Si torna a parlare di nucleare. Se il 2021 segna il decennale del disastro di Fukushima, che l’11 marzo 2011 riaccese nel mondo la paura per i rischi dell’energia atomica, ci sono però oggi diverse nazioni che, forti delle nuove tecnologie allo studio, stanno riconsiderando l’opzione nucleare come parte di un piano energetico per tagliare le emissioni di CO2.
Tuttavia, che si voglia o meno continuare sulla strada dell’atomo, ora è necessario fare seriamente i conti con i lasciti radioattivi accumulati fino ad oggi e che non faranno che aumentare nei prossimi anni. La stagione del decommissioning delle vecchie centrali nucleari è infatti appena cominciata: sono quasi duecento i reattori attualmente in stato di shutdown nel mondo e un altro centinaio concluderà il suo ciclo di vita entro la fine del decennio. Significa milioni di tonnellate di materiali da smaltire.
Per fortuna, anche qui, l’economia circolare può dare una mano. Come Materia Rinnovabile ha raccontato in un’inchiesta, solo il 5% di questi materiali è radioattivo e pericoloso: tutto il resto è recuperabile. Applicando i principi della circolarità al decommissioning nucleare si contribuisce a ridurre, almeno in termini di volume, il problema delle scorie. Ne abbiamo parlato con un team di esperti della IAEA, l’Agenzia Internazionale per l’Energia Atomica dell’ONU.

Cosa significa applicare i principi dell’economia circolare al decommissioning nucleare?
I principi e i processi dell’economia circolare mirano a ridurre al minimo gli sprechi e a fare un uso efficiente delle risorse disponibili attraverso, ad esempio, accorgimenti in fase di progettazione, un funzionamento controllato e recuperando e rigenerando i prodotti alla fine del ciclo di vita di una struttura. Con questa strategia si riduce la necessità di sfruttare la materia prima e si migliora l'approvvigionamento a lungo termine di risorse preziose per le generazioni future. In un perfetto ciclo circolare o chiuso, tutti i prodotti di scarto dovrebbero essere riutilizzati.
Applicando un approccio circolare al decommissioning, si può ridurre la quantità di rifiuti da smaltire creando soluzioni di gestione a lungo termine più economiche ed ecologiche con un valore aggiunto per la società. Pertanto, le strategie di economia circolare offrono un'ampia gamma di vantaggi, tra cui riduzione degli sprechi, costi inferiori e maggiore sostenibilità.

Quali sono i principali ostacoli?
Nell'applicare le strategie CE alla dismissione di una centrale nucleare, gli esperti devono attualmente affrontare due situazioni distinte. Da un lato, le strutture più vecchie sono state progettate e gestite con scarsa considerazione di questo tema e un loro smantellamento sostenibile pone sfide specifiche. D'altra parte, però, le nuove centrali nucleari vengono ora progettate tenendo già conto del futuro smantellamento, della gestione dei rifiuti e dell'economia circolare, il che offre l'opportunità di utilizzare soluzioni innovative. Ad esempio, i componenti dell'edificio del reattore possono essere costruiti in modo modulare per uno smantellamento più semplice o possono essere utilizzati materiali da costruzione più facili da decontaminare.
Un fattore decisivo per uno smantellamento più sostenibile è il coordinamento efficiente tra le pratiche di decommissioning e la gestione dei rifiuti radioattivi. Una gestione efficace contribuisce all'economia circolare attraverso la minimizzazione e la segregazione dei rifiuti radioattivi alla fonte, e di un loro trattamento adeguato. È fondamentale quindi seguire una rigida gerarchia nella gestione dei rifiuti, che stabilisca l'ordine di priorità per evitare contaminazioni e ridurrei materiali di scarto.
Per realizzare un'economia circolare significativa, i project manager dovranno inoltre bilanciare i costi e gli altri sforzi per il decommissioning con preoccupazioni sociali e ambientali come i rischi radiologici e il trattamento di flussi specifici di rifiuti. Dovranno affidarsi a innovazioni tecniche, normative e sociali per trovare le migliori soluzioni possibili.

Che cosa può imparare il settore nucleare da buone pratiche circolari applicate ad altri settori dell’industria?
L'industria petrolifera e del gas, l'industria della demolizione convenzionale e altri comparti offrono preziose esperienze in termini di tecnologie disponibili, valutazione dei costi, valutazione del rischio e altri aspetti. Allo stesso tempo, però, altre industrie guardano alle esperienze del decommissioning nucleare per i loro processi.
Tecnologie di remote handling, robotica e digitalizzazione utilizzate per la gestione di progetti complessi sono alcune delle nuove soluzioni disponibili che l'industria nucleare può applicare. Le nuove tecniche digitali consentono, ad esempio, indagini fisiche e radiologiche 3D che supportano la gestione delle informazioni sugli impianti da smantellare.
Le piattaforme offshore di petrolio e gas offrono utili esempi per il settore nucleare. Le strutture sono complesse e costose da disassemblare e i processi di smantellamento richiedono una importante pianificazione. Ci sono buoni esempi di piattaforme offshore che sono state smantellate in un lasso di tempo relativamente breve. Ad esempio, durante un progetto di smantellamento nel Mare del Nord, il 97% di una piattaforma petrolifera è stato riciclato o riutilizzato, principalmente come materiali metallici.

Qualche esempio di pratica circolare già in consolidata nel decommissioning nucleare?
Quando possibile, l'industria nucleare mira a riutilizzare impianti, edifici e strutture per usi alternativi così da evitare la demolizione. In molti casi, il decommissioning rappresenta l'inizio di una nuova vita tecnica e industriale del sito.
Il riciclo è già una pratica ben consolidata nel decommissioning. Ci sono varie pratiche di riduzione sistematica dei rifiuti sia durante il funzionamento delle centrali che al momento della dismissione: caratterizzazione, selezione, compattazione, incenerimento, evaporazione, fusione.
C’è poi una lunga esperienza nel rilascio e nel riciclaggio di metalli e altri materiali dopo lo smantellamento. Gli operatori possono utilizzare alcuni componenti decontaminati in nuove apparecchiature o strutture nello stesso sito o in un sito nucleare diverso. Il materiale proveniente da strutture in calcestruzzo demolite come le torri di raffreddamento viene spesso utilizzato nelle fondamenta di nuovi edifici o per le strade.

Come gli standard di IAEA orientano le scelte dei singoli Paesi verso pratiche circolari nella dismissione delle centrali?
Gli standard di sicurezza IAEA includono principi fondamentali che supportano il decommissioning circolare, così da evitare di caricare le generazioni future di un onere troppo pesante e mantenere la produzione di rifiuti radioattivi al livello minimo praticabile mediante misure e procedure di progettazione appropriate, come il riciclo e riutilizzo del materiale. Coerentemente con questi principi, gli standard di sicurezza IAEA per il decommissioning prevedono come strategia privilegiata lo smantellamento degli impianti immediatamente dopo la chiusura. Tenendo conto delle circostanze specifiche, anche lo smantellamento differito o una combinazione delle due strategie sono considerate valide opzioni. In ogni caso, IAEA si occupa di fornire linee guida per il “rilascio” dei siti e il loro riutilizzo senza restrizioni (green field) e di stabilire criteri per il riciclo e il riutilizzo dei materiali mediante autorizzazione. Mentre i materiali provenienti dal decommissioning che non possono essere autorizzati per il riutilizzo o il riciclaggio, devono essere gestiti in modo sicuro e protetto come rifiuti radioattivi.
I Paesi possono utilizzare gli standard internazionali per valutare e migliorare le loro norme e leggi nazionali e ciascuno Stato membro decide quali misure attuare. IAEA, da parte sua, assiste i suoi Stati membri nella pianificazione e nella disattivazione degli impianti nucleari e di altri impianti che utilizzano materiale radioattivo. Lavora a stretto contatto con gli Stati membri per l'obiettivo a lungo termine di una gestione armonizzata, sicura e protetta dei rifiuti radioattivi e promuove lo sviluppo e l'uso di soluzioni tecnologiche ottimizzate per il controllo “dalla culla alla tomba” delle sorgenti radioattive. L'assistenza di IAEA comprende anche lo sviluppo e la revisione delle politiche e delle strategie nazionali di gestione dei rifiuti radioattivi; la preparazione di piani d'azione per la loro attuazione; il miglioramento dei sistemi di licenza, ispezione, applicazione e gestione; e il rafforzamento delle capacità delle autorità nazionali di regolamentazione in conformità con i nostri standard di sicurezza e le migliori pratiche internazionali. Una serie di iniziative di IAEA, come l’International Project on Completion of Decommissioning (COMDEC), mirano a promuovere un decommissioning nucleare più sicuro.
L'Agenzia sostiene inoltre lo scambio di conoscenze e buone pratiche, nonché informazioni tecniche sul decommissioning. La sua piattaforma di eLearning contiene lezioni sulla gestione del combustibile esausto e dei rifiuti radioattivi, sullo smantellamento e sul risanamento ambientale.
L'International Decommissioning Network (IDN) di IAEA fornisce un forum online per l'interazione e la collaborazione tra i professionisti coinvolti nelle attività di decommissioning, così da facilitare la condivisione di esperienze e conoscenze. L'International Predisposal Network (IPN) è un altro importante forum di IAEA per la condivisione di esperienze pratiche e sviluppi internazionali che si concentra sulle attività di gestione dei rifiuti radioattivi prima dello smaltimento. IAEA offre inoltre servizi di consulenza e di peer review come ARTEMIS, che fornisce revisioni di esperti per quanto riguarda i programmi di dismissione, i rifiuti radioattivi, le procedure di gestione del combustibile esausto e i piani di risanamento ambientale.
Un'interessante area correlata sono infine, i materiali radioattivi presenti in natura (NORM). Una vasta gamma di attività industriali, tra cui l'estrazione mineraria e la perforazione, genera questo tipo di rifiuti e residui che possono contenere concentrazioni di radionuclidi naturali. Gli esperti di queste sostanze discutono attualmente su come rivedere i requisiti normativi applicati all'economia lineare per incoraggiare l'adozione di misure di economia circolare. Ciò che emerge è che modificare questi regolamenti non è, in definitiva, solo una questione tecnica ma anche politica.

Uno sguardo al futuro: quante centrali nucleari verranno spente nei prossimi anni in tutto il mondo? Cosa fa IAEA per promuovere un decommissioning più sostenibile?
Oggi i reattori in stato di shutdown sono oltre 190 in 20 Paesi. Di questi, 17 sono stati completamente dismessi, mentre altri stanno per giungere alle fasi finali dello smantellamento. Nel prossimo decennio, stimiamo che in tutto il mondo verranno messi in stato di shutdown permanente altri 100 reattori che avranno allora raggiunto la fine del loro ciclo di vita, mentre molti paesi stanno pianificando e costruendo nuove centrali nucleari, prevedendo il decommissioning e e la gestione dei rifiuti sin dalla progettazione.
IAEA sta integrando il tema dell'economia circolare in vari programmi e ha organizzato eventi internazionali su questo argomento. Un esempio è l'International Workshop on Application of Sustainability and Circular Economy Principles to Nuclear Decommissioning nel 2019. Il workshop è stato organizzato a Roma, ospitato da Sogin, la società pubblica responsabile dello smantellamento e della gestione dei rifiuti radioattivi in Italia.
Infine, per il 2021, l'Agenzia sta organizzando un webinar e un seminario sul decommissioning nucleare nel contesto della sostenibilità e dell'economia circolare.

Nella foto: Satsop Nuclear Power Plant, Elma, USA (ph J. Madsen - Unsplash)