ENERGIA NUCLEARE VS. ENERGIE RINNOVABILI: UN CONFRONTO SULL’EFFICIENZA E LA SUPERFICIE NECESSARIA

Articolo di Chris Martz – Lunedì 30 Dicembre 2024

Ti piace la matematica? Ti piace far piangere gli attivisti per il clima? Se è così, questo post è per te.

Pubblicizzare l’energia solare fotovoltaica (PV) e quella eolica su scala industriale come tecnologie energetiche “ecologiche” perché emettono meno CO₂ durante il loro intero ciclo di vita non è conveniente, sia dal punto di vista ambientale che ecologico. Le emissioni sono tutto ciò di cui i “verdi” amano parlare. Ma quando fai notare loro quanto siano intensive sul territorio le loro tecnologie energetiche “verdi”, si agitano nel tentativo di giustificare la loro veemente opposizione alla fissione nucleare, una fonte di elettricità pressoché infinita, priva di carbonio e ad alta densità energetica, e il loro impegno per distruggere il paesaggio con enormi quantità di celle solari e parchi eolici per salvare il pianeta.
Facciamo due calcoli, va bene?

Energia Nucleare

Il reattore nucleare standard ha una potenza nominale di 1.000 megawatt (MW). Ciò significa che ogni impianto è, in media, installato con una capacità di potenza di 1.000 MW. Un impianto nucleare da 1.000 MW occupa, in media, poco più di 1 miglio quadrato, che corrisponde a circa 2.59 chilometri quadrati, (640 acri) di terreno. Per calcolare quante case potrebbe alimentare un singolo impianto da 1.000 MW, possiamo iniziare utilizzando la seguente equazione: 𝑬 = 𝑷 × 𝒕, dove, • 𝑬 = energia (megawattora, MWh) • 𝑷 = potenza (MW) • 𝒕 = tempo (ore, hr). Se ipotizziamo che un reattore nucleare da 1.000 MW funzioni a piena potenza per un intero anno solare, produrrà circa 8,76 terawattora (TWh) di elettricità all’anno. 𝑬 = 1.000 MW × 24 ore (1 giorno) × 365 [giorni] (1 anno) = 80,76 milioni di MWh/anno (80,76 TWh/anno). Tuttavia, i reattori non funzionano a piena potenza il 100% delle volte perché vanno off-line per il rifornimento o per sottoporsi a manutenzione. Pertanto, dobbiamo prendere in considerazione il fattore di capacità nel nostro calcolo. Secondo l’Energy Information Administration (EIA) degli Stati Uniti, l’energia nucleare ha il fattore di capacità più elevato tra tutte le fonti di generazione di energia elettrica negli Stati Uniti, attestandosi a 0,93 nel 2023.

https://eia.gov/electricity/annual/html/epa_04_08_b.html…

Questo valore significa che i reattori nucleari negli Stati Uniti hanno funzionato a piena potenza installata per circa il 93% dell’anno solare nel 2023. Quindi, per calcolare quanta elettricità produce ogni impianto in un anno, dobbiamo moltiplicare il valore precedentemente calcolato di 8,76 TWh per il fattore di capacità di 0,93. Se facciamo ciò, otteniamo, 𝑬 = (80,76 TWh/anno) × 0,93 ≈ 8,15 TWh/anno Ora, per determinare quante case alimenta, dobbiamo dividere 𝑬 per la quantità media di elettricità che i proprietari di case degli Stati Uniti acquistano in un anno. Secondo l’EIA, quel numero è di circa 10.500 kilowattora (KWh) o 1,05 × 10 ⁻⁵ TWh.

https://eia.gov/energyexplained/use-of-energy/electricity-use-in-homes.php…

Quindi, dividendo 8,15 TWh/anno per 1,05 × 10 ⁻⁵ TWh/anno otteniamo circa 776.190 case. Pertanto, una centrale nucleare da 1.000 MW che occupa 1 miglio quadrato di terreno e funziona con un fattore di capacità pari a 0,93, può alimentare più di 775.000 abitazioni nel corso di un anno, secondo i dati degli Stati Uniti. Ora, questo è piuttosto denso di energia, eh? Perché un attivista per il clima dovrebbe opporsi a ciò? Confrontiamo ora il nucleare con le tecnologie solare ed eolica preferite dai Verdi.

Energia Solare

Un impianto fotovoltaico su scala industriale richiede almeno 1 MW di potenza installata.

https://cleanpower.org/facts/solar-power/…

Secondo la Solar Energy Industries Association (SEIA), un impianto fotovoltaico da 1 MW richiede circa 5-7 acri di terreno che corrispondono a circa 2-3 ettari di terreno.

https://seia.org/initiatives/land-use-solar-development/…

E, secondo l’EIA, l’anno scorso il solare aveva un fattore di capacità di 0,232 negli Stati Uniti, di gran lunga il più basso di qualsiasi fonte energetica. Ciò significa che gli array solari fotovoltaici hanno funzionato a piena potenza solo per il 23,2% dell’anno nel 2023 a causa delle condizioni meteorologiche variabili e della copertura del cielo. Utilizzando gli stessi calcoli di cui sopra, un impianto fotovoltaico da 1.000 MW occuperebbe circa 5.000-7.000 acri di terreno (in media circa 6.000 acri), alimentando nel contempo 193.523 abitazioni, ovvero circa 582.667 abitazioni in meno rispetto a quanto farebbe se fosse nucleare. Però, non sembra molto efficiente.

Energia Eolica

Una singola turbina eolica su scala industriale occupa circa 80 acri di terreno, che corrispondono a circa 32 ettari di terreno, a cui ciascuna turbina ha una potenza nominale di 2,5 MW. Un parco eolico onshore da 1.000 MW richiederebbe circa 400 turbine da 2,5 MW, che occuperebbero circa 32.000 acri che corrispondono a circa 12.950 ettari di superficie terrestre. Inoltre, secondo l’EIA, nel 2023 l’energia eolica aveva un fattore di capacità pari a 0,332, il che significa che lo scorso anno i parchi eolici su scala industriale degli Stati Uniti hanno funzionato a piena capacità per il 33,2% dell’anno. Se utilizziamo gli stessi metodi di prima, scopriremo che un parco eolico da 1.000 MW potrebbe alimentare circa 277.143 case per un anno. Pertanto, un parco eolico da 1.000 MW alimenterebbe 499.047 case in meno rispetto a un impianto nucleare da 1.000 MW, occupando oltre 50 volte più superficie terrestre. Anche questo non è esattamente efficiente, non è vero?

Riassumendo il tutto

Per alimentare lo stesso numero di case di una centrale nucleare da 1.000 MW, sarebbe necessario: • Per 𝐬𝐨𝐥𝐚𝐫 𝐏𝐕: circa 4.000 MW di potenza installata (equivalenti a quattro impianti nucleari) e 24.000 acri, che corrispondono a circa 9.712 ettari di terreno (circa 37,5 volte la superficie di un impianto nucleare).

• Per 𝐨𝐧𝐬𝐡𝐨𝐫𝐞 𝐰𝐢𝐧𝐝: circa 2.800 MW di potenza installata (equivalenti a 2,8 impianti nucleari) e 89.600 acri, che corrispondono a circa 36.250 ettari di terreno, (circa 140 volte la superficie di una centrale nucleare). Ma devo avvertirvi che queste stime sono in effetti prudenti. Perché? Perché prendono in considerazione non l’area terrestre richiesta per l’immagazzinamento delle batterie a causa della loro intermittenza in condizioni di cielo coperto, bassa velocità del vento e/o durante la notte. Basandoci solo sui requisiti del territorio, se gli attivisti del clima fossero seri ambientalisti, sosterrebbero l’impiego di più energia nucleare. Alcuni di loro lo fanno, ma la maggior parte di quelli con cui ho interagito non lo fa e trova terribili scuse per supportare enormi quantità di pannelli solari fotovoltaici e la costruzione di parchi eolici terrestri. L’energia nucleare rappresenta sia una crescita economica continua sia un futuro di energia pulita. Ma molti attivisti per il clima non vogliono una crescita economica continua. Vogliono abolire il capitalismo e sovvertire la cultura occidentale.

Fonte: ENERGIA NUCLEARE VS. ENERGIE RINNOVABILI: UN CONFRONTO SULL’EFFICIENZA E LA SUPERFICIE NECESSARIA (Autore: Enzo Ragusa)