Giappone: Dopo l'incidente la crisi energetica

(questo articolo è apparso su pagina99  del 26 aprile, di spalla all'ottimo testo di Marco Zappa)

dalla rivista di Studio Ghibli del 2011

In ciascun vagone dei treni giapponesi mancano almeno due lampade al neon, prova tangibile degli sforzi fatti per ridurre gli sprechi energetici dopo il devastante incidente alla centrale nucleare di Fukushima-1. In Giappone, con il conseguente spegnimento dei 48 reattori nucleari commerciali è venuto meno un terzo della produzione energetica. Il  paese è stato quindi costretto ad acquistare combustibili fossili per un ammontare pari al 10% delle importazioni complessive. Complice la svalutazione dello yen (-30% rispetto all’euro dal 2013) voluta dal primo ministro Abe per tentare di far ripartire l’economia, la bilancia dei pagamenti giapponese ha quindi toccato l’anno scorso un passivo record di 112 miliardi di dollari.

L’incidente di Fukushima ha inoltre messo a nudo ed aggravato una serie di carenze strutturali nella rete energetica Giapponese. Pur operando ovunque con la tensione di 100 Volt rispetto ai 220 Volt nostrani, il paese è diviso in due: ad est (Tokyo, Sendai, Sapporo) dell’isola si utilizza corrente alternata a 50 Hertz mentre ad ovest (Kyoto, Osaka, Nagoya) corrente a 60 Hertz. Questa spaccatura risale alla repentina industrializzazione avvenuta alla fine del XIX secolo, quando nell’ovest furono acquistati primi generatori dalla statunitense General Electric mentre nell’est si preferì la tedesca AEG. Come si è visto in questi tre anni, un’eventuale carenza di energia nell’est non può quindi essere bilanciata facendo ricorso all’altra metà del Giappone: vi sono infatti solo due stazioni di scambio, a Shin-Shinano e Sakuma in grado di collegare le due reti.

Fatto inusitato per un paese che raramente mette in discussione le decisioni del governo, il movimento antinucleare ha registrato parecchi consensi: tra questi anche il regista Hayao Miyazaki. Da dopo l’incidente Studio Ghibli, la sua casa di animazione che ha prodotto innumerevoli capolavori negli ultimi anni, è infatti alimentata da una compagnia che produce energia tramite fonti alternative. Molte compagnie stanno infatti investendo nella realizzazione di centrali basate su risorse rinnovabili, potenzialmente competitive in un contesto in cui peraltro la TEPCO, proprietaria dei martoriati impianti di Fukushima, ha innalzato il costo della bolletta del 7% per coprire parzialmente i costi dei danni causati dall’incidente.L’obiettivo è di realizzare nelle regioni più remote del  Giappone centrali fotovoltaiche ed eoliche.  Questi sforzi contribuirebbero anche a risollevare l’economia di queste regioni, tra le più povere dell’isola, ma sono ritardati e ostacolati dalle grandi compagnie private e da una legislazione incompleta, che ad esempio non stabilisce chi debba sostenere i costi di collegamento di queste nuove centrali rinnovabili alla rete nazionale. 

Il METI, ministero dell’economia, ha deciso di riattivare nei prossimi mesi le centrali nucleari che hanno passato i severi test di controllo post-Fukushima. Per quanto apparentemente dettate dalla controversa politica del governo Abe queste decisioni sono piuttosto legate a ben più fredde ed impersonali considerazioni economiche ed energetiche, le cui ripercussioni si sentiranno in tutto l’est asiatico nei prossimi anni.

Aggiornamenti su Fukushima: Ritorno al nucleare in Giappone?

Versione estesa e con i link di un mio articolo apparso sabato primo marzo nell'edizione cartacea di pagina99

Il METI, Ministero dell'economia, commercio ed industria giapponese ha recentemente presentato un piano energetico nazionale in cui l'energia nucleare tornerà ad avere un ruolo di rilievo, seppur affiancata da fonti di energia rinnovabile. E’ un cambio di rotta rispetto alla politica energetica degli ultimi tre anni, che a seguito dell'incidente alla centrale nucleare di Fukushima del marzo 2011, ha posto tutti i 48 reattori commerciali in stato di spegnimento a freddo. Il fabbisogno di energia elettrica giapponese era coperto per circa un terzo dalle centrali nucleari. Di conseguenza, le importazioni di gas naturale sono cresciute nel 2013 sino a incidere per 10% degli acquisti dall'estero, facendo toccare - complice uno yen indebolito dalla scommessa dell'abenomics – alla bilancia dei pagamenti giapponese un passivo pari a 112 miliardi di dollari (*)

Nel frattempo, il 27 febbraio scorso è stata confermata la decisione di non incriminare la dirigenza della Tepco (*) e l'allora premier Naoto Kan per negligenze nella gestione dell'emergenza. Va però ricordato che fu l'allora direttore della centrale, Masao Yoshida, a salvare Fukushima da un incidente ancora più devastante, contravvenendo agli ordini dei suoi superiori della Tepco e continuando a raffreddare i nuclei dei reattori con acqua di mare. (*)

L'indulgente normativa, frutto dell'insana intesa tra pubblico e privato giapponese, ha dunque permesso che non fossero riscontrate violazioni alla legge vigente. Tuttavia il governo non ha mostrato di aver imparato alcunché dall'incidente di tre anni fa: la normativa è rimasta essenzialmente immutata e la neonata NRA, Nuclear regulation authority non ha ancora mostrato di essere in grado di far valere la sua opinione nei confronti della potentissima lobby energetica giapponese.

La Tepco - che già aveva sommerso gli sfollati con questionari di centinaia di pagine per ottenere i rimborsi- ha inoltre deciso di sospendere da marzo- e in contrasto con le direttive del governo - i sussidi a coloro che hanno perso il lavoro a causa dell'incidente. (*)

A causa del rilascio di materiale radioattivo, circa 100,000 persone sono state costrette ad abbandonare le proprie abitazioni nel 2011. Alcune cittadine meno colpite sono tornate ad essere nuovamente abitabili, grazie agli sforzi di decontaminazione ma soprattutto al decadimento naturale dell'isotopo 134 del Cesio, che costituisce il 50% della radiazione ambientale e si dimezza ogni 2 anni. Il più persistente Cesio137 -  il cui periodo di dimezzamento è 30 anni - non consentirà comunque al 60% dei rifugiati (*) soprattutto delle città più vicine alla martoriata centrale di non far ritorno nelle proprie case prima del 2017.

Al di fuori della zona di esclusione la radiazione non presenta rischi apprezzabili: uno studio dell'università di Kyoto sull'esposizione alle radiazioni degli abitanti nei distretti di Tamano e Haramachi, esterni ma in prossimità della zona di esclusione di Fukushima, hanno mostrato come la dose aggiuntiva ammonti a circa 1 mSv/anno ossia a circa il doppio di quella presente nella zona prima del 2011. Si tratta di valori inferiori di quelli di molte città italiane: a Roma si è soggetti a circa 2.6mSv/anno per via del suolo tufaceo di origine vulcanica ricco di torio e radon. (*)

Il problema non è però costituito dal semplice valore del contatore Geiger, ma dal danno irreparabile al tessuto economico e sociale: anche dove l'ordine di evacuazione è stato rimosso pochi mesi dopo l'incidente, solo la metà degli abitanti ha deciso di fare ritorno. In cittadine come  Hirono, a 30 km a sud di Fukushima, la metà della popolazione è costituita dai lavoratori che cercano di porre in sicurezza la centrale.

Alla centrale di Fukushima-1, anche se le perdite di acqua radioattiva dai   serbatoi in cui è stoccata sono quasi all'ordine del giorno,  queste non costituiscono un ulteriore  pericolo per l'ormai contaminata costa antistante alla centrale o per il resto del Pacifico; uno studio statunitense ha concluso che il contributo della centrale di Fukushima è inferiore all'1% rispetto a quello della radioattività naturalmente o artificialmente presente in mare. (*)

Alla centrale la reale sfida è posta dalla messa in sicurezza dei reattori nucleari e dalle barre immagazzinate nella piscina del reattore quattro. In questo caso le opere di consolidamento e costruzione di strutture di protezione proseguono speditamente, anche se al momento è impossibile avvicinarsi all’interno degli edifici. Nonostante il guscio di cemento che contiene i nuclei sia rimasto intatto (a differenza di quanto avvenuto a Chernobyl), la quantità di radiazione è infatti troppo elevata per permettere qualunque intervento umano o robotico.

La messa in sicurezza della martoriata centrale di Fukushima richiederà quindi almeno altri trent'anni. Nel frattempo sono già  più di una dozzina le centrali che hanno fatto richiesta di riattivazione, sia in virtù del loro perfetto stato di salute - risultato di una costruzione con criteri ben più severi di quanto richiesto dalla legge - come quella di Onagawa- o a seguito di lavori di ammodernamento  come quella di Hamaoka.

Il governo Abe prosegue quindi la sua marcia verso un ritorno al nucleare in Giappone, con la ripresa della criticalità nei primi reattori già dai prossimi mesi.

Infatti, nonostante l'incidente di Fukushima abbia rappresentato un punto di rottura  nella fiducia tra cittadini e governo giapponese, il crescente sentimento antinucleare non è decisivo: come le recenti elezioni hanno mostrato, la politica nazionalista ed la  visione revisionista dei misfatti del Giappone nella Seconda guerra mondiale attuata dal partito del Primo ministro Abe, pagano più  – in termini di voti - di una discussione seria sulla politica energetica e soprattutto sull'adeguato controllo del settore privato che una delle maggiori potenze industrializzate del mondo dovrebbe attuare.

  

Da Fukushima alle Olimpiadi, intervento a RaiSport1

A questo indirizzo (ore 1:13  circa) è possibile vedere il mio intervento ieri presso la redazione di RaiSport1. E' stata una piacevole esperienza poter discutere delle implicazioni che le Olimpiadi di Tokyo avranno sulla martoriata regione di Fukushima.

Qui il video: ora 1:13 circa

Come è già stato fatto notare, il rischio è che con i  preparativi per le olimpiadi si dimentichi il problema sociale posto dall'impossibilità di produrre cibo in quella regione. Le mancate vendite non sono dovute ad un rischio reale (tutto il cibo è controllato scrupolosamente) ma dal fatto che nessuno si fida del governo e delle misure.

Colgo l'occasione per ringraziare  gli altri ospiti in studio e tutta la preparatissima  redazione, in particolare Riccardo Marra.

TEPCO Electricity production in Japan before and after the Tohoku Earthquake 1) general analysis

Note: this blog is usually in italian: I've been asked to write this post in english to make it more widely available. The italian version is below. 

In the frenetic months after the  Tōhoku earthquake, the struggle to keep Fukushima power plant under control was mirrored by a quieter, but equally dramatic effort to contain Japan electricity consumption within limits.

Drop in power production immediately
after the  Tōhoku  Earthquake.
Calo di produzione di energia elettrica immediatamente 
dopo il terremoto.

All nuclear power plants  went in safe mode at the beginning of the seismic activity, around 14:46. The drop in electricity  production is about 30%, from 38GW to 27GW. It took a few days for power production to grow back to 35GW. Even though rolling blackouts started officially only on March 14th, the lower power consumption during both day and night is clearly visible immediately after the earthquake.

Comparison of power  production in 2010 and 2011
note the sharp drop after March 11 and the effect of rolling
blackouts and power saving.
Confronto di produzione di energia elettrica nel 2010 e 2011 
notare il forte calo dopo il 11 marzo e l'effetto del  risparmio energetico e dei
black-out programmati.

As fossil fuel production was increased to compensate for the shut down of many nuclear power plants all over Japan, both public and private sector had to reduce energy consumption by at least 15%. Every day TEPCO produced real-time graphs which showed the maximum available power vs the power consumption (here, in italian). In autumn TEPCO officials admitted that there had been a "mistake" in these estimates and that actual power production capability might have been higher. With historical data now available from the TEPCO website we can estimate the effect of the Tōhoku earthquake from the power production standpoint. 

Power saving procedures and a cooler Summer (2010: 24-37oC, average 27-33 oC, 2011: 19-35oC, average 25-31 oC) kept the power usage within acceptable limits until the end of the 2011, where the difference  with the previous year was not so big. In 2012 the lower power consumption is still evident but not so significant. However a hot summer might require more  energy than what can be produced with conventional fuels. Almost all nuclear reactors have been taken off the production line, although 2.3GW Oi power plant  (discussed here, in italian) will probably be reopened next week to prepare for  next Summer.  

Comparison of the power production from 2008 to 2012:
nota how the pre-earthquake electricity  consumption is roughly the
same in all years and that the power production levels
 in the first  months of 2012 are very close to the pre-earthquake time.
Confronto tra la produzione di energia elettrica 2008-2012: 
Notare  come i consumi 2008-2010 siano più o meno 
gli stessi e come  i consumi dei primi mesi del 2012 
siano quasi pari ai livelli pre-terremoto

Versione in italiano

Nei mesi frenetici dopo il terremoto del  Tōhoku , la lotta per mantenere la centrale elettrica di Fukushima sotto controllo è stata rispecchiata da uno sforzo più nascosto, ma ugualmente drammatico per contenere il consumo di elettricità del Giappone entro i limiti.
Tutte le centrali nucleari sono andate in sicurezza  all'inizio dell'attività sismica, intorno alle  14:46. Il calo della produzione di energia elettrica è circa il 30%, da 38GW ai 27GW. Ci sono voluti alcuni giorni perchè la produzione tornasse a 35GW. Anche se i blackout programmati sono iniziati ufficialmente solo il 14 marzo, il minor consumo energetico durante il giorno e di notte è chiaramente visibile subito dopo il terremoto.

Anche se la produzione di combustibili fossili è stata aumentata per compensare la chiusura di molte centrali nucleari in tutto il Giappone, sia il settore pubblico che quello e privato hanno dovuto ridurre il consumo energetico di almeno il 15%. Ogni giorno la TEPCO produceva in tempo reale grafici che mostravano la massima potenza disponibile rispetto al consumo di energia. In autunno i funzionari della compagnia hanno ammesso che c'era stato un "errore" in queste stime e quella attuale capacità di produzione di energia elettrica sarebbe stata più alta. Con i dati storici sono ora disponibili dal sito web di TEPCO possiamo stimare l'effetto del terremoto del Tōhoku dal punto di vista della produzione di energia elettrica.

Grazie alle procedure di risparmio energetico ed un'estate non troppo calda (2010: 24-37 ° C, media 27-33 o C, 2 011: 19-35 ° C, media 25-31 o C) è stato possibile mantenere il consumo energetico entro limiti accettabili sino alla fine del 2011, dove la differenza con l'anno precedente non era così grande. Nel 2012 il minor consumo energetico è ancora evidente, ma non molto significativo. Tuttavia, una calda estate 2012 potrebbe richiedere più energia di quello che può essere prodotta con combustibili convenzionali. Come già accennato qui, quasi tutti i reattori nucleari non producono più energia  anche se la centrale elettrica da 2.3GW di Oi  sarà probabilmente riaperta la prossima settimana per preparare la prossima estate.

Aggiornamenti: centrale di Fukushima, produzione di energia e contaminazione del cibo in Giappone.

Stato dei Reattori alla centrale di Fukushima

Il livello dell'acqua nel reattore 2. Da qui

Nei giorni scorsi le ispezioni al reattore 2  hanno rivelato che il livello dell’acqua è più basso di quanto previsto, 60 cm invece che i 4 metri che ci si attendeva. La radiazione è dunque più alta del previsto, 73 Sievert/h, un valore tale da impedire l’uso di robot e da complicare le operazioni di bonifica. 

E' plausibile che oltre ai sarcofagi di cemento sarà necessario stoccare in container vicino alla centrale la terra contaminata nei 20 km della zona d'esclusione.

Contaminazione dei cibi

Come atteso, la soglia di contaminazione del cibo è stata abbassata da 500 Bq/kg a 100 Bq/kg. Anche se un limite più basso è preferibile in assenza di dati circa l'effetto delle basse soglie di radiazione su grandi popolazioni, questo numero (da confrontarsi con i 125Bq/kg di potassio 40 delle banane) sta creando non pochi problemi agli agricoltori, che non sono più in grado di smerciare molti prodotti (soprattutto i funghi). va ribadito che questi valori di radiazione non sono pericolosi, soprattutto se presenti in prodotti consumati in piccole quantità.

Produzione di energia elettrica

La centrale nucleare di Oi.

Nel frattempo  la penultima centrale nucleare del Giappone non produce più energia elettrica lasciando un solo reattore nucleare operativo. D'altro canto il governo prevede di riattivare almeno  due reattori della centrale di Oi nella prefettura di Fukui (gestita dalla Kansai Electric Power Corporation, KEPCO), per un totale di circa 2.3 GW.  Infatti, anche se la produzione di energia elettrica è al momento sufficiente, le alte temperature e gli alti tassi di umidità potrebbero richiedere dei nuovi black-out programmati come quelli dei primi mesi del dopo terremoto a causa di un deficit del 13% di produzione di energia dovuto alal chiusura delle centrali nucleari (l'Asahi Shimbun dubita che queste stime siano accurate). Qui un resoconto della situazione energetica nella scorsa estate, che si è però rivelata meno calda del temuto.  Stando al grafico della TEPCO la potenza assorbita è di poco superiore ai 30GW, di fronte ad una potenza massima di circa 40GW. L'estate scorsa il valore massimo è stato di circa 50 GW (anche se a settembre la TEPCO ha rivelato di essersi "sbagliata" circa le stime di energia prodotta ed il margine disponibile).   

Consumi della domenica (di Pasqua) 8 Aprile. Da qui.
 Il 9 Aprile (lunedì) la richiesta è pressochè la stessa. 

Alcuni numeri di riferimento: nel 2008 il Giappone ha prodotto 1.085 miliardi di kWh, per una potenza media di 123 GW. All’inizio del marzo 2011 i 55 reattori nucleari giapponesi erano in grado di fornire 47.5 GW, pari a circa il 30% della produzione di energia. L’idroelettrico fornisce il 7.5% e il resto è ottenuto bruciando combustibili fossili. Tra l'11 ed il 12 marzo 2011 la produzione di picco di energia elettrica della TEPCO è crollata da 42 a 34 GW. Con la chiusura delle centrali nucleari il fabbisogno energetico è stato  coperto da importazioni di gas e petrolio dall’estero. Il picco dell'estate 2011 è stato 42GW rispetto ai 60 GW dell'estate del 2008 (questi valori si riferiscono alla sola produzione TEPCO, non di tutto il Giappone).

A complicare la situazione si aggiunge il fatto che metà (Tokyo, Sendai, Sapporo…) dell’isola utilizza corrente a 50 Hz mentre l'altra metà (Kyoto, Osaka, Nagoya) utilizza corrente a 60 Hz. È complicato convertire la corrente generata da una centrale a 50 Hz in una a 60 Hz o viceversa: i tre punti di scambio riescono a gestire solo 1GW di potenza, e  pertanto la carenza di energia da una parte non può essere bilanciata facendo ricorso all’altra metà del Giappone.