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Aug 29, 2023

I reattori nucleari sono una soluzione di energia pulita per il settore marittimo civile

L’energia nucleare è stata storicamente utilizzata per alimentare le navi militari statunitensi ma non quelle marittime civili. Patrick Pennella, Alex Polonsky e Jane Accomando spiegano come avviene l'innovazione nella tecnologia nucleare

L’energia nucleare è stata storicamente utilizzata per alimentare le navi militari statunitensi ma non quelle marittime civili. Patrick Pennella, Alex Polonsky e Jane Accomando spiegano come l'innovazione nella tecnologia nucleare fornisce una soluzione energetica sicura e pulita.

Sebbene l’energia nucleare sia stata utilizzata con successo per alimentare le navi militari statunitensi fin dagli anni ’50, l’uso per scopi marittimi civili non si è mai evoluto oltre alcuni progetti sperimentali. Gli elevati costi di capitale iniziali e le preoccupazioni sulla sicurezza hanno impedito che l’energia nucleare per la flotta marittima civile raggiungesse la soglia critica.

Tuttavia, le innovazioni nella tecnologia nucleare, combinate con la spinta alla decarbonizzazione dell’industria marittima civile, offrono ora l’opportunità di rivitalizzare il concetto a costi commercialmente sostenibili.

La Marina degli Stati Uniti ha impiegato dozzine di navi da guerra a propulsione nucleare senza che si siano verificati eventi significativi legati alla sicurezza dei reattori. Gli Stati Uniti, tuttavia, hanno costruito una sola nave mercantile a propulsione nucleare: la NS Savannah, una prova di concetto. Una nave ibrida da carico e passeggeri, la Savannah operò con successo dal 1959 al 1972, ma la sua capacità limitata di carico e passeggeri rese antieconomico il proseguimento delle operazioni.

L'intento dietro la Savannah era semplicemente quello di dimostrare il concetto. E così è stato. Diversi altri paesi hanno utilizzato con successo navi civili sperimentali a propulsione nucleare ma, come nel caso degli Stati Uniti, non si è mai verificata un’adozione diffusa.

La propulsione nucleare ha sempre prodotto numerosi vantaggi chiave rispetto alle fonti di combustibile convenzionali.

Innanzitutto, le navi a propulsione nucleare possono resistere anni senza fare rifornimento. Anche se le navi convenzionali possono tipicamente fare rifornimento contemporaneamente alle operazioni di carico, i proprietari di navi nucleari potrebbero preoccuparsi meno della volatilità dei prezzi del carburante poiché il prezzo dell’uranio non è così volatile come quello del petrolio. Allo stesso modo, il grande costo iniziale di capitale di un reattore nucleare potrebbe essere controbilanciato dal costo costante del consumo di carburante, che per una grande nave portacontainer può superare i 3 milioni di dollari al mese.

In secondo luogo, la densità energetica del combustibile nucleare elimina la necessità di immagazzinare milioni di litri di olio combustibile. Questo vantaggio elimina il tradizionale compromesso tra stoccaggio del carburante e spazio di carico. Le navi nucleari possono riutilizzare lo spazio occupato dai serbatoi di carburante per il carico.

Anche tenendo conto della necessaria schermatura, rispetto a una grande nave portacontainer alimentata convenzionalmente, una nave a propulsione nucleare di dimensioni simili potrebbe contenere più container standard e operare a velocità più elevate.

Allo stesso modo, sulle navi a propulsione nucleare non ci sarebbero serbatoi di carburante che si rompano in caso di sinistro marittimo, impedendo lo scarico di migliaia di barili di olio combustibile in ambienti litorali sensibili e i relativi costi di bonifica.

Uno studio del luglio 2023 dell’American Bureau of Shipping ha confermato questi primi due punti. Basandosi su un modello, lo studio ha scoperto che l’utilizzo di due reattori veloci da 30 MW su una grande nave portacontainer aumenterebbe la capacità di carico e la velocità operativa.

In un’altra configurazione, l’impiego di quattro microreattori a tubi di calore da 5 MW su una grande nave cisterna ridurrebbe la capacità di carico ma aumenterebbe la velocità operativa. E, in entrambi gli esempi, il carburante potrebbe durare 25 anni, la vita operativa tipica di una nave commerciale.

In terzo luogo, il carburante convenzionale è l’olio combustibile ed emette sottoprodotti della combustione come anidride carbonica e particolato. Con l’inasprimento delle normative ambientali sulle emissioni a livello globale, l’energia nucleare offre una fonte affidabile di energia pulita e priva di emissioni di carbonio.

I recenti progressi nella tecnologia dei reattori nucleari aumentano la competitività delle navi a propulsione nucleare. L’avvento di reattori micro e piccoli modulari offre un design standardizzato in grado di raggiungere l’economia di scala per rendere gli SMR convenienti. Sebbene questi progetti fossero destinati alla produzione di energia terrestre, le loro dimensioni e la standardizzazione li rendono adatti all’uso su navi commerciali.

L’elevato numero di grandi navi commerciali crea il potenziale per un dispiegamento di massa, creando vantaggi da economie di scala, formazione standardizzata degli operatori e catene di approvvigionamento stabili.