Solare e nucleare: quale scegliere?

Lentamente il mondo si sta rendendo conto che l'utilizzo di fonti energetiche non rinnovabili, come il carbone e il gas naturale, contribuisce in modo significativo all'aggravarsi del disastro climatico globale. Nel tentativo di contribuire alla soluzione, le nazioni si stanno affrettando a creare le infrastrutture necessarie per le fonti energetiche alternative rinnovabili.

Uno degli argomenti più discussi dai sostenitori delle energie rinnovabili è la disputa tra energia solare e nucleare. Entrambe le fonti energetiche sono considerate pulite e prive di emissioni di anidride carbonica, e le loro infrastrutture possono essere costruite su scala sufficientemente ampia da fornire energia a una vasta area. Le città di molte nazioni sono alimentate dall'energia nucleare e l'energia solare non è da meno. Ma quale fonte energetica è migliore? Le recenti notizie sull'energia nucleare e solare rendono utile esaminare come ciascuna fonte di energia si confronta con l'altra. Scoprite di più su ciascuna forma di energia e confrontatene le qualità per scegliere la migliore per l'ambiente e lo sviluppo futuro.

Contenuto:

1.Informazioni sull'energia solare

2.Informazioni sull'energia nucleare

3.Energia solare contro energia nucleare

4.Prospettive per l'energia solare e nucleare

L'elettricità che otteniamo dal sole viene definita energia solare. L'elettricità viene creata convertendo l'energia solare. Poiché l'energia solare è prodotta in abbondanza, è considerata una fonte di energia rinnovabile e sostenibile. In realtà, l'energia solare è anche un'energia "verde", perché non contribuisce all'inquinamento come l'energia prodotta dai combustibili fossili.

I dispositivi fotovoltaici, che convertono l'energia solare in energia elettrica, sono necessari per sfruttare l'energia solare. Sul mercato esistono diversi prodotti solari con sistemi integrati per immagazzinare l'energia solare e utilizzarla per alimentare il prodotto quando necessario. Con la costruzione di una centrale solare, l'energia solare viene attualmente utilizzata per far funzionare case, automobili e processi industriali.

L'energia nucleare è l'energia ricavata dal nucleo degli atomi del materiale radioattivo. L'energia nucleare del nucleo viene rilasciata attraverso processi nucleari per produrre energia termica. È un'opzione migliore rispetto all'energia termica proveniente dai combustibili fossili, poiché viene rilasciata energia termica. L'energia nucleare può essere prodotta anche attraverso la fusione nucleare, la fissione nucleare e il decadimento nucleare.

Molte persone sono preoccupate per la potenziale mortalità causata dall'energia nucleare. I dati, tuttavia, indicano che l'energia termica prodotta dai combustibili fossili è più letale. Al contrario, riduce l'inquinamento atmosferico riducendo il rilascio di gas pericolosi.

1. Tempo di elaborazione complessivamente necessario

Rispetto a una centrale nucleare, una centrale solare può essere costruita più rapidamente e facilmente. Le pesanti normative imposte all'industria nucleare e le pressioni di molte parti interessate, come gli abitanti del luogo preoccupati per il rischio per la sicurezza pubblica rappresentato dalla centrale nucleare, sono ragioni importanti che rallentano la costruzione di un impianto nucleare.

Il mondo trarrebbe più vantaggio dallo spendere soldi e costruire impianti solari su scala di utilità ogni 9 mesi piuttosto che aspettare una singola centrale nucleare ogni 5 anni, dato che il problema del clima è urgente. La costruzione di una centrale solare può richiedere dai 3 ai 24 mesi e l'Australia Institute (TAI) ha presentato alla South Australian Nuclear Fuel Cycle Royal Commission un'analisi dei tempi di costruzione delle centrali nucleari. La media è di 9,4 anni. L'energia solare può anche essere prodotta molto più rapidamente di quella nucleare. L'energia solare supera l'energia nucleare in termini di tempo totale richiesto. Questo fattore può sembrare secondario in un'ottica di lungo periodo, ma gli industriali ne tengono conto quando decidono come soddisfare il fabbisogno energetico di un Paese.

2. Costo di allestimento generale

È ovvio che la costruzione di una centrale solare è meno costosa di una centrale nucleare. Ciò è dovuto al numero relativamente basso di componenti necessari per una centrale solare. Inoltre, non c'è bisogno di minerali di partenza come l'uranio, che si trova solo in poche nazioni. Una centrale solare costerà probabilmente meno di una centrale nucleare di circa un fattore dieci.

L'energia nucleare è sostanzialmente più costosa di quella solare. Il costo livellato dell'energia (LCOE) per produrre 1 megawattora (MWh) di energia da un impianto solare è di 40 dollari, secondo un rapporto del 2020. Il LCOE degli impianti nucleari, invece, è di 155 dollari per produrre la stessa quantità.

Rispetto all'energia solare, l'energia nucleare ha spese iniziali e di gestione sbalorditive. La differenza tra i costi di produzione dell'energia solare e nucleare continua a ridursi nel tempo. Secondo gli stessi dati, il costo dell'energia solare era di 359 dollari/MWh nel 2009, ma da allora è diminuito drasticamente fino a 40 dollari/MWh nel 2019. Tuttavia, nello stesso periodo di tempo, il prezzo dell'energia nucleare è passato da 123 dollari/MWh a 155 dollari/MWh.

Inoltre, il prezzo dell'installazione dei pannelli solari è diminuito significativamente negli ultimi 10 anni. Secondo un'analisi, il costo medio dell'installazione di un impianto solare sul tetto è di circa 883 dollari nel 2020 rispetto ai 4.731 dollari del 2010.

3. Produzione energetica annuale complessiva

Il più delle volte, la capacità di una centrale di produrre energia contribuisce a soddisfare la domanda. Una centrale nucleare può funzionare ininterrottamente, producendo complessivamente più energia annua. Una centrale solare, invece, può generare energia solo quando il sole splende, il che significa che è utile e operativa solo per il 30% del giorno. L'energia solare è naturalmente carente, ed è per questo che le nazioni scelgono l'energia nucleare anche se le centrali solari sono comuni.

La quantità di elettricità che una centrale può produrre mentre è in funzione viene definita capacità di generazione. Secondo uno studio, le centrali nucleari hanno un fattore di capacità del 93,5%, il che significa che possono funzionare ininterrottamente per 341 giorni all'anno. Le centrali solari, invece, hanno un fattore di capacità del 24,5% (89 giorni su 365).

Questa distinzione è dovuta al fatto che i pannelli solari possono generare elettricità solo quando il sole splende. Inoltre, sono in corso numerose ricerche e sviluppi per migliorare la capacità dei pannelli solari di catturare l'energia. Inoltre, la tecnologia delle batterie ha fatto notevoli progressi per immagazzinare in modo più efficiente l'energia solare.

Il "fattore di capacità", ovvero quanto una fonte si avvicina a produrre la massima quantità di elettricità durante l'anno, è il parametro che distingue l'energia solare da quella nucleare. Una volta costruita, una centrale nucleare può funzionare a pieno regime fino a quando non ha bisogno di nuovo combustibile, il che può avvenire da sei a dodici mesi dopo. Durante questo periodo, l'impianto produce anche scorie nucleari pericolose che non vengono riciclate (per saperne di più). Poiché l'energia nucleare produce in genere tutta l'elettricità possibile ogni giorno dell'anno, 24 ore su 24, il fattore di capacità è estremamente vicino al 100%. Poiché l'energia solare può generare elettricità solo quando c'è il sole, il suo fattore di capacità è ben lontano dall'essere così alto. Questo limita il suo utilizzo alla luce del giorno e fa sì che il fattore di capacità vari notevolmente a seconda della quantità di sole che il parco solare riceve durante l'anno.

4.Sicurezza

Le scorie dei reattori nucleari sono dannose e possono rilasciare radiazioni se non vengono smaltite correttamente. Tutti gli inquinamenti rilasciano radiazioni per decenni o secoli. La raccolta di rifiuti tossici è diventata un serio ostacolo alla crescita del nucleare. Per le persone che vivono in prossimità di impianti nucleari, le fusioni rappresentano una preoccupazione permanente, sia che siano causate da un errore umano come l'incidente di Chernobyl o da una calamità naturale come l'incidente di Fukushima. I detriti radioattivi di queste catastrofi possono essere dispersi anche lontano dall'epicentro.

Le scorie prodotte dai reattori nucleari durante le normali operazioni, a parte singole catastrofi, sono radioattive per migliaia di anni. Inoltre, le perdite dal sito nucleare sono possibili e potrebbero avere un impatto negativo sulla salute delle persone esposte. Anche una piccola quantità di esposizione alle radiazioni potrebbe avere effetti devastanti. Esistono vari sintomi che causano stanchezza, nausea, vomito e diarrea. I residenti di questi luoghi che lavorano o risiedono nei pressi di impianti nucleari corrono il rischio di ingerire radiazioni tossiche.

L'energia solare, invece, è sicura perché non produce sostanze nocive. L'energia solare non crea scorie radioattive e non rilascia vapori nocivi, quindi non mette a rischio la salute di chi si trova vicino agli impianti.

5.Sostenibilità

Una delle forme di energia più ecologiche è l'energia solare, che può essere prodotta finché c'è luce solare. I pannelli durano in genere dai 25 ai 30 anni, un periodo di vita molto lungo. La cosa migliore è che la fonte da cui traggono l'energia è gratuita e non rilascia tossine pericolose nell'ambiente.

Un'installazione di pannelli solari sul tetto può aiutarvi a ridurre la dipendenza della vostra famiglia dai combustibili fossili e a soddisfare il vostro fabbisogno energetico anche in caso di interruzione della rete, se l'energia solare su scala pubblica non è accessibile nella vostra zona.

Nonostante sia priva di carbonio, l'energia nucleare è una risorsa non rinnovabile. Ogni tre anni l'uranio, la sostanza che alimenta i reattori nucleari, deve essere sostituito e successivamente deve essere smaltito in modo sicuro. L'uranio è una risorsa limitata, poiché deve essere estratto dalla Terra.

6. Stato di riciclabilità

Il riciclaggio dei pannelli solari è possibile. Ma è importante rendersi conto che il problema del riciclaggio dei pannelli solari è ancora nelle sue fasi iniziali, perché i pannelli solari inizialmente installati all'inizio del boom solare cominciano solo ora a raggiungere la fine del loro ciclo di vita di 25-30 anni. Per questo motivo, non disponiamo di un sistema efficace per riciclarli, tanto meno di uno in grado di gestire il riciclaggio su larga scala di cui avremo bisogno tra qualche anno, quando il numero di pannelli solari da riciclare raggiungerà le decine di milioni.

Il riciclaggio dei pannelli fotovoltaici è un compito difficile a causa del modo in cui sono realizzati e degli adesivi e sigillanti utilizzati, che ne rendono difficile lo smontaggio. Tuttavia, è certamente fattibile ed è già stato realizzato. Stiamo facendo passi da gigante, solo che non è ancora molto efficiente. Il fatto che il vetro costituisca circa il 75% del materiale smistato e sia relativamente semplice da riciclare in nuovi articoli è un enorme vantaggio!

Il processo di smantellamento di un parco solare è semplice e diretto: si rimuovono i pannelli e si parte! Il terreno non è contaminato e, poiché non sono state costruite infrastrutture o strutture in cemento, può essere utilizzato subito per altre attività, compresa l'agricoltura.

Tuttavia, il combustibile nucleare è difficile da riciclare. Poiché circa il 90% dell'energia potenziale del combustibile è ancora presente al suo interno anche dopo cinque anni di funzionamento in un reattore, il combustibile nucleare usato, noto anche come scorie radioattive, PUÒ essere riciclato per creare nuovo combustibile e sottoprodotti. Il problema è che molte nazioni, tra cui gli Stati Uniti, che generano oltre 2.000 tonnellate di rifiuti radioattivi all'anno, non tentano nemmeno di riciclarli. La Francia è leader mondiale nel riciclaggio del combustibile nucleare, producendo 1.150 tonnellate di scorie radioattive all'anno e trattando 1.700 tonnellate di vecchio combustibile a livello commerciale (4 chilogrammi di scorie radioattive per cittadino all'anno!). allora va tutto bene? Non proprio. I rifiuti radioattivi continuano ad accumularsi in tutto il mondo e a diventare un problema. Solo il 30% circa delle 400.000 tonnellate di combustibile esaurito che sono state rilasciate nell'atmosfera finora in tutto il mondo sono state riciclate. C'è ancora una piccola quantità di rifiuti radioattivi che non possono essere riciclati dopo il riciclo e il ritrattamento (e rimarranno radioattivi e dannosi per centinaia o migliaia di anni).

Prospettive dell'energia solare:

Attualmente, i problemi principali della generazione di energia solare sono la grande influenza dei fattori ambientali e la bassa efficienza di generazione di energia. In futuro, la tecnologia di generazione dell'energia solare sarà migliorata per colmare queste lacune e ci sarà un maggiore sviluppo nel miglioramento dell'efficienza di conversione fotoelettrica, nella riduzione dei costi di produzione, nel miglioramento dell'affidabilità e della durata e nella gestione intelligente.

Secondo le proiezioni dell'Agenzia Internazionale dell'Energia, in futuro l'energia solare rappresenterà la maggior parte della nuova capacità elettrica installata a livello mondiale. Entro il 2030, la capacità installata di energia solare a livello mondiale dovrebbe aumentare di oltre 700 GW, raggiungendo 1,5 terawatt, il che indica che la generazione di energia fotovoltaica ha un'ampia prospettiva di sviluppo tecnologico.

Prospettive dell'energia nucleare:

L'energia nucleare è una fonte energetica pulita, efficiente e sostenibile ed è diventata una delle fonti energetiche più importanti per molti Paesi. Attualmente, i problemi maggiori nella generazione di energia nucleare sono i potenziali rischi per la sicurezza e lo smaltimento delle scorie nucleari. Questi problemi sono strettamente legati alla sicurezza della vita umana e sono anche temi caldi che hanno attirato molta attenzione. Molti scienziati hanno iniziato a studiare come migliorare la sicurezza della generazione di energia nucleare. In futuro, la direzione dello sviluppo della tecnologia dell'energia nucleare comprende principalmente la tecnologia dei reattori nucleari di IV generazione, la tecnologia della gestione delle scorie nucleari, la tecnologia della fusione nucleare e la tecnologia della sicurezza. Si ritiene che nel prossimo futuro la sicurezza della generazione di energia nucleare sarà migliorata e le scorie nucleari saranno trattate in modo innocuo, occupando un posto più importante tra le molte fonti di energia pulita.

Secondo le proiezioni dell'Agenzia Internazionale per l'Energia Atomica, l'energia nucleare sarà una delle fonti di elettricità in più rapida crescita nel mondo nei prossimi 20 anni, con una capacità installata di energia nucleare più che raddoppiata. In Europa, l'energia nucleare sarà la principale fonte di energia a basse emissioni di carbonio e si prevede che fornirà più di un terzo della domanda di elettricità europea. La tecnologia dell'energia nucleare ha quindi un futuro promettente.

Poiché ognuno arriva alle proprie conclusioni, non c'è un chiaro vincitore nella disputa tra energia solare e nucleare. Una cosa è certa: i combustibili fossili sono di gran lunga i peggiori per l'ambiente rispetto all'energia solare e nucleare. Dobbiamo fare di più per liberarci da questa dipendenza, se vogliamo ripulire e preservare il nostro bel pianeta. L'adozione di energie più pulite sarà senza dubbio vantaggiosa!

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Riferimento:

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Teja, R. (2023). Solar Power Vs Nuclear Power – Which is the Better Energy Source? ElectronicsHub. https://www.electronicshub.org/solar-power-vs-nuclear-power/

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