Energia nucleare: convenienza economica, gas serra e

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Energia nucleare: convenienza economica, gas serra e
Energia nucleare:
convenienza economica, gas
serra e liberalizzazione del
mercato elettrico
Luigi De Paoli, Università Bocconi, Milano
“RITORNO AL NUCLEARE. Conviene? Risolve?”
Convegno promosso da Parlamentari Radicali e Amici della Terra
Roma, 11 luglio 2008
1
2
Indice della relazione
1. L’analisi di convenienza
2. L’impatto ambientale e l’accettabilità
sociale
3. Liberalizzazione e allocazione dei
rischi
4. Conclusioni
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Giudizio di convenienza del nucleare
in condizioni di incertezza
 Il confronto tra i costi di generazione e le altre
tecnologie di produzione elettrica di base (carbone e
ciclo combinato a gas) dipende da numerosi fattori
(costi di impianto, di combustibile, di O&M) che
devono essere previsti su alcuni decenni
 Decidere se costruire una centrale nucleare (o a
carbone o a gas) significa quindi decidere per un
lungo periodo in condizioni di incertezza.
 Più che un giudizio di convenienza assoluto di ha
quindi senso un’analisi di tipo probabilistico,
condotta ad esempio con il metodo Monte Carlo a
partire dalla distribuzione delle variabili indipendenti
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Le nostre ipotesi di partenza per
l’applicazione del metodo Monte Carlo
Parametri
Tecnologia
Costo overnight dell’impianto
(escluso IDC) (M!/MW)
Costo di smantellamento (rapporto
rispetto al costo overnight)
Costo di O&M (k!/MW/a)
Tasso reale di attualizzazione
Tasso di cambio dollaro -euro
Costo del combustibile:
- uranio naturale ($/lb U 3 O8)
- arricchimento ($/swu)
- fabbricazione $/kgUO 2)
Cost o del carbone ($/t)
Costo del gas:
- materia prima ($/MBtu)
- variaziazione annua (%)
Vita utile dell’impianto (anni)
Fattore di durata annua di
funzionamento
Rendimento elettrico dell’impianto
Costo emissione CO
2
(!/tCO 2 )
nucleare
carbone (PC)
gas (CCGT)
nucleare
carbone
gas
nucleare
carbone
gas
tutte
tutte
nucleare
carbone
gas
nucleare
carbone
gas
nucleare
carbone
gas
nucleare
carbone
gas
carbone e gas
Distr ibuzione
di probabilità
triangolare
triangolare
triangolare
Media
Moda
2,50
1,50
0,60
triangolare
triangolare
triangolare
triangolare
beta generaliz .
2,83
1,60
0,62
0,5
0,2
0,1
60
45
22
8,67%
1,30
Valori e stremi
5%-95%
2,22÷3,61
1,32÷1,94
0,50÷0,74
60
45
22
8%
1,26
46,3÷73,7
34,7÷55,3
17,2÷26,8
4,73%÷12,95%
0,94-1,66
normale
triangolare
normale
60
100
186,7
100
100
180
100
91,6÷108,4
167,7÷209,0
85-115
0%
40
28
7,75-12,25
-0,45%÷3,77%
33,4÷46,6
24,7÷36,8
0,85
0,82
0,75
0,80÷0,90
0,77÷0,87
0,68÷0,78
25
15,47÷42,92
uniforme
triangolare
normale
triangolare
costante
triangolare
triangolare
triangolare
triangolare
10
1,33%
40
30,2
20
0,85
0,82
0,75
33%
40%
53%
28,3
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Risultati dell’analisi di convenienza
con metodo Monte Carlo
Distribuzione di probabilità dei costi di produzione elettrica
0,06
0,05
0,04
nuclear
gas
0,03
coal
0,02
0,01
0
27
34
41
49
56
63
70
77
84
91
98
105 112 119 126 133 140 147 154 162
!/MWh
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I risultati in termini numerici
Con i dati utilizzati e l’incertezza ipotizzata, il nucleare appare la
tecnologia più conveniente per la produzione elettrica di base, anche se
il vantaggio rispetto al carbone non appare così decisivo come rispetto
agli impianti a ciclo combinato a gas
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Caveat!
 Il costo di generazione del nucleare dipende soprattutto (70%) dal
costo di impianto, quello degli impianti a ciclo combinato dal gas
(80%), quello del carbone è più equilibrato.
 I costi delle materie prime (problema del trasporto), ma soprattutto
quelli degli impianti non sono uguali dovunque.
 Non ha molto senso discutere di convenienza in termini generali. In
particolare il costo degli impianti nucleari dipende da:
 specificità paese (licensing, costo dei fattori, produttività)
 specificità del sito (sismicità, atteggiamento popolazione..)
 specificità di tecnologia (tipo di reattore, fornitori)
 specificità di impianto (taglia, numero reattori per sito…)
 specificità di committente (economie di programma,
standardizzazione …)
 Il nucleare può essere un successo, ma anche un disastro!
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Indice della relazione
1. L’analisi di convenienza
2. L’impatto ambientale e
l’accettabilità sociale
3. Liberalizzazione e allocazione dei
rischi
4. Conclusioni
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Le preoccupazioni ambientali
 I costi esterni ambientali non si limitano alla CO2, ma le




preoccupazioni ambientali oggi sono dominate dall’esigenza di
contrastare i cambiamenti climatici
Secondo l’IPCC non c’è dubbio che questi siano di origine
antropica e dovuti alle emissioni di gas di serra di cui di gran
lunga il principale è la CO2
L’UE è il principale sostenitore della lotta ai cambiamenti
climatici facendo emergere un prezzo per le emissioni di CO2
(Direttiva ETS)
Anche il prezzo della CO2 è incerto (ma tendenzialmente al
rialzo se non interverranno innovazioni tecniche radicali)
Da questo punto di vista gli impianti nucleari hanno un netto
vantaggio sugli impianti a carbone e anche a gas (le cui
emissioni per kWh sono ca. la metà di quelle del carbone)
10
I costi di generazione includendo
anche i costi di emissione della CO2
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I risultati tenendo conto delle
emissioni di CO2
Con i dati utilizzati e l’incertezza ipotizzata, tenendo anche conto delle
emissioni di CO2, il nucleare appare senza alcun dubbio la tecnologia più
conveniente per la produzione elettrica di base
Il vantaggio del carbone rispetto agli impianti a gas si riduce
sensibilmente
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Caveat!
 Anche il nucleare non è privo di problemi
ambientali, a cominciare da:
Scorie radioattive (ma si può affrontare)
 Smantellamento impianti (è una questione di
costi)
 Rischio di incidente (non sembra al di fuori
della scala di altri rischi industriali)

 Il vero problema è sapere affrontare con
serietà queste sfide e non considerare la
variabile “accettabilità sociale” come
esogena alla tecnologia
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Indice della relazione
1. L’analisi di convenienza
2. L’impatto ambientale e l’accettabilità
sociale
3. Liberalizzazione e allocazione dei
rischi
4. Conclusioni
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Esiste un problema di compatibilità tra
nucleare e mercati elettrici liberalizzati?
 Il probema non è di oggi. Nel primo AEO
dell’EIA/DoE (gennaio 1996) si può leggere:
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I rischi per promotori e finanziatori
 Alto costo di investimento e tempi lunghi significa
alto costo di capitale e quindi svantaggio per il
nucleare
 La mancanza di garanzie sui costi di costruzione e
sulle performance rende ancor più difficoltoso
finanziare sul mercato gli investimenti nucleari
 L’incertezza sui costi di decommissioning e di waste
management (anche se sono costi differiti) rende
difficile assumere le decisioni di investimento
 Vi sono rischi addizionali di natura politica e per
ragioni di sicurezza (problemi di accettabilità sociale)
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Tre elementi da considerare
 Anche senza tener conto dei rischi visti in
precedenza, il nucleare mal si concilia con i mercati
elettrici aperti alla concorrenza.
 Lato mercato:

Mercati spot (borse elettriche): portano a propensione
alla sottocapitalizzazione e a limitare la quota nucleare
(impedendo ai consumatori di catturarne i benefici)
 Lato tecnologia nucleare:
 Forti economie di scala e di programma: spingono
verso la concentrazione dell’offerta
 Specificità degli investimenti: ricerca di garanzia di
mercati di sbocco con contratti LT.
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Come conciliare nucleare e mercato
 Realizzare “bene” il nucleare significa individuare, ridurre
e allocare i rischi
 Da parte dell’industria:
 E’ possibile ritornare a un’epoca di impianti “turn-key”? (stile
anni sessanta e Olkiluoto)
 E’ possibile ottenere garanzie sulla vendita a LT dell’energia
prodotta? (vedi Olkiluoto)
 Come ottenere la possibilità di economie di scala e di
programma? (consorzi/accordi tra produttori?)
 E da parte delle autorità:
 Si possono dare garanzie sui tempi di licensing?
 È possibile dare garanzie sui costi di decommissioning e di
waste management? (importanza deposito nazionale)
 E possibile limitare i rischi di responsabilità civile? (tipo PriceAnderson Act)
 In definitiva: occorre ripartire i rischi (e quindi anche i costi e
i benefici) tra pubblico (società) e privato
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Indice della relazione
1. L’analisi di convenienza
2. L’impatto ambientale e l’accettabilità
sociale
3. Liberalizzazione e allocazione dei
rischi
4. Conclusioni
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Conclusioni
 L’attuale preoccupazione per il prezzo e la
disponibilità delle materie prime spinge verso il
nucleare (l’uranio pesa per ca. il 5% sul costo del
kWh e non è in vista una penuria di uranio). (Nota: si
tenga presente che un nucleare “stile francese”
potrebbe arrivare a coprire - in qualche decennio- il
30% ca del consumo energetico nazionale)
 La volontà di ridurre le emissioni di gas serra
spinge verso il nucleare (gli studi di LCA mostrano
che anche le emissioni indirette di gas serra sono
paragonabili o inferiori a quelli delle fonti rinnovabili)
 Il nucleare può essere conveniente, ma dipende da
come il sistema-paese riesce a farlo o a lasciarlo
fare

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