Il potere energetico della Russia non deriva solo dal petrolio e dal gas: è anche un importante fornitore di energia nucleare

Alex Gilbert è direttore della divisione Space & Planetary Regulation di Zeno Power, che sviluppa sistemi di alimentazione a radioisotopi per applicazioni marittime e spaziali. Tali sistemi non sono in concorrenza con i reattori commerciali terrestri e non coinvolgono la parte anteriore della catena di approvvigionamento nucleare discussa in questo articolo. Alex non ha interessi finanziari in nessuna società coinvolta nell’estrazione, nella conversione, nell’arricchimento, nei reattori o nei servizi correlati descritti in questo articolo. In precedenza, Alex è stato Project Manager presso la Nuclear Innovation Alliance, un think tank no-profit che si dedica alla commercializzazione di reattori avanzati per mitigare i cambiamenti climatici.

Morgan Bazilian non lavora, non fa da consulente, non possiede azioni e non riceve finanziamenti da aziende o organizzazioni che potrebbero trarre beneficio da questo articolo e non ha rivelato affiliazioni rilevanti al di là del suo incarico accademico.

Mentre le nazioni occidentali cercano modi per ridurre la loro dipendenza dal petrolio e dal gas russo, un altro aspetto della crisi ucraina ha ricevuto meno attenzione: La maggior parte dei 32 Paesi che utilizzano l’energia nucleare dipendono dalla Russia per una parte della loro catena di approvvigionamento di combustibile nucleare.

L’energia nucleare è una parte fondamentale di molte reti elettriche nazionali. I Paesi europei fanno particolare affidamento sull’energia nucleare, tra cui la Francia, dove produce il 69% dell’energia elettrica nazionale, l’Ucraina (51%), l’Ungheria (46%), la Finlandia (34%) e la Svezia (31%). Negli Stati Uniti, i reattori nucleari generano il 20% dell’energia elettrica nazionale. Molti di questi Paesi hanno inizialmente abbracciato l’energia nucleare per ridurre al minimo la dipendenza dai combustibili fossili importati e, più recentemente, per ridurre le emissioni di carbonio e migliorare la qualità dell’aria.

Le conseguenze economiche della guerra in Ucraina potrebbero compromettere l’accesso al combustibile per l’industria dell’energia nucleare. Riteniamo che per contrastare l’influenza della Russia siano necessari sforzi concertati per bilanciare la sicurezza energetica, la mitigazione del clima e l’impegno nei confronti del diritto internazionale.

Un’industria globale

Nel mondo, 32 Paesi gestiscono circa 440 reattori nucleari commerciali che generano il 10% dell’energia elettrica mondiale. Gli Stati Uniti hanno il maggior numero di reattori operativi (93), seguiti da Francia (56) e Cina (53).

Molte nazioni esportano combustibile nucleare, materiali e servizi. I principali fornitori internazionali sono Stati Uniti, Russia, Europa e Cina. Molti altri Paesi svolgono un ruolo importante, tra cui Canada e Corea del Sud.

La produzione di combustibile nucleare prevede cinque fasi:

– Il minerale di uranio grezzo, che di solito contiene meno del 2% di uranio, viene estratto dal terreno.

– Il minerale viene macinato per separare l’uranio dagli altri materiali, ottenendo una polvere chiamata yellowcake.

– Il yellowcake viene convertito chimicamente in esafluoruro di uranio gassoso.

– L’esafluoruro di uranio viene trattato per aumentare la concentrazione di uranio 235, che può essere scisso nei reattori per produrre grandi quantità di energia. L’U-235 costituisce solo lo 0,7% dell’uranio naturale; l’arricchimento per il combustibile dei reattori commerciali ne aumenta la concentrazione, di solito fino al 5%.

– L’uranio arricchito viene fabbricato in barre di combustibile per i reattori.

La conversione, l’arricchimento e la fabbricazione dell’uranio sono processi tecnici sofisticati, gestiti da un numero limitato di impianti in tutto il mondo.

I combustibili per i reattori nucleari sono altamente specializzati e legati a progetti specifici di reattori. L’acquisto di un reattore da un fornitore come Rosatom, l’azienda nucleare statale russa, o la francese Framatome, può portare a dipendenze decennali nella fornitura.

Tutti questi fattori rendono le catene di approvvigionamento del nucleare più complesse, meno competitive e più difficili da modificare rapidamente rispetto ad altri tipi di energia, come il petrolio e il gas. Inoltre, poiché i materiali e le tecnologie chiave per l’energia nucleare civile possono essere utilizzati anche per produrre materiali nucleari utilizzabili come arma, le vendite internazionali di materiale nucleare sono soggette a rigidi controlli sulle esportazioni e a restrizioni commerciali.

La Russia come fornitore nucleare

Rispetto ad altre materie prime estratte, come il cobalto, le risorse mondiali di uranio sono distribuite in modo ragionevolmente ampio. Il Kazakistan produce oltre il 40% dell’offerta globale, seguito da Canada (12,6%), Australia (12,1%) e Namibia (10%). La Russia è un attore minore, con una produzione di circa il 5%, mentre gli Stati Uniti e l’Europa producono meno dell’1%.

Tuttavia, gran parte dell’uranio macinato proveniente dal Kazakistan passa per la Russia prima di essere esportato sui mercati globali. Anche altre parti della catena di approvvigionamento passano per la Russia. Solo pochi impianti al mondo convertono l’uranio macinato in esafluoruro di uranio; la Russia ha prodotto circa un terzo della fornitura del 2020, in gran parte con uranio proveniente dal Kazakistan.

La Russia possiede anche il 43% della capacità di arricchimento globale, seguita dall’Europa (circa il 33%), dalla Cina (16%) e dagli Stati Uniti (7%). C’è una certa capacità inutilizzata negli Stati Uniti e in Europa, mentre la Cina si sta espandendo.

La costruzione del terzo reattore nucleare della centrale russa di Akkuyu a Mersin, Turchia, 10 marzo 2021. Serkan Avci/Agenzia Anadolu via Getty Images

Prima di invadere l’Ucraina, la Russia aveva una strategia nazionale per aumentare le esportazioni di energia nucleare. È un fornitore leader di reattori nucleari, che costruisce impianti all’estero e poi ne fornisce il combustibile. Tra i suoi clienti figurano Stati ex sovietici e membri del Patto di Varsavia come l’Ucraina e l’Ungheria, oltre a nuovi utenti di energia nucleare come l’Egitto.

Circa il 16-20% della fornitura annuale di uranio degli Stati Uniti proviene almeno in parte dalla Russia, soprattutto per l’arricchimento. Molti Paesi europei acquistano uranio russo convertito o arricchito e la Cina è un mercato in crescita per le esportazioni nucleari russe.

Se gli scambi nucleari degli Stati Uniti con la Russia dovessero risentire del conflitto in Ucraina, l’impatto più grave sarebbe su due progetti dimostrativi di reattori avanzati: il Xe-100 nello Stato di Washington e il Natrium nel Wyoming. Questi reattori necessitano di combustibile arricchito al 20% circa di uranio 235 e la Russia è attualmente l’unico fornitore mondiale.

Impatto sul mercato della crisi Ucraina

I prezzi globali dell’uranio sono stati bassi per la maggior parte dello scorso decennio, oscillando tra i 20 e i 30 dollari per libbra dopo il disastro nucleare di Fukushima in Giappone. Poi, nel 2021 e all’inizio del 2022, la speculazione del mercato e le proteste interne in Kazakistan hanno fatto salire i prezzi. Ora, la guerra in Ucraina ha spinto alcuni scambi a quasi 60 dollari la libbra, e potenzialmente più in alto. L’uranio non è scambiato apertamente sui mercati, quindi non tutti i prezzi sono pubblici.

Secondo quanto riferito, l’amministrazione Biden sta valutando la possibilità di imporre sanzioni nucleari alla Russia. Le aziende statunitensi si oppongono a questa misura per timore che renda il combustibile uranio più scarso e più costoso. Molti impianti nucleari statunitensi sono già in difficoltà economica.

Se la Russia si vendica delle pressioni occidentali trattenendo l’uranio convertito o arricchito, stimiamo che gli impianti negli Stati Uniti e in Europa potrebbero essere colpiti entro 18-24 mesi, in base al preavviso richiesto per gli ordini di combustibile. Alcune utility statunitensi hanno dichiarato di non aspettarsi carenze, ma l’opacità del mercato e i tempi lunghi rendono difficile fare previsioni. Le utility dovranno affrontare prezzi più alti se si rivolgeranno all’Europa, al Giappone o alla Cina per i servizi di conversione o arricchimento dell’uranio.

E le forniture di uranio? I produttori occidentali – in particolare Canada e Australia – hanno grandi riserve che sarebbero economiche da estrarre agli attuali livelli di prezzo. Alcuni politici statunitensi, soprattutto negli Stati occidentali, chiedono di aumentare l’estrazione interna.

Ma questo sarebbe controverso. Sono rimaste più di 500 miniere abbandonate a causa della produzione estensiva di uranio nella Nazione Navajo in Arizona, Utah e Nuovo Messico durante la Guerra Fredda. Queste aree stanno ancora sperimentando effetti dannosi, tra cui la contaminazione ambientale e le denunce di misteriose malattie e tumori.

Opportunità per la leadership degli Stati Uniti

Piuttosto che concentrarsi sull’estrazione dell’uranio a livello nazionale, riteniamo che gli Stati Uniti debbano riconsiderare le proprie capacità e politiche di arricchimento. Le aziende private sono state riluttanti a investire in nuovi impianti di arricchimento quando erano disponibili alternative più economiche come l’importazione dalla Russia. Il Dipartimento dell’Energia sta portando avanti un programma per finanziare la produzione di combustibile per i reattori avanzati, ma potrebbe doversi concentrare anche sulla produzione di combustibile per i reattori americani esistenti, se le forniture della Russia dovessero essere interrotte.

A nostro avviso, gli Stati Uniti dovrebbero anche lavorare per contrastare gli sforzi della Russia di esportare combustibile e reattori fabbricati. L’Ucraina sta già collaborando con la statunitense Westinghouse per sviluppare combustibile per i suoi reattori di progettazione russa che possa sostituire quello di produzione russa. Sette dei 15 reattori ucraini utilizzano già questo combustibile, fabbricato in Svezia. Riteniamo che la politica statunitense debba sostenere sforzi simili anche altrove, se necessario.

Infine, se gli Stati Uniti e altri Paesi cercano di rifare le catene di approvvigionamento nucleare a livello mondiale, crediamo che l’industria nucleare debba sforzarsi di superare la sua eredità tossica. Ciò richiederebbe di impegnarsi fin dall’inizio con le comunità interessate, di garantire loro dei benefici, di rendere i piani dei progetti più trasparenti e di incorporare la giustizia ambientale in ogni progetto. Naturalmente, il primo passo verso un uranio etico è garantire che l’industria nucleare non finanzi la guerra della Russia contro l’Ucraina.