but -- contrary to our expectations -- it turned out that a surprisingly large amount of his points stood up to scrutiny and conflicted with what we believed ourselves to know.

As I said earlier, if you can't trust the numbers that SLS publish, how in the world can you trust their conclusions.

For a look into our archives where we've checked their math and challenged their conclusions, click here

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Fonte: Nuclear Energy Institute
http://neinuclearnotes.blogspot.com/...egregious.html

[Ronnie]

La commissione europea ha curato il programma ExternE di valutazione del costo ambientale e di salute non internalizzato nei costi del kWh (in pratica ha curato proprio quello che i due incapaci citati dai Verdi avrebbero trattato nel loro rapporto...)

I risultati si possono leggere qui External Costs

cito:

Nuclear power in general generates low external costs, although the very low probability of accidents with very high consequences and the fuel cycle impacts are included. It is also a technology with very low greenhouse gas emissions.

Anche loro smentiscono i due cazzari

[Breiner252]

In realtà, contabilizzando correttamente tutta la CO2 emessa nei vari processi di lavorazione, una centrale nucleare alimentata da minerale “High-grade” emette tra un quarto e un terzo della CO2 prodotta da un ciclo combinato a gas. Ma questa fortuna dura solo fino a quando durano i minerali ricchi di uranio. Poi il ricorso a minerali meno ricchi di uranio porterebbero all’emissione di quantità di CO2 maggiori di quella degli impianti a gas.

1) Numeri? Dobbiamo basarci sulla fiducia? Manco per scherzo...
2) Sara' che i Francesi sono stupidi...ma perche' per il loro impianto di riprocessamento gli hanno sbattuto a fianco non ricordo se 4 o 8 reattori? Forse perche' l'energia necessaria deriva direttamente dal nucleare, e se sfruttata in larga scala questa tecnica possiamo veramente minimizzare quella derivante dall'uso di combustibili fossili?
3) Il signorino perche' non ci spiega che alternative abbiamo? Voglio proprio farmi due sganassate...

[Breiner252]

Infine ognuna di queste attività comporta il rilascio nella biosfera di radiazioni, oltre che all’utilizzo di enormi quantità di acqua e alla sottrazione per centinaia di anni di ingenti porzioni di territorio per la costruzione delle centrali, per lo stoccaggio del combustibile e per la sistemazione temporanea e poi finale di tutto il materiale irradiato.

Questa e' una perla
E allora buttiamoci sul fotovoltaico che non occupa spazio...

[Ronnie]

8208 ha contro 15 ha a tanto ammonta la differenza di spazio fra una centrale fotovoltaica ed una nucleare a parità di potenza... per inciso se calcoliamo la superficie dei campi petroliferi, delle raffinerie, dei porti, dei cantieri per le petroliere e gasiere, delle centrali, dei metanodotti, dei rigassificatori etc. scopriremo che il ciclo fossile è semplicemente su un altro livello rispetto a quello nucleare quanto a spazio occupato. Ma questo non ce lo raccontano i due cazzari pagati dai VERDI per denigrare il nucleare e smentiti dalla commissione europea, da vari studiosi, da vari istituti e da diverse università... Per carità