Sistemi elettorali

La sostenibilità delle risorse minerali con riferimento all’uranio – II

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L’uranio

Dove l’uranio è presente a livelli bassi nella roccia o nella sabbia (con meno di 1.000 ppm), deve necessariamente presentarsi in una forma che è facilmente separabile in concentrazioni che si chiamano “orebodies” (depositi) – cioè, si deve prevedere che l’uranio possa essere recuperato economicamente. Questo significa che deve trovarsi in una forma minerale che può essere facilmente sciolta in acido solforico o di carbonato di sodio. Un “orebodies” di minerale è, per definizione, un deposito di mineralizzazione da cui il metallo è economicamente recuperabile. È quindi impattante sia sui costi di estrazione che sui prezzi di mercato. Al momento né gli oceani, né alcuni graniti sono “depositi di minerale”, ma in teoria potrebbero diventarlo se i prezzi dovessero aumentare ulteriormente. In base alle risorse misurate di uranio, un’estrazione che possa dirsi efficace dal punto di vista economico è formata anche in rapporto ai costi e prezzi. Essi dipendono anche dall’intensità degli sforzi di esplorazione passati, e sono fondamentalmente una previsione su ciò che è conosciuto piuttosto che su quello che c’è nella crosta terrestre. L’evoluzione dei costi e/o dei prezzi, o di ulteriori esplorazioni, possono modificare le previsioni sulla misurazione delle risorse in maniera notevole. A dieci volte il prezzo corrente, l’acqua di mare potrebbe diventare una potenziale fonte di enormi quantità di uranio. Pertanto, qualsiasi previsione della futura disponibilità di qualsiasi minerale, tra cui l’uranio, che si basi sui costi correnti, su dati prezzi e sulle attuali conoscenze geologiche, è suscettibile di essere estremamente prudente. Di volta in volta le preoccupazioni nascono dal fatto che le risorse conosciute potrebbero essere insufficienti se giudicate come un multiplo del tasso attuale di utilizzo. Ma questa è la fallacia dei limiti di crescita, un grave errore intellettuale che nasce negli anni ‘70, che non tiene conto della natura molto limitata della conoscenza che abbiamo in qualsiasi momento su ciò che è effettivamente presente nella crosta terrestre. La nostra conoscenza della geologia è tale che possiamo essere fiduciosi sul fatto che le risorse individuate dei metalli sono una piccola frazione di quello che in realtà è presente.

Produzione di uranio nel mondo

Partendo da tali presupposti, la seguente tabella dà un’idea delle nostre conoscenze attuali sulle risorse di uranio. 

Risorse note e recuperabili di uranio 2007

Paese tonnellate U % mondiale
Australia 1.243.000 23%
Kazakhstan 817.000 15%
Russia 546.000 10%
South Africa 435.000 8%
Canada 423.000 8%
USA 342.000 6%
Brazil 278.000 5%
Namibia 275.000 5%
Niger 274.000 5%
Ukraine 200.000 4%
Jordan 112.000 2%
Uzbekistan 111.000 2%
India 73.000 1%
China 68.000 1%
Mongolia 62.000 1%
other 210.000 4%
Totale 5.469.000  

*Reasonably Assured Resources plus Inferred Resources, to US$ 130/kg U, 1/1/07, from OECD NEA & IAEA, Uranium 2007: Resources, Production and Demand (“Red Book”).

L’Australia possiede ampi giacimenti (formati soprattutto da carnotite), che rappresentano circa il 28% delle riserve del pianeta. La sua produzione è aumentata di circa il 40% negli ultimi 4 anni (9519 tonnellate di uranio metallico estratte nel 2005), raggiungendo quasi il Canada. Il più grande  deposito di uranio del mondo si trova presso la Olympic Dam Mine nello stato dell’Australia Meridionale. In Australia si trovano anche la seconda e la terza miniera di uranio per estrazione (la miniera Ranger, che è la maggiore miniera di uranio a cielo aperto del mondo, e la già citata Olympic Dam). L’Australia ha in progetto di triplicare l’estrazione di uranio dalla Olympic Dam nei prossimi anni.
Il Kazakhstan ha aumentato del 55% l’estrazione di uranio negli ultimi 4 anni, passando dal quinto al terzo posto nei produttori dal 2002 al 2006 (4.357 tonnellate di uranio metallico estratte nel 2005). Attualmente è in progetto l’apertura di 7 nuove miniere nel sud del paese; questa nazione aspira a diventare il primo produttore mondiale entro il 2010. Si stima che il territorio del Kazakhstan contenga riserve note di ossido di uranio per 750.000 tonnellate, il 18% del totale, e che altrettante siano ancora da scoprire nel sottosuolo di questo paese.
Il Canada possiede ricchi giacimenti in Saskatchewan, dove dalle tre miniere del McArthur River, del Rabbit Lake e del McClean Lake si estrae circa il 28% della produzione mondiale (11.628 tonnellate nel 2005, dato più o meno costante negli ultimi anni). La miniera del McArthur river è anche la più grande miniera di uranio del mondo. Le altre due miniere sono relativamente recenti e si ritiene che la loro produzione dovrebbe aumentare significativamente nei prossimi anni. Questa sovrapproduzione unita al controllo governativo sulla produzione ha un forte peso nel determinare il prezzo dell’uranio sui mercati internazionali.

Gli altri principali paesi estrattori (dati 2005) sono la Russia (4% delle riserve mondiali e 3.431 tonn. estratte nel 2005), la Namibia (6% riserve e 3.147 tonn. estratte con la miniera a cielo aperto di Rossing, la quarta del mondo), il Niger (2% riserve e 3.093 tonn.), l’Uzbekistan (4% riserve e 2.300 tonn.) e gli Stati Uniti (3% riserve e 1.039 tonn., concentrati negli stati del Wyoming e del Nebraska). Giacimenti importanti e poco sfruttati si trovano in Sudafrica (che ha l’8% delle riserve mondiali ed ha appena iniziato a sfruttarle con il sistema del reattore a letto di ciottoli), in Brasile (4% delle riserve) e in Mongolia (2% delle riserve). I depositi di minerali di uranio scoperti più di recente (2005) si trovano in Canada, India centrale, Nigeria e Zimbabwe. Esplorazioni e prospezioni per individuare nuovi giacimenti sono in corso in Canada, Sudafrica, Kazakhstan, Mongolia e nella Repubblica Democratica del Congo. In Italia è stata scoperta negli anni ’50 una piccola miniera di uranio nei pressi di Novazza (a circa 40km a nord est di Bergamo), da cui si ritiene che si possano ricavare in tutto circa 1.300 tonnellate di ossido di uranio. La miniera non è mai stata sfruttata (qualche progetto elaborato negli anni ’70 non è andato a buon fine).

A differenza dei metalli che sono stati richiesti per secoli, la nostra società ha appena iniziato a utilizzare l’uranio. Dato che le domande per uso non-militare non si sono concretizzate fino a quando non è iniziata una significativa produzione di energia nucleare  (dalla fine degli anni ‘70), c’è stato un solo ciclo di esplorazione-scoperta-produzione, provocato in gran parte dai picchi di prezzo verso la fine degli anni ’70. Questo primo ciclo ha fornito uranio più che sufficiente per gli ultimi tre decenni, e per gli anni a venire.
Relativa alla recentissima domanda di energia nucleare è la fase iniziale che l’esplorazione globale aveva raggiunto prima della diminuzione dei prezzi dell’uranio a causa dell’esplorazione nella metà degli anni ‘80. L’investimento significativo nell’esplorazione dell’uranio nel corso del ciclo 1970-82 è stato abbastanza efficace per scoprire giacimenti di uranio esposti, a causa della facilità di rilevamento della radioattività. Ancora, pochi potenziali regioni del mondo hanno visto il tipo di elevata conoscenza e tecnologia di esplorazione che il bacino Athabasca in Canada ha visto dal 1975. Questo fatto ha enormi implicazioni positive per le scoperte di uranio futuro, perché la storia del bacino di Athabasca suggerisce che la percentuale più elevata di risorse future avverrà tramite depositi scoperti nelle fasi più avanzate di esplorazione. In particolare, solo il 25% delle 635.000 tonnellate di U3O8 scoperto finora nel bacino del Athabasca potrebbe essere scoperto durante la prima fase della esplorazione superficiale. Una seconda fase, sulla base di progressi nella geofisica di penetrazione e modelli geologici, dovrebbe scoprire il restante 75%. Un’altra dimensione della poca esperienza nell’esplorazione di uranio è che non è affatto certo che tutti i possibili tipi di deposito siano stati ancora identificati. Una stima del potenziale di uranio mondiale fatto solo 30 anni fa avrebbe trascurato l’intera classe di depositi che hanno spinto la produzione da allora, semplicemente perché i geologi non sapevano esistesse questa classe. Vedremo più avanti se la produzione attuale di uranio sia sufficiente e per quanto.

Tecnologia

Non ha senso parlare di una risorsa fino a quando qualcuno non ha pensato a un modo di utilizzare questo materiale. In questo senso, l’ingegno umano crea nuove risorse, storicamente, attualmente e in prospettiva. Che è il livello più importante in cui la tecnologia crea risorse, facendo particolare utilizzo dei minerali in modi nuovi. Spesso questi poi ne sostituiscono in qualche misura altri che diventano sempre più scarsi, come indicato dal rialzo dei prezzi.
Più in particolare, se un deposito noto di minerali non può essere sottoposto ad estrazione, trasformato e commercializzato economicamente, non costituisce una risorsa. Molti fattori determinano se un particolare deposito di minerale può essere considerato una risorsa utilizzabile: la scala di estrazione e lavorazione, le competenze tecnologiche coinvolte, la sua posizione in relazione ai mercati, e così via. L’applicazione dell’ingegno umano, attraverso la tecnologia, altera il significato di tutti questi fattori ed è quindi un secondo mezzo di “creazione” di risorse. In effetti, porzioni di crosta terrestre sono state riclassificate come risorse. Un ulteriore aspetto è il livello di produzione e di consumo, dove la tecnologia può ottenere che una determinata quantità di risorse possa essere utilizzata in modo più efficiente.
Un ottimo esempio di applicazione di questa tecnologia per creare risorse si è verificato nella regione Pilbara dell’Australia Occidentale. Fino al 1960 i vasti giacimenti di ferro presenti sono stati semplici curiosità geologiche. L’Australia si credeva fosse praticamente priva di minerale di ferro. Con le moderne tecnologie in campo minerario su larga scala e l’avvento delle ferrovie pesanti e del trasporto marittimo che potevano economicamente ottenere il minerale di ferro dalla miniera attraverso i porti di Dampier e Port Hedland in Giappone, questa divenne una delle principali risorse minerali della nazione. Per gli ultimi 45 anni, Hamersley Iron (Rio Tinto), Mount Newman (BHP-Billiton) e altre società sono state in prima linea tra gli esportatori australiani di minerali, attingendo a questi nuovi “orebodies”. Ancora: poco più di un centinaio di anni fa, l’alluminio era un metallo prezioso, non perché era scarso, ma perché era quasi impossibile ridurre l’ossido in metallo, che era quindi incredibilmente costoso. Con la scoperta del processo Hall-Héroult nel 1886, il costo di produzione di alluminio precipitò a circa un ventesimo anche per il fatto che il metallo è diventato sempre più comune. Ora invece si trova in concorrenza con il ferro in molte applicazioni, e con il rame in altre, oltre ad avere un proprio utilizzo diffuso in ogni aspetto della nostra vita.

Economia

Se un particolare deposito minerale è chiaramente disponibile come risorsa, ciò dipenderà dal prezzo di mercato del minerale in questione. Se costa di più estrarlo rispetto al suo valore di warrant, difficilmente potrà essere classificato come una risorsa (a meno che non vi sia una grave distorsione del mercato a causa di sussidi governativi di qualche tipo). Pertanto, le risorse disponibili dipenderanno dal prezzo di mercato, che a sua volta dipenderà dalla domanda mondiale per quel particolare minerale e dalle spese di fornitura di tale domanda. L’equilibrio dinamico tra domanda e offerta determina anche la sostituzione di altri materiali in presenza di scarsità (o con prezzo artificialmente elevato). Questo è quindi il terzo aspetto della creazione di risorse.
L’esempio più noto di interazione dei mercati con la disponibilità di risorse è l’industria petrolifera. Quando nel 1972 l’OPEC improvvisamente aumentò il prezzo del petrolio di quattro volte, avvennero molte cose, sia a livello di produttori che di consumatori. I produttori aumentarono drasticamente i loro sforzi di esplorazione e svilupparono altri mezzi per promuovere il recupero degli idrocarburi da pozzi in precedenza “esauriti” o antieconomici. A livello dei consumatori, l’aumento dei prezzi significava la sostituzione massiccia di altri combustibili e di altre notevoli spese in conto capitale. A seguito di queste cessate attività, le risorse del petrolio aumentarono notevolmente. Come risultato, il consumo di petrolio scese leggermente fino al 1975, e in prospettiva di più lungo termine, non aumentò globalmente dal 1973 al 1986. Le previsioni del 1972, anno durante il quale si prevedeva un raddoppio del consumo di petrolio in dieci anni, si rivelarono del tutto errate.
Il petrolio certamente diventerà scarso un giorno, probabilmente prima della maggior parte delle altre risorse minerarie, e ciò continuerà a far crescere il suo prezzo vero l’alto. Come negli anni ’70, ciò a sua volta causerà un aumento della sostituzione del petrolio e si otterrà quindi una maggiore efficienza nel suo utilizzo così come l’equilibrio tra domanda e offerta verrà mantenuto dai meccanismi di mercato. Sicuramente il petrolio non mancherà mai in senso assoluto – diventerà semplicemente troppo costoso da utilizzare liberamente come facciamo ora.
Un altro esempio è fornito dall’alluminio. Durante la Seconda Guerra Mondiale, la Germania e il Giappone recuperavano l’alluminio dalla caolinite, un argilla comune, a un costo leggermente superiore a quello che poteva essere ottenuto a partire dalla bauxite. A causa di questi tre fattori, le risorse dimostrate nel mondo di risorse minerali sono aumentate più rapidamente del tasso di utilizzo nel corso degli ultimi 50 anni, dal momento che sono più disponibili ora, nonostante il loro libero uso. Ciò è dovuto in gran parte agli effetti di prospezioni minerarie e dal fatto che le nuove scoperte hanno superato il consumo.

Il fabbisogno di uranio

Nei due anni 2005-06 le risorse mondiali di uranio conosciute elencate nella precedente tabella e nei grafici qui sotto sono aumentate del 15% (17% nella categoria $ 80/kgU). Le spese delle esplorazioni mondiali di uranio nel 2006 sono state di 774 milioni di dollari USA, e il livello del 2007 è stato identico. Nel terzo ciclo di esplorazione di uranio tra il 2003 e la fine del 2009 sono stati spesi circa 3,4 miliardi di dollari sia per l’esplorazione che per la definizione di oltre 600 progetti. In questo periodo sono stati creati oltre 400 nuove imprese che hanno aumentato il loro sforzo economico di più di 2 miliardi di dollari per l’esplorazione. Circa il 60% dell’importo speso è stato dedicato a siti precedentemente conosciuti. Questa attività è stata portata avanti in risposta ad un aumento dei prezzi di uranio sul mercato. Infatti, il prezzo di un minerale determina direttamente anche la quantità di risorse note che sono economicamente estraibili. Sulla base di analogie con altri minerali metallici, ci si poteva aspettare un raddoppio dei prezzi rispetto ai livelli attuali dovuto sia ad un incremento sia alla riqualificazione delle risorse per quanto riguarda ciò che è considerato economicamente recuperabile.

Grafico EWG sulla domanda e la produzione di uranio nel mondo

In base ai dati a disposizione una centrale nucleare da 1.000 MWe necessita all’incirca di 30 tonnellate di uranio arricchito all’anno o 150/200 tonnellate di uranio naturale; a titolo di confronto, una centrale elettrica a carbone da 1.000 MWe richiede 2.600.000 t di combustibile fossile. Secondo i dati del 2003, ci sono 440 reattori nucleari nel mondo in 32 paesi.
Con 440 centrali nucleari nel mondo che necessitavano di 68.357 tonnellate di uranio, si ottengono in media 155 tonnellate d’uranio all’anno per centrale. Dal momento che esistono 24 reattori in costruzione nel mondo, abbiamo: 24*155= 3.720 tonnellate d’uranio all’anno. Ci sono anche 40 reattori in progetto nel mondo: 40*155= 6.200 tonnellate all’anno. Ci sono inoltre altri 73 reattori per i quali si sta avviando l’iter: 73*155= 11.315 tonnellate d’uranio all’anno. Il totale fa 21.235 tonnellate d’uranio consumati in più negli anni futuri, quindi un aumento del 30%. Questo calcolo è soltanto teorico ed assolutamente non preciso, ma permette di avere un ordine di dimensione della futura domanda. La domanda d’uranio del 2004 è stata di 66.658 tonnellate (170.000.000 libbre) e la produzione, ad oggi,  copre  il 60% della domanda. La domanda è superiore all’offerta dal 1984, questo deficit esiste da 20 anni. La domanda dovrebbe crescere da 1 al 2% all’anno negli anni futuri.

Abbiamo quindi visto sinora:
– quanto uranio viene estratto da ogni paese produttore
– quanto uranio viene utilizzato dalle centrali nucleari

Tuttavia, non c’è solo questo. Nel rapporto della IEA (Agenzia Energetica Internazionale) “World Energy Outlook 2006 possiamo analizzare la tabella “Risorse totali di Uranio mondiali”:

In essa le risorse di uranio vengono suddivise per costo di estrazione, 40$/Kg, 80$/Kg, 130$/Kg e catalogate in “ragionevolmente accertate (cioè le riserve provate), inferite, pronosticate e speculative”. Da 6 tonnellate di uranio naturale si ricava una tonnellata di uranio arricchito. Da 1 t di uranio arricchito si ricavano 720 GWh termici, da cui si ottengono 238 GWh elettrici. Nel WEO 2006 troviamo la produzione annuale di energia elettronucleare nel mondo, 2.742.000 GWh e così ricaviamo anche il consumo annuale di uranio arricchito nel mondo: 11.521 t. Abbiamo ora tutti gli elementi per calcolare la durata delle risorse uranifere mondiali, nell’ipotesi di produzione elettronucleare pari a quella attuale e costante nel tempo. Con un costo di estrazione inferiore ai 40 $/kg delle riserve provate si ottengono circa 27 anni, sotto gli 80 $/kg circa 37 anni, per costi di estrazione inferiori ai 130 $/kg, la durata aumenta a circa 47 anni. Spulciando nel sito Archivio Nucleare si citano le conclusioni dell’ultimo “libro rosso”. Si scrive: ”Sulla base di nuovi calcoli, si stima che è possibile estrarre a meno di 130 dollari/kg circa 5,5 milioni tonnellate (rispetto ai 4,7 milioni stimati nel 2005), tale aumento è dovuto sia alla scoperta di nuovi giacimenti sia alla riconsiderazione di giacimenti che finora non erano valutati economicamente interessanti”. Il NEA quindi considera nel potenziale estrattivo, oltre alle risorse ragionevolmente accertate, anche quelle inferite. Rifacendo i calcoli della durata, a produzione energetica costante, delle risorse accertate più quelle inferite, non si arriva ai cento anni: 68 anni per il valore della tabella 2005, 78 per l’ulteriore stima in aumento del 2006. La lettura del rapporto dell’Energy Watch Group riserva altri dati interessanti. Innanzitutto, comunemente, solo le risorse ragionevolmente accertate di uranio (RAR) con costi di estrazione inferiori ai 40 $/Kg o agli 80 $/Kg, sono comparabili alle riserve provate di petrolio. Le altre, RAR tra 80 $/Kg e 130 $/Kg e risorse inferite (IR), non sono certe ma solo probabili o possibili. D’altra parte con un prezzo di mercato dell’Ossido di Uranio di circa 100 $/Kg, come si fa a considerare attualmente tra le risorse sfruttabili quelle con costi di estrazione fino a 130 $/Kg? Altro dato interessante: guardiamo grafico di sintesi dello studio EWG.

Attualmente, come detto, la domanda mondiale di uranio di circa 67.000 tonnellate all’anno, viene soddisfatta solo per 42.000 tonnellate (circa il 63%) da nuova produzione mineraria, le altre 25.000 tonnellate (circa il 37%), sono ricavate dagli stoccaggi accumulati prima del 1980. Ma quanto potranno durare questi stoccaggi? Secondo EWG appena dieci anni, e se nel frattempo la produzione mineraria non verrà sensibilmente incrementata, ci saranno seri problemi ad alimentare le centrali nucleari esistenti. Il grafico mette a confronto poi gli scenari estrattivi del NEA/IAEA e quelli energetici dell’IEA, individuando un picco estrattivo e successivo declino della produzione intorno al 2015 per le RAR con costi di estrazione sotto i 40$/kg, intorno al 2025 per quelle sotto i 130$/kg, intorno al 2035 per l’ipotesi ottimistica di RAR più IR con costi di estrazione sotto i 130$/kg. Lo scenario “minimo” di espansione produttiva di energia nucleare  prospettato dall’IEA intersecava la curva della produzione di uranio quasi in corrispondenza del picco dell’ipotesi estrattiva più ottimistica, mai in quello “massimo”. Considerando questa situazione e i tempi di costruzione imprevedibili di una centrale nucleare, il rapporto concludeva domandandosi come sarebbe stato possibile programmare ragionevolmente investimenti di quella portata. Ci sono altri spunti critici interessanti nel rapporto dell’EWG, tra cui un’analisi dettagliata sulla percentuale di uranio contenuta nei giacimenti mondiali, elemento cruciale per determinare la convenienza energetica ed economica dell’estrazione.
La AIEA-NEA, invece, con previsioni che considerano le stime di copertura di tutte le risorse convenzionali – 10,5 milioni di tonnellate (al di là delle risorse di 5,5 Mt), ci porta a più di 200 anni di fornitura al tasso attuale di consumo. Una bella differenza. Questo però non tiene ancora conto del fattore tecnologico anzidetto. Omette anche le risorse non convenzionali, come le riserve di fosfato/fosforite (22 Mt U recuperabili) e acqua di mare (fino a 4.000 mt), che sono per ora antieconomiche per l’estrazione in un futuro molto prossimo.

Di più: da questo grafico si può notare che le risorse di uranio conosciute sono triplicate dal 1975, in linea con le spese per l’esplorazione dell’uranio (la diminuzione nel decennio 1983-93 è dovuta ad una più stretta classificazione di alcuni paesi). L’aumento delle spese di esplorazione in futuro potrebbe probabilmente tradursi in un corrispondente aumento delle risorse conosciute. Circa il 20% di uranio USA proveniva da depositi di fosfato della Florida centrale a metà degli anni ’90, come sottoprodotto, ma poi è diventato antieconomico. Con i prezzi più elevati di uranio oggi viene esaminato di nuovo, così come avviene in Marocco. La cenere di carbone è un’altra risorsa facilmente accessibile (anche se minore) di uranio in molte parti del mondo. Nella provincia dello Yunnan in Cina centrale, il contenuto di uranio nel carbone varia fino a 315 ppm, con una media di circa 65 ppm. La media nella cenere è di circa 210 ppm di U (0,021% U). La centrale di Xiaolongtang contiene cenere per oltre 1.000 tU, con un incremento annuale di 190 tU. L’uso diffuso del reattore veloce potrebbe aumentare l’utilizzo di uranio di 50 volte o più. Questo tipo di reattore può essere avviato su derivati del plutonio con reattori convenzionali e gestiti in un circuito chiuso con l’impianto di ritrattamento. Tale reattore, fornito con uranio naturale o impoverito, può essere gestito in modo che ogni tonnellata di minerale produca 60 volte più energia di un reattore convenzionale.
Le esigenze odierne di combustibile dei reattori sono soddisfatte dalla fornitura primaria (miniere) e da fonti secondarie: scorte commerciali, scorte di armi nucleari, di plutonio e uranio riciclati dal ritrattamento del combustibile utilizzato, e alcuni di ri-arricchimento di uranio impoverito. Queste diverse fonti secondarie rendono l’uranio unico tra i minerali energetici. Una fonte importante di combustibile nucleare è rappresentato dalle scorte di armi nucleari. Dal 1987 gli Stati Uniti e i paesi dell’ex URSS hanno firmato una serie di trattati di disarmo per ridurre gli arsenali nucleari dei paesi firmatari per circa l’80 per cento. Le armi contengono una grande quantità di uranio arricchito per oltre il 90% di U-235 (vale a dire fino a 25 volte la quota del combustibile nucleare). Alcune armi contengono il plutonio-239, che può essere utilizzato in ossidi misti (MOX) di combustibile per i reattori civili. Dal 2000 la diluizione di 30 tonnellate di uranio altamente arricchito per scopi militari ha sostituito circa 10.600 tonnellate di ossido di uranio estratto annualmente dalle miniere, che rappresenta circa il 13% del fabbisogno dei reattori nel mondo.

Il prezzo dell’uranio

Non c’è un mercato ufficiale per l’uranio come avviene per altre materie prime come l’oro o il petrolio. Gli indicatori dei prezzi dell’uranio sono monitorati da un piccolo numero di organizzazioni di imprese private, come The Ux Consulting Company, LLC (UXC), che controllano le attività del mercato dell’uranio, comprese le offerte e le transazioni. Il Ux U3O8 è uno dei due soli indicatori del prezzo settimanale che sono riconosciuti dall’industria dell’uranio e rappresenta la più lunga serie di prezzi settimanali di uranio, che risale a due decenni fa. Oltre ad essere utilizzati dall’industria nei contratti di vendita, gli indicatori dei prezzi Ux sono stati punti di riferimento del governo degli Stati Uniti per la determinazione del prezzo dell’uranio altamente arricchito (HEU). Il Ux U3O8 è utilizzato come prezzo di regolamento anche per i contratti futures di uranio U3O8(UX).
Il prezzo dell’uranio è precipitato da un picco di circa 130 dollari per libbra di ossido di uranio (286 dollari per chilogrammo) del 2007 a 45 dollari di oggi. Alcuni di questi cali sono dovuti alla forte diminuzione dei prezzi dei combustibili fossili e dall’incertezza che circonda l’industria. Ad esempio, gli investitori non sanno quanti reattori vecchi saranno smantellati, e quando questo succederà. Ci sono anche dubbi sulla fornitura secondaria di uranio. Per esempio, il programma di Megatons-Megawatt, che rappresenta il 10% della fornitura di energia elettrica degli Stati Uniti, si concluderà nel 2013 e non si sa se e che cosa lo sostituirà. Questa incertezza ha soffocato gli investimenti in nuove miniere, e potrebbe portare a future carenze, dice Jean Nortier, chief executive di Uranium One, una compagnia mineraria e di esplorazione con sede a Vancouver, Canada. I prezzi attuali sono troppo bassi per costituire l’incentivo necessario per far fronte a medio e lungo termine della domanda di uranio. A queste vanno aggiunte le preoccupazioni che le risorse di uranio potrebbe essere state sovrastimate. L’Agenzia internazionale dell’energia atomica e l’Agenzia dell’energia nucleare (NEA) pubblicano stime biennali delle risorse di uranio a livello mondiale nel cosiddetto Libro Rosso, già citato. Michael Dittmar, un fisico delle particelle al CERN di Ginevra, in Svizzera, tempo fa ha rilasciato una analisi critica dei dati e ha sostenuto che le ragioni dietro la fluttuazione delle risorse stimate in questi ultimi anni non sono chiare.

La sostituzione dell’uranio

Una caratteristica della sostituzione di risorse è che il processo di scoperta di minerali aggiunge un costo ridotto rispetto al valore dei metalli scoperti. Per fare un esempio, le enormi riserve di uranio nel bacino di Athabasca in Canada sono state scoperte al prezzo di circa $1,00/kgU (dollari 2003, incluse le esplorazioni infruttuose). Analoghe stime per le risorse di uranio del mondo, basate sui dati pubblicati dalla AIEA sulle spese di esplorazione e nell’ipotesi che queste spese abbiano prodotto soltanto l’uranio classificato fino a $80/kg produce un costo leggermente più elevato a circa $1.50/kgU.
Da un punto di vista economico, questi costi di esplorazione sono sostanzialmente equivalenti ai costi di investimento di capitale, anche se si sviluppano su un periodo più lungo. E’, tuttavia, questo intervallo di tempo tra le spese di esplorazione e l’inizio della produzione che confonde i tentativi di analizzare l’economia di esplorazione con rigorosi metodi di flussi di cassa attualizzati. I flussi di cassa della produzione avvengono almeno a 10-15 anni, in modo che i loro valori attuali sono ovviamente molto ridotti, soprattutto se si considera il presente come l’inizio dell’esplorazione. Questo crea un paradosso, dal momento che le aziende devono attribuire un valore reale semplicemente per sopravvivere ed essere profittevoli per molti decenni nel futuro; e, senza scoperte esplorative, tutte le società minerarie muoiono con le loro riserve. I recenti progressi nell’uso delle opzioni reali e metodi analoghi stanno fornendo nuovi strumenti per capire questo apparente paradosso. Una intuizione fondamentale è che il tempo, piuttosto che distruggere valore attraverso l’attualizzazione, aggiunge effettivamente il valore di opzione, così come la volatilità dei prezzi. In questa prospettiva, le aziende creano valore reperendo risorse future che possono essere sfruttate in modo ottimale con una serie di possibili condizioni economiche. Tecniche come queste stanno iniziando ad aggiungere un supporto analitico a ciò che è sempre stata conoscenza intuitiva dei leader delle società – visto che un successo dell’esplorazione crea miniere redditizie e aggiunge valore alle azioni della società.
Dato che l’uranio è parte del settore energetico, un altro modo di guardare ai costi di esplorazione è sulla base del valore energetico. Questo permette un confronto con i costi di investimento energetici per altri tipi di carburanti, in particolare i combustibili fossili, che hanno costi analoghi relativi alla scoperta delle risorse. Da numerose fonti pubblicate, i costi di ricerca di petrolio greggio sono in media circa US $6/bbl almeno per gli ultimi tre decenni. Quando i costi di ricerca dei due carburanti sono espressi in termini di valore energetico, il petrolio, a US $1.050/MJ di energia, risults circa 300 volte più costoso dell’uranio, a US $3.4/MJ. Allo stesso modo, la percentuale dei prezzi di mercato correnti, che comprendono i costi di ricerca, sono più bassi per l’uranio. I costi di ricerca rappresentano solo il 2% di recenti prezzi spot di US $30/lb ($ 78/kgU), mentre i costi di ricerca del petrolio rappresentano il 12% di un prezzo recente spot di US $50/bbl. Da queste misurazioni, ne deriva che l’uranio è una fonte di energia molto poco costosa per la sostituzione con altre fonti, dal momento che la nostra società ha accettato costi di sostituzione di gran lunga superiori per le risorse petrolifere. Questo costo di risorsa di energia di base è un argomento a favore di una soluzione nucleare-idrogeno per la sostituzione a lungo termine del petrolio come carburante per i trasporti.

Previsioni sull’approvvigionamento di uranio

Le previsioni di approvvigionamento sono spesso restie a prendere in considerazione gli impatti aggiuntivi di esplorazione sulle nuove forniture, sostenendo che dare per certe le scoperte è tanto rischioso e speculativo come l’attività di esplorazione stessa. Cercare di prevedere ogni singola scoperta è certamente un fatto speculativo. Tuttavia, fintanto che l’obiettivo è semplicemente fare un resoconto del tasso di scoperta totale stimato a livello mondiale, un quadro relativo alle spese di prospezione stimate può essere fatto. Dal momento che le spese sono correlate con il tasso di scoperta, le risorse scoperte per unità di spesa forniranno una ragionevole stima dei guadagni previsti. Finché potrà essere previsto l’intervallo di tempo tra la scoperta e la produzione, sarà più probabile che questo tipo di previsione dinamica fornirà una base sia per gli aumenti che per le diminuzioni dei prezzi, come il mercato dei metalli ha storicamente dimostrato.
Senza queste stime di ricostituzione delle risorse di uranio attraverso cicli di esplorazione, le analisi della domanda e dell’offerta a lungo termine tenderanno a mostrare un gap notevole (cioè verso la scarsità e prezzi più elevati), che non rifletteranno la realtà. Non solo queste previsioni tendono a sovrastimare il prezzo richiesto per soddisfare la domanda a lungo termine, ma gli oppositori del nucleare li utilizzano per sostenere argomentazioni sul fatto che l’energia nucleare è insostenibile anche a breve termine. In modo simile, queste analisi sulle risorse finite porteranno anche gli osservatori del settore a concludere che la tecnologia dei reattori veloci sarà presto obbligatoria. Questa può effettivamente presentarsi in maniera graduale, ma se l’uranio segue l’andamento dei prezzi che osserviamo per altri metalli, il suo sviluppo dovrà avvenire a causa di decisioni strategiche relative al fatto che l’uranio diventerà troppo costoso.
La prospettiva delle risorse economiche ci dice che dovremmo attenderci nuovi cicli di esplorazioni in maniera da aggiungere ulteriori risorse di uranio all’inventario mondiale, e nella misura in cui alcune di queste possono essere di qualità superiore e portare a costi di esercizio inferiori rispetto alle risorse precedentemente individuate, ciò tenderebbe a mitigare gli aumenti di prezzo. Questo è esattamente quanto è accaduto all’uranio: le scoperte nel bacino di Athabasca in Canada hanno sostituito produzioni di costo superiore di molte altre regioni, abbassando la curva dei costi e contribuendo alla diminuzione dei prezzi. Forniture di uranio secondarie, nella misura in cui esse possono essere considerate come estrazioni a bassissimo costo, hanno semplicemente permesso la prosecuzione di questo andamento dei prezzi. La prima esplorazione e il primo ciclo di estrazione di uranio si è verificato dal 1970 al 1985. Essa fornì uranio a sufficienza per soddisfare la domanda mondiale per circa 80 anni, se consideriamo le risorse presenti conosciute che ne sono derivate. Con l’aumento dei prezzi dell’uranio a settembre 2005 e l’aumento concomitante per l’attività di prospezione mineraria, è chiaro che si debba dare inizio ad un secondo ciclo di estrazione. L’aumento del prezzo è stato determinato dalla diminuzione delle forniture secondarie accoppiate alla considerazione che le forniture primarie necessitavano un sensibile aumento. Molte decisioni importanti per lo sviluppo delle attività minerarie e di un aumento dell’esplorazione da parte dei maggiori produttori consentirà questa espansione dell’offerta, insieme con l’attività dei piccoli produttori. La pletora di società di prospezione all’altra estremità dello spettro, che non stanno trovando alcuna difficoltà a reperire capitali sono anche un segno che un nuovo ciclo di esplorazione e di estrazione  sta per avviarsi. Da circa US $55 milioni all’anno nel 2000, le spese di esplorazione di uranio nel mondo sono salite a circa US $110 milioni nel 2004 e dovrebbero arrivare a US $185 milioni nel 2005, la metà di questa spesa assorbita da nuovi settori di esplorazione. Il nuovo ciclo sta anche mostrando una notevole diversificazione regionale. A partire dal 1990, il ciclo n.2 ha totalizzato 1,5 miliardi di dollari al 2005, rispetto a un totale di circa tre volte questa cifra (non corretta) per tutto il primo ciclo.

Sostenibilità ed esaurimento

Al contrario, l’esaurimento delle risorse minerarie nel corso dell’estrazione è reale. Gli economisti non negano la possibilità di un esaurimento, né il suo impatto a lungo termine – che, in assenza di altri fattori, tenderà a spingere i prezzi delle materie prime molto in alto. Ma, come abbiamo visto, le materie prime minerali possono diventare più disponibili o meno scarse nel corso del tempo, se gli effetti di una riduzione dei costi dovuti a nuove tecnologie e a nuove esplorazioni saranno superiori agli effetti di un aumento dei costi dovuto all’esaurimento. Uno sviluppo che sembrerebbe argomentare contro la sostenibilità economica è la crescente consapevolezza del depauperamento globale del petrolio, e in alcune regioni come il Nord America, del gas naturale. Ma il petrolio è un materiale fondamentalmente diverso. Si inizia con la geologia, dove le differenze principali riguardano il fatto che il petrolio e il gas sono formati da un solo processo: la fine di vita vegetale sulla Terra. Rispetto ai volumi immensi di roccia che formano i minerali sulla crosta terrestre, gli organismi viventi su di esso sono sempre stati una parte molto piccola. Ma un dato di fatto più importante è che il mondo ha consumato petrolio e gas naturale, come anche di recente, in un percorso di rapida crescita praticamente ineguagliata da qualsiasi altra merce. Tassi di crescita dei consumi fino al 10% annuo negli ultimi 50 anni sono molto più elevati rispetto a ciò che si nota per altri prodotti, e ciò supporta quindi la tesi che il petrolio è un caso particolare di esaurimento per diverse ragioni: la sua presenza geologica è limitata, la sua estrazione è stata poco costosa, la sua utilità energetica ha reso possibile il raddoppio del prezzo, e il suo tasso di esaurimento è stato incredibilmente alto. Questa attenzione sui tassi di esaurimento suggerisce che una delle dimensioni della sostenibilità economica dei metalli ha a che fare con i loro tassi relativi di esaurimento. In particolare, suggerisce che la sostenibilità economica sarà mantenuta a tempo indeterminato fino a quando il rapporto del tasso di esaurimento delle risorse minerali sarà più lento rispetto alla velocità con cui esse saranno compensate. Questa forza di compensazione sarà rappresentata dalla somma dei singoli fattori che agiscono contro l’esaurimento, e comprendono la riduzione dei costi della tecnologia e le conoscenze, le risorse a basso costo grazie ai progressi sull’esplorazione, e la domanda di spostamento attraverso la sostituzione dei materiali. Un equilibrio economico della sostenibilità di questo tipo prevede inoltre che, ad un certo punto nel futuro, i fattori di compensazione potranno non essere sufficienti a prevenire l’esaurimento irreversibile indotto da aumenti di prezzo, ed è a questo punto che la sostituzione dei materiali e le tecnologie devono entrare in gioco per soddisfare la domanda. Nel caso di un rapido esaurimento del petrolio, quel sostituto sembra essere l’idrogeno come carburante per i trasporti. Il che solleva la questione di come l’idrogeno viene prodotto, e l’energia nucleare sembra il mezzo più probabile per questo scopo, utilizzando i reattori ad alta temperatura. Da un altro punto di vista, tutto questo può apparire come mero ottimismo tecnologico.  
Ma ci sono anche altre valutazioni da fare, legate allo sviluppo delle tecnologie nucleari. I nuovi reattori di III generazione che si stanno iniziando a costruire utilizzano il combustibile con una efficienza del 15-20% maggiore rispetto ai reattori oggi in servizio. Ma i reattori di IV generazione, che si prevede entrino in servizio dopo il 2030, potrebbero avere una efficienza di utilizzo del combustibile fino a 80 volte maggiore degli attuali reattori. Il che modificherebbe sostanzialmente le valutazioni sulla disponibilità delle risorse di uranio.
Sono poi in corso di sviluppo reattori veloci autofertilizzanti, nei quali l’efficienza di utilizzo del combustibile sale fino ad un teorico 100% (in teoria, anzi, i reattori autofertilizzanti potrebbero “produrre” più combustibile di quanto ne consumano), senza considerare che tali reattori sfruttano la conversione dell’isotopo U-238, che è di gran lunga più abbondante dell’U-235 oggi utilizzato.

Infine, per la produzione elettronucleare non c’è solo l’uranio. Ad esempio in India sono già oggi operativi alcuni reattori prototipi che utilizzano torio, un elemento molto più comune dell’uranio. L’utilizzo diffuso del torio fornirebbe combustibile per molti secoli, con l’ulteriore vantaggio che il ciclo del torio non consente la realizzazione di materiali utili a fini bellici.

Written by sistemielettorali

11 gennaio 2010 a 21:19

Pubblicato su nucleare

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2 Risposte

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  1. Nell’articolo manca la citazione della fonte da cui è stata copiata la parte relativa alla disponibilità delle risorse di uranio, cioè “http://www.aspoitalia.it/archivio-articoli/259-le-risorse-di-uranio-cronaca-di-una-notte-di-mezza-estate”
    Grazie.

    Terenzio Longobardi

    29 dicembre 2010 at 10:37


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