Riassunto:
La Tennessee Valley Authority (TVA) ha ricevuto l'approvazione dalle autorità federali degli Stati Uniti per costruire un piccolo reattore modulare BWRX-300 presso il sito della centrale nucleare di Clinch River vicino a Oak Ridge, nel Tennessee. Questa è la prima volta che una società di servizi pubblici statunitense riceve l’approvazione normativa per costruire il reattore BWRX-300 progettato da GE Vernova Hitachi. È anche visto come un passo importante negli Stati Uniti per rilanciare la commercializzazione di piccoli reattori nucleari modulari.
La Nuclear Regulatory Commission (NRC) degli Stati Uniti ha completato la relativa revisione in soli 14 mesi, circa 4 mesi prima del previsto. Questa approvazione è una licenza di costruzione, il che significa che la TVA può ora iniziare ufficialmente a costruire il reattore, ma non significa che l'unità abbia ricevuto una licenza operativa. La TVA deve inoltre ottenere una licenza operativa separata prima di caricare combustibile nucleare e generare ufficialmente elettricità.
BWRX-300 è un piccolo reattore ad acqua bollente. Il suo percorso tecnico di base non è un principio del reattore nucleare completamente nuovo, ma si basa sulla tecnologia del reattore ad acqua bollente che vanta decenni di esperienza nelle operazioni commerciali. Come suggerisce il nome, il reattore utilizza l'acqua come refrigerante e guida il processo di raffreddamento attraverso la circolazione naturale dell'acqua.
La capacità di generazione di energia di progetto di un singolo BWRX-300 è di circa 300 megawatt, ovvero circa un quarto dell'attuale capacità di una singola unità dell'ultimo reattore su larga scala della centrale nucleare di Vogtle in Georgia, negli Stati Uniti. Rispetto ai tradizionali reattori nucleari di grandi dimensioni, l’idea centrale dei piccoli reattori modulari è quella di ridurre la scala e la complessità di un singolo progetto, per poi creare effetti di scala costruendo più unità standardizzate.
BWRX-300 adotta anche una serie di progetti di sicurezza passiva. In caso di condizioni anomale, alcuni sistemi di sicurezza possono utilizzare la gravità, la pressione e l'acqua immagazzinata per completare il raffreddamento, invece di affidarsi interamente a pompe elettriche e altre apparecchiature attive. Questo progetto può ridurre alcuni sistemi meccanici ed elettrici, il che dovrebbe ridurre la complessità del sistema e migliorare il margine di sicurezza in condizioni di incidente.
GE Vernova Hitachi e i suoi partner sperano di utilizzare questo design più semplificato per ridurre il numero di parti necessarie per il reattore e ridurre la superficie della fabbrica. Allo stesso tempo, teoricamente un gran numero di componenti può essere prefabbricato in fabbrica e poi trasportato sul posto per l’assemblaggio, riducendo così il carico di lavoro della costruzione in loco.
Il vero vantaggio economico dei piccoli reattori modulari non deriva interamente dalle dimensioni più ridotte di una singola unità, ma dal fatto che è possibile costruire più unità ininterrottamente con lo stesso design standardizzato. Se le stesse parti, catene di fornitura e processi di costruzione possono essere utilizzati in grandi quantità, i costi e i tempi di costruzione possono essere gradualmente ridotti attraverso l’acquisto di grandi quantità, la produzione in fabbrica e l’accumulo di esperienza di costruzione.
TVA sta attualmente valutando se costruire in futuro fino a quattro reattori BWRX-300 a Clinch River. Tuttavia, TVA non ha annunciato un orario di inizio specifico, né ha rivelato il costo finale del progetto.
Negli ultimi anni gli Stati Uniti hanno rinnovato la loro attenzione ai piccoli reattori nucleari, un fenomeno strettamente correlato all'aumento della domanda di energia causato dalla rapida espansione dei data center di intelligenza artificiale. I data center IA su larga scala richiedono un’alimentazione continua e la portata del consumo energetico potrebbe espandersi ulteriormente in futuro. Per i gestori della rete diventano sempre più importanti fonti di energia in grado di produrre corrente in modo affidabile 24 ore su 24 e indipendenti dalle condizioni atmosferiche.
Di conseguenza, l'energia nucleare è diventata ancora una volta una delle fonti di elettricità che ha attirato l'attenzione durante l'espansione delle infrastrutture di intelligenza artificiale negli Stati Uniti. Rispetto all’energia solare ed eolica, la caratteristica più importante dell’energia nucleare è che può fornire energia di carico di base stabile per lungo tempo e, allo stesso tempo, non produce direttamente emissioni di anidride carbonica durante il funzionamento. Ma d’altro canto, le nuove centrali nucleari devono affrontare da tempo problemi quali lunghi cicli di costruzione, enormi dimensioni di investimento e superamento dei costi.
I due grandi reattori di nuova costruzione presso la centrale nucleare di Vogtle negli Stati Uniti sono un caso tipico. Il costo totale finale delle due unità è di circa 35 miliardi di dollari e il progetto è stato messo in funzione molti anni dopo rispetto a quanto originariamente previsto. Le aziende che supportano piccoli reattori modulari ritengono che il BWRX-300 adotti un design più standardizzato e possa aumentare la percentuale di prefabbricazione in fabbrica, che ha l’opportunità di evitare alcuni dei problemi incontrati dai tradizionali progetti di energia nucleare su larga scala.
Tuttavia, questa teoria deve ancora essere dimostrata attraverso progetti concreti. Il progetto Clinch River diventerà un caso importante negli Stati Uniti per testare la fattibilità commerciale del BWRX-300. Anche se la progettazione stessa del reattore può ridurre la complessità della costruzione, l’effettivo processo di costruzione può comunque essere influenzato da fattori quali la catena di approvvigionamento, la supervisione, il finanziamento e la costruzione in loco.
Il Canada è diventato un altro importante banco di prova nel processo di commercializzazione del BWRX-300. La Ontario Power Company si sta preparando a costruire un gruppo di reattori BWRX-300 e ha completato la costruzione di base della prima unità. Sia TVA che Ontario Power prevedono di ottenere economie di scala nell’approvvigionamento, nella produzione e nell’esperienza di costruzione utilizzando lo stesso modello di reattore.
Ci sono anche aziende in Texas, negli Stati Uniti, che adottano idee simili. Blue Energy ha presentato domanda per costruire il reattore BWRX-300 e prevede di utilizzarlo per alimentare i data center. Spera inoltre di ridurre ulteriormente i costi attraverso la produzione su larga scala di componenti del reattore.
Se i data center IA continueranno a espandersi al ritmo attuale in futuro, le infrastrutture energetiche diventeranno uno dei fattori importanti che limitano la costruzione di data center. Il gas tradizionale, l’energia a carbone, l’energia solare ed eolica presentano tutti problemi diversi in termini di costruzione, emissioni o stabilità. L’energia nucleare può fornire energia stabile a lungo termine. Pertanto, alcune società di servizi pubblici e aziende tecnologiche statunitensi hanno iniziato a rivalutare il ruolo dell’energia nucleare nel sistema energetico nell’era dell’intelligenza artificiale.
Tuttavia, non è ancora chiaro se il BWRX-300 possa davvero diventare un alimentatore economico per i data center IA. TVA ha ottenuto solo il permesso di costruzione, il progetto non è ancora entrato in esercizio commerciale e non sono disponibili dati finali sui costi. Pertanto, la futura velocità di costruzione, i costi effettivi e i costi di produzione di energia determineranno direttamente se questo piccolo reattore modulare potrà essere promosso su larga scala.
L'NRC ha completato la revisione e approvato il progetto Clinch River prima del previsto, il che significa che il piccolo reattore nucleare modulare statunitense è finalmente passato dalla fase di progettazione e approvazione alla fase di costruzione vera e propria. Se TVA riuscirà a costruire l’unità come previsto e a controllare i costi di costruzione, si prevede che il BWRX-300 diventi una delle importanti soluzioni standardizzate per la nuova generazione di progetti di energia nucleare negli Stati Uniti. Potrebbe anche fornire una nuova soluzione di energia nucleare per la crescente domanda di energia per tutte le stagioni dei data center AI.
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