Lezioni apprese dal progetto NuScale-UAMPS recentemente cancellato
L'energia nucleare è un'importante opzione potenziale da impiegare in un sistema energetico globale decarbonizzato, e non ci piace mai vedere notizie come quella della recente cancellazione del Carbon Free Power Project (CFPP) di NuScale. La cancellazione dell'8 novembre rappresenta una battuta d'arresto importante, anche se temporanea, per la neonata società di reattori modulari di piccole dimensioni (SMR). Tuttavia, non rappresenta necessariamente le prospettive del più ampio mercato dei reattori SMR e avanzati negli Stati Uniti o a livello globale. Si è trattato di un progetto dimostrativo che ha avuto problemi di fattibilità commerciale fin dall'inizio. Piuttosto che una condanna di un settore vitale dell'energia pulita, la cancellazione del progetto offre l'opportunità di trarre spunti dagli ostacoli affrontati dal settore nucleare globale e di tracciare un percorso più sostenibile.
Le sfide di un progetto unico nel suo genere
I progetti first-of-a-kind (FOAK) comportano rischi e spese intrinseche a prescindere dalla tecnologia, ma nel caso del CFPP i rischi FOAK andavano ben oltre la tecnologia stessa. Lanciato nel 2015, ben prima che NuScale presentasse la domanda di certificazione del progetto standard alla Nuclear Regulatory Commission (NRC), la tempistica del progetto rifletteva la necessità di NuScale di avere un cliente che infondesse fiducia negli investitori e permettesse all'azienda di avanzare verso la concessione di licenze e la commercializzazione. Tuttavia, le società di servizi pubblici, pur esprimendo interesse per la tecnologia NuScale, esitavano a impegnarsi nel primo SMR degli Stati Uniti che non aveva ancora avviato il processo normativo.
La scelta di Utah Associated Municipal Power Systems (UAMPS) come primo cliente ha ulteriormente aggravato le sfide di NuScale. L'UAMPS, un gruppo di municipalità vicine a un sito disponibile presso gli Idaho National Labs, non aveva esperienza con la tecnologia nucleare, non poteva assumersi rischi di costo per conto dei suoi clienti e operava in un mercato con gas naturale a basso costo e una crescente diffusione dell'eolico. Il progetto, di conseguenza, non è stato posizionato per il successo commerciale fin dall'inizio, con il numero di sottoscrizioni che non ha raggiunto i livelli necessari per sostenere il pacchetto di 12 reattori originariamente previsto per il progetto VOYAGR di NuScale.
Di conseguenza, NuScale ha ridotto le dimensioni del progetto a un pacchetto di 6 reattori per compensare i costi e ha cercato di compensare l'aumento del costo marginale passando da 50 MWe a 77 MWe per reattore. Tale compensazione, tuttavia, si è rivelata insufficiente per questo particolare progetto.
Le complessità progettuali del VOYAGR, pur essendo innovative, richiedono comunque notevoli opere civili in loco. In particolare, la costruzione di una grande piscina, in cui i reattori erano sommersi, ha comportato un costo fisso elevato, indipendentemente dal numero di moduli. Questa mancanza di modularità ha reso il progetto più costoso e meno adattabile di altre alternative SMR, contribuendo alle sue sfide commerciali. Il progetto VOYAGR è anche una centrale nucleare relativamente grande e complessa, in grado di generare fino a 924 MWe con moduli da 77 MWe. Altri sviluppatori di SMR stanno perseguendo progetti più modulari e più piccoli che potrebbero essere meglio posizionati per mercati energetici competitivi.
Il progresso dell'industria dei CGO
Nonostante queste sfide e l'incapacità del progetto di procedere come inizialmente strutturato, l'iniziativa CFPP ha svolto un ruolo cruciale nel far progredire la tecnologia di NuScale e ha prodotto vittorie con implicazioni per l'intero settore dei reattori avanzati e degli SMR. Sebbene sia stato costoso e abbia richiesto molto tempo, nel corso dell'ottenimento della prima certificazione di progetto per un SMR, NuScale ha anche ottenuto limitazioni sulle zone di pianificazione delle emergenze (EPZ) e riduzioni del personale della sala di controllo e dei requisiti di sicurezza. NuScale ha infine sostenuto il costo di questi risultati per l'intero settore.
Il processo di concessione delle licenze ha inoltre permesso di trarre molti insegnamenti sia per gli sviluppatori che per l'NRC, come la preparazione del progetto, la necessità di un processo decisionale informato sui rischi, la riforma dell'Advisory Committee on Reactor Safeguards (ACRS) e altri. Infine, ha permesso a NuScale di assicurarsi progetti meglio posizionati per il successo, come quelli con Nuclearelectrica in Romania (un'utility nucleare con esperienza ben posizionata per sviluppare gli SMR in un mercato che ha bisogno della tecnologia nucleare occidentale per garantire la sicurezza energetica e la decarbonizzazione) e Standard Power, uno sviluppatore di centri dati il cui modello finanziario richiede energia su larga scala 24 ore su 24, 7 giorni su 7, senza emissioni di carbonio.
Alla luce di queste premesse, la conclusione del CFPP dovrebbe essere un segnale per i governi, le parti interessate dell'industria e il settore nucleare in generale, affinché riconsiderino la strategia di sviluppo della FOAK per gli SMR. L'approccio tradizionale, che prevede l'autorizzazione di un progetto e la successiva costruzione, è troppo lento e costoso per il mercato dinamico di oggi.
Lezioni apprese
Le prospettive del CFPP avrebbero potuto essere diverse, ad esempio, se i governi avessero messo a disposizione siti di reattori in cui le aziende potessero installare - attraverso un processo significativamente semplificato - reattori prototipo/dimostrativi per i test e il funzionamento orientati all'ottenimento di licenze regolamentari, con un'offerta governativa o un'assicurazione fornita allo sviluppatore e al proprietario del progetto che coprirebbe i costi al di là di una certa soglia.1 In questo modo avrebbero potuto evitare di cercare di forzare un reattore dimostrativo in un modello commerciale. Naturalmente, questo non significa dare un assegno in bianco a un fornitore di reattori; i fornitori devono essere incentivati con pagamenti basati su obiettivi (ad esempio, al completamento della progettazione o al raggiungimento di tappe normative).
Per trasformare la traiettoria della diffusione degli SMR FOAK, sono indispensabili altri cambiamenti. Tra questi, il trattamento dei progetti FOAK come dimostrazioni piuttosto che come imprese commerciali a tutti gli effetti, il che implica la definizione di aspettative realistiche, soprattutto per i progetti in fase iniziale come il CFPP.
Oggi nel mondo esistono più di 50 SMR. È semplicemente irrealistico credere che tutti avranno successo, o che ogni progetto intrapreso da uno sviluppatore (specialmente prima di mettere le pale nel terreno) andrà avanti. I fallimenti sono prevedibili in una società di libero mercato e sono stati notevoli nel settore delle tecnologie per il clima.2 Questo non significa che gli Stati Uniti abbandoneranno gli ambiziosi piani di diffusione dell'energia solare, dell'eolico offshore o dei veicoli elettrici. Significa semplicemente che il mercato si adeguerà e che, tra alcune perdite, emergeranno dei vincitori.
Lo stesso ci si aspetta per il nucleare avanzato. Al di là della definizione delle aspettative, sono necessari i giusti incentivi e il sostegno per le dimostrazioni FOAK (ad esempio, assicurazione contro il superamento dei costi, ecc.), oltre a riconoscere che le aziende di pubblica utilità potrebbero non essere i clienti ideali per la tecnologia nucleare FOAK. Le industrie - come i centri dati, l'intelligenza artificiale e le industrie pesanti - e i servizi pubblici con obiettivi strategici e una forte domanda di energia affidabile a zero emissioni di carbonio possono essere più adatti ad assumersi tali rischi tecnologici e diimplementazione3.
I governi dovrebbero inoltre concentrarsi sull'incentivazione di grandi ordini4 e sulla promozione di partenariati tra industrie per sostenere l'aumento di scala del mercato nucleare, ispirandosi a modelli di successo come il programma Regional Clean Hydrogen Hubs del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti per il mercato dell'idrogeno. Rimodellare i business case del nucleare, enfatizzare il completamento della progettazione, promuovere progetti di SMR più modulari e meno complessi e snellire il processo di regolamentazione del nucleare sono passi essenziali verso un futuro di successo e sostenibile per le tecnologie nucleari avanzate.
Sebbene tutti questi passi siano necessari per migliorare le possibilità di successo dell'energia nucleare, è necessario fare un'ultima annotazione riguardo al confronto dei costi tra le tecnologie. Mentre il "costo livellato dell'energia" (LCOE) previsto da VOYAGR è aumentato nel tempo fino a 89 dollari/MWH, è ormai ampiamente riconosciuto che il LCOE non è la valutazione corretta di un'unità elettrica perché non considera il suo valore per il sistema. Tale valore, in particolare, deve considerare le caratteristiche della tecnologia al di là del costo livellato, come la dispacciabilità su base 24/7/365 e il suo impatto sul sistema complessivo (ad esempio, trasmissione evitata, contributo alla riserva, ecc.) Gli studi sulla decarbonizzazione del sistema energetico continuano a sostenere in modo preponderante la conclusione che le risorse dispacciabili pulite come il nucleare riducono il costo totale della decarbonizzazione. Questo non significa che i prezzi FOAK come quelli di VOYAGR siano auspicabili, ma che anche questi costi elevati devono essere messi in prospettiva considerando il valore della rete.
In questo contesto, mentre NuScale può essere vista come una nuova vittima di un panorama energetico difficile, le lezioni apprese dalla terminazione del CFPP sottolineano le sfide più ampie all'interno dell'ecosistema nucleare tradizionale. Ciò induce a una riflessione critica su come i nuovi progetti possano prosperare all'interno di questo contesto. L'esperienza del CFPP, piuttosto che evidenziare un difetto nel concetto di SMR, rappresenta un'opportunità per rimodellare le strategie, ridefinire le partnership e rinvigorire la traiettoria delle tecnologie nucleari avanzate in un panorama energetico in evoluzione.
1 Questo modello è simile alle raccomandazioni 5 e 6 qui riportate.
2 Questo include fallimenti degni di nota come Solyndra e, più recentemente, la dichiarazione di fallimento di molti sviluppatori di energia solare, la cancellazione di una fabbrica di pale eoliche offshore da 200 milioni di dollari da parte di Siemens Gamesa e il recente fallimento del produttore di tecnologia EV Proterra.
3 Questo non è un rifiuto del modello delle utility di proprietà degli investitori per gli SMR. Come dimostrato dall'indagine del NEI, le utility statunitensi vogliono installare 300 SMR. Tuttavia, non sono ben posizionate per essere le prime a farlo.
4 Percorsi per il decollo commerciale: Nucleare avanzato, sezione 3.a: Portafoglio ordini impegnato, pagina 26: https://liftoff.energy.gov/wp-content/uploads/2023/05/20230320-Liftoff-Advanced-Nuclear-vPUB-0329-Update.pdf
