Reattori nucleari modulari: i disegni più avanzati sono ormai in competizione diretta

Diverse start-up americane stanno sviluppando piccoli reattori modulari (SMR) per sostituire i reattori nucleari tradizionali ormai obsoleti. Gli SMR sono promossi come un’opzione più economica ed efficiente, che richiede meno combustibile e produce meno scorie nucleari. Il governo statunitense sostiene lo sviluppo degli SMR, con crediti d’imposta fino al 30% degli investimenti disponibili attraverso l’Inflation Reduction Act. Finora solo un progetto SMR, quello della NuScale di Portland, è stato pienamente certificato dalla Nuclear Regulatory Commission. Altri Paesi interessati alla tecnologia SMR guardano con attenzione agli Stati Uniti per vedere cosa viene approvato dalla NRC. I reattori tradizionali, ormai obsoleti, forniscono attualmente circa il 18% dell’elettricità americana.

Alla luce di quanto riportato da un recente articolo dell’Economic Times, diverse startup americane stanno lavorando alla costruzione di una nuova generazione di piccoli reattori che potrebbero spingere l’energia nucleare in una nuova fase, con il sostegno del governo statunitense. Durante una recente audizione davanti alla Commissione per gli stanziamenti della Camera, il Segretario all’Energia Jennifer Granholm ha ribadito “l’importanza dell’energia nucleare” per l’attuale amministrazione per quanto riguarda l’approvvigionamento energetico dell’America.

Incredibilmente,  nonostante il sostegno dichiarato dell’amministrazione Biden all’energia nucleare, non ci sono nuovi progetti in corso per nessun reattore nucleare tradizionale. Nel frattempo gli attuali 93 reattori tradizionali – che forniscono circa il 18% dell’elettricità del Paese – stanno invecchiando rapidamente; sei reattori sono già stati disattivati dal 2017. Il futuro dell’industria si baserà probabilmente su piccoli reattori modulari (SMR) simili a quelli che attualmente alimentano i sottomarini.

Gli SMR sono stati promossi come un’opzione più economica rispetto ai reattori tradizionali, con tempi di costruzione ridotti e meno combustibile necessario per alimentarli, il che si traduce in meno scorie nucleari. “Ho parlato con molti amministratori delegati di utility e molti di loro hanno semplicemente dichiarato che intendono costruire SMR e non grandi reattori”, afferma William Freebairn, Senior Managing Editor di S&P Global. Molti SMR sostituiranno le centrali a carbone in luoghi remoti, dove “la capacità di collocare un’unità di grandi dimensioni è molto limitata”, ha aggiunto.

Sebbene la tecnologia SMR sia in fase di sviluppo da decenni, lo slancio sta aumentando grazie anche alla spinta del governo e alla recente adozione dell’Inflation Reduction Act (IRA), che fornirà crediti d’imposta fino al 30% degli investimenti. Diverse aziende statunitensi stanno attualmente lavorando a progetti di SMR o AMR (Advanced Modular Reactor). Solo uno, quello della NuScale di Portland, è stato pienamente certificato dalla Nuclear Regulatory Commission (NRC). L’approvazione è stata concessa solo nel gennaio di quest’anno, sei anni dopo la presentazione della domanda da parte dell’azienda.

“Gli altri Paesi del mondo interessati a questa tecnologia guardano con attenzione a ciò che accade negli Stati Uniti e seguono l’esempio di ciò che è stato approvato dalla NRC”, ha dichiarato Bahram Nassersharif, direttore del programma di ingegneria nucleare dell’Università di Rhode Island. “È una sorta di timbro di approvazione che accettano”.

Inizialmente NuScale prevedeva che il suo impianto pilota a sei moduli sarebbe stato pienamente operativo entro il 2026 a Idaho Falls, nell’Idaho, ma i ritardi hanno già fatto slittare la scadenza al 2030. Il tempo è fondamentale, dato che mancano 28 anni al termine delle licenze operative dell’attuale flotta di reattori. L’industria deve dimostrare di poter costruire e far funzionare i nuovi SMR su scala commerciale prima della fine del decennio.

A fianco di NuScale ci sono due progetti che sono giunti a richiedere la licenza: si tratta di MMR e di BEWRX-300.  Il sistema energetico Micro Modular Reactor (MMR) è un sistema di energia nucleare di quarta generazione che fornisce elettricità sicura, pulita ed economica agli utenti in qualsiasi luogo. L’MMR è stato autorizzato in Canada e negli Stati Uniti ed è la prima “batteria a fissione” in fase di commercializzazione. La sua potenza è piccola, fra 5 e 10 MW elettrico o 20 MW termico. BERWRX-300  è un progetto congiunto GE-Hitachi in grado di generare, da progetto, 300 MW ad acqua leggera con circuito naturale che dovrebbe garantire un’elevata sicurezza.

Il governo sta svolgendo un ruolo cruciale nello sviluppo degli SMR, con l’Office of Nuclear Energy del Dipartimento dell’Energia che ha investito 3,2 miliardi di dollari nella tecnologia negli ultimi dieci anni. Inoltre, il Dipartimento ha istituito il Programma di dimostrazione di reattori avanzati, che fornirà finanziamenti condivisi per due progetti di reattori avanzati che potranno essere autorizzati e messi in funzione entro la metà degli anni ’20.

In conclusione, lo sviluppo degli SMR è fondamentale per il futuro dell’energia nucleare negli Stati Uniti. Con il sostegno del governo e l’investimento di diverse start-up americane, l’industria ha il potenziale per entrare in una nuova fase che fornirà un’opzione più economica ed efficiente per la fornitura di energia. Tuttavia, il tempo è fondamentale e l’industria deve dimostrare di essere in grado di costruire e far funzionare i nuovi SMR su scala commerciale entro la fine del decennio.

All’estero ci sono progetti anche più avanzati: la Cina ha realizzato HTR-PM già funzionante dal 2021, con 210 MW di potenza prodotta e raffreddato a gas, mentre altri due progetti, ACP 100, oin grado di produrrre 125 MW/h elettrici, e TMSR-LF1, un avanzato sistema a sali di torio liquido, da 15 MW. La Russia ha realizzato il KLT 40 da 70 MW/h su impianto galleggiante e sta realizzando BREST-OD-300, da 300 MW/h a raffreddamento a piombo fuso. In Argentina è in costruzione il modello definitivo CAREM da 200 MW/h.