Uno studio pubblicato su Nature Energy ridimensiona le attese sulla fusione: costi elevati e riduzioni lente rispetto alle rinnovabili.
Costi e limiti strutturali reali della fusione nucleare
Nella valutazione dei costi della fusione nucleare emergono criticità profonde che mettono in dubbio la competitività di nuovi impianti a fusione, rispetto alle rinnovabili. Un’analisi pubblicata su Nature Energy, realizzata da ricercatori dell’Energy and Technology Policy Group del Politecnico federale di Zurigo (ETH Zurich), evidenzia come la fusione nucleare – ritenuta comunemente come una delle soluzioni future più promettenti tra le fonti di energia pulita – presenti costi iniziali estremamente elevati e dinamiche di riduzione molto più lente rispetto alle tecnologie energetiche già diffuse.
I dati indicano che gli impianti potrebbero non raggiungere mai livelli di competitività economica, soprattutto a causa di complessità tecnica, dimensioni degli impianti e necessità di personalizzazione. Il risultato è una traiettoria dei costi che resta superiore, anche nel lungo periodo, rispetto alle rinnovabili e ad altre fonti low-carbon.
Costi elevati per la mancata scalabilità degli impianti
L’analisi evidenzia che i sistemi di fusione presentano caratteristiche tecniche che incidono direttamente sui costi del nucleare. Gli impianti hanno una dimensione minima stimata tra 230 e 530 MW, valori comparabili alle centrali termoelettriche tradizionali.
Questa scala impiantistica non è riducibile per vincoli fisici. I reattori richiedono componenti come sistemi criogenici, camere di reazione e strutture per la gestione del trizio, che impongono dimensioni minime elevate. Di conseguenza, non è possibile replicare i modelli modulari e scalabili che hanno favorito la riduzione dei costi nelle rinnovabili.
Inoltre, la complessità progettuale è molto alta. Gli esperti intervistati nello studio collocano la fusione nucleare su livelli di complessità pari o superiori alla fissione, con valori medi tra 6,4 e 6,8 su una scala a 7. Questo si traduce in tempi lunghi di progettazione e costruzione e in un incremento dei costi di capitale.
I costi della fusione nucleare calano più lentamente del previsto
Uno degli elementi centrali dello studio riguarda i cosiddetti “tassi di apprendimento”, cioè la velocità con cui i costi diminuiscono al crescere della diffusione tecnologica.
Le analisi mostrano che i costi della fusione nucleare potrebbero ridursi con tassi compresi tra il 2% e l’8%, molto al di sotto delle ipotesi precedenti che stimavano valori tra l’8% e il 20%.
Questo dato è cruciale. Le tecnologie che hanno avuto successo, come il fotovoltaico e le batterie, hanno registrato tassi di apprendimento elevati, che hanno consentito una rapida discesa dei costi. Nel caso della fusione, invece, la combinazione di grande scala e complessità riduce drasticamente la velocità di miglioramento economico.
Lo studio evidenzia che tecnologie con caratteristiche simili, come il nucleare a fissione, hanno storicamente mostrato tassi di apprendimento intorno al 2%, confermando la difficoltà di ottenere riduzioni significative dei costi nel tempo.
Costi della fusione nucleare fino a 43.000 dollari per kW
Il confronto sui costi dell’energia a fusione nucleare diventa ancora più critico guardando agli investimenti iniziali. Le stime raccolte nello studio indicano un CAPEX per i primi impianti di fusione (FOAK) compreso tra 1.400 e 43.000 dollari per kW.
La variabilità è molto ampia, ma il dato medio resta elevato. Gli esperti del settore pubblico stimano valori intorno ai 26.000 $/kW, mentre quelli del settore privato indicano circa 7.000 $/kW, evidenziando un forte ottimismo industriale.
Questa incertezza è legata al basso livello di maturità tecnologica. Molti componenti chiave, come i sistemi di estrazione del calore o i materiali resistenti alle condizioni estreme, non sono ancora stati testati su scala commerciale. Di conseguenza, i costi restano difficili da prevedere e soggetti a rischi elevati.
Il vantaggio competitivo strutturale delle rinnovabili
Il confronto con le rinnovabili mette in evidenza un divario strutturale. Tecnologie come fotovoltaico ed eolico hanno beneficiato di economie di scala, modularità e standardizzazione, che hanno portato a riduzioni rapide dei costi nel tempo.
Lo studio mostra che, anche assumendo scenari ottimistici per la fusione, la combinazione di alti costi iniziali e bassi tassi di apprendimento mantiene i costi della tecnologia su livelli superiori rispetto alle alternative.
La traiettoria dei costi della fusione resta, per ordini di grandezza, sopra quella di fotovoltaico, batterie e anche dell’eolico onshore, anche con un tasso di apprendimento del 5%.
Questo implica che la competitività economica difficilmente potrà essere raggiunta nel medio periodo, soprattutto in un contesto in cui le rinnovabili continuano a migliorare.
Impatti sugli investimenti e sulle politiche energetiche
Le implicazioni per gli investimenti sono rilevanti. Le attuali aspettative sui costi della fusione nucleare risultano spesso troppo ottimistiche e potrebbero portare a decisioni inefficienti.
Gli investimenti pubblici e privati nella fusione sono già consistenti, con oltre 2,2 miliardi di dollari di finanziamenti privati tra il 2024 e il 2025. Tuttavia, la probabilità di ritorni economici competitivi resta incerta.
Per i modelli energetici, il rischio è quello di sovrastimare il ruolo della fusione nei sistemi energetici a zero emissioni. Gli autori sottolineano la necessità di aggiornare le ipotesi sui costi, riducendo i tassi di apprendimento e ricalibrando le previsioni.
Una tecnologia ad alto rischio economico
Nel complesso, l’analisi evidenzia come i costi della fusione nucleare rappresentino uno dei principali ostacoli alla diffusione della tecnologia. La combinazione di complessità estrema, grandi dimensioni e investimenti iniziali elevati limita la possibilità di riduzioni rapide dei costi.
Questo quadro porta gli studiosi dell’ ETH Zurich a mettere in dubbio il ruolo della fusione nel mix energetico futuro. Anche in presenza di vantaggi teorici, come la produzione continua di energia e basse emissioni operative, il fattore economico resta determinante.
Senza cambiamenti tecnologici radicali, la fusione potrebbe rimanere una soluzione marginale rispetto alle rinnovabili, che continuano a offrire costi più bassi e traiettorie di miglioramento più rapide.
