Bottom-up cost estimation of small modular PWR

Con “deliberately small reactors” si intende una categoria di reattori che sta riscuotendo grande attenzione nella comunità internazionale. Ridurre l’output elettrico di impianto è apparentemente contrario alla logica di efficienza economica, ma si motiva con vantaggi a livello di progetto. In un impianto nucleare, la taglia ridotta permette di adottare soluzioni tecnologiche differenti e semplificate rispetto agli impianti di dimensione maggiore: snellendo il layout di impianto, introducendo maggiore sicurezza intrinseca e riducendo il numero di componenti attivi. Il presente lavoro di tesi si inserisce nel quadro della ricerca economica degli SMR, dando un contributo all’analisi dei vantaggi di costo legati alle peculiari soluzioni tecnologiche adottabili dagli impianti di ridotta dimensione. L’analisi adotta un approccio bottom-up, con la valutazione delle macro-aree di costo di costruzione dell’impianto, che richiede necessariamente il riferimento a progetti di impianto specifici. Il presente lavoro si propone come un tentativo concreto di stima dei vantaggi economici di design e dovrà far riferimento a 3 modelli di PWR di taglia compresa tra i 50-300MWe. Si è fatto riferimento ai dati disponibili in letteratura per ricavare i dati necessari alle analisi. Data la difficoltà nel quantificare gli effetti della modularizzazione e del project management il risultato delle analisi mostra gli effetti dovuti all’economia di scala contrapposti agli effetti benefici introdotti dalla semplificazione del design. I risultati possono essere sintetizzati comparando i fattori di scala ricavati dalle stime top-down e quelli ricavati a partire dai risultati delle stime bottom-up qui effettuate, che mostrano una minor performance economica associata agli SMRs. Ciò è dovuto ai costi dei materiali che rappresentano il driver principale di molte categorie di costo rilevanti; l’economia di scala incide in maniera più significativa rispetto alle previsioni: la riduzione di output elettrico è molto più importante della riduzione di peso e non riesce ad essere alleggerita da semplificazioni di design.