Quanti pannelli fotovoltaici servono per produrre la stessa energia di una centrale nucleare?

Non è semplice paragonare la produzione di energia di una centrale nucleare a quella dei pannelli fotovoltaici, o meglio di una centrale solare fotovoltaica per un confronto quanto più equo possibile. Funzionamento e capacità completamente differenti si uniscono a numerose variabili in gioco che impediscono di ricavare un rapporto costante tra l’energia prodotta, ma avere dei parametri di riferimento è molto importante in questo momento storico.

Tra le sfide per un’energia più sostenibile, le difficoltà della transizione ecologica e il dibattito sempre acceso sul nucleare, avere un’idea della convenienza pratica delle diverse fonti di produzione dell’energia è fondamentale per prepararsi al meglio. Ovviamente per valutare le due fonti di energia bisogna tenere conto di molti aspetti e non soltanto della mera capacità produttiva, una sfida che è impari fin dalla partenza.

La reazione nucleare è inevitabilmente superiore da questo punto di vista, ma cerchiamo di comprendere di quanto precisamente e quali sono gli altri elementi da prendere in considerazione. Con un fabbisogno energetico sempre maggiore e l’urgenza di invertire la rotta in favore dell’energia sostenibile è indispensabile conoscere con precisione vantaggi e svantaggi delle varie fonti. Una buona fetta di persone è fortemente contraria al nucleare, ma potrebbe davvero essere sostituito dal fotovoltaico?

Quanti pannelli fotovoltaici per produrre la stessa energia di una centrale nucleare

Per confrontare la produzione energetica di una centrale nucleare e di un impianto fotovoltaico bisogna innanzitutto scegliere dei parametri medi di riferimento, considerando che la centrale nucleare può avere un diverso numero di reattori (con differenti potenze), così come le centrali fotovoltaiche hanno differenti grandezze e tipologie di moduli solari.

Al momento, la fonte primaria delle centrali elettro-termonucleari è l’Uranio, precisamente l’isotopo U-235. Basti sapere in proposito che la fissione di un grammo di U-235 produce 68 MJ di energia termica. Per arrivare allo stesso risultato, una centrale termoelettrica a carbone dovrebbe utilizzare 2.800 kg di combustibile.

Non perdiamo però di vista il nostro confronto con il fotovoltaico, con riferimento all’energia elettrica. A questo proposito bisogna tenere conto dell’effettiva produzione di energia e non soltanto della potenza, che da sola non offre un parametro adeguato di confronto. La potenza elettrica di un reattore nucleare va circa da 40 MW a 1.000 MW 1 GW, ma non mancano impianti che superano abbondantemente quest’ultimo valore. Gli APR coreani hanno una potenza elettrica di 1.400 MW, mentre gli EPR francesi arrivano anche a 1.750 MW.

Gli impianti di media potenza, che l’Italia stessa aveva programmato alla fine degli anni ‘80, consideravano reattori da 850/900 MW. Tenendo conto del progresso tecnologico, si può quindi tranquillamente considerare per il nostro paragone un reattore da 1.000 MW. Il reattore nucleare funziona in modo costante e senza interruzioni alla sua potenza massima, ma volendo considerare qualche pausa dovuta a lavori di manutenzione e similari possiamo indicare un funzionamento annuale di 8.000 ore (anche se nella maggior parte dei casi sono di più).

Arriviamo così a una produzione annua di almeno 8.000.000 MWh per un singolo reattore nucleare. Le centrali ne contengono un numero variabile, di norma almeno 2, anche se tutto appare destinato a cambiare con la rinnovata attenzione verso i mini-reattori. Tenendo conto che la maggior parte dei reattori oggi attivi non è tra i più avanzati, escludendo gli impianti più potenti del mondo (ai primi posti Bruce e Zaporižžja, con potenza nominale rispettivamente di 6.232 e 6.000 MW), è utile fermare il paragone all’utilizzo di un solo reattore.

Anche perché i pannelli fotovoltaici non producono energia in modo costante, né come funzionamento annuale, né come produzione fissa durante la giornata. Per questa ragione, nella valutazione delle centrali solari fotovoltaiche si prende in considerazione il picco produttivo, che i moduli solari possono eguagliare soltanto poche ore al giorno. La cosiddetta potenza di picco, tuttavia, non offre un confronto idoneo con quella costante delle centrali nucleari.

Anche in questo caso, inoltre, ci sono ulteriori variabili da prendere in considerazione, tra cui le dimensioni dei moduli, l’inclinazione, l’irraggiamento solare e la latitudine. Usando le stime medie, però, sappiamo che un pannello solare da 500 W produce tra 2 e 4 KWh di energia elettrica ogni giorno (quindi già al netto delle ore di non produttività), corrispondenti a un intervallo tra 730 e 1.460 KWh ogni anno.
Una media di 1.095 KWh, contro 8 milioni di MWh di un solo reattore nucleare di media potenza. Per arrivare a questa produzione, ovvero di 8.000.000.000 KWh operando le opportune equivalenze, scopriamo che per eguagliare il risultato servirebbero almeno 7.305.936 pannelli fotovoltaici da 500 W.

Proprio come premesso, la capacità produttiva di una centrale nucleare (dove peraltro c’è più di un reattore, spesso con potenza superiore a 1 GW) è senza eguali. Dal punto di vista della sostenibilità ambientale, il nucleare appare come una scelta particolarmente allettante, anche se non mancano le preoccupazioni relative alla gestione delle scorie radioattive e agli importanti investimenti iniziali richiesti.

Guardando ai vari paesi che fanno largo uso del nucleare e ai programmi internazionali sulla transizione energetica appare ulteriormente evidente che le fonti di energia, nucleare e solare, non debbano essere considerate come sostitutive, bensì in un’ottica di ottimizzazione dei vantaggi dell’una e dell’altra. L’apertura sulla fusione nucleare, tuttavia, potrebbe cambiare tutti i paradigmi con la sua estrema capacità, ma siamo ancora lontani da questo spiraglio.

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