Nucleare in mare: come gestire la convergenza normativa
Un nuovo documento intitolato " Facilitare l'implementazione globale di centrali nucleari galleggianti " è stato pubblicato dal gruppo di lavoro "Cooperazione nella valutazione e concessione di licenze per la progettazione di reattori" (CORDEL) della World Nuclear Association. Questo documento evidenzia i vantaggi della tecnologia e si concentra sui progressi compiuti in ambito normativo, necessari per la loro implementazione a livello internazionale.
La promessa di triplicare l'energia nucleare tra oggi e il 2050, necessaria per raggiungere gli obiettivi di sicurezza climatica ed energetica, richiederà un'espansione della capacità di una media di 40 GWe all'anno fino al 2050. Ciò equivale a circa 20 grandi reattori e 70 piccoli reattori modulari (SMR) che entrano in funzione ogni anno, più di quattro volte l'attuale tasso di installazione. Sono quindi necessari nuovi approcci alla progettazione, al rilascio delle licenze, alla costruzione, all'installazione e alla gestione del progetto per accelerare la costruzione di nuovi impianti nucleari. In questo contesto, vengono proposte centrali nucleari galleggianti (FNPP) come mezzo per ridurre significativamente i tempi e i costi di installazione.
Storia del nucleare in mareL'energia nucleare ha una lunga e illustre storia in mare, a partire dal varo della USS Nautilus nel 1954. Le sue applicazioni si sono concentrate principalmente nel settore navale, alimentando fino ad oggi oltre 500 navi, sia in superficie che in profondità. L'uso civile dell'energia nucleare in mare non è stato altrettanto diffuso; è stato utilizzato principalmente per la propulsione dei rompighiaccio e ha trovato un impiego limitato nelle navi mercantili.
Sono state impiegate navi che ospitano reattori nucleari per produrre energia per la rete anziché per la propulsione, in particolare l'americana Sturgis MH1-A nel 1978 e, più recentemente, la russa Akademik Lomonosov nel 2020 (Figura 1). Queste navi, le centrali nucleari a ciclo combinato (FNPP), forniscono energia pulita e affidabile ad aree remote o isolate. È importante sottolineare che vengono costruite in cantieri navali e impiegate in luoghi che richiedono una preparazione del sito molto inferiore rispetto alle tradizionali centrali nucleari terrestri, rappresentando così una potenziale chiave per accelerare la necessaria diffusione nucleare. Oltre a Rosatom, altri membri della World Nuclear Association, tra cui Core Power, Korea Hydro & Nuclear Power (KHNP) e Salftoss Energy, mirano a costruire e installare FNPP per soddisfare questa domanda.
Le centrali nucleari a vapore (FNPP) offrono molti dei vantaggi degli approcci innovativi delle SMR, combinandoli con i vantaggi esclusivi offerti dalle loro sedi di installazione in acqua. Ad esempio, i cantieri navali moderni utilizzano approcci di costruzione modulare, assemblando le navi a partire da moduli prefabbricati consegnati dagli stabilimenti. Questo approccio riduce i tempi di costruzione rispetto ai metodi tradizionali, applica alle navi un controllo di qualità a livello di stabilimento e consente la scalabilità, poiché più moduli prefabbricati possono essere costruiti contemporaneamente e assemblati senza attendere il completamento di strutture critiche come ponti o ordinate. In questo contesto, il sistema di alimentazione del vapore nucleare e l'isola convenzionale della FNPP sarebbero moduli, da assemblare nella nave come qualsiasi altro. La separazione tra i siti di costruzione e di installazione consente di avviare la costruzione parallelamente alla preparazione del sito, riducendo ulteriormente i tempi di installazione.
Ospitare i reattori nucleari su imbarcazioni evita diverse sfide che i reattori terrestri devono affrontare. Alcune di queste sono una conseguenza diretta della loro collocazione in acqua: il dissipatore di calore principale circonda l'imbarcazione e non può essere perso. Allo stesso tempo, l'installazione in mare aperto potrebbe garantire una maggiore resilienza a tsunami e terremoti.
Anche i preparativi del sito presso il sito di installazione finale sono considerevolmente ridotti rispetto alle controparti nucleari terrestri. Le strutture a terra in genere forniscono servizi di supporto, sicurezza e connessione alla rete, anziché sistemi rilevanti per la sicurezza nucleare, il che significa che non sono soggette agli stessi requisiti di sicurezza nucleare.
La trasportabilità delle FNPP ne aumenta anche la sopravvivenza, poiché la nave può essere spostata per evitare rischi meteorologici previsti, offrendo al contempo vantaggi economici in quanto le FNPP possono essere ridistribuite in nuove località per rispondere alle variazioni della domanda energetica. La loro trasportabilità consente inoltre lo sviluppo di centri centralizzati di rifornimento, manutenzione e dismissione, sfruttando ancora una volta i processi ottimizzati dei cantieri navali.
Questi ampi vantaggi rendono le centrali nucleari a bassa pressione (FNPP) un'opzione interessante, in particolare per i Paesi che desiderano integrare il nucleare nel proprio mix energetico e sono disposti ad affidarsi a un altro Paese per farlo, piuttosto che sviluppare significative infrastrutture nucleari nazionali. L'unica FNPP attualmente operativa, l'Akademik Lomonosov, è stata impiegata in un contesto nazionale: costruita, autorizzata e gestita in Russia e nelle acque territoriali russe. Tuttavia, l'impiego internazionale delle FNPP presenta delle sfide, poiché queste navi operano al crocevia tra i quadri normativi internazionali in materia di sicurezza nucleare e di sicurezza marittima, e devono essere autorizzate e supervisionate sia dalle autorità di regolamentazione nucleare che da quelle marittime.
Regolamento Shipshape per le acque internazionaliSul fronte nucleare, la " Convenzione sulla sicurezza nucleare " dell'Agenzia Internazionale per l'Energia Atomica (AIEA) stabilisce gli obblighi di alto livello per le parti contraenti che gestiscono centrali nucleari civili terrestri al fine di mantenere un elevato livello di sicurezza, stabilendo principi fondamentali di sicurezza che gli Stati firmatari devono sottoscrivere e gli standard di sicurezza dell'AIEA forniscono linee guida. Nel frattempo, sul fronte marittimo, la " Convenzione delle Nazioni Unite sul diritto del mare " stabilisce il quadro giuridico per tutte le attività marittime, e la " Convenzione internazionale per la salvaguardia della vita umana in mare (SOLAS) " dell'Organizzazione Marittima Internazionale (IMO) fornisce gli standard di sicurezza per le navi mercantili. Elementi di entrambi i quadri sono, o potrebbero essere, applicabili alle centrali nucleari civili a terra (FNPP). Il documento della World Nuclear Association esplora queste applicabilità, sottolineando la necessità di una comprensione e una posizione globale comuni, per facilitare un approccio standardizzato all'impiego globale delle FNPP.
Oltre alla sicurezza, la protezione e le misure di salvaguardia costituiscono gli altri due terzi dell'approccio 3S all'energia nucleare, che devono essere conciliati con le controparti marittime. Questi requisiti presentano delle sfide, come la contabilizzazione dei materiali nucleari sulle centrali nucleari a bassa pressione (FNPP) durante il transito e quando vengono dispiegate in località remote o la garanzia di un accesso limitato alle aree sensibili degli impianti, senza compromettere la rapida evacuazione delle navi. Sia l'IMO che l'AIEA dovranno impegnarsi per armonizzare i requisiti in questi ambiti. Tuttavia, anche gli ingegneri addetti alle FNPP devono contribuire a risolvere queste problematiche integrando la sicurezza, la protezione e le misure di salvaguardia nella fase di progettazione dei progetti. Le FNPP potrebbero anche offrire l'opportunità di ottimizzare e innovare le pratiche attuali, in particolare per quanto riguarda le misure di salvaguardia.
Salpare verso il successoL'impiego globale di centrali nucleari a gas naturale (FNPP) ha il potenziale per contribuire a invertire la tendenza delle emissioni e raggiungere più rapidamente gli obiettivi di sicurezza energetica, grazie alla loro capacità di scalare la produzione e ridurre i requisiti di costruzione. La loro fabbricazione e impiego in un contesto nazionale sono comprovati, ma facilitarne il transito attraverso acque internazionali e di paesi terzi richiede un quadro normativo comune.
È necessaria una maggiore cooperazione internazionale per facilitare questa implementazione, che potrebbe anche generare benefici per l'industria nucleare in senso più ampio, grazie a nuovi approcci in materia di sicurezza, protezione e salvaguardia. Il gruppo di lavoro CORDEL della World Nuclear Association si batte da tempo per l'allineamento dei requisiti normativi e dei criteri di progettazione per le centrali nucleari terrestri e ritiene che lo stesso sia necessario per quelle in mare. La recente decisione dell'IMO di rivedere il " Codice di sicurezza per le navi mercantili nucleari " e parti della convenzione SOLAS relative alle centrali nucleari galleggianti (FNPP) è benvenuta e rappresenta un passo importante verso l'allineamento dei rappresentanti degli Stati membri interessati alle FNPP, al fine di garantire la prosecuzione del lavoro. Per saperne di più, consulta il documento " Facilitating Global Deployment of Floating Nuclear Power Plants " pubblicato dal gruppo di lavoro CORDEL della World Nuclear Association. Si consiglia inoltre di partecipare al Simposio Mondiale sul Nucleare , che si terrà dal 3 al 5 settembre 2025 a Londra, Regno Unito, che ospiterà una sessione sulla navigazione delle applicazioni nucleari marittime nell'ambito dell'Energy Users Summit del 3 settembre.
— Ronan Tanguy è responsabile del programma per la sicurezza e le licenze presso la World Nuclear Association.
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