La costruzione di un nuovo reattore nella centrale nucleare di Olkiluoto a Eurajoki, in Finlandia, è di nove anni in ritardo rispetto al previsto e di oltre $ US5 miliardi rispetto al budget. Foto per gentile concessione di Teollisuuden Voima Oy

L'energia nucleare è morto. Lungo il nucleare dal vivo. L'energia nucleare è l'unica strada percorribile. L'energia nucleare è una falsa pista. L'energia nucleare è troppo pericolosa. L'energia nucleare è la fonte di energia più sicura in giro. Nucleare è nulla. Nucleare è tutto.

E 'ormai generalmente accettato che il mondo deve rapidamente ridurre le emissioni di carbonio, al fine di combattere i cambiamenti climatici pericolosi, ma il "come" di quel processo resta oggetto di discussione. E all'interno di quel dibattito, nulla sembra produrre tali punti di vista opposti crudamente come l'energia nucleare. Alcuni esperti e gli avvocati sostengono che l'energia nucleare senza emissioni di carbonio rappresenta l'unica vera speranza di mantenere la temperatura del pianeta sotto controllo. Altri sostengono che il nucleare è rischioso, inutile e troppo costoso per fare una ammaccatura.

Gli stessi dati di base set - centrali nucleari attualmente in essere, quelli in fase di costruzione, lo stato delle nuove tecnologie, la storia dei costi e ritardi, e un paio di incidenti sorprendente - produce i pareri del tutto contraddittorie e le previsioni. L'energia nucleare è un test di Rorschach: Si vede ciò che si vuole vedere - un futuro roseo nucleare o di un dinosauro del vecchio mondo in una spirale di morte lenta - che riflette il proprio punto di vista sulla energia presente e futuro. Con ogni probabilità, nessuno sarà provata giusto o sbagliato per decenni.

Oggi e domani

L'energia nucleare oggi conta in giro 10 percentuale della produzione totale di elettricità attorno al mondo. Questo varia notevolmente da paese a paese - negli Stati Uniti il ​​tasso è di circa 20 per cento, in Russia e in Germania è un po 'inferiore a quello, mentre alcuni altri paesi europei ottengono 40 e 50 per cento dai reattori nucleari. La Francia ha a lungo condotto il modo in proporzione, a più di cento 75 (che ha il secondo reattori più totale, dietro gli Stati Uniti). Cina, anche se la costruzione rapida, ha attirato meno del 3 per cento della sua energia da nucleare in 2014.

Ci sono reattori 442 attualmente in funzione a livello globale e l'Agenzia internazionale per l'energia atomica afferma che 66 è attualmente in costruzione. Ventiquattro di questi sono in Cina; nessun altro paese sta attualmente costruendo più di otto.

Questo è il paesaggio nucleare ora. La domanda è, come cambierà nei prossimi anni? E altrettanto importante, come dovrebbero cambia? Le risposte a entrambi dipendono da chi chiedi.

L'Agenzia internazionale per l'energia World Energy Outlook 2014, che include un'analisi approfondita dell'energia nucleare, proietta una percentuale salto 60 della capacità installata globale 2040, con quasi la metà di questa crescita provenienti dalla Cina.

"Penso che abbiamo sicuramente bisogno nella lotta contro i cambiamenti climatici. Questo è ampiamente riconosciuto ", dice Jacopo Buongiorno, Un professore di scienza nucleare e ingegneria presso il Massachusetts Institute of Technology. "Perché ora c'è una schiacciante preoccupazione come per il cambiamento climatico, è come una marea che solleva tutte le barche. Tutto ciò che viene percepito come pulito è in costante aumento. Credo che sia assolutamente necessario. "

Quel tipo di approccio al nucleare non è particolarmente difficile da trovare, ma non lo è nemmeno questo: "Non credo che l'energia nucleare sia affatto una componente necessaria", afferma MV Ramana, studioso di ricerca presso il Nuclear Futures Lab di Princeton. "L'energia nucleare in percentuale della produzione di elettricità è destinata a diminuire solo nel prossimo futuro. Se lo riteniamo un mezzo per ridurre le emissioni, non avremo successo nel soddisfare gli ambiziosi obiettivi climatici stabiliti "nel recente accordo di Parigi, In cui i paesi 195 accettato di ridurre le emissioni drasticamente.

Nel periodo precedente all'accordo, un gruppo dei più importanti sostenitori del nucleare - lo scienziato del clima James Hansen, Ken Caldeira di Stanford e altri - ha scritto nel Custode che "nucleare farà la differenza tra il mondo mancante obiettivi climatici cruciali o la loro realizzazione."

Questo è stato accolto con un disprezzo particolarmente duro Naomi Oreskes, Storico delle scienze di Harvard e coautore di Mercanti di Doubt, Che ha scritto una risposta al Custode di branding questo "una nuova, strana forma di negazione."

Il cuore di disaccordo di Hansen e Oreskes 'riguarda la necessità per il nucleare e la fattibilità tecnica di scaling up rinnovabili: sono altre fonti di energia sufficiente per svezzare noi dai combustibili fossili? O è l'affidabile, su larga scala (un unico nuovo reattore può raggiungere 1,600 capacità di megawatt, tre volte la dimensione dei più grandi impianti fotovoltaici al mondo) energia di base che il nucleare fornisce una componente necessaria del futuro a basse emissioni?

Il lato antinucleare dell'argomento si concentra su diversi studi che hanno illustrato un modo solo rinnovabile per raggiungere l'obiettivo, che potrebbe essere più economico e privo dei rischi associati al nucleare. Mark Jacobson, Direttore del Programma Ambiente / Energia presso la Stanford University, ha pubblicato piani specifici a stato che mostrano la penetrazione delle energie rinnovabili come 100 per cento sarebbe realizzabile Il National Renewable Energy Laboratory, parte del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, ha pubblicato il suo "Rinnovabili di energia elettrica Futures Studio"In 2012 e ha spiegato un chiaro percorso verso la penetrazione percentuale 80 negli Stati Uniti. Altri hanno mostrato percorsi simili in avanti.

Quando si tratta di qualsiasi fonte di energia, è il costo che si trova alla base della discussione. fautori nucleari sostengono che esistono ostacoli ad avere una griglia interamente eseguito su fonti rinnovabili. Buongiorno, per esempio, afferma che l'intermittenza solare ed eolica può realisticamente essere affrontato solo con l'aggiunta di grandi quantità di stoccaggio di elettricità (in forma di grandi batterie o altri tecnologia più recente ad esempio aria compressa) alla rete, e questo cambierebbe la narrativa "prezzi rinnovabili stanno crollando" in corso.

"Quando sento la gente dice 'Oh, i costi stanno scendendo,' i costi per ELETTRICA potrebbe essere in calo, ma se l'installazione di quella capacità mi costringe ad avere un accumulo di energia, devi aggiungere quei costi ", dice. Pensa all'acquisto di un'auto: il prezzo di base suona bene, ma sono tutte le opzioni e i componenti aggiuntivi che ti faranno ottenere. Buongiorno dice che si aspetta che i costi della costruzione nucleare scenderanno e che quando si prendono in considerazione i costi di stoccaggio per le energie rinnovabili, il nucleare - con la sua produzione affidabile, 24 ore su 7, XNUMX giorni su XNUMX - inizia a sembrare un'alternativa molto più attraente.

Miliardi e miliardi

Quando si tratta di qualsiasi fonte di energia, è il costo che si trova alla base della discussione. Aggiungere più nucleare alla rete potrebbe ridurre parte dell'onere sulle fonti rinnovabili e lo stoccaggio, ma l'economia del nucleare stesso potrebbe rivelarsi un ostacolo insormontabile.

In generale, più esperienza accumula con una data tecnologia, meno costa costruire. Questo è stato drammaticamente illustrato con il costi in calo di vento e energia solare. Il nucleare, tuttavia, ha contrastato la tendenza, dimostrando invece una sorta di "curva di apprendimento negativo" col tempo.

Secondo l'Union of Concerned Scientists, i costi effettivi di 75 dei primi reattori nucleari costruiti negli Stati Uniti hanno superato le stime iniziali di più della percentuale 200. Più recentemente, i costi hanno continuato a gonfiarsi. Sempre secondo UCS, il il prezzo da pagare per una nuova centrale nucleare è saltato tra 2 miliardi di dollari USA e 4 miliardi di dollari USA in 2002 fino a $ 9 miliardi in 2008. Dirlo in un altro modo, il colpo di prezzo da sotto US $ 2,000 per kilowatt nei primi 2000s fino ad un massimo di US $ 8,000 per kilowatt per 2008.

Steve Clemmer, il direttore della ricerca e analisi energetica presso l'UCS, non vede questa tendenza cambiare. "Non vedo molte prove che vedremo i tipi di riduzioni dei costi di cui parlano i sostenitori. Sono molto scettico a riguardo - fantastico se succede, ma non lo vedo, "dice.

alcuni progetti negli USA sembrano affrontare ritardi e invasi ad ogni turno. A settembre 2015, uno sforzo della Carolina del Sud per costruire due nuovi reattori in uno stabilimento esistente è stato posticipato di tre anni. In Georgia, un deposito 2015 di gennaio del proprietario di un impianto Southern Co. ha dichiarato che i suoi due reattori aggiuntivi lo farebbero saltare da US $ 700 milioni in costo e prendi un 18 in più per costruire. Questi problemi hanno una serie di cause alla radice, dai ritardi delle licenze ai semplici errori di costruzione, e non è facile trovare una soluzione semplice al problema.

In Europa la situazione è simile, con un paio di esempi particolarmente eclatanti che gettano una pallottola sull'industria. La costruzione è iniziata per un nuovo reattore presso lo stabilimento finlandese Olkiluoto 3 di 2005, ma non terminerà fino a 2018, con nove anni di ritardo e oltre US $ 5 miliardi oltre il budget. Un reattore in Francia, dove il nucleare è la principale fonte di energia, lo è sei anni di ritardo e più del doppio del costo previsto.

"La storia di anni 60 o più di reattore non offre alcuna prova che i costi scenderanno", dice Ramana. "I costi Come la tecnologia nucleare è maturata sono aumentati, e tutti i presenti le indicazioni sono che questa tendenza continuerà."

Alcuni esperti, tuttavia, contestano l'idea che la "curva di apprendimento negativo" è intrinseca all'industria nucleare. In un carta recente Ted Nordhaus del think tank dell'energia The Breakthrough Institute ha sottolineato che la storia dei costi di costruzione di impianti nucleari varia notevolmente da paese a paese. Corea del Sud, per esempio, ha dimostrato un calo abbastanza consistente dei costi nel corso del tempo; ha importato i suoi primi disegni da società estere con più esperienza prima di disegni fatti in casa ha preso possesso, e tutti gli impianti del paese sono costruito e posseduto da una singola utility. Nordhaus ha scritto, "Con le giuste politiche e istituzioni, le centrali nucleari possono essere costruite rapidamente, in modo sicuro ed economico".

Eppure, la maggior parte dei paesi hanno visto aumentare i costi. Così com'è, solo la Cina mercato non libero può consentire una rapida veramente build-out delle centrali nucleari; attuale dominio del paese del mondo delle costruzioni nucleare riflette questa idea, e il piano quinquennale 2016 comprende disposizioni per approvare e costruire da sei a otto nuove piante ogni anno.

Insieme agli aumenti dei prezzi, lo spettro degli incidenti principali aleggia su ogni discussione di scala nucleare. L'industria, da parte sua, sostiene che i benefici del nucleare valgono il prezzo. L'Istituto per l'energia nucleare, che rappresenta proprietari di impianti, costruttori, progettisti, fornitori e società collegate, osserva che negli Stati Uniti l'energia nucleare genera fino a $ 50 miliardi ogni anno dalle vendite e dalle entrate di energia elettrica e fornisce circa i lavori 100,000. La mancanza di emissioni di carbonio, ovviamente, non fa che aumentare i benefici.

L'ombra di Fukushima

Insieme con aumenti dei prezzi, lo spettro di incidenti rilevanti aleggia su ogni discussione di una scala-up nucleare. Con la maggior parte delle misure di energia nucleare è tra le forme di energia più sicure mai inventate. Ma quando si va male, va male nella spettacolare e terrificante della moda.

L'incidente a Fukushima Daiichi in Giappone in 2011 ha provocato l'arresto di tutte le centrali di quel paese (con il reattore molto limitato riprende solo lo scorso anno) e ha convinto la Germania e il Belgio a eliminare completamente la fonte di energia. Anche se quelle estinzioni rappresenteranno solo una manciata di reattori totali, hanno smorzato l'idea di una scala rivoluzionaria nucleare.

Molti sostengono le reazioni di paura e di fase-out non sono del tutto logica nel contesto del cambiamento climatico. Fukushima ha chiaramente comportato un calo del supporto globale per l'energia nucleare, ma l'opinione pubblica continua a variare notevolmente da paese a paese. Negli Stati Uniti, un sondaggio Gallup sulla vantaggiosità nucleare ha mostrato un declino dal Fukushima, ma non drammatica. In 2015 sostegno pubblico per l'uso dell'energia nucleare oscillato a 51 per cento, in basso da un picco di 62 percentuale in 2010. Lo stesso sondaggio, tuttavia, ha rilevato che solo la percentuale di 35 ritiene che il governo dovrebbe porre "maggiore enfasi" sul nucleare; per confronto, la percentuale di 79 vuole concentrarsi maggiormente sull'energia solare.

Cousins ​​per la paura di un crollo di massa sono sia la preoccupazione per la proliferazione e la preoccupazione per lo smaltimento dei rifiuti di armi nucleari. Il combustibile nucleare esaurito è attualmente memorizzato nel sito degli impianti nucleari pozze d'acqua o sigillati in deposito botte a seccoe argomenti vecchi di decenni su depositi geologici sono difficilmente essere risolti in tempi brevi. Per quanto riguarda le armi, centrali nucleari producono plutonio nel corso delle loro reazioni, che può essere made in bombe se abbastanza è accumulato; il terrorismo e il furto sono quindi le preoccupazioni costanti. Entrambe queste questioni di lavoro di estendere l'ombra del rischio che si estende dietro l'energia nucleare, e la mancanza di soluzioni immediate.

Innovazioni tecnologiche?

I sostenitori del nucleare sperano che le nuove tecnologie miglioreranno l'economia e ridurranno il fattore paura. Ci sono sforzi in corso per lo sviluppo piccoli reattori modulari, Che producono circa un terzo o meno di uscita di un reattore di dimensioni e può teoricamente essere costruita più rapido ed economico. Allison Macfarlane, direttore della George Washington University Centro per la scienza internazionale e della tecnologia e la ex presidente della US Nuclear Regulatory Commission, Osserva che le varie aziende che lavorano su questi soltanto uno (NuScale Powerè attualmente previsto che invii effettivamente i materiali per le domande alle autorità di regolamentazione in 2016, un passaggio che è ancora anni rimossi dai reattori attuali di funzionamento.

Altri unicorni tecnologici, anche se in molti casi sul tavolo da disegno per decenni, rimangono ancora in lontananza: diverse fonti di combustibile, come torio, fuso reattori sale raffreddato, Anche la costruzione di impianti su piattaforme galleggianti, come quelli usati per la perforazione di petrolio (un progetto che Buongiorno al MIT è fortemente coinvolto in) Sono tutti sul tavolo. Questi hanno diversi potenziali vantaggi: un impianto galleggiante potrebbe utilizzare acqua di mare come un modo economico e veloce per raffreddare il reattore e allevierebbe alcune delle timori sicurezza mantenendo la pianta lontano da persone e vicino a un refrigerante in caso di incidente; torio potrebbe ridurre i rifiuti e produrre energia in modo più efficiente, anche se un rapporto del governo britannico in 2013 chiamato i benefici "sopravvalutato" e gli esperti hanno avvertito potrebbe aumentare i rischi di proliferazione, E sali fusi possono operare a pressioni inferiori rispetto ai reattori standard raffreddati ad acqua, offrendo alcuni vantaggi in termini di sicurezza.

La ricerca e lo sviluppo nucleari, tuttavia, si muovono a passo di lumaca, in gran parte per motivi di sicurezza. Se l'obiettivo è una rapida riduzione delle emissioni, non è chiaro se una qualsiasi di queste nuove tecnologie possa svolgere un ruolo.

"Penso che abbiamo bisogno di fare un certo lavoro su di esso, per vedere se siamo in grado di sviluppare alcune nuove tecnologie, ma non stanno per essere una soluzione a breve termine a tutti", dice Macfarlane sui piccoli reattori modulari. "Alcune di queste altre cose che esistono solo sulla carta in questo momento? Penso che siano molto più lontano. "

Clemmer, della UCS, concorda sul fatto che i prossimi 15 anni o così non saranno in grado di caratterizzare gran parte della rivoluzione nucleare. Dice che il periodo da 2030 a 2050, tuttavia, sarà un momento cruciale per il nucleare, con molti impianti esistenti negli Stati Uniti e altrove a causa del pensionamento - i progetti IEA quasi Ritiri del reattore 200 di 2040. In quel periodo, forse una parte della nuova tecnologia potrebbe arrivare sul mercato.

Cambiare le prospettive

Nei prossimi anni, potrebbe essere proprio la drammaticità degli effetti dei cambiamenti climatici a forzare la confusione di Rorschach a risolversi in un'immagine chiara.

"Col passare del tempo, e gli impatti dei cambiamenti climatici diventano sempre più reali - siccità e ondate di calore e innalzamento del livello del mare e impeto di tempesta, problemi di inondazioni costiere, uragani più potenti e tempeste devastanti e cose del genere sono anche un campanello d'allarme per le persone ", dice Clemmer. "Speriamo che a un certo punto sarà sufficiente un campanello d'allarme per chiedere azioni per affrontare i cambiamenti climatici e ridurre le emissioni. In quel mondo, forse c'è più di una luce positiva che verrebbe diffusa sul nucleare. "

Macfarlane suggerisce anche che le prospettive mutevoli esigenze energetiche potrebbero spostare le fortune nucleari. "Andiamo attraverso queste diverse transizioni come società", dice. In passato, queste transizioni hanno sostituito il legno con il carbone per aiutare le città crescono, e aggiunta di olio per alimentare un boom nel settore dei trasporti.

"Il nucleare non ha mai soddisfatto uno di questi tipi di bisogni", dice. "Stiamo attraversando un'altra transizione in cui abbiamo bisogno di decarbonizzare le nostre fonti energetiche, e forse ora riempirà più di un bisogno naturale. Vedremo."