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Per quanto riguarda le cerimonie di inaugurazione dei lavori, l'inizio dei lavori di costruzione da parte della società elettrica TerraPower di Bill Gates presso Kemmerer Unit One, il progetto di reattore nucleare di prossima generazione nel Wyoming, non avrebbe potuto essere più importante.

In piedi di fronte a una pala gommata John Deere che esponeva la bandiera del Wyoming, Gates si è rivolto a una folla di dignitari, funzionari del governo federale e statale e media. "È una specie di sogno e noi lo stiamo trasformando in realtà", ha detto. "Questo è un grande passo verso un'energia sicura, abbondante e a zero emissioni di carbonio".

Bill Gates (al centro) inaugura il progetto ufficiale Natrium nel Wyoming. Foto: TerraPower

Il progetto di Gates, noto come Natrium Demonstration Project, ha obiettivi ambiziosi: completare negli Stati Uniti il primo di una nuova generazione di piccole centrali nucleari (SMR), che secondo gli esperti possono essere costruite in modo più economico, semplice e sicuro rispetto agli impianti nucleari tradizionali e hanno in genere una capacità energetica di 300 MW o inferiore, ovvero circa un terzo di quella degli impianti nucleari tradizionali.

TerraPower è solo una delle decine di aziende che competono per sviluppare SMR che, secondo i sostenitori, potrebbero rappresentare il modo migliore per risolvere la crisi climatica, producendo abbondante energia priva di emissioni di carbonio in edifici grandi quanto alcuni campi da calcio, che potrebbero essere collegati a qualsiasi cosa, dalle città ai centri dati, utilizzando una tecnologia consolidata impiegata da decenni nei sottomarini e nei rompighiaccio.

Tuttavia, nonostante la flotta ben visibile di macchine movimento terra che sollevano la terra delle alte pianure desertiche fuori dalla piccola città di Kemmerer, i lavori di costruzione sul sito incontrano ostacoli scoraggianti:

Il progetto non ha ancora ricevuto l'approvazione della Nuclear Regulatory Commission statunitense; non può utilizzare l'uranio arricchito dalla Russia come combustibile, come inizialmente previsto; e la prospettiva di sforamenti di costi e ritardi, che hanno afflitto la maggior parte degli altri progetti nucleari occidentali, continua a incombere.

Di sicuro l'economia degli SMR deve ancora incontrare il mondo reale dell'edilizia. Finora, al di fuori delle nazioni controllate dallo stato come Russia e Cina, nessuna azienda ha ancora trovato un modo commercialmente valido per costruire uno SMR.

Nel novembre 2023, la concorrente di TerraPower, NuScale, che era stata l'unica azienda ad avere l'autorizzazione per costruire un SMR negli Stati Uniti, ha annullato i piani per costruire il suo primo progetto in Idaho dopo che i costi previsti erano saliti da 3,6 miliardi di dollari per 720 megawatt nel 2020 a 9,3 miliardi di dollari per 462 megawatt tre anni dopo.

Ahmet Tokpinar, vicepresidente principale e direttore generale per il settore nucleare del colosso statunitense dell'ingegneria Bechtel, è l'uomo incaricato di realizzare questa impresa e di far procedere secondo i piani i lavori di costruzione di questo importante sito.

Parlando in esclusiva con Construction Briefing , ha affermato che, dal punto di vista costruttivo, il progetto TerraPower è più adatto di molti concorrenti statunitensi a realizzare il primo SMR commerciale del Paese, grazie alla progettazione del suo reattore.

Ahmet Tokpinar, vicepresidente principale e direttore generale nucleare presso Bechtel. Foto: Bechtel

"Questo particolare reattore utilizza il sodio nella sua forma liquida come refrigerante che cattura il calore dalla reazione nucleare", afferma Tokpinar. "Poiché il sodio ha una temperatura di ebollizione molto elevata, l'impianto funziona a pressione atmosferica. Questo è un enorme cambiamento nel modo in cui vengono progettate le centrali nucleari e nel modo in cui possono essere costruite. Ciò significa che non sono necessarie tubazioni pesanti e spesse, necessarie per evitare la rottura per l'acqua pressurizzata. Non è necessaria una struttura di contenimento con spesse pareti di cemento. Si ha meno cemento, meno acciaio, meno tubazioni pesanti. E nel settore delle costruzioni ciò significa un programma più breve. Ci vuole meno tempo per costruirlo e costa meno di un reattore nucleare convenzionale".

Pertanto, sostiene, gran parte del reattore stesso può essere costruito fuori sede, in fabbriche, e le parti finite possono poi essere trasportate su strada per l'assemblaggio, riducendo notevolmente i rischi di costruzione.

Un altro fattore importante a favore di TerraPower è che il suo fondatore Bill Gates ha finanze profonde e il progetto non dipende dalla raccolta di denaro sui mercati pubblici.

TerraPower ha raccolto quasi 1 miliardo di dollari in finanziamenti privati e si è assicurata l'impegno del governo degli Stati Uniti di stanziare fino a 2 miliardi di dollari per i lavori di costruzione dell'impianto Natrium.

E, oltre ad essere sostenuta da Gates, attualmente il nono uomo più ricco del mondo, la PacifiCorp, la società di servizi di proprietà della Berkshire Hathaway, la società di investimenti che appartiene a Warren Buffet, il decimo uomo più ricco del mondo, si è impegnata a utilizzare il reattore al sodio per almeno una parte del suo fabbisogno energetico.

Secondo Tokpinar, Bechtel collabora con TerraPower in qualità di partner di ingegneria, approvvigionamento e costruzione fin dall'inizio del progetto, con l'obiettivo di cambiare il modo in cui vengono realizzati i progetti nucleari in tutto il mondo, rendendoli più rapidi, economici e sicuri.

"A volte, quando si pianifica un grande progetto nucleare, ciò che accade è che l'azienda tecnologica va avanti e lo progetta, poi ci si mobilita sul posto e si scopre che il progetto non è realizzabile", afferma.

Tokpinar lo sa fin troppo bene. Arriva fresco dal suo ingresso come quarto appaltatore coinvolto nella costruzione delle unità 3 e 4 presso l'Alvin W. Vogtle Electric Generating Plant vicino a Waynesboro in Georgia, una tradizionale centrale nucleare AP1000 che si diceva fosse in ritardo di almeno sette anni e i cui costi sarebbero raddoppiati a più di 34 miliardi di dollari.

Lezioni da Vogtle

"L'impianto Vogtle 3 e 4 ha una grande quantità di lezioni apprese per il settore", afferma Tokpinar. "Nel progetto Natrium, siamo stati coinvolti nella progettazione dell'impianto sin dal primo giorno. Il nostro personale addetto alla costruzione, che ha molta esperienza nell'impianto Vogtle e in altri impianti, è seduto con gli ingegneri progettisti per rivedere il progetto per garantire che possa essere costruito con facilità e che non ci saranno problemi di costruzione nel sito quando ci mobiliteremo. Può davvero fare la differenza".

Oltre a essere coinvolti nel processo di progettazione fin dalle prime fasi, Tokpinar afferma anche che i team di costruzione che lavorano su Natrium stanno tentando di aggirare i complessi problemi di licenza nucleare separando la progettazione del reattore in due parti separate: la parte in cui avviene la reazione nucleare e la parte in cui le turbine a vapore generano energia. Ciò significa che i lavori di costruzione sulla parte non nucleare dell'impianto possono proseguire indipendentemente dalla burocrazia delle licenze nucleari.

Un rendering dell'impianto Natrium completato. Immagine: TerraPower

"Il design Natrium consentirebbe di separare i siti in due segmenti", afferma Tokpinar. "C'è un'isola nucleare dove viene generato il calore, e quel calore viene convogliato attraverso tubi di sale fuso all'isola energetica dove è possibile immagazzinare quell'energia in un serbatoio di stoccaggio e poi convertirla in quella che va alle turbine a vapore convenzionali per generare energia. Quell'isola energetica può essere costruita proprio come una centrale a gas a ciclo combinato convenzionale, quindi la facilità con cui si costruisce la parte secondaria è significativamente diversa rispetto alle centrali nucleari convenzionali".

E, Tokpinar afferma che Bechtel ha anche in programma di accelerare la costruzione e tenere sotto controllo i costi, implementando i tipi di piattaforme di distribuzione digitale che già utilizza in altri importanti progetti di costruzione ma che finora non è stata in grado di implementare nei cantieri nucleari. A tal fine, l'azienda sta attualmente qualificando la sua piattaforma di distribuzione digitale nell'ambito del suo programma di garanzia della qualità nucleare e si è impegnata a realizzare il progetto Natrium completamente in digitale, senza alcun documento cartaceo.

"Se vai in un cantiere nucleare e guardi la quantità di scartoffie, sarai sopraffatto", dice. "Le ispezioni di qualità della costruzione sono di fondamentale importanza, a causa degli aspetti legati alla sicurezza della costruzione nucleare. Ma la burocrazia stessa rallenta tutti perché stai inseguendo carta, volumi e volumi di carta. Mettere tutte queste informazioni su una piattaforma digitale in modo che consenta ai nostri ingegneri di campo di controllare e gestire i flussi di lavoro, inclusa la firma dei documenti con i tablet, semplifica tutto. È un cambiamento di paradigma. Significa che gli artigiani non devono esaminare migliaia di documenti, dando più tempo agli strumenti e aumentando la produttività. Ridurrà la necessità di molte posizioni il cui lavoro era quello di facilitare tutta questa burocrazia".

Tokpinar stima che a metà della costruzione, circa 10.000 persone erano impiegate nell'impianto Vogtle su scala di due gigawatt, tra cui circa 7.000 artigiani professionisti. In confronto, il progetto Natrium su scala di megawatt di un'unità singola, molto più piccolo, dovrebbe raggiungere il picco con circa 1.600 lavoratori in loco.

Ciononostante, Tokpinar afferma che una delle sfide più grandi che prevede durante la costruzione sarà quella di trovare un numero sufficiente di artigiani qualificati che lavorino sul sito.

"Se mi chiedete da una prospettiva tecnica qual è la vostra sfida più grande, direi che negli Stati Uniti sarà la manodopera artigianale qualificata in generale", dice. "La cosa positiva è che per il progetto Natrium abbiamo bisogno solo di 1.600 persone, non di 10.000, ma è comunque una sfida. Ogni anno effettuiamo sondaggi sul lavoro per capire quali altri progetti potrebbero essere pianificati entro un raggio di 100-200 miglia e gestiamo programmi per incentivare più persone a intraprendere professioni artigianali, ma c'è ancora un divario".

Per Tokpinar e molti altri sostenitori degli SMR, l'unico modo in cui gli appaltatori potranno ridurre i costi di costruzione e rispettare i tempi previsti è realizzare un numero sufficiente di progetti simili da renderli di routine e prevedibili.

Creazione di un mercato per il nucleare

Afferma che le aziende occidentali che tentano di costruire SMR come TerraPower e Bechtel stanno operando in una situazione di svantaggio rispetto ai rivali controllati dallo stato in Russia e Cina, dove si stanno svolgendo più progetti. Attualmente, dopo il completamento del progetto Vogtle, non ci sono nuovi reattori nucleari in costruzione negli USA.

"I progetti iniziali saranno costosi", ammette. "Ma puoi sviluppare un settore solido solo quando hai un arretrato e una pipeline di progetti inizialmente finanziati o sponsorizzati dal governo. Poi il settore si sviluppa, che si tratti della tua supply chain o dei tuoi appaltatori edili. Se stai costruendo solo un progetto ogni dieci anni, è quasi impossibile sviluppare una supply chain e una forza lavoro sane".

"Questo è ciò che hanno fatto Cina e Russia", aggiunge Tokpinar. "La Cina ha costruito 20-25 progetti nucleari contemporaneamente negli ultimi 15 anni. Si può imparare solo dalla replicazione e ciò significa che finisci un progetto, trasferisci quelle squadre e quei professionisti al lavoro successivo e poi al secondo e al terzo. Ogni volta hai miglioramenti significativi. Quando arrivi al sesto o all'ottavo, migliori i costi del primo tipo del 30% o del 40%. È solo allora che raggiungi un punto in cui sei competitivo".