Propulsione nucleare per la navigazione commerciale: sfide e prospettive

Abstract

La seguente tesi si propone di analizzare l’applicazione commerciale della propulsione nucleare in chiave ambientale, economica e sociopolitica, e quali sono le prospettive per questa tecnologia in ottica degli obiettivi di decarbonizzazione posti dall’IMO per l’industria marittima fino al 2050. Nel primo capitolo viene introdotta un’analisi sulle emissioni del settore marittimo rispetto alla flotta mondiale e alla dimensione delle navi, analizzando anche le misure intraprese negli ultimi due decenni dall’IMO per contrastare l’incremento di emissioni inquinanti e quali potrebbero essere le tecnologie alternative su cui si sta investendo al fine dello sviluppo. Nella seconda parte viene trattata la storia della propulsione nucleare nel settore marittimo, per poi proseguire con un’analisi tecnica sul funzionamento dell’energia nucleare in reattori marittimi e quali potrebbero essere i futuri modelli su cui la ricerca sta maggiormente investendo. L’analisi poi prosegue nel terzo capitolo, in cui vengono illustrati quali sono i benefici socio-ambientali associati all’utilizzo di energia nucleare. Nel quarto capitolo è riportata una analisi qualitativa tramite l’utilizzo di modelli economici per individuare motivazioni, ragioni ed eventi che hanno ostacolato, ostacolano e potrebbero ostacolare la diffusione della propulsione nucleare in chiave commerciale. Nel quinto capitolo viene illustrato il possibile business model per una nave commerciale a propulsione nucleare, analizzando quelle che sono le criticità relative a ciascuna componente di costo. Nel capitolo conclusivo viene analizzato quale è lo stato dell’arte dell’impianto regolatorio per l’utilizzo commerciale della propulsione nucleare e degli attuali standard di training e competenze di cui un equipaggio “nucleare” dovrebbe essere dotato per poter operare. Vengono infine raccolte alcune delle più recenti notizie su come i diversi stakeholders del settore stanno reagendo nei confronti della propulsione nucleare.

This thesis aims to analyse the commercial application of nuclear propulsion from environmental, economic, and sociopolitical perspectives, and to explore the prospects of this technology in light of the IMO's decarbonization targets for the maritime industry by 2050. The first chapter introduces an analysis of the maritime sector's emissions in relation to the global fleet and ship size, also examining the measures taken by the IMO over the past two decades to combat increasing pollutant emissions and exploring potential alternative technologies under development. The second part discusses the history of nuclear propulsion in the maritime sector, followed by a technical analysis of the operation of nuclear energy in marine reactors and potential future models that research is focusing on. The analysis then continues in the third chapter, which outlines the socio-environmental benefits associated with the use of nuclear energy. The fourth chapter presents a qualitative analysis using economic models to identify the motivations, reasons, and events that have hindered, are hindering, and may hinder the commercial spread of nuclear propulsion. The fifth chapter illustrates a possible business model for a commercial nuclear powered ship, analysing the criticalities associated with each cost component. The concluding chapter analyses the state of the art of the regulatory framework for the commercial use of nuclear propulsion and the current training standards and competencies that a "nuclear" crew should possess to operate. Finally, it gathers some of the latest news on how the various stakeholders in the sector are reacting to nuclear propulsion.