"Guardateci": TerraPower, sostenuta da Gates, è ottimista nel diventare la prima centrale nucleare di nuova generazione negli Stati Uniti

All'interno del cavernoso laboratorio di TerraPower di 65.000 piedi quadrati a nord di Seattle, c'è una serie di stazioni per sperimentare nuovi materiali e metodi all'avanguardia per generare energia nucleare.
Un'area è dominata da una torre argentata a due piani dove gli ingegneri testano il flusso di liquido sulle barre di combustibile di un finto reattore.
Uno spazio chiuso nelle vicinanze presenta una rete di tubi isolati che hanno una vaga somiglianza con un criceto Habitrail di grandi dimensioni, ma in realtà vengono utilizzati per studiare il trasferimento di calore tra i sali fusi e il metallo.
All'interno di un vano portaoggetti sigillato privo di ossigeno, il sodio fuso gira in un bicchiere di vetro.
Gli ingegneri qui stanno mettendo a punto la tecnologia necessaria per costruire piccoli reattori nucleari modulari, un progetto che mira a essere più economico e veloce da costruire rispetto ai reattori tradizionali e che potrebbe aiutare a salvare il pianeta dagli impatti rovinosi del cambiamento climatico.
TerraPower fa parte di una lista di aziende statunitensi che stanno sviluppando reattori ridimensionati, ma altri contendenti principali hanno recentemente inciampato nei loro obiettivi.
E ora l’impresa sostenuta da Bill Gates è in una posizione forte per essere la prima a implementare la tecnologia di prossima generazione in America.
Questo mese, l'azienda prevede di presentare alla Nuclear Regulatory Commission una richiesta per la certificazione del suo reattore Natrium, che ha sviluppato con GE Hitachi Nuclear Energy.
Questa primavera è previsto l'avvio dei lavori di costruzione di una centrale elettrica dimostrativa, situata vicino a una centrale elettrica a carbone che sarà presto dismessa a Kemmerer, nello Wyo.
Guardando più avanti, la società sta esplorando un potenziale accordo con gli Emirati Arabi Uniti che potrebbe portare all’acquisto di centinaia di reattori.
"Lo stiamo semplicemente facendo", ha affermato Chris Levesque, CEO e presidente di TerraPower.
“Abbiamo l'investimento [privato].
Abbiamo gli investimenti pubblici.
Abbiamo comprato il terreno.
Sì, avremo bisogno del permesso dell'NRC.
Ma quest’anno siamo decisamente in una modalità in cui ci limitiamo a guardarci.
Secondo PitchBook, la società ha raccolto circa 1 miliardo di dollari, compresi gli investimenti di Gates, SK Inc.
e SK Innovation con sede in Corea del Sud.
Ha inoltre ricevuto circa 2 miliardi di dollari dal Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti.
La necessità del nucleare è urgente.
Il mondo è sulla buona strada per diventare pericolosamente caldo e si prevede che l’energia nucleare svolgerà un ruolo essenziale nel mitigare il cambiamento climatico.
Può fornire una fonte di energia priva di emissioni di carbonio 24 ore su 24, 7 giorni su 7, integrando l’energia intermittente proveniente dall’energia eolica e solare.
E la domanda continua ad aumentare man mano che si espande l’uso dell’intelligenza artificiale e di grandi modelli linguistici, richiedendo un’elaborazione sempre più dispendiosa.
Alla conferenza sul clima delle Nazioni Unite di dicembre, più di 20 paesi, compresi gli Stati Uniti, si sono impegnati a triplicare la capacità di energia nucleare in tutto il mondo entro il 2050.
La prossima settimana, i rappresentanti di TerraPower parteciperanno a un vertice internazionale inaugurale sull’energia nucleare a Bruxelles, un evento che si basa sugli impegni globali .
L'obiettivo di TerraPower è quello di iniziare a dividere gli atomi nel Wyoming entro il 2030, un obiettivo in cantiere da decenni.
Ripensare l'energia nucleare A metà degli anni 2000, il co-fondatore di Microsoft Gates stava parlando con Nathan Myhrvold, ex capo stratega e responsabile tecnologico dell'azienda.
A quel punto Myhrvold era passato alla creazione di Intellectual Ventures, che supporta lo sviluppo di innovazioni all'avanguardia.
Gates non era più amministratore delegato e dedicava più tempo a iniziative sanitarie globali.
I due stavano valutando la crescente fame di energia del mondo e come soddisfarla senza distruggere ulteriormente il pianeta.
“[T]qui sembrava esserci un’enorme opportunità per ripensare l’energia nucleare”, ha riflettuto Myhrvold in un saggio di Scientific American del 2018.
“La maggior parte dei reattori operativi in tutto il mondo – compresi quelli di Fukushima e quasi tutti i circa 100 impianti operativi negli Stati Uniti – sono stati costruiti sulla base di progetti redatti durante l’era del regolo calcolatore”.
Così nel 2006 a Bellevue, Washington, con il supporto di Gates e altri, Intellectual Ventures ha lanciato TerraPower.
Negli anni successivi, la società aggiunse il laboratorio Everett a nord di Seattle e riunì un team di 560 dipendenti, inclusi i migliori fisici e ingegneri nucleari.
Ha reclutato competenze dal programma di lunga data dei sottomarini nucleari della Marina americana – incluso Levesque, che ha lavorato sui sottomarini per 14 anni – così come dagli operatori tradizionali degli impianti nucleari.
Gates è presidente del consiglio di amministrazione di TerraPower e Myhrvold è vicepresidente, quest'ultimo ha recentemente collaborato con i dipendenti dell'azienda per fare un brainstorming sui progetti per la strumentazione e i controlli del nuovo impianto.
"Non sapevo cosa fosse l'innovazione finché non sono arrivato a lavorare per Bill Gates e Nathan Myhrvold", ha detto Levesque.
“Quando eravamo in Marina o lavoravamo per l'industria nucleare [tradizionale] di oggi, eravamo pagati per non innovare.
Se avessimo innovato saremmo stati puniti.
È come se perdi il controllo se fai qualcosa di nuovo.
Questo non è il mantra di TerraPower.
Il reattore Natrium dell'azienda potrebbe diventare il primo reattore raffreddato al sodio per la generazione di energia negli Stati Uniti, basandosi sulla tecnologia utilizzata in un reattore autofertilizzante sperimentale nell'Idaho che ha funzionato per quasi 30 anni prima di spegnersi.
Tutte le centrali elettriche commerciali esistenti oggi negli Stati Uniti sono raffreddate con acqua, un approccio sviluppato decenni fa.
L’azienda sta applicando le tecnologie più recenti a questo compito, prendendo la modellazione utilizzata per progettare la struttura e trasformandola in un “gemello digitale” che utilizzerà l’intelligenza artificiale per apprendere direttamente dall’impianto fisico una volta operativo.
“Il primo reattore sarà fantastico”, ha detto Levesque, “ma il nostro gemello digitale ci dirà come possiamo migliorare la manutenzione, come possiamo ottimizzare ulteriormente l’impianto, dirci quali cambiamenti di progettazione dovremmo perseguire”.
I vantaggi di TerraPower Nonostante i progressi significativi in questo campo, è stato un viaggio difficile per il gruppo di aziende che cercavano di modernizzare il settore dell'energia nucleare americana.
Hanno dovuto fare affidamento su una forza lavoro che ha subito anni di logoramento e una catena di fornitura ridotta.
Hanno combattuto i venti contrari dell’economia che hanno fatto salire il prezzo dei materiali e della manodopera.
Queste sfide hanno innescato alcune battute d’arresto preoccupanti per il settore lo scorso autunno.
L'aumento dei costi ha costretto NuScale Power a annullare inaspettatamente un progetto pianificato da tempo in Idaho, nonostante avesse ottenuto la certificazione dalla NRC, la prima approvazione della commissione per un piccolo reattore modulare.
X-Energy ha fatto naufragare il suo piano da 2 miliardi di dollari per quotarsi in borsa e ha annunciato licenziamenti nella sua società di reattori avanzati.
Oklo, sostenuta da Sam Altman di OpenAI, aveva provvisoriamente vinto una gara d'appalto militare per i suoi microreattori, ma l'offerta è stata annullata a novembre.
Le aziende stanno ancora andando avanti, ma sono state costrette a rivedere i loro piani.
Nel frattempo TerraPower è andata avanti, apparentemente beneficiando delle profonde tasche di Gates e della sua pazienza, nel perseguimento di un progetto unico nel suo genere che comporta incognite finanziarie scoraggianti.
"Il sostegno di Bill Gates è assolutamente un grande vantaggio per TerraPower in termini di capacità di aspettare e di superare le domande sui costi", ha affermato David Brown, direttore del servizio di transizione energetica presso la società di analisi Wood Mackenzie.
Il progetto Natrium ha un altro vantaggio grazie a una caratteristica di design unica che potrebbe dargli un vantaggio sul mercato.
Il reattore nucleare dell'azienda produrrà calore che genererà vapore che farà girare le turbine che producono elettricità, proprio come fanno la maggior parte delle centrali elettriche.
Ma l’impianto Natrium prenderà anche parte del calore del reattore e lo trasferirà in un recipiente di sale fuso, creando una batteria termica.
La tecnologia di accumulo del calore è ciò che l’allestimento simile a Habitrail del laboratorio è stato predisposto per esplorare.
I ricercatori stanno testando strategie per spostare il sodio metallico liquido e i sali fusi e trasferire il calore tra di loro.
“È qualcosa che non è mai stato fatto prima, per quanto ne sappiamo.
Quindi stiamo convalidando le nostre ipotesi per il nostro scambiatore di calore", ha affermato Monica Tarqueno, direttrice delle operazioni di laboratorio di TerraPower.
La funzionalità consentirebbe a un impianto di immagazzinare energia dal reattore quando la domanda di elettricità è inferiore e i prezzi sono più bassi.
Quando la domanda e i prezzi aumentano, il calore immagazzinato può essere sfruttato per produrre più energia.
“Questo è significativo”, ha detto Brown, “perché il mercato energetico è volatile in termini di prezzi”.
I leader di TerraPower sottolineano anche le caratteristiche di sicurezza del design e della tecnologia, che sono una preoccupazione intrinseca nell'energia nucleare, anche con la forte esperienza negli Stati Uniti.
Il reattore da solo dovrebbe produrre 345 megawatt di potenza.
Con la batteria potrebbe fornire fino a 500 megawatt per più di cinque ore.
Alla massima potenza, il sistema dovrebbe generare energia sufficiente per 400.000 case.
Potenziale di crescita Mentre alcuni fattori chiave si stanno allineando per TerraPower, ci sono molte sfide da affrontare.
TerraPower deve superare gli ostacoli normativi essenziali con l'NRC e l'approvazione non è garantita.
Due anni fa, la commissione ha respinto la richiesta di Oklo di costruire e far funzionare un microreattore.
E i costi sono sempre una preoccupazione, indipendentemente dal fatto che ci sia o meno un miliardo a portata di mano.
Levesque ha rifiutato di fornire un prezzo aggiornato per il progetto Kemmerer.
Nel settembre 2022, il direttore finanziario Marcia Burkey ha stimato la cifra a 4 miliardi di dollari.
I leader di TerraPower rimangono preoccupati per la catena di fornitura del settore, che deve continuare a crescere.
Ciò include gli sforzi americani per riavviare e ridimensionare la produzione di un tipo specifico di combustibile a base di uranio che gli Stati Uniti avevano smesso di produrre più di 70 anni fa, spostandosi invece su fonti russe.
Tale fornitura è stata interrotta quando la Russia ha invaso l’Ucraina, costringendo infine TerraPower a posticipare di due anni la data di inizio prevista per il 2028 del progetto dimostrativo nel Wyoming.
Ci sono progressi nelle capacità di produzione di carburante dell’America.
Nel mese di novembre, una società dell'Ohio ha prodotto i primi 20 chilogrammi di combustibile a base di uranio, e il governo britannico ha recentemente annunciato che investirà anche nella produzione interna di combustibile.
E ci sono fattori favorevoli che potrebbero sostenere gli sforzi di TerraPower e di altre aziende.
I politici statunitensi di entrambi gli schieramenti hanno sostenuto finanziamenti e leggi per favorire lo spiegamento dell’energia nucleare.
La Camera questo mese ha approvato a stragrande maggioranza un disegno di legge che mira ad accelerare l'approvazione di nuovi progetti, e il Senato ha una proposta simile in cantiere.
Una recente ricerca di Wood Mackenzie rivela che il mercato dei piccoli reattori modulari sta crescendo a livello internazionale.
La pipeline di piccoli progetti nucleari in tutto il mondo ha raggiunto i 22 gigawatt all’inizio di quest’anno, con un aumento del 65% rispetto al 2021.
Mentre i clienti rimangono cauti, i progetti vengono presi in considerazione e perseguiti negli Stati Uniti, in Polonia, Canada, Regno Unito e Corea del Sud.
"C'è un notevole interesse per gli SMR sia negli Stati Uniti che all'estero", ha affermato Brown, di Wood Mackenzie.
“Ma gli acquirenti stanno ancora studiando il potenziale della tecnologia e il modo in cui si inserisce nei loro portafogli”.
TerraPower a dicembre ha annunciato un memorandum d'intesa con la Emirates Nuclear Energy Corporation (ENEC) degli Emirati Arabi Uniti, per esplorare la possibilità di vendere reattori alla nazione – forse centinaia di reattori, secondo Gates.
Mohamed Al Hammadi, capo dell'ENEC, è un membro del consiglio di amministrazione di TerraPower.
“Molte di queste piccole aziende vedono il mercato dell’esportazione davvero come la loro via d’accesso alla produzione in quantità, che è una delle chiavi per realizzare centrali elettriche poco costose”, ha affermato Roger Blomquist, un importante ingegnere nucleare.
Blomquist ha lavorato per più di quattro decenni presso l'Argonne National Laboratory, il laboratorio che ha gestito il reattore sperimentale su cui TerraPower sta costruendo la sua tecnologia.
Dopo così tanti anni in un settore il cui sostegno pubblico ha attraversato alti e bassi, è restio a proclamare i progressi di TerraPower o il rinnovato interesse degli Stati Uniti per l’energia nucleare commerciale come un “rinascimento” o “rinascita”.
"Sono abbastanza grande per non aprire ancora lo champagne", ha detto Blomquist.
"Ma penso che le stelle siano allineate molto meglio."