Mentre il mondo è alle prese con un'emergenza climatica causata dalle emissioni di carbonio dovute alla combustione su larga scala di combustibili fossili, c'è un rinnovato interesse per l'energia nucleare, in particolare per la nuova generazione di piccoli reattori modulari.

Il Gruppo intergovernativo delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici (IPCC) prevede nel suo sesto rapporto di valutazione, pubblicato il 9 agosto, che le temperature medie globali dell'aria potrebbero aumentare di oltre 1,5 gradi Celsius rispetto ai livelli preindustriali entro il 2040. L'ultimo rapporto introduce una nuova urgenza di tagliare emissioni drasticamente.

In base all'accordo di Parigi del 2015, tutti i paesi sono tenuti a fissare obiettivi per aiutare a rimanere entro il limite di 1,5 gradi Celsius e ad adoperarsi per un obiettivo a emissioni zero, trovando alternative a carbone, petrolio, gas naturale e altri combustibili fossili.

Tra le molte alternative, i piccoli reattori modulari, definiti dall'International Atomic Energy Association come reattori nucleari con una capacità di 300 megawatt o meno (i reattori convenzionali producono 1.000 megawatt o più), vincono per avere un impatto ambientale minimo. Occupano anche molto meno spazio rispetto alle centrali elettriche convenzionali o ai parchi eolici e solari che producono energia rinnovabile.

Nanda Kumar Janardhanan, che insegna studi sull'energia alla Jawaharlal Nehru University, Nuova Delhi, e coordinatrice delle operazioni in Asia meridionale per l'Institute for Global Environmental Strategies, Giappone, afferma che "a differenza dei grandi impianti nucleari convenzionali, che possono richiedere un decennio o più per costruire e diventare operativi, i piccoli reattori possono essere pronti in una frazione di quel tempo" poiché sono abbastanza piccoli da poter essere prodotti in una fabbrica e trasportati al sito operativo.

"I paesi che necessitano di una fornitura di energia pulita possono eventualmente utilizzare piccoli reattori modulari come alternativa alla dipendenza dall'energia termica dannosa per l'ambiente. Questo è uno dei vantaggi diretti che offre alla mitigazione del clima", afferma Janardhanan. Con la crescita della domanda di idrogeno come combustibile per i trasporti e l'industria, i piccoli reattori modulari potrebbero anche fornire l'energia necessaria per generare idrogeno, aggiunge.

"Nonostante questi vantaggi, l'uso più ampio di piccoli reattori modulari richiederà un cambiamento trasformativo nelle misure di sicurezza in modo da creare fiducia nel pubblico e ottenere l'accettazione", afferma Janardhanan, riferendosi a disastri come Chernobyl e Fukushima "che hanno portato a percezioni anti-nucleare tra determinate società o persone."

Ruolo dell'industria nucleare

L'energia nucleare offre l'opportunità di avanzare verso gli obiettivi dell'accordo di Parigi, afferma la World Nuclear Association (WNA). Un white paper pubblicato il 27 maggio dalla WNA suggerisce che la paura dei rischi associati all'energia nucleare ha portato all'accettazione dei combustibili fossili nonostante abbia causato milioni di morti premature a causa dell'inquinamento atmosferico e abbia contribuito al cambiamento climatico.

Reagendo al sesto rapporto di valutazione dell'IPCC, il direttore generale della WNA Sama Bilbao y León, ha ribadito nel libro bianco che i governi, le autorità di regolamentazione e l'industria collaborano per accelerare la diffusione di nuovi progetti nucleari, compresi i piccoli reattori modulari, per favorire una rapida decarbonizzazione.

Karthik Ganesan, borsista e direttore della ricerca presso il Council on Energy, Environment and Water di Nuova Delhi, afferma che l'Asia è una regione in cui la capacità dell'energia nucleare è in aumento. "L'Asia in via di sviluppo (Cina, India) e l'Asia sviluppata (Corea e Giappone), che già gestiscono grandi programmi nucleari civili, devono continuare a investire nella tecnologia dei piccoli reattori modulari", afferma Ganesan.

"Ma affinché il concetto di reattori modulari di piccole dimensioni abbia successo in Asia, deve soddisfare i requisiti primari di maggiore sicurezza, semplicità nella costruzione e nel funzionamento ed essere paragonabile in termini economici alle centrali nucleari convenzionali", afferma Ganesan.

Altri massimi esperti sono meno ottimisti riguardo alle prospettive che piccoli reattori modulari svolgano un ruolo significativo nella decarbonizzazione nel prossimo decennio.

"L'umanità non ha il tempo di investire in piccoli reattori modulari:il problema climatico è urgente", afferma M.V. Ramana, fisico del Nuclear Futures Laboratory, Princeton University, che lavora sull'energia nucleare nel contesto del cambiamento climatico e del disarmo nucleare .

"Dovrebbero essere stabilite intere catene di approvvigionamento dopo che i primi piccoli reattori modulari sono stati costruiti, testati e collaudati", dice Ramana a SciDev.Net. "Non vi è alcuna prospettiva realistica che possa incidere in modo significativo sulla necessità di passare rapidamente a un sistema elettrico privo di emissioni di carbonio."

In un articolo pubblicato a luglio nel Bollettino degli scienziati atomici , Ramana sostiene che i reattori nucleari che generano elettricità sufficiente per contribuire alla mitigazione del clima avranno bisogno di tecnologie complesse per controllare le reazioni e gestire i prodotti della fissione radioattiva.

Rischi di proliferazione

Ramana è anche preoccupato per il fatto che, poiché i progetti di piccoli e medi reattori in genere coinvolgono gruppi di diversi piccoli moduli di reattori, il rischio di proliferazione nucleare aumenta.

"Ogni reattore è una potenziale fonte di plutonio o uranio arricchito o entrambi:maggiore è il numero di reattori nucleari, maggiore è il potenziale per costruire armi nucleari. Chiunque abbia accesso a questi materiali è molto più vicino a un'arma nucleare", afferma .

Like their larger counterparts, small modular reactors will also produce radioactive nuclear waste, the safe disposal of which is yet to be resolved satisfactorily. Ramana's paper says that the 1982 Nuclear Waste Policy Act in the US envisaged deep geological burial by 1998 but the US government continues to pay billions of dollars in fines for failing to take charge of spent fuel.

Such concerns have not stopped the development of small modular reactors. According to the International Atomic Energy Agency (IAEA), over 70 SMR designs are either under construction or being developed in 18 countries.

The world's first small modular reactor plant, located in Russia's remote Chukotka region, has been operational since 2019 December, while Argentina is developing a 25-megawatt plant, intended for small grids, according to IAEA. A small modular reactor plant in China's Shidao Bay is slated to begin operation in 2021.

India, which has an advanced nuclear power program with an installed capacity of 7,480 megawatts, has plans to develop small modular reactors partly based on its vast reserves of thorium, according to Sunil Ganju, a member of the nuclear controls and planning wing of India's Department of Atomic Energy.

Speaking at a February webinar on small modular reactors, organized by the India Energy Forum, Ganju said a 500-megawatt "protype fast breeder reactor" being developed at Kalpakkam, Tamil Nadu state, could be classified as a small reactor.

According to Janardhanan, the advantage of nuclear power is that it is a mature technology with a proven history of investment of millions of research hours. "The fact that there is hardly any other mature technology available makes it important for clean energy supply."