Ricerca sul mercato energetico globale: soluzioni supercritiche per il nostro futuro energetico

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Le richieste energetiche di un mondo in crescita non cessano mai. Sfortunatamente, i metodi passati di fornire energia, in particolare il carbone, stanno diventando meno praticabili a causa di una maggiore regolamentazione incentrata sulle preoccupazioni ambientali e sulla protezione della salute umana. Le centrali a carbone del passato stanno diventando obsolete mentre il mondo si rivolge all’estrazione del gas di scisto e a fonti di energia pulita come quella solare, eolica e geotermica per soddisfare il fabbisogno energetico globale di domani. Le tecnologie a ciclo combinato stanno sostituendo gli impianti alimentati a carbone, creando mercati redditizi per le turbine a gas e a vapore. Nel frattempo, miglioriamo le tecnologie esistenti e scopriamo modi nuovi ed entusiasmanti per fornire le fonti di energia che daranno energia ai 21^st Secolo.

Il carbone è morto? Lontano da esso. La Cina, l’India e altre regioni emergenti hanno bisogno di carbone economico per alimentare il loro rapido ritmo di sviluppo, e le nuove tecnologie pulite del carbone sono in grado di fornire energia in modo più efficiente e con un minore impatto ambientale. La proliferazione degli impianti CCGT e il riemergere della produzione di energia nucleare, dopo Fukushima, hanno creato una crescente domanda di turbine alimentate a vapore e gas. Nuova analisi di Frost & Sullivan, Mercati globali delle turbine a gas e a vapore, finds that the market earned revenues of $32.51 billion in 2013 and estimates this to reach $43.49 billion in 2020.₁ Le energie rinnovabili sono l’onda del futuro, ma le fonti energetiche come l’eolico e il solare non sono ancora in grado di fornire la quantità di elettricità necessaria a un mondo affamato di energia.

In questo rapporto SIS International Research tenta di scoprire le tendenze energetiche in evoluzione dal punto di vista di un produttore di apparecchiature elettriche, in particolare per quanto riguarda il consumo di carbone. Esamineremo i micro-trend globali legati a generatori di vapore super critici, ultra super critici e super critici avanzati. Terremo conto anche del cambiamento climatico, del consolidamento industriale e delle politiche governative sull'evoluzione del settore delle apparecchiature energetiche. Il nostro team CI ha recentemente tenuto discussioni approfondite con molte figure chiave del settore energetico per valutare le loro opinioni sul nostro futuro energetico globale come lo vedono loro. 

Quali fattori influenzano maggiormente il settore energetico?

Negli ultimi anni l’era della produzione di energia elettrica dal carbone è andata costantemente diminuendo. In passato, il carbone rappresentava circa 55% del mercato statunitense. Oggi, quella cifra potrebbe essere inferiore a 45%. Le nuove normative relative alle emissioni di CO2 e alla combustione di combustibili fossili hanno avuto un impatto pronunciato sull’industria del carbone e alcune centrali a carbone sono semplicemente diventate troppo costose da gestire. Nel giugno del 2014, l’EPA ha elaborato un piano per l’energia pulita progettato per “mantenere un sistema energetico affidabile e conveniente, riducendo al contempo l’inquinamento e proteggendo la nostra salute e l’ambiente”. ₂ Il Clean Power Plan impone che gli impianti che bruciano combustibili fossili riducano le loro emissioni di carbonio di 30% nel tentativo di rallentare il cambiamento climatico. Gli oppositori del piano temono che alla fine potrebbe portare a licenziamenti e chiusure di stabilimenti.

Oggi le utility mettono in discussione il valore comparativo dell’ammodernamento degli impianti più vecchi con costosi sistemi di controllo della qualità dell’aria per mantenerli conformi, rispetto all’installazione di nuovi impianti a ciclo combinato alimentati a gas. Stanno scoprendo che i vecchi impianti non sono competitivi in termini di costi quando il prezzo del gas naturale è compreso tra $2 e $3 per milione di BTU. L’incertezza sulle normative e sulla direzione futura del consumo energetico ha creato ambivalenza nel settore energetico, soprattutto con il presidente Obama particolarmente esplicito riguardo agli svantaggi del carbone. Alcuni nel settore ritengono che i fornitori di energia aspetteranno di vedere chi prenderà la Casa Bianca nel 2016 prima di fare progetti o continuare a cambiare il modo in cui generano energia.

Altri ancora ritengono che sarà necessario un cambiamento di paradigma più ampio, possibilmente legato ai veicoli elettrici e alla domanda di energia che creerebbero per la produzione di ioni di litio o per la produzione di celle a idrogeno. In definitiva, lo slancio si sta allontanando dalle auto alimentate a petrolio e gas. Si tratta di una transizione lenta perché la benzina, nonostante le sue responsabilità ambientali, è stata un carburante estremamente utile per i trasporti.

Le normative federali creano molta incertezza

Negli Stati Uniti si registra attualmente un rallentamento degli ordini per la modernizzazione delle centrali a carbone, dovuto soprattutto alle normative federali. La diffusa incertezza riguardo alle politiche energetiche federali rende le aziende restie a investire nella tecnologia del ciclo combinato, nonostante le sue promesse. Dopo Fukushima, questa esitazione si estende anche al settore nucleare. Le energie rinnovabili non sono ancora in grado di generare energia sufficiente a soddisfare la domanda globale, quindi una riduzione del 30% nell’uso di combustibili fossili entro il 2030 sembra improbabile.

La National Association of Clean Air Agencies sostiene le normative proposte, ma avverte che “le sfide normative e relative alle risorse che ci attendono sono scoraggianti”.₃ Come ci si potrebbe aspettare, le opinioni sono spesso divise lungo le linee politiche con molti legislatori progressisti e attenti all’ambiente che lodano i mandati mentre i conservatori lamentano la potenziale perdita di entrate e posti di lavoro. 

Indipendentemente da queste opinioni, sembrerebbe evidente che il carbone avrà una ripresa, in una forma o nell’altra, per aumentare l’energia nucleare, le energie rinnovabili, il gas naturale e il ciclo combinato; tutto nell’interesse di soddisfare la domanda energetica globale. 15 anni fa ci fu una spinta verso gli impianti a ciclo combinato alimentati a gas naturale, quindi c'erano molte turbine a vapore e applicazioni a gas. Alcuni citano il fiasco della Enron del 2001 come catalizzatore per la successiva costruzione di centrali a carbone modernizzate con nuove turbine a vapore e caldaie. C’è stata anche una significativa modernizzazione dei cicli del vapore per gli impianti nucleari poiché le società di servizi pubblici cercano di ottenere il massimo dall’energia termica esistente e dalle capacità del ciclo del vapore, ma sarà necessaria una maggiore capacità. Gli investitori sono in attesa di vedere se il settore si sposterà dalla generazione centrale a turbine a gas o celle a combustibile più piccole e distribuite localizzate.

Anche con le tecnologie di cattura del carbonio, il futuro della produzione di carbone negli Stati Uniti è in continuo cambiamento e molto potrebbe dipendere da come spireranno i venti politici nel 2016. Un insider ha suggerito che rimangono solo 200-250 gigawatt di carbone. Soluzioni energetiche concorrenti come il gas naturale e le energie rinnovabili finiranno per appiattire la domanda di generatori di vapore negli Stati Uniti, tuttavia molte regioni e nazioni emergenti potrebbero considerare il carbone come un’opzione energetica poco costosa negli anni a venire.

Quello della Cina Risveglio Ambientale Consapevolezza

“I legislatori cinesi hanno approvato i primi emendamenti alla legge sulla protezione ambientale del Paese in 25 anni, promettendo maggiori poteri alle autorità ambientali e punizioni più dure per chi inquina. Gli emendamenti… consentiranno alle autorità di detenere i dirigenti delle aziende per 15 giorni se non completano le valutazioni di impatto ambientale o ignorano gli avvertimenti di smettere di inquinare”. ₄

La Cina è sempre più consapevole delle preoccupazioni ambientali e utilizzerà le tecnologie più efficaci per far fronte ai vincoli climatologici. Stanno sviluppando rapidamente le infrastrutture per fornire energia elettrica alla rete il più presto possibile, rendendo necessario un continuo affidamento alle centrali alimentate a carbone nel breve termine. Nell’ultimo decennio, i servizi pubblici cinesi hanno acquistato molto materiale per le turbine a vapore, come gli scrubber che rimuovono il biossido di zolfo e l’azoto. Si prevede che dovranno continuare a sviluppare impianti e tecnologie più supercritici per aumentare l’efficienza. 

Nel corso del tempo i cinesi costruiranno più centrali nucleari e si allontaneranno lentamente dalla soluzione provvisoria della produzione di energia alimentata a carbone. Nei prossimi 25 anni perseguiranno con determinazione l’obiettivo di soddisfare fino a 50% della loro domanda di energia con l’energia nucleare. Ciò presenterà buone opportunità per gli OEM che potranno aiutare la Cina a raggiungere l’obiettivo di capacità in futuro. Come gli Stati Uniti, anche loro troveranno e utilizzeranno più gas naturale espandendo le attività di fracking. In definitiva, il gas naturale e l’energia nucleare ridurranno l’attuale dipendenza della Cina dalle centrali elettriche alimentate a carbone.

L’effetto globale dello shale gas sullo sviluppo delle centrali a carbone

In Nord America come in Cina, le normative ambientali stanno plasmando il futuro della produzione energetica. Il boom dello shale gas ha anche ispirato le società di servizi pubblici a convertire le centrali a carbone in quelle a gas o a costruirle nuovo impianti alimentati a gas. Tuttavia, il prezzo delle trivellazioni per il gas naturale, contrapposto al basso prezzo del petrolio, sta causando problemi nel settore del gas. Secondo Bloomberg New Energy Finance,  “Anche se il prezzo del greggio aumenta leggermente e si stabilizza a $75 al barile – come una volta Goldman Sachs pensava che sarebbe successo – 19 delle riserve di scisto del paese non sarà più redditizio”.

A livello globale, la produzione di energia elettrica dal carbone è ancora in aumento, anche se a un ritmo più lento rispetto agli anni precedenti. India e Cina guardano ancora al carbone come fonte immediata di energia a basso costo ed entrambi questi paesi emergenti offrono ai produttori di apparecchiature una reale opportunità di profitto. Nei prossimi 20 anni, si prevede che l’India aggiungerà ulteriori 150 GW di energia alimentata a carbone.

Percorsi europei per l’approvvigionamento energetico        

Non esiste un consenso definitivo tra le nazioni europee quando si tratta di soddisfare le future richieste energetiche. Ogni paese dell’UE deve affrontare sfide energetiche uniche, sia a livello economico che ambientale. La maggior parte dei paesi europei è contraria all’ulteriore sviluppo di centrali energetiche alimentate a carbone. Allo stesso tempo, l'Europa sta cercando di “chiudere” le centrali nucleari in seguito al disastro nucleare di Fukushima. Sfortunatamente, le fonti energetiche rinnovabili da sole non basteranno a soddisfare il fabbisogno energetico delle nazioni europee, come ha recentemente sottolineato Joachim Knebel, capo scienziato del prestigioso Karlsruhe Institute of Technology in Germania, quando ha detto: “È facile dire: “Stiamo puntando sulle rinnovabili”. e sono abbastanza sicuro che un giorno potremo fare a meno del nucleare, ma questo è troppo brusco.₆

La Germania intende eliminare gradualmente le centrali nucleari entro il 2022. Per colmare il divario, ha acquistato un’enorme quantità di tecnologia solare e di generazione verde e spera di aumentare la produzione eolica con impianti di gas naturale a ciclo combinato. In assenza di una significativa produzione di carbone o energia nucleare, le tariffe dei servizi pubblici in Germania sono salite alle stelle. Ci sono anche rapporti contrastanti e controversi secondo cui la Germania starebbe importando energia nucleare dalla Francia e/o dalla Repubblica Ceca. Incapaci di generare energia sufficiente dalle energie rinnovabili, vi è una crescente pressione per utilizzare più carbone ed energia nucleare. Solo il tempo dirà come si svolgerà la storia in Germania. Gli esperti del settore ritengono che potrebbero volerci altri 10 anni prima che si arrivi a una vera soluzione. La maggior parte degli esperti ritiene che Francia e Germania continueranno ad aggiungere altri impianti a ciclo combinato negli anni a venire.

La Gran Bretagna utilizza ancora molto gas e petrolio ottenuti dal Mare del Nord, tuttavia, come la maggior parte delle nazioni dell’UE, non ha accesso a quello che negli Stati Uniti chiamerebbero gas naturale poco costoso. Poiché la Gran Bretagna non sta sperimentando la crescita di altre parti del mondo, può semplicemente eliminare alcune delle più vecchie centrali a carbone perché non ha fame di più energia elettrica. A questo punto, sono guidati principalmente da preoccupazioni ambientali e di sicurezza.

La dipendenza energetica dell’Europa dalla Russia

“L’anno scorso la Russia ha tagliato il gas all’Ucraina a causa di una disputa sulle fatture non pagate. I flussi di gas sono ripresi dopo che è stato mediato un accordo dalla Commissione (europea), che ha un forte interesse a garantire le forniture all’Ucraina poiché è la principale via di transito del gas russo verso l’Unione europea. L’UE sta cercando di ridurre la propria dipendenza dal gas russo, che rappresenta circa il 30% dell’approvvigionamento dell’UE, e sta sviluppando una rotta nota come Corridoio Sud per trasportare il gas azero e il carburante di altri fornitori non russi”.₇

L’Europa fa molto affidamento sulla Russia per la fornitura di gas naturale. Non hanno il vantaggio della fornitura di gas naturale poco costosa come invece hanno gli Stati Uniti; quindi lì i prezzi sono tre o quattro volte più alti. Le nazioni europee continueranno a cercare fornitori alternativi di energia per togliere influenza alla Russia nelle loro transazioni energetiche. La maggior parte ritiene che continueranno a evitare in modo significativo l’energia alimentata a carbone e continueranno a guardare alle energie rinnovabili come futura fonte di energia.

Nel marzo del 2015, Bloomberg.com ha riferito che i prezzi del carbone europeo sono scesi al livello più basso degli ultimi sette anni a causa di un eccesso globale di carburante mentre i governi mondiali continuano ad abbandonare la combustione di combustibili fossili. Il rallentamento della domanda di carbone da parte della Cina, il maggiore consumatore, è visto come una delle ragioni principali del calo dei prezzi.

rt.com

Le conseguenze di Fukushima nell’energia nucleare globale Produzione

“Precedentemente uno dei maggiori produttori mondiali di elettricità generata dal nucleare, il Giappone ha fatto molto affidamento sui combustibili fossili in seguito alla fusione di Fukushima Dai-ichi e al successivo arresto della flotta nucleare del paese. Nel 2013, quando quasi tutta la flotta nucleare del Giappone fu chiusa, più di 86% del mix di generazione del Giappone era composto da combustibili fossili. Nel 2014, la produzione nucleare del Giappone era pari a zero. Il governo giapponese prevede di mettere in funzione alcuni impianti nucleari nel 2015”.₈

I giapponesi sono comprensibilmente preoccupati per il futuro della sicurezza pubblica. Sfortunatamente, dipendono fortemente dalla produzione di energia nucleare, nonostante i recenti sforzi per aumentare le capacità di energia solare ed eolica. All’indomani di Fukushima, il Giappone intendeva chiudere del tutto il proprio programma nucleare e tornare ad altre fonti di produzione di energia. Tuttavia, ulteriori studi hanno dimostrato che non è economicamente fattibile per loro rinunciare completamente al nucleare.

Quando le centrali nucleari giapponesi torneranno in funzione, modificheranno la progettazione degli impianti per evitare futuri disastri. Le strutture più nuove saranno più passive e sicure. Il Westinghouse AP1000 è un reattore progettato su misura per resistere a disastri come quello affrontato recentemente da Fukushima. Sebbene non sia conveniente per il Giappone costruire nuove centrali energetiche alimentate a carbone o impianti a gas, il Giappone e la Germania hanno svolto un ruolo determinante nello sviluppo di tecnologie di combustione del carbone supercritico e ultra supercritico per rendere il processo meno costoso e più competitivo.

La riforma del sistema elettrico giapponese

Dopo Fukushima, il governo giapponese ha creato la politica sulla riforma del sistema elettrico nell’aprile del 2013. Questa politica a tre livelli si concentra sull’ampliamento del funzionamento delle reti elettriche su vasta scala, sulla liberalizzazione dei mercati al dettaglio e della produzione di energia e su progetti di legge sulla separazione strutturale legale per revisione della legge sull’economia elettrica, che sarà presentata alla Dieta nel 2015.

La politica di riforma del sistema elettrico separa i servizi di pubblica utilità dalla distribuzione di elettricità e crea un tipo di mercato molto diverso da quello degli Stati Uniti. Nell'interesse di stabilizzare le infrastrutture energetiche del paese dopo Fukushima, il governo giapponese ha imposto rigide norme operative per le società elettriche invece di consentire a queste entità di competere tra loro. Attualmente, la Tokyo Electric Power Company e la Kansai Power Company forniscono quasi 98% dell'elettricità del Giappone. Ottenere l'accesso alle loro linee di trasmissione è difficile e rende estremamente difficile l'ingresso nel mercato per le nuove aziende.

Negli Stati Uniti, i nuovi produttori di energia possono installare un nuovo impianto e i servizi pubblici sono spesso tenuti ad acquistare l’energia che è meno costosa di quella che possono produrre da soli. Come sempre, tra i politici, il settore energetico e l’opinione pubblica si discute molto sui vantaggi relativi della regolamentazione rispetto alla deregolamentazione del settore energetico. In questo caso, il settore energetico è un ambito in cui l’intervento del governo può essere utile nel fornire i miliardi di dollari necessari per capitalizzare e creare progetti su larga scala in grado di fornire energia a milioni di persone.

In futuro, il Giappone potrebbe perseguire la tecnologia del gas naturale e del ciclo combinato, utilizzando le turbine per generare energia. Il Paese del Sol Levante deve affrontare sfide geografiche uniche che influiscono sulle loro strategie e decisioni in materia di energia. Resta da vedere come la regolamentazione della generazione, trasmissione e distribuzione influenzerà le prospettive del Giappone negli anni a venire. Norme simili sono state implementate in California con risultati contrastanti. Alcune delle principali società di servizi pubblici sono state costrette a vendere le proprie attività di trasmissione e distribuzione, creando una situazione di tensione con Pacific Gas and Electric, San Diego Gas and Electric e Southern California Edison.

Cina e India mantengono le ambizioni nucleari

L’incidente nucleare di Fukushima del 2011 ha paralizzato i massicci piani di costruzione dell’industria dell’energia nucleare. Da allora, tuttavia, molte nazioni stanno ancora una volta abbracciando l’energia nucleare come mezzo ancora praticabile e necessario per la creazione di energia nel 21° secolo.^st Secolo. L'agenzia di stampa Xinhua riferisce che il Consiglio di Stato cinese ha appena dato il via libera a due nuovi reattori presso l'impianto di Hongyanhe del General Nuclear Power Group. Le due unità sono state progettate dalla China General Nuclear Power Company (CGNPC). Secondo il National Business Daily, la Cina aumenterà la propria capacità nucleare fino a 58 GW entro il 2020. Attualmente in Cina sono in costruzione 25 reattori nucleari. Alcuni prevedono che nei prossimi 20 anni lì potrebbero essere costruiti fino a 200 reattori.

In India si sono svolte trattative con gli interessi nucleari statunitensi riguardo alla futura costruzione di centrali nucleari, ma i funzionari della società sono reticenti a rivelare dettagli specifici. È stato riferito che “il governo indiano prevede di triplicare la capacità di generazione di energia nucleare nazionale entro il 2020-21”.₉ Nonostante le ambizioni nucleari o le considerazioni ambientali, l'India continua a costruire centrali a carbone di cui ha bisogno per ragioni economiche. Aggiungeranno attivamente la generazione alimentata a carbone mentre continuano a studiare modi per ridurre la quantità di inquinamento che produrranno. Sebbene utilizzino del gas naturale, è improbabile che passino ad esso esclusivamente a meno che non sia assolutamente fondamentale che lo facciano.

Shale Gas, Fukushima e la politica nucleare degli Stati Uniti

Le politiche nucleari negli Stati Uniti sono state sicuramente più influenzate dall’avvento della produzione di shale gas che da qualsiasi “ricaduta” industriale di Fukushima. Con l’energia generata dal gas disponibile a meno di $20 l’ora, attualmente non ci sono molti incentivi a perseguire il nucleare. Sembra anche che il prezzo del gas naturale rimarrà basso nel prossimo futuro. Questo non vuol dire che le utility non siano interessate ad avere l’energia nucleare nei loro portafogli, ma i benefici attualmente non valgono il rischio. Per il momento, le tecnologie a ciclo combinato offrono i migliori margini di profitto per le utilities e gli azionisti. La produzione di gas naturale continuerà a rallentare la costruzione nucleare negli Stati Uniti, ma in altre parti del mondo prolifererà.

La continua penetrazione nel mercato delle energie rinnovabili

Con le centrali a carbone e l’energia nucleare sotto attacco per ragioni di sicurezza e ambientali, un crescente interesse per le fonti energetiche rinnovabili ha posto nuova attenzione alle fonti di energia eolica, solare, biomassa, geotermica e idroelettrica. Naturalmente, ognuno di questi ha i suoi inconvenienti e i suoi limiti attuali. L’Europa è stata all’avanguardia nell’implementazione di tecnologie energetiche verdi, ma le energie rinnovabili attualmente non sono in grado di generare energia come possono farlo il carbone e il nucleare. Nonostante le preoccupazioni sulla sicurezza sollevate da Fukushima, il nucleare farà sicuramente parte della soluzione energetica globale a lungo termine.

È stato fatto molto lavoro per ottenere il vero “carbone pulito”. Tuttavia, i sostenitori dell’energia verde credono che la vita non possa essere sostenuta rilasciando continuamente ossidi di zolfo e altri inquinanti nell’aria. Il carbone è facilmente disponibile ed economico, il che lo rende un’alternativa necessaria per i paesi in via di sviluppo, ma l’attuale tendenza verso il gas naturale e le energie rinnovabili mostra che a lungo termine la situazione potrebbe essere incerta per il carbone. Mentre continua il dibattito politico sul cambiamento climatico, la tendenza verso le energie rinnovabili e le fonti energetiche più pulite è in movimento. Il governo federale ha offerto alle imprese numerosi incentivi fiscali amministrati dall’IRS nell’interesse di incoraggiare la realizzazione di progetti di energia rinnovabile, tra cui il credito d’imposta sulla produzione di elettricità rinnovabile (PTC) e il credito d’imposta sugli investimenti energetici aziendali (ITC).

I rapporti che emergono sostengono che il rapido progresso delle capacità del solare fotovoltaico potrebbe presto far deragliare il boom dello shale gas. “Tra pochi anni, gli impianti di energia solare forniranno l’energia più economica disponibile in molte parti del mondo. Entro il 2025, il costo di produzione dell’energia nell’Europa centrale e meridionale sarà sceso tra 4 e 6 centesimi per kilowattora, ed entro il 2050 fino a 2-4 centesimi”. Queste sono le principali conclusioni di uno studio dell’Istituto Fraunhofer per i sistemi di energia solare commissionato dal think tank tedesco Agora Energiewende”.₁₀

Nucleare, carbone e piano per l’energia pulita

L’impatto del disastro nucleare di Fukushima Daiichi nel 2011 non può essere sottovalutato. Alcune nazioni come la Germania hanno immediatamente emesso una moratoria sul futuro sviluppo nucleare. Tuttavia, questi paesi hanno scoperto che colmare il divario di capacità senza l’energia atomica non è un’impresa da poco. Lentamente, la costruzione di nuovi impianti sta aumentando in Ucraina, Bulgaria, Cina, Stati Uniti, Gran Bretagna e altrove.  La dipendenza dell’Europa dal gas naturale russo sta anche stimolando un rinnovato interesse per l’energia nucleare e la biomassa nel continente perché le questioni politiche ed economiche hanno reso la fornitura di gas inaffidabile ed economicamente irrealizzabile.

Attualmente esiste una domanda di innovazione nel settore nucleare. A tal fine si stanno sviluppando i reattori di quarta generazione e diverse aziende stanno lavorando su piccoli reattori modulari che potrebbero rappresentare l’onda del futuro. Sebbene Fukushima possa aver rallentato temporaneamente le cose nel settore nucleare, negli ultimi cinque anni sono stati spesi più soldi per la ricerca e lo sviluppo nel settore nucleare rispetto agli ultimi tre decenni.

Alla Conferenza delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici tenutasi a Copenaghen nel 2009, gli Stati Uniti hanno concordato di ridurre le emissioni di gas serra a 17% al di sotto dei livelli del 2005 entro il 2020. Mentre i servizi pubblici lavorano per soddisfare i requisiti del Piano di energia pulita, negli Stati Uniti si stanno costruendo nuovi impianti nucleari e altri sono previsti per il futuro, per colmare il divario energetico lasciato dalla progressiva eliminazione delle centrali elettriche a carbone. “Secondo le previsioni dell’Environmental Protection Agency (EPA) degli Stati Uniti, tra il 2016 e il 2020 potrebbero verificarsi quasi 50 GW di dismissione della produzione di carbone di base a causa del Clean Power Plan proposto dall’agenzia. Questi pensionamenti attesi si aggiungono ai quasi 70 GW di generazione da combustibili fossili che l’EPA riconosce è andata in pensione o andrà in pensione in questo decennio a causa di altre normative EPA. Complessivamente, si prevede che oltre 120 GW di capacità installata, ovvero circa il 33% di tutta la produzione da carbone, andranno in pensione entro il 2020, rappresentando una quantità di elettricità sufficiente ad alimentare 60 milioni di case”.₁₁

Driver per la ristrutturazione degli impianti a carbone

Dall’interno, le utility hanno una duplice motivazione quando si tratta di decidere cosa fare con gli impianti a carbone esistenti. Il Clean Power Plan mira a una riduzione 30% dell’impronta di carbonio degli Stati Uniti entro il 2030 e invita gli Stati a inibire notevolmente la produzione di gas serra. A tal fine, gli impianti a carbone devono essere dismessi o rinnovati. “Gli stati dovranno presentare almeno un piano iniziale entro il 30 giugno 2016, ma potranno scegliere tra una varietà di metodi, dall’espansione dell’uso delle energie rinnovabili alla creazione di sistemi basati sul mercato per lo scambio di emissioni di carbonio”.₁₂ Molti stati potrebbero valutare la possibilità di collaborare con i propri gruppi di regolamentazione della qualità dell’assistenza statale per ottenere il loro piano nell’interesse di ottenere un compromesso. Sperano di poter costruire impianti di gas naturale se accettano di ritirare il carbone. È una tendenza chiara che si sta verificando.

In molti casi, gli impianti alimentati a carbone possono essere rinnovati con nuove tecnologie pulite, ma questo processo ha spesso costi proibitivi e spinge le aziende a costruire impianti completamente nuovi. L’EPA è sicuramente uno dei più forti stimoli al cambiamento all’interno del governo degli Stati Uniti e man mano che le sue regole diventano sempre più rigorose, continuerà a escludere il carbone dall’equazione energetica complessiva. Tuttavia, non si può negare che le energie rinnovabili non siano ancora in grado di soddisfare la domanda energetica globale. Molti ritengono che l’EPA sia il principale motore e catalizzatore del cambiamento, costringendo la maggior parte delle aziende a considerare come alternative il gas naturale o l’energia nucleare.

L’energia nucleare è costosa da produrre e comporta rischi per la sicurezza pubblica, come recentemente evidenziato dall’incidente nucleare di Fukushima. Le utility desiderano mantenere l’energia nucleare nei loro portafogli per mantenere un certo grado di diversificazione dei combustibili in futuro. La produzione di gas di scisto è stata molto redditizia, ma alcuni ritengono che le infrastrutture per il trasporto del gas naturale siano limitate. A lungo termine, il carbone potrebbe essere abbandonato a meno che non si riesca a realizzare una tecnologia efficace per la cattura del carbonio. Al momento, non è ancora commercialmente fattibile per una centrale elettrica su larga scala e i progetti dimostrativi non hanno avuto particolare successo.

A livello internazionale, produttori e designer vedono nella vicinanza un fattore importante per assicurarsi nuovi contratti. Affinché le aziende possano avere successo in luoghi come la Cina e l’India, è necessario che le aziende siano presenti sul territorio. Ma questi paesi non sono interessati solo a importare energia; vogliono crearlo da soli, quindi i produttori stanno comprendendo l’importanza di aprire divisioni e operazioni in grandi mercati in cui i clienti sono interessati ad assumerne eventualmente la proprietà

Da un punto di vista ingegneristico, tutto ciò che riguarda il nucleare dipende dalla politica del governo che determina i fattori critici di sicurezza. Aziende come Areva, Westinghouse, Babcock e Wilcox, Adams Atomic, devono dimostrare la sicurezza dei loro prodotti. Il DOE sosterrà monetariamente i progetti che ritiene meritevoli, e ulteriori $25 milioni in finanziamenti governativi aiutano sicuramente quando si tratta di ricerca sui reattori.

Piccoli reattori modulari offrono nuove soluzioni energetiche

“I progettisti di reattori stanno sviluppando una serie di progetti di piccoli reattori ad acqua leggera (LWR) e non-LWR che impiegano soluzioni innovative ai problemi tecnici dell'energia nucleare. Questi progetti potrebbero essere utilizzati per generare elettricità in aree isolate o produrre calore di processo ad alta temperatura per scopi industriali. Applicazioni della Parte 52 già alla fine del 2015."₁₃

Alcuni paesi più piccoli come la Malesia e l’Indonesia non hanno l’infrastruttura della rete di trasmissione o lo spazio per supportare impianti nucleari su larga scala. Gli SMR (piccoli reattori modulari) forniscono una soluzione praticabile in situazioni come queste. Gli SMR potrebbero anche aiutare la Gran Bretagna a rispettare i suoi impegni a favore di basse emissioni di carbonio e aiutarla ad aumentare la propria capacità di rete. Nuovi progetti SMR vengono implementati anche negli Stati Uniti, in Giappone e in molti paesi in via di sviluppo in tutto il mondo.

Molti nel settore sono piuttosto ottimisti riguardo al futuro degli SMR. Già da tempo nell'industria nucleare vengono utilizzate diverse versioni e diverse aziende come New Scale e SCAMU stanno attualmente lavorando per svilupparle ulteriormente nell'interesse di ottenere la licenza entro il 2020. Il prossimo passo sarebbe trovare clienti disposti ad acquistare loro. Gli SMR sono costruiti in forma modulare in una fabbrica e vengono trasportati al luogo di distribuzione. Sebbene forniscano facilità d'uso e un design compatto, manutenzione e misure di sicurezza elevate Sono ancora richiesto.

Gestione dei rifiuti nucleari e Yucca Mountain

Un insider ha definito la gestione dei rifiuti nucleari negli Stati Uniti “un disastro” e ne ha attribuito la colpa alla politica. È vero che il tipico rancore tra destra e sinistra ha ostacolato la decisione di istituire un luogo di smaltimento centralizzato. Oggi, la maggior parte dei servizi di pubblica utilità immagazzinano i propri rifiuti in fusti secchi nei propri siti poiché non esiste un deposito nazionale specifico per lo smaltimento dei rifiuti nucleari. La Yucca Mountain nel Nevada è stata a lungo considerata il sito preferito per un simile deposito, ma la resistenza pubblica e politica al progetto lo ha finora mantenuto inoperativo. La maggioranza dei cittadini del Nevada si oppone al sito per motivi di sicurezza come l'emissione di radiazioni; questo nonostante le assicurazioni che qualsiasi esposizione alla radioattività rientrerebbe ampiamente nei limiti di sicurezza stabiliti.

Nell'agosto 2013, il Corte d'Appello degli Stati Uniti per il Distretto di Columbia ordinò il Commissione di regolamentazione nucleare di "approvare o respingere la richiesta del Dipartimento dell'Energia per [il] sito di stoccaggio dei rifiuti mai completato a Yucca Mountain, nel Nevada".  Il parere della corte affermava che la NRC stava "semplicemente violando la legge" nella sua precedente azione per consentire l'autorizzazione amministrazione Obama di portare avanti i piani per chiudere il sito di scorie proposto dal momento che rimane in vigore una legge federale che designa Yucca Mountain come deposito nazionale di scorie nucleari. ₁₄

Principali attori nella produzione di turbine

Si prevede che i generatori e i motori basati su turbine genereranno $162 miliardi di vendite sul mercato mondiale nel 2016. Ciò riflette un aumento annuo di 6,4%. Il settore in maggiore crescita è quello delle turbine eoliche. Una crescente domanda di turbine a gas è evidente anche sul mercato internazionale. 

GE, Siemens, Alstom, Mitsubishi, Hitachi e Solair dominano oggi l'industria manifatturiera delle turbine. Queste aziende dominano la concorrenza quando si tratta di gas, vapore, turbine e caldaie. Si ritiene che GE abbia una quota di mercato maggiore delle turbine a gas. L'acquisto pianificato di $15,6 miliardi di Alstom SA comprende il settore delle turbine a gas per carichi pesanti molto apprezzato di tale società.  Combinando il nucleare, il carbone, le turbine a gas o l'idroelettrico, si ritiene che GE produca circa 25% dell'energia mondiale. Se dovesse andare in porto, la fusione tra GE e Alstom cambierà sicuramente l'aspetto della quota di mercato e amplierà l'impronta internazionale di GE.

Gettando una chiave inglese nei lavori, "la Commissione Europea avvierà un'indagine “approfondita” sulla fusione GE-Alstom per valutare se viola le regole della concorrenza. L’indagine durerà 90 giorni con una decisione finale prevista per il 6 agosto 2015”.₁₅ La Commissione ha espresso preoccupazione per il fatto che la riduzione del campo di concorrenza nel settore delle turbine a gas potrebbe portare a un aumento dei prezzi, a una minore innovazione e a minori opzioni per i clienti.

Nel frattempo, nel 2014, Mitsubishi e Hitachi si sono fuse per formare Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. (MHPS).  “First announced on November 29, 2012, the two firms have transferred their respective global thermal power generation operations into a new joint venture through a company split where MHI now holds a 65% equity interest and Hitachi holds 35% in the new merged entity.”₁₆ La fusione fornisce ad entrambe le società un portafoglio più ampio di materie prime energetiche e di soluzioni disponibili.

Nelle turbine a vapore globali, Siemens ha una quota di mercato di 4% nelle vendite annuali. I maggiori interessi nel vapore sono Bharat Heavy Electricals of India (BHEL) con 18%, Toshiba con 10% e Harbin Electric of China con 7%. Valutando i dati di vendita del 2015, l'amministratore delegato di Siemens Joe Kaeser ha affermato che il gas e l'elettricità sono necessari “un concetto più completo per tornare ai margini storici più a lungo termine”.

La voglia di fondersi

Secondo quanto riferito, la China Power Investment Corporation si sta fondendo con la società statale per la tecnologia dell’energia nucleare. Allo stesso tempo la China National Nuclear Power Corporation si sta fondendo con la China General Nuclear Power. Queste fusioni dovrebbero dare a queste entità la forza finanziaria necessaria per diventare globali. Negli Stati Uniti, il DOE sostiene alcuni dei prestiti per la costruzione di nuove centrali nucleari, ma la Cina ha bisogno di forza finanziaria per far leva sul mercato globale. La Cina spera di competere e, alla fine, guidare l’industria nucleare a livello globale costruendo più reattori e ottenendo più tecnologia. Spendono per il nucleare più di qualsiasi altro paese al mondo. Con sede negli Stati Uniti  Progress Energy si è fusa con Duke Energy nel 2012, rendendo Duke Energy la più grande azienda elettrica del paese se si considerano la capacità di generazione, il numero di clienti e la capitalizzazione di mercato.

L'AB1000, l'EBWR e il Nuclear Outlook

Il reattore sperimentale ad acqua bollente (EBWR) della General Electric è stato creato per applicazioni nucleari e, secondo quanto riferito, sta facendo buoni progressi dal punto di vista della progettazione e dovrebbe essere presto pronto per la commercializzazione.   

Il leader del settore al momento è un reattore progettato da Westinghouse negli anni '80, originariamente chiamato AP600. Questa unità è stata ingrandita e alla fine è stata chiamata AP1000. Questi sono in costruzione a Savannah, in Georgia, in tandem con CB&I (Chicago Bridge and Iron). L'AP1000 è un reattore ad acqua pressurizzata che incorpora un EBWR di vecchio tipo progettato da GE che richiede potenza extra per mantenere i suoi sistemi di raffreddamento e per spegnere il reattore in caso di problemi. Riferendosi all'incidente nucleare di Fukushima, i tecnici non avevano energia di riserva da generatori diesel. Per questo motivo non sono riusciti a raffreddare l'impianto e ne è seguito il disastro.

Il design Westinghouse AP1000 prevede un sistema passivo che utilizza la gravità e la convezione termica per spegnere l'impianto anche in assenza di energia esterna disponibile. Le unità attualmente costruite dalla Southern Company sono le prime costruite negli Stati Uniti da 30 anni e si dice che siano “a prova di Fukushima”.

Allo stesso tempo, Toshiba sta costruendo un generatore a turbina a vapore che è molto competitivo in termini di efficienza nell'utilizzo di una fonte di vapore nucleare. Westinghouse e Toshiba si scontreranno sul mercato promuovendo i loro reattori. Alcuni ritengono che Westinghouse sia in vantaggio con un design superiore del reattore ad acqua e un vantaggio significativo in termini di acquisizione di ordini a livello nazionale e internazionale. Hanno fatto molto di più per quanto riguarda l'ingegneria avanzata e la standardizzazione della progettazione in modo che richiedere una licenza operativa sia più semplice e meno costoso; qualcosa che ha attratto la State Nuclear Power Technology Corp (SNPTC) cinese.

Entrambe le società andranno nel Regno Unito, in Bulgaria, Cina e India; praticamente ovunque possano vendere i reattori AP1000 o EDWR. Naturalmente, per molti anni l'attività nucleare di Toshiba è stata l'elemento chiave dell'azienda fino a quando Fukushima non ha spento tutti i reattori nucleari nazionali, molti dei quali non sono stati riavviati. E' ancora una parte molto forte dell'azienda, non tanto dal punto di vista commerciale quanto da quello culturale. Continueranno a essere fortemente supportati dal senior management di Toshiba. Questo è un momento cruciale per l’industria dell’energia nucleare e i prossimi cinque o dieci anni saranno fondamentali per vedere dove porterà. Alcuni ritengono che i piccoli reattori modulari siano il futuro e anticipano che alcune grandi aziende abbandoneranno il settore nucleare o entreranno in mercati diversi.

Comprendere la catena del valore dell’energia

“Secondo la US Energy Information Administration, si prevede che la spesa nazionale totale per i servizi energetici crescerà da circa $1.2 trilioni nel 2010 a oltre $1.7 trilioni nel 2030. La crescente domanda dei consumatori e l’innovazione di livello mondiale, combinati con una forza lavoro competitiva e una catena di fornitura in grado di costruire, installare e fornire assistenza a tutte le tecnologie energetiche rende gli Stati Uniti il mercato più attraente al mondo nel settore energetico globale da $6 trilioni”.₁₇

Dove sono i soldi? Esaminando la catena del valore del business energetico, alcune aree risultano più redditizie di altre. Il ciclo combinato con turbina a gas potrebbe essere la migliore fonte di guadagno perché il costo di investimento per l’installazione è ancora piuttosto competitivo. Nel mercato statunitense, i fornitori commerciali di elettricità competono con altri fornitori in base al costo di immettere sul mercato un megawatt incrementale. Questo costo di produzione variabile è fondamentalmente un calcolo del costo del carburante e del costo di conversione del carburante in elettricità.

Il nucleare si trova all’estremità inferiore della curva in termini di costi di produzione variabili, ma l’investimento di capitale richiesto per installarlo è astronomicamente alto. In questo momento, ci sono molte unità a ciclo combinato in fase di realizzazione perché la conversione del gas naturale in elettricità nelle centrali elettriche a ciclo combinato è inefficiente. Il costo del capitale è prevedibile e compreso. Oggi c’è un enorme passaggio al ciclo combinato poiché le utility cercano di trarre vantaggio dal basso costo del gas naturale e di essere più competitive nel mercato dell’elettricità. Ancora una volta, i prossimi anni determineranno dove si troverà la maggiore redditività. La tecnologia dei reattori è molto redditizia ma richiede miliardi di capitali di investimento. Se gli sviluppatori vendono quella tecnologia possono guadagnare molti soldi, altrimenti possono perdere molti soldi. Si prevede che la gestione dei rifiuti sarà estremamente redditizia negli anni a venire. Anche il settore manifatturiero sembra essere redditizio, ma la maggior parte di ciò avverrà probabilmente all’estero.

I prezzi dell’uranio sono attualmente sufficientemente bassi che, una volta che un impianto nucleare sarà operativo, il costo di conversione del combustibile di uranio in elettricità sarà estremamente competitivo. Il fattore di rischio nel mercato nucleare deriva dalla possibilità che accada qualcosa che faccia impennare il prezzo dell’uranio. Una centrale nucleare è solo leggermente più costosa di una centrale idroelettrica in termini di costi di produzione dell’energia, quindi il nucleare è conveniente se i prezzi dell’uranio rimangono stabili.

Bundling e contratti di servizio a lungo termine

I cinesi hanno recentemente offerto sostegno finanziario per convincere i potenziali clienti del settore energetico a firmare contratti. Altre aziende preferiscono fascio la vendita di attrezzature con un contratto di assistenza a lungo termine. Quali sono i fattori chiave di successo per lo sviluppo di nuove attività in varie località? Molti nel settore ritengono che sia importante pacchettizzare programmi e servizi a lungo termine, e molti grandi attori del settore energetico lo stanno già facendo. I proprietari/operatori negli Stati Uniti spesso non dipendono così tanto da questo tipo di servizi, ma a livello globale i contratti di servizio a lungo termine sono più comuni. Ecco perché è importante che le aziende energetiche nazionali abbiano una presenza fisica e rapporti con clienti internazionali che necessitano di servizi da remoto.  Una volta acquisita la familiarità con la nuova tecnologia, è possibile che questi clienti non necessitino più del contratto di servizio.

Le decisioni di acquisto negli Stati Uniti si basano solitamente sul prezzo e sulle prestazioni anziché su piani di manutenzione estesi. È comprensibilmente un mercato molto competitivo. Le aziende giapponesi come Hitachi spesso non richiedono pagamenti finché un impianto non viene completato; come potrebbe fare un negozio al dettaglio: nessun interesse, nessun pagamento, fino al termine del lavoro. In Europa, non è raro che gli acquirenti acquistino pacchetti e continuino i rapporti con Siemens o Alstom. I pacchetti di finanziamento si applicano solitamente a proprietari meno sofisticati o a persone che hanno più familiarità con la finanza che con l’effettivo funzionamento di un impianto. Le aziende tecnologicamente più avanzate desiderano gestire autonomamente le proprie strutture e prendere decisioni chiave in materia di acquisto in merito a quali parti acquistare e quanto pagarle. In primo luogo, tali decisioni si basano su fattori economici.

Per superare la recente crisi economica, molte aziende hanno venduto a profitto zero o addirittura in perdita, promettendo ai propri clienti che avrebbero mantenuto le proprie capacità e formato il proprio personale. Le cose erano strutturate allo scopo di ottenere contratti di manutenzione e assicurarsi quote di mercato. Storicamente, gli OEM hanno avuto dei vantaggi, ma alcuni di questi potrebbero scomparire con la maturazione dei mercati.

A che punto siamo con la tecnologia di cattura del carbonio?

La tecnologia di cattura del carbonio è stata originariamente utilizzata per migliorare il recupero di gas e petrolio, ma negli ultimi tempi viene utilizzata per ragioni ambientali. Gli impianti energetici alimentati da combustibili fossili sono responsabili della maggior parte delle emissioni di CO2. In futuro, metodi migliorati di cattura del carbonio dovrebbero consentire la cattura e lo stoccaggio sicuro della CO2. Oggi intrappolarlo è costoso. È stato stimato che catturare la CO2 da un impianto da 500 megawatt richiederebbe un impianto di separazione da $400 milioni. Inoltre, l’energia necessaria per far funzionare il separatore catalitico può consumare un terzo dell’energia prodotta da un impianto. Questo quadro economico non è brillante. Alcuni hanno menzionato sovvenzioni, Cap and Trade o regolamenti che potrebbero motivare le persone a ridurre le emissioni di CO2. Alla fine è necessaria una nuova tecnologia che possa sostituire gli impianti di separazione catalitica e finora i concetti proposti per la cattura del carbonio si sono rivelati troppo costosi.

Le persone stanno lavorando sul problema. Babcock e Wilcox, per esempio. Esistono piani tecnicamente fattibili, ma, ancora una volta, hanno costi proibitivi. Al di là dell’ostacolo economico, mantenere la CO2 al sicuro nello stoccaggio è fondamentale poiché qualsiasi guasto può causare seri problemi alla salute e all’ambiente.  Gli alti costi e gli aspetti problematici dello stoccaggio della cattura del carbonio portano molte aziende di servizi pubblici a considerare nuovamente il nucleare come forse la migliore soluzione energetica globale a lungo termine. In ultima analisi, la tecnologia di cattura del carbonio è agli inizi e saranno necessari ulteriori dati e ricerche per analizzarne i rischi e i benefici.

“I chimici dell’UC Berkeley hanno fatto un grande passo avanti nella tecnologia di cattura del carbonio con un materiale in grado di rimuovere efficacemente il carbonio dall’aria ambiente di un sottomarino con la stessa rapidità con cui lo fanno le emissioni inquinate di una centrale elettrica a carbone. Il materiale rilascia quindi l’anidride carbonica a temperature più basse rispetto agli attuali materiali per la cattura del carbonio, riducendo potenzialmente della metà o più l’energia attualmente consumata nel processo. Il CO₂ possono poi essere iniettati nel sottosuolo, una tecnica chiamata sequestering, o, nel caso di un sottomarino, espulsi in mare”. ₁₈

Ciclo supercritico vs. ciclo combinato: valutare le opzioni

Le tecnologie Supercritica e Ultra Supercritica bruciano carbone sotto pressione a temperature estremamente elevate per ottenere una produzione energetica efficiente e emissioni di CO2 notevolmente ridotte. Inoltre, gli impianti a ciclo combinato rilasciano molta meno anidride solforosa e ossidi di azoto che influiscono negativamente sulla qualità dell’aria. Le unità ultra supercritiche sviluppate in Danimarca, Germania e Giappone dovrebbero essere in grado di funzionare con ancora maggiore efficienza e ridurre il costo del carburante.  Gli acciai altolegati che inibiscono la corrosione potrebbero portare ad un rapido aumento delle applicazioni supercritiche e ultrasupercritiche nel prossimo futuro.

La tecnologia IGCC (Integrated Gasification Combined Cycle) “utilizza un sistema di gassificazione del carbone per convertire il carbone in un gas di sintesi (syngas) e produrre vapore. Il gas di sintesi caldo viene trattato per rimuovere i composti dello zolfo, il mercurio e il particolato prima di essere utilizzato per alimentare un generatore a turbina a combustione, che produce elettricità. Il calore dei gas di scarico della turbina a combustione viene recuperato per generare ulteriore vapore. Questo vapore, insieme a quello proveniente dal processo di syngas, aziona quindi un generatore a turbina a vapore per produrre ulteriore elettricità.₁₉

Dal punto di vista economico, le centrali a carbone supercritico sono competitive quando il prezzo del gas naturale è di circa $5 per milione di BTU. Attualmente, il prezzo previsto del gas naturale negli Stati Uniti è compreso tra $3 e $4 per milione di BTU. Quindi, anche se non ci fossero preoccupazioni per le emissioni di CO2, sarebbe finanziariamente ragionevole costruire un impianto a ciclo combinato. Questo è il motivo per cui generalmente non vengono costruite nuove centrali alimentate a carbone, tranne che in India, Cina e Vietnam. Brasile e Cile si sono recentemente interessati allo sviluppo di nuovi impianti alimentati a carbone, ma il miglioramento della tecnologia del ciclo combinato ha portato queste nazioni ad abbandonare ogni ambizione relativa al carbone. Questo stesso atteggiamento è diffuso nella maggior parte dei paesi del mondo.

Proiezioni dei prezzi del gas naturale

Si prevede che i prezzi del gas naturale rimarranno nell’intervallo da $2,50 a $4 per milione di BTU nei prossimi 10 anni. Tuttavia, se ciò fosse vero, sembrerebbe che più impianti si convertirebbero alla tecnologia del ciclo combinato e il mercato attuale rivela che non è così. Alcuni servizi di pubblica utilità stanno utilizzando la strategia di mantenere alcuni servizi alimentati a carbone come “copertura” contro le fluttuazioni dei prezzi del gas naturale. Ad esempio, i problemi in Ucraina potrebbero causare un aumento dei prezzi del gas naturale in Europa da 4$ a $6 per milione di BTU. In tal caso, gli Stati Uniti potrebbero caricarlo sulle navi e inviarlo lì. I dirigenti delle utility sono spesso reticenti a prendere grandi decisioni riguardo ai cambiamenti nell’interesse di preservare il proprio posto di lavoro.

Molti di coloro che si aspettano che i prezzi del gas naturale rimangano così bassi credono che tali prezzi deriveranno dalla continuazione delle attuali tecnologie di estrazione. Ma le aziende che utilizzano queste metodologie affermano di non poter continuare a trarre profitto con i prezzi dello shale gas così bassi. L'amministratore delegato di Exxon Mobil ha dichiarato l'anno scorso: "Stiamo perdendo le nostre magliette" vendendo gas naturale a prezzi così bassi. Le previsioni per prezzi del petrolio molto più bassi rappresenterebbero anche perdite su nuovi pozzi per la maggior parte dei produttori di petrolio”.₂₀

Pertanto, anche se è prevista una certa conversione al ciclo combinato, non vi è stato alcun impegno a riguardo da parte del 100%. Il pendolo potrebbe oscillare a favore del gas naturale, ma le utility preferiscono mantenere una certa flessibilità per “tornare indietro” se necessario. Nel frattempo, continuano ad avvenire sempre più fusioni e ci sono sempre meno servizi di pubblica utilità, una tendenza che sembra destinata a continuare.

I vantaggi dei produttori asiatici

“Cina, Giappone e Corea del Sud sono pronti a surclassare gli Stati Uniti per il dominio dei mercati dell’energia pulita grazie ai loro investimenti governativi sostanzialmente più grandi per sostenere la ricerca e l’innovazione, la capacità produttiva e i mercati nazionali, nonché le infrastrutture critiche correlate. … Cina, Giappone e Corea del Sud investiranno più degli Stati Uniti con un margine di tre a uno nei prossimi cinque anni, attirando gran parte se non la maggior parte dei futuri investimenti privati nel settore. Si stima che gli investimenti privati globali solo nelle energie rinnovabili e nelle tecnologie efficienti dal punto di vista energetico raggiungeranno… $600 miliardi entro il 2020”.₂₁

Le nazioni asiatiche hanno il vantaggio di poter offrire finanziamenti con i loro prodotti. Sebbene l’Asia stia avanzando rapidamente, gli Stati Uniti detengono ancora un vantaggio tecnico rispetto ai produttori asiatici. La Cina in genere ha una clausola nei suoi contratti con le aziende occidentali che richiede trasferimenti di tecnologia, quindi sono sempre stati abili nel raccogliere informazioni tecnologiche dai loro fornitori che applicano ai progetti in Cina. La loro capacità di manipolare la valuta è forse il loro più grande punto di forza. L’aspetto negativo è che alcuni negli Stati Uniti hanno un’impressione negativa delle aziende cinesi, ritenendo che non seguano bene le questioni tecniche o di garanzia. I proprietari potrebbero avere problemi in seguito con trasformatori e altri tipi di apparecchiature di grandi dimensioni.

Cina e India hanno la capacità di produrre le proprie caldaie. Inizialmente hanno preso in prestito i loro progetti e la tecnologia concessa in licenza da aziende dominanti come Babcock, Wilcox e Alstom, ma col passare del tempo le aziende cinesi e indiane hanno sviluppato la capacità di realizzare le proprie caldaie con la propria tecnologia. Molti produttori asiatici hanno stipulato accordi in base ai quali non devono pagare royalties se incorporano il design di qualcun altro. Se un’azienda è alla ricerca di una nuova caldaia e sollecita offerte, potrebbe finire per acquistarla da un’azienda coreana che sta incorporando un progetto originario degli Stati Uniti. Molte aziende occidentali non faranno nemmeno offerte a un potenziale cliente se sanno che anche un produttore cinese o indiano sta facendo un'offerta perché non possono competere in termini di prezzo.

La maggior parte delle caldaie e dei componenti fabbricati oggi provengono dalla Cina o dal Vietnam, dove il lavoro è spesso esternalizzato o meno  molte aziende producono più questi prodotti negli Stati Uniti. L’Europa è ancora in grado di produrre alcune cose in modo competitivo, ma la Cina è il punto di riferimento per il rapporto costo-efficacia. Anche Hitachi e Mitsubishi includono materiali che vengono esternalizzati dalla Cina per essere competitivi. Nonostante la possibilità di ripercussioni a lungo termine, le interazioni delle grandi imprese di capitale con le aziende cinesi spesso comportano accordi di joint venture che stabiliscono che  un trasferimento di tecnologia deve avvenire nel tempo. In un futuro non troppo lontano i cinesi potranno produrre la stessa tecnologia senza coinvolgere un partner di capitale. Naturalmente, il mercato cinese è enorme, quindi le industrie occidentali sono piuttosto ansiose di penetrarlo, ma ciò non è privo di potenziali costi per le vendite future. Offerta di incentivi di capitale in varie regioni, servizi di imballaggio, volume degli ordini di imballaggio; se dieci unità potessero essere vendute ad un prezzo leggermente inferiore ai clienti cinesi, sarebbe molto interessante per loro.

Come accennato in precedenza, molte aziende asiatiche dispongono di licenze per utilizzare le tecnologie occidentali. Corea e Cina utilizzano caldaie di produttori come Foster Wheeler, Babcock e Alstom. Fino a poco tempo fa, questi paesi utilizzavano spesso tecnologie che erano indietro di una generazione ed erano in grado di competere bene perché il software era sicuro ed esisteva da decenni. I cinesi hanno i loro mercati locali e prezzi di produzione bassi, ma la loro tecnologia proviene tradizionalmente da designer occidentali. L’India è vista da molti come un paese in rapida crescita. La loro eccellente conoscenza della tecnologia può elevarli rispetto ad altri sulla base di affidabilità, efficienza e piani di riferimento. Per ora, il vantaggio detenuto dalle aziende occidentali si basa su una tecnologia più avanzata e su un migliore controllo della produzione, ma potrebbe non rimanere così a lungo poiché le aziende asiatiche diventeranno sempre più competenti e capaci dal punto di vista tecnico. 

Negli Stati Uniti, gli operatori del mercato nucleare sono estremamente cauti e avversi al rischio. La tecnologia cinese è talvolta considerata immatura. I clienti internazionali sono fiduciosi che i produttori statunitensi e giapponesi offriranno supporto tecnico per tutta la vita delle unità che producono, ma non si sentono allo stesso modo nei confronti dei produttori cinesi. Pertanto, sono piuttosto cauti nel fare grandi acquisti tecnologici senza sentirsi sicuri di poter essere supportati per i 40-60 anni di vita di una centrale elettrica. Il Nord America e l’Europa sono mercati più maturi. La maggior parte di ciò che serve sono pezzi di ricambio e assistenza. I fornitori asiatici potrebbero essere in grado di colmare queste lacune poiché le parti di base spesso non sono così sofisticate e non richiedono disegni OEM. La competizione principale sarà per parti e componenti.

Hinkley Point C e la controversia cinese

Il progetto Hinkley Point C nel Regno Unito ha generato la sua parte di polemiche. Progettato per portare due nuovi reattori sulla costa settentrionale del Somerset in Inghilterra, è il primo impianto nucleare di “nuova generazione” nel Regno Unito.  Il progetto promette di dare lavoro a 900 persone con 25.000 posti di lavoro potenziali durante la costruzione nel prossimo decennio. Le aziende fanno un'offerta per 16 miliardi di sterline che saranno investiti nella realizzazione del progetto. A parte le prevedibili preoccupazioni per l’ambiente e la salute pubblica, ci sono state preoccupazioni riguardo al coinvolgimento della Cina a Hinkley Point.

Un dirigente di EDF ha confermato che la società è fiduciosa in un accordo di investimento sul progetto Hinkley Point Inghilterra entro la fine di marzo. "In linea di principio, tutti sono d'accordo", ha detto al Financial Times Song Xudan, amministratore delegato di EDF in Cina. … I 24,5 miliardi di sterline energia nucleare Il progetto rappresenta la prima impresa all’estero per China General Nuclear Power Corp, che ha negoziato per le aziende cinesi una quota nella fornitura di componenti del progetto”.₂₂ I cinesi vogliono anche una grossa fetta dei contratti di fornitura e la proprietà di un altro sito nucleare a Bradwell dove hanno intenzione di costruire il proprio reattore nucleare. Queste richieste hanno ostacolato i negoziati in corso a Hinkley Point. 

Il risparmio sui costi è certamente un fattore importante per il Regno Unito nei negoziati con la Cina. Alcuni ritengono che le considerazioni finanziarie spesso giochino un ruolo più importante di quanto dovrebbero quando si tratta di questo tipo di decisioni e che i politici potrebbero acquistare la tecnologia cinese prima di quanto dovrebbero per motivi di opportunità politica. Non si ritiene che la Cina perseguirà immediatamente un coinvolgimento più profondo nei progetti nei paesi sviluppati. Piuttosto, probabilmente si concentreranno sui mercati emergenti dove i costi influenzano pesantemente il processo decisionale. La comunità nucleare globale è piccola, quindi tutti staranno a guardare per vedere come si evolveranno le cose, come sempre accade con le nuove centrali elettriche.

Costo, qualità e avversione al rischio influenzano le decisioni di acquisto

Le decisioni riguardanti gli impianti nucleari variano da paese a paese, a seconda delle preoccupazioni economiche e di qualità. I paesi emergenti sono più propensi a cercare soluzioni economicamente vantaggiose e sono meno propensi a trattare con aziende più grandi e consolidate che fanno pagare di più per i loro servizi. Naturalmente, le normative governative influenzano anche la scelta di quali aziende ricevere affari.

Anche l’avversione al rischio gioca un ruolo importante nella propensione all’acquisto delle nazioni interessate ad acquisire centrali nucleari. Gli Stati Uniti sono considerati particolarmente sensibili al rischio. Ciò potrebbe essere dovuto a NEIL (Nuclear Electric Insurance Limited), “a mutua assicurazione compagnia che assicura tutti centrali elettriche nucleari negli Stati Uniti e in alcune strutture a livello internazionale. L'azienda ha sede in Wilmington, Delaware, ed è registrato in Bermuda. È stata fondata nel 1980 in risposta al 1979 Incidente a Three Mile Island.”₂₃ Responsabile di un risarcimento per la centrale nucleare danneggiata di Crystal River in Florida, Progress Energy stava inizialmente cercando un accordo di $1,9 miliardi che ha inviato onde d'urto attraverso le società associate a NEIL. Alla fine la controversia fu risolta per molto meno; $835 milioni, ma l’incidente ha avuto effetti duraturi, generando nel settore un’avversione al rischio che persiste ancora oggi.

Decisioni di manutenzione interna/esterna

Per alcune aziende, il profitto nel settore nucleare deriva dai contratti di esercizio e manutenzione. Aziende come URS e altre lavorano con margini bassi. Non realizzano profitti astronomici, ma generano entrate rispettabili senza alcun margine. Le aziende più piccole generalmente non hanno la manodopera necessaria per intraprendere da sole il mantenimento delle ispezioni principali, quindi devono appaltare il lavoro dall'esterno. Entergy è passata dal fare tutto da sola alla formazione di alleanze con i produttori. Sono in grado di mantenere un gruppo di competenze chiave in grado di gestire il lavoro svolto per la manutenzione durante i cicli di rifornimento.

Negli Stati Uniti, i servizi pubblici esistono in due categorie:  o impianti commerciali come quelli gestiti da Exelon, o servizi pubblici regolamentati come Duke che devono giustificare i costi e ottenere un ragionevole tasso di rendimento dalle agenzie di regolamentazione su tali spese. In Germania, in pratica, devono semplicemente spiegare i costi, quindi lì hanno un mercato più protetto. Possono svolgere da soli una parte del lavoro ed è più facile per loro confermare i costi. Quindi, dipende da come è strutturato il mercato e dal tipo di ambiente generazionale in cui si trova la società di servizi pubblici.

Cina – Licenze e diritti di proprietà intellettuale

I produttori cinesi, coreani e indiani continuano a prosperare nel sud-est asiatico. Una buona parte di questo successo è dovuta alla classe media emergente in Cina e India. A lungo termine, è probabile che anche queste nazioni abbiano strategie per entrare nel mercato globale e competere anche lì.  Per la maggior parte, questi paesi sono sotto licenza ad aziende occidentali o sono coinvolti in joint venture. Alcuni ritengono che la Cina incorpori il design occidentale nei propri prodotti e che stia diventando sempre più difficile per le aziende occidentali proteggere i propri diritti di proprietà intellettuale. Idealmente, costruire reattori su licenza, secondo specifiche e utilizzando materiali adeguati, potrebbe essere la situazione preferita per la produzione.

Nella maggior parte dei casi, i produttori cinesi hanno licenze per vendere prodotti americani, ma queste licenze prevedono che i prodotti possano essere venduti solo nei paesi in cui sono fabbricati. Alcuni sostengono che le aziende cinesi abbiano tentato di vendere apparecchiature autorizzate ad altri paesi e che la Cina lo farà. rispettano i diritti di proprietà intellettuale solo quando sono arrivati al punto di sviluppare una propria proprietà intellettuale degna di protezione.

C'è anche scetticismo riguardo alla qualità dei prodotti cinesi che esiste ancora oggi. Molte aziende statunitensi esternalizzano la produzione di componenti in Cina e vi è una continua preoccupazione per l’integrità di tali prodotti. Alcune aziende inviano rappresentanti in Cina per osservare i produttori cinesi 24 ore su 24, assicurandosi che non prendano scorciatoie. Ciò potrebbe includere la sostituzione di materiali di qualità inferiore, l'esecuzione di saldature errate o il mancato rispetto in altro modo delle procedure designate. Ancora oggi, i produttori cinesi hanno avuto difficoltà a scuotere la loro reputazione di persone che tagliano gli angoli a rischio della sicurezza e/o delle prestazioni.

Alla fine, la Cina acquisirà la tecnologia e il know-how necessari per competere sulla scena mondiale con produttori come Westinghouse, GE e Toshiba. In alcuni mercati domineranno addirittura. Mentre gli Stati Uniti potrebbero attualmente essere avversi al rischio legato ai prodotti cinesi, altre nazioni guarderanno alla Cina perché è conveniente. Apprezzeranno anche il fatto che la Cina abbia concesso in licenza le tecnologie o che abbiano preso parte a trasferimenti tecnologici con rispettate aziende occidentali. Alcuni ritengono che una volta che una tecnologia sarà passata ai cinesi, nessuna azienda sarà in grado di controllare l’innovazione cinese o il modo in cui fabbricano i propri prodotti.

Le joint venture cinesi continueranno?

Oggi ci sono molti centri di ricerca in tutta l'India e in Cina che coinvolgono joint venture tra quelle nazioni e varie società occidentali. Questo tipo di condivisione e diversificazione tecnologica internazionale continuerà. La Cina, invece, è ancora tecnologicamente indietro, ma sta recuperando terreno. In genere si ritiene che nei prossimi cinque-dieci anni riusciranno a recuperare il ritardo e potrebbero farcela da soli. Molto di ciò dipenderà dal fatto che gli interessi occidentali continueranno a portare valore alle joint venture con i cinesi. Se ciò non avviene e le aziende occidentali vogliono solo soldi, è improbabile che le joint venture vadano avanti.

In definitiva, “la Cina vuole massimizzare l’autosufficienza nella tecnologia, nella produzione e nella progettazione dei reattori nucleari, sebbene siano incoraggiati anche la cooperazione internazionale e il trasferimento di tecnologia. Avanzate reattori ad acqua pressurizzata come il ACPR1000 e il AP1000 sono la tecnologia mainstream nel prossimo futuro. Entro la metà del secolo reattori a neutroni veloci sono considerati la tecnologia principale. I piani più a lungo termine per la capacità futura sono 200 GW entro il 2030 e 400 GW entro il 2050. Si prevede che i reattori a neutroni veloci contribuiranno con 1400 GW entro il 2100. La Cina è posizionata per diventare un esportatore di reattori, attraverso lo sviluppo del CPR-1000.”₂₄

Molto dipenderà dalla performance finanziaria delle aziende asiatiche per quanto riguarda il loro futuro successo nel mercato nucleare globale. In questo momento c’è ancora molta incertezza. Nel complesso, tuttavia, si ha la sensazione che i paesi dell'area del Pacifico e i paesi BRIC (Brasile, Russia, India e Cina) costituiranno componenti fondamentali della crescita del settore prevista per gli anni a venire.

Perché l'India?

Gli occhi sono puntati sull’India come luogo potenzialmente redditizio per esportare la tecnologia nucleare. L’India potrebbe rivelarsi una base produttiva ideale per i paesi in via di sviluppo che non necessariamente desiderano la tecnologia più recente e avanzata, ma hanno bisogno di acquistare infrastrutture. Ci sono altre ragioni per una migrazione in India e per la produzione lì?

Molti vedono l’India come un centro di ingegneria che ispira fiducia. Se un importante produttore è alla ricerca di un centro a basso costo e sceglie di collocare un ufficio di ingegneria a Calcutta, allora un concorrente sceglie di avviare una struttura a Calcutta, dispone già di una forza lavoro relativamente qualificata da cui può ottenere talento. Tuttavia, quando arriva una terza azienda e decide di aprire un negozio lì, nel giro di cinque o sei anni scopre che quello che era stato un centro di produzione a basso costo ora ha costi di manodopera che si avvicinano a quelli degli Stati Uniti e dell’Europa. Ciò è particolarmente vero se si tiene conto del costo di fare affari in quelle regioni. I vantaggi cominciano a erodersi. Situazioni simili si sono verificate a Budapest e Delhi. Potrebbe essere la natura del business. Alcuni ne parlano onshore di nuovo posti di lavoro; riportandoli negli Stati Uniti, poiché nel tempo i vantaggi della globalizzazione e dei centri offshore a basso costo si sono erosi. Se questo fatto non è evidente oggi, sarà molto più riconoscibile tra 25 anni.

Alcuni investitori sono rimasti delusi dal fatto che lo sviluppo in India non è stato così ampio come sperato. La Cina continua ancora a dominare in quella parte del mondo. L’India ha lo svantaggio di non avere una fornitura immediata di gas naturale, il che la rende dipendente dai combustibili locali, dal nucleare e, soprattutto, dal carbone.

Mantenerlo locale

In alcuni paesi esistono requisiti di contenuto locale per garantire che non vengano sfruttati e che i posti di lavoro e la manodopera rimangano nel paese di origine. Questa situazione viene spesso affrontata attraverso joint venture. In  India, le aziende locali tendono ad ottenere contratti per nuovi ordini. Pertanto, gli interessi esterni devono collaborare con gli interessi locali per avere successo nelle offerte. Nel mercato indiano ci sono alcune grandi aziende produttrici di caldaie che hanno accordi di licenza con aziende con sede negli Stati Uniti. Le società indiane interne di caldaie sono molto difficili da battere, quindi potrebbe esserci l’opportunità per un’azienda di correre il rischio e fare un’offerta contro (ad esempio) Bharat Heavy Electricals –BHEL – come hanno fatto alcune aziende. Naturalmente, l’India è molto attraente perché il costo della manodopera è estremamente basso e il costo per raggiungere il mercato è poco costoso.

Approfondimento sulle joint venture

La fusione tra GE e Alstom continua a suscitare fascino nel settore nucleare. Si era ipotizzato che GE non avesse mai voluto entrare nel settore delle caldaie perché la sua attività di marketing era più efficace con le turbine a vapore. Altri ritenevano che GE fosse interessata a collaborare con qualcuno nel settore delle caldaie o ad acquistare del tutto un'altra società. Alla fine, GE avrebbe resistito a questi impulsi nel settore delle caldaie per paura che l'idea non portasse abbastanza profitto.

Alla fine, tutte le fusioni si basano sull’offerta; chi compra e cosa compra? Quali sono i fattori di valutazione? Naturalmente, questo tipo di valutazioni riguardanti la strategia sono difficili da fare a livello macro.  Ironicamente, le alleanze possono funzionare per un progetto, ma nel progetto successivo un alleato può diventare un concorrente diretto. Sembra che nessuna azienda abbia tutto. Tutti hanno i loro punti di forza. La maggior parte ritiene che questo sia un aspetto importante e salutare del business.

Spin-off di Babcock e Wilcox

“… Energia fornitore di servizi, The Babcock & Wilcox Company… ha compiuto un passo preliminare nel suo piano di scorporazione della sua attività di produzione di energia. Babcock & Wilcox Enterprises Incorporated, una filiale di nuova costituzione che comprenderà le attività di produzione di energia della società, ha presentato una dichiarazione di registrazione iniziale Modulo 10 presso la Securities and Exchange Commission (SEC) degli Stati Uniti. Industrial Info sta monitorando $5,69 miliardi in progetti in bianco e nero presso centrali elettriche alimentate a carbone, gas naturale e rifiuti, e $10 milioni in progetti presso un impianto di combustibile nucleare che rifornisce la Marina degli Stati Uniti.₂₅ Si ipotizza che questo spin-off potrebbe precedere un prossimo consolidamento con qualcun altro e, se lo facesse, seguirebbe una tendenza che si è già verificata altrove nel settore. La decisione fa probabilmente parte della strategia di sviluppo commerciale di B&W poiché possiede un impianto nucleare da 50-100 MW che sta cercando attivamente di commercializzare.

Lo sviluppo di prodotti nucleari è ancora un'impresa relativamente nuova per B&W. Non è ancora chiaro se riusciranno ad avere successo con la loro centrale nucleare più piccola. Al momento, l’unica utility che sembra prendere seriamente in considerazione la questione è TVA. La loro generazione è attualmente vicina ai 30mila megawatt e l'unità in discussione è di soli 100 mw. In un certo senso, TVA sta aiutando B&W a vedere se la tecnologia è fattibile. Un impianto più piccolo è intrinsecamente meno pericoloso quando si tratta di progetti di tipo nucleare ed è molto meno suscettibile ai problemi legati alle radiazioni che si disperdono nell’aria, nel suolo o nell’acqua. In questo momento della storia degli Stati Uniti, si tratta di una nuova impresa commerciale che sta entrando nel mercato in un momento in cui le persone guardano al gas naturale come fonte energetica dominante per il prossimo futuro. 

Se i prezzi dello shale gas si manterranno vicini a $2 per milione di BTU per il prossimo decennio, la maggior parte delle nuove costruzioni saranno incentrate su impianti di gas naturale. Se tali prezzi salissero a $8 per milione di BTU, le utility dovranno decidere tra carbone, riduzione del carbonio e produzione di energia nucleare. In futuro, il nucleare potrebbe effettivamente essere la risposta definitiva, poiché sarebbe più fattibile se i prezzi del gas alla fine dovessero aumentare. Gli addetti ai lavori ipotizzano che tali decisioni siano probabilmente necessarie tra 10-12 anni. Nel frattempo, la Compagnia del Sud è in procinto di aggiungere due unità nucleari alla sua flotta. Inizialmente ne avevano previsti quattro, ma i costi si sono rivelati superiori al previsto. Hanno costruito centrali nucleari, a ciclo combinato e a carbone, stando attenti a bilanciare il loro portafoglio. Se i prezzi dell’energia dovessero fluttuare, la produzione nucleare è abbastanza prevedibile perché la maggior parte dei costi ad essa associati sono legati alla costruzione dell’impianto stesso. I costi del carburante sono molto bassi, quindi una volta che un impianto è in funzione e i costi operativi di produzione dell’energia nucleare sono piuttosto bassi.

Toshiba e Westinghouse condividono ambizioni nucleari

Nel 2006, le cose stavano migliorando nel settore dell’energia nucleare. Toshiba ha deciso di collaborare con IHI Corporation per acquistare Westinghouse per una cifra pari a $5,4 miliardi. In seguito, Toshiba ha dovuto separarsi da un altro miliardo di $1 per assicurarsi una partecipazione di controllo in Westinghouse quando la Marubeni Corporation ha avuto i piedi freddi e ha voluto ritirarsi, minacciando l'accordo. Da allora, l’incidente nucleare di Fukushima ha indotto i potenziali investitori ad abbandonare, almeno temporaneamente, l’energia nucleare. Ovviamente, Toshiba non aveva previsto una simile svolta degli eventi e credeva che i reattori nucleari avrebbero raggiunto un picco più elevato di quello attuale.

Il 22 gennaio^e, Nel 2015, Toshiba ha avviato trattative per fornire attrezzature per molti reattori nucleari cinesi e altri impianti in Kazakistan. “Toshiba ha già una posizione di leadership nel mercato cinese dell'energia nucleare e sta cercando di consolidarla attraverso la sua unità Westinghouse Electric.      Le economie emergenti guardano sempre più all’energia nucleare come un modo per frenare le emissioni di carbonio, che contribuiscono al riscaldamento globale, anche se il crollo del prezzo del petrolio potrebbe cambiare alcuni di questi incentivi a lungo termine”.₂₆

Nel frattempo, Westinghouse è ansiosa di consegnare reattori per un potenziale impianto nel Gujarat, in India, sulla scia dei progressi compiuti riguardo alla legge sulla responsabilità. Ora che è operativo un accordo tra Stati Uniti e India, Westinghouse sta esplorando la possibilità di fornire componenti al Gujarat aggirando Toshiba, la loro holding in Giappone. A causa dell'accordo sul nucleare civile tra India e Giappone, Toshiba non può essere coinvolta nella transazione. 

Westinghouse si riferisce al suo AP1000 PWR come "la centrale nucleare più sicura ed economica disponibile sul mercato commerciale mondiale”.₂₇ Ne pubblicizzano l'affidabilità senza precedenti, il design efficiente e i costi competitivi. L'AP1000 è stato il primo reattore di terza generazione per il DOE ed era considerato l'apice della progettazione tecnologica quando fu inizialmente concesso in licenza. È ancora considerato uno dei reattori di livello più alto al mondo. L'AP1000 non è privo di detrattori. Nel 2010, diverse organizzazioni ambientaliste hanno chiesto un'indagine su quelli che ritenevano fossero punti deboli nella progettazione di contenimento del reattore. John Ma, un ingegnere strutturale senior presso l'NRC, ha anche ipotizzato che parti del rivestimento in acciaio del reattore fossero suscettibili all'impatto di un aereo o di proiettili lanciati dalle tempeste. Gli esperti di Westinghouse non sono d’accordo.

Più aziende uniscono le forze

La tendenza al consolidamento industriale è destinata a continuare nel settore energetico globale. GE si è accoppiata con Alstom. Mitsubishi e Hitachi hanno unito le forze. La tedesca Siemens ha recentemente seguito l'esempio con alcune proprie mosse di scacchi. Nel 2014 hanno acquisito l'attività energetica di Rolls-Royce e si sono poi fusi con Dresser-Rand Group, un fornitore internazionale di componenti aftermarket.  servizi e soluzioni di attrezzature. L'accordo valeva circa $7,6 miliardi. “Siemens intends to operate Dresser-Rand as the company’s oil and gas business retaining the Dresser-Rand brand name and its executive leadership team. In addition, Siemens intends to maintain a significant presence in Houston, which will be the headquarters location of the oil and gas business of Siemens.”₂₈

Alcuni credono che Siemens speri di trarre profitto dal boom del mercato statunitense del petrolio e del gas di scisto, dando al tempo stesso concorrenza al suo rivale nel settore energetico, GE. GE ha tuttavia una presenza monolitica nel mercato statunitense, quindi Siemens cercherà di recuperare terreno nel prossimo futuro. GE ha investito più di $14 miliardi nel gas e nel petrolio dal 2007. Siemens è un po' in ritardo, ma l'acquisizione di $1,3 miliardi del settore energetico di Rolls-Royce nel maggio del 2014 è stata effettuata nella speranza di colmare il divario con GE. È difficile per le aziende mettere i piedi in strada da sole. Indipendentemente dalla pazienza o dalla capacità di un'azienda di mantenere una visione a lungo termine, le partnership sono diventate la regola del giorno. In Cina è un gioco da ragazzi. In altri mercati asiatici, è estremamente difficile per le aziende far crescere il proprio business in modo organico.

Consolidamenti e confusione nella politica energetica statunitense

Vengono avviati alcuni consolidamenti pensando alla produzione di gas di scisto. Ma il segmento delle turbine a vapore non dipende solo dal gas per essere redditizio. Se si diffondesse il carbone, o se il nucleare tornasse in voga, la maggior parte delle aziende continuerà a fornire prodotti per tali combustibili. Nel settore delle turbine a gas, la maggior parte delle aziende che cercano efficienze ottimali avranno un ciclo di fondo con una turbina a vapore. In questo modo si può realizzare un ciclo combinato con turbine a gas e vapore. La maggior parte degli OEM e dei loro partner stanno cercando di vendere la tecnologia del ciclo combinato anziché quella del ciclo semplice.

Molti negli Stati Uniti, in Europa e nel mondo sono confusi riguardo alla mancanza di chiarezza nella direzione energetica federale degli Stati Uniti, che sembra consistere in “un miscuglio di politiche sconnesse progettate per collegi elettorali specifici senza alcun obiettivo coerente”.₂₉ Gli Stati Uniti hanno sussidi energetici per i combustibili nucleari, eolici, solari e fossili, nonché sussidi per l’ammodernamento degli edifici. Ancora da definire è l’obiettivo finale degli Stati Uniti e la tempistica per arrivarci.  Mentre queste questioni vengono discusse, il mercato globale dell’energia continuerà ad essere guidato dal mercato. La domanda di elettricità continuerà a crescere finché i sistemi informativi e i sistemi informatici continueranno ad espandersi. Le domande ora sono: come verranno soddisfatte queste crescenti richieste e chi nel settore sarà in grado di soddisfarle?

Giappone: oltre Fukushima

Le aziende giapponesi di apparecchiature hanno la capacità tecnologica di soddisfare le esigenze del settore energetico in Asia e nel mondo. Sono aggressivi nella promozione globale dei loro prodotti, che sono generalmente considerati di buona qualità.  La loro recente partnership con Westinghouse li pone in prima linea sul mercato e in competizione per progetti di alto livello. Sfortunatamente, il Giappone è ancora in difficoltà a livello interno a causa delle conseguenze di Fukushima. “La politica giapponese è stata dominata dall’energia in seguito al disastro dell’11 marzo 2011. La decisione di spegnere tutte le rimanenti 48 unità nucleari ha introdotto reali preoccupazioni di brownout, precedentemente impensabili nel sistema energetico giapponese.₃₀ In un paese non noto per la produzione di gas o energia da carbone, la situazione nucleare del Giappone ha avuto un impatto negativo sulla sua economia. 

Tuttavia, il Giappone è formidabile. Hanno ridotto la struttura dei costi per essere competitivi con i cinesi nelle apparecchiature energetiche e, in una certa misura, con i sudcoreani. Il Giappone comprende il valore di essere in grado di mettere insieme un intero pacchetto energetico e, con il finanziamento di progetti, ha ottenuto posti di lavoro. Hanno una buona strategia competitiva, ma al momento il Giappone non è nella migliore posizione di costo relativo. Tuttavia, possono capire come vincere. La tecnologia e le attrezzature di cui dispone il Giappone li rendono un buon partner potenziale per le aziende dei paesi in via di sviluppo.

Quote di mercato e probabilità di redditività

Nel comprendere la redditività delle aziende nella sfera energetica globale, può essere difficile scoprire le effettive quote di mercato e i livelli di profitto. Anche le cifre approssimative sono sfuggenti perché sono tutte protette con molta attenzione, e per una buona ragione. La concorrenza è feroce. Gli addetti ai lavori sostengono che i livelli di profitto per le nuove attrezzature sono ridicolmente bassi per tutti, quindi nessuno guadagna soldi da questo punto di vista. Stanno invece cercando di aumentare la propria quota di mercato, aumentare la base di mangimi installata e quindi trarre profitto dalla fornitura di servizi nel tempo. In questo modo, le fabbriche restano occupate, le persone restano occupate e la quota di mercato migliora man mano che le aziende si espandono lentamente. È stato detto che nessuno trae grandi profitti. I numeri nel nuovo mercato unitario sono probabilmente inferiori a 10% per la maggior parte dei fornitori in termini di utile netto.

Alcuni credono che i soldi siano nella manutenzione; fornitura di servizi operativi, pezzi di ricambio e pezzi di ricambio. Queste cose hanno costantemente fornito un margine migliore per molti anni. Guardando il mercato nel suo complesso, al momento ha molto senso perché i prezzi sono così competitivi. Il rischio che i problemi legati ai progetti aumentino inaspettatamente i costi è così alto che molte aziende spesso si concentrano solo sul rimanere in attività nel mercato attuale.

Costruire relazioni con i fornitori

Alcuni si chiedono se sia importante per i fornitori costruire rapporti esclusivi con le aziende energetiche. In verità, la trasparenza è una procedura operativa standard nelle industrie nucleari e termiche statunitensi. Ciò potrebbe essere dovuto al fatto che molti anni fa le centrali elettriche venivano assemblate sulla base di progetti standard e vi era una notevole sovrapposizione tra i fornitori di caldaie e i fornitori di generatori a turbina. A volte questo funzionava bene per gli acquirenti che non avevano molto margine o capacità in eccesso, ma in alcuni casi si verificava una discrepanza. Nell'ambiente attuale la trasparenza tra i fornitori è la norma perché l'interfaccia è gestita da un architetto ingegnere e non c'è molto margine nelle sovrapposizioni progettuali.

Si ritiene che l’industria nel suo insieme si trovi in una curva di apprendimento, ricostruendo la base di conoscenza, la catena di fornitura e praticamente tutto il resto su scala globale. Le aziende possono trarre vantaggio dalla scelta di fornitori specifici che offrono qualità e prezzo costanti. È anche importante sapere che un fornitore sarà disponibile a lungo termine durante un progetto di costruzione esteso. Col tempo, i fornitori miglioreranno consentendo alle aziende di selezionare personalmente i propri fornitori da un pool di entità comprovate. Negli Usa è presente anche la National Regulatory Commission (NRC) per “prevenire l’uso di articoli contraffatti, fraudolenti e sospetti. I loro programmi includono un'attenta selezione dei fornitori, un controllo efficace dei subfornitori e l'autorità di contestare il "pedigree" di una parte quando necessario."₃₁ L'NRC ispeziona gli impianti nucleari e i siti di produzione dei fornitori. Diffondono informazioni e forniscono indicazioni agli interessi nucleari.

Reattori russi a Singapore e Budapest

Nel 2012 la Rosatom State Atomic Energy Corporation (ROSATOM) ha aperto un ufficio marketing a Singapore. ROSATOM è una società statale russa senza scopo di lucro con sede a Mosca ed è l'organismo di regolamentazione del complesso nucleare russo. Il loro intento è quello di promuovere le capacità nucleari russe sviluppando al contempo gli affari in Australia e nel sud-est asiatico. "I piani di sviluppo dell'energia nucleare nel Sud-est asiatico e in Australia implicano la costruzione di un massimo di 15 reattori entro il 2030, il che rende questa regione una delle più promettenti per lo sviluppo dell'attività di ROSATOM", ha osservato Alexey Kalinin, direttore generale di ROSATOM Overseas .”₃₂

Questa parte del mondo utilizza molta della tecnologia Westinghouse, ma la Russia ovviamente si sente incoraggiata a competere con loro. Alcuni ritengono che la Russia potrebbe non avere il know-how tecnico per operare a Singapore e che la manodopera qualificata di cui hanno bisogno potrebbe non essere disponibile lì. È una situazione chiavi in mano in cui la Russia costruirà e gestirà i reattori. Singapore paga e la Russia dà loro energia. La Russia può fare il lavoro a un prezzo inferiore rispetto ai cinesi? Resta da vedere. Fino a quando i reattori non saranno completati, sarà difficile calcolare i costi. Si può speculare sul prezzo, ma nel frattempo possono accadere molte cose tali da alterare le cifre finali.

Più recentemente, i rapporti indicano che la Russia ha concesso un prestito di 10 miliardi di euro a Budapest per l’espansione dell’impianto di energia nucleare di Ungheria Paks. Ciò ha portato ad accuse secondo cui la Russia spera di ottenere influenza politica nell’UE con le sue azioni. Alla fine di marzo del 2015, la Russia ha firmato un accordo con la Giordania per la costruzione di due reattori da 2000 mW al prezzo di $10 miliardi. Si prevede che saranno completati entro il 2022. L’accordo prevedeva che la Russia accettasse i rifiuti di combustibile nucleare generati dai reattori.

Margini di sicurezza per i recipienti di contenimento

In seguito a disastri nucleari come quelli avvenuti a Three Mile Island, Chernobyl e Fukushima, è stata prestata molta attenzione ai contenitori a pressione dei reattori e alla loro capacità di contenere la radioattività in caso di incidente o incidente nucleare. Il recipiente a pressione generalmente contiene il refrigerante del reattore nucleare, il nocciolo del reattore e la copertura del nocciolo.

In un reattore ad acqua bollente, a causa del modo in cui è controllato e poiché l'effetto turbina è un circuito di feedback al reattore stesso, nella progettazione è presente un margine di lancio 3%. Ciò significa che ci sono solo 3% di margine aggiuntivo tra il reattore e il lato del generatore a turbina che produce l’elettricità. Si tratta di un ampio margine rispetto a un reattore ad acqua pressurizzata, che ha solo un margine di 2% per tolleranze di produzione e tolleranze di progettazione. Per gli impianti termali è più o meno lo stesso; un margine di progettazione 2% per il fattore carbone e il ciclo combinato a gas naturale. Non c’è molto spazio per gli errori, quindi i produttori devono lavorare a stretto contatto ed essere ben coordinati dagli ingegneri.

“Nell’aprile del 2010, Arnold Gundersen, un ingegnere nucleare... ha pubblicato un rapporto che esplorava un pericolo associato alla possibile ruggine del rivestimento in acciaio della struttura di contenimento. Nel progetto dell'AP1000, il rivestimento e il cemento sono separati e, se l'acciaio si arrugginisce,... "il progetto espellerebbe i contaminanti radioattivi e l'impianto potrebbe fornire al pubblico una dose di radiazioni 10 volte superiore al limite NRC" secondo Gundersen.₃₃

Tecnologia emergente di allarme termo-acustico

I reattori nucleari hanno una serie di sistemi di controllo e rilevamento, ma all’interno del nucleo le condizioni sono così radicali che i sensori tradizionali non funzionano. Ciò ha impedito agli operatori di capire esattamente come funzionano i nuclei nucleari.  Westinghouse e accademici della Pennsylvania State University e dell'Idaho National Laboratory hanno sviluppato una nuova tecnologia che rileva i cambiamenti di temperatura e pressione, oltre al dosaggio delle radiazioni, con sensori termoacustici che emettono una frequenza di “fischio” per allertare gli operatori.  Westinghouse sta brevettando il dispositivo e vuole commercializzarlo entro il 2019.

This technology features “thermo-acoustic neutron sensors… in the reactor to monitor the core power distribution and the temperature distribution, removing the need for tubing, wiring and vessel penetrations that are required to support existing surveillance instruments. That reduces the costs associated with maintaining such equipment … Plant operators will be able to monitor the core much more accurately, allowing them to produce more electricity from the same amount of uranium … “₃₄

Gli operatori saranno in grado di monitorare varie posizioni assiali nei nuclei di combustibile e ottenere dati sulla temperatura e sulla velocità di fissione. I dispositivi sono lunghi 5" - 8" con camere di risonanza di varia lunghezza, ciascuna con una frequenza diversa che indica ai tecnici aree problematiche specifiche nella distribuzione dell'energia. Non è noto se Westinghouse intenda mantenere questa tecnologia internamente.

L'accordo GE/Alstom attende l'approvazione

Le autorità di regolamentazione antitrust dell'UE hanno anticipato la scadenza per l'ok dell'offerta di $13,5 miliardi di GE per il business delle apparecchiature elettriche di Alstom. La Commissione europea è evidentemente preoccupata per gli aumenti dei prezzi che potrebbero derivare dall’accordo. GE ha ottenuto il via libera a più di 50 transazioni da quando l'acquisizione di Honeywell per $42 miliardi è stata bloccata dalla Commissione nel 2001. Secondo quanto riferito, GE è ottimista sul fatto che l'accordo con Alstom verrà approvato.

Sembra esserci una sinergia geografica tra le due società. GE è storicamente dominante negli Stati Uniti e Alstom ha una grande presenza in Europa. Entrambi hanno linee di prodotti simbiotici. Gli addetti ai lavori hanno varie teorie sulle intenzioni di GE nel fare un'offerta per Alstom. Alcuni non credono che l’acquisto di Alstom miri a rendere GE più competitiva nel mercato dei combustibili fossili. Piuttosto, ritengono che GE abbia acquistato Alstom per la base installata delle turbine a gas, il che consente loro di estrapolare la loro strategia di garantire accordi di servizio contrattuali. È probabile che GE desideri ottenere l'accesso all'impareggiabile organizzazione di vendita di Alstom. Anche la turbina a vapore di Alstom per ciclo combinato potrebbe aver attratto GE. La maggior parte non ritiene che il settore del carbone sia stato il motore dell’acquisizione di GE.

L’approccio tandem sta funzionando anche per altri operatori del settore energetico. “Mitsubishi Hitachi Power Systems Americas, Inc. … ha annunciato l'integrazione formale delle sue attività nelle Americhe, culmine della storica fusione tra le attività dei sistemi di generazione di energia termica di Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. e Hitachi, Ltd. L'accordo di joint venture globale concluso su 1 febbraio 2014, espandendo la propria presenza nelle Americhe…”₃₅

GE dominava il mercato 70% negli Stati Uniti, ma negli ultimi tempi Siemens (Germania) è cresciuta e ha conquistato parte di quella quota di mercato. Alstom ha sempre rappresentato una parte piuttosto piccola del mercato statunitense, quindi quando si tratta di generatori a turbina, l'azienda che potrebbe essere cresciuta di più e aver affollato il mercato di GE è Toshiba. Anni fa, Toshiba puntava a vendere quante più turbine a vapore possibile nel mercato del ciclo combinato, così si ritrovò con centinaia di unità negli Stati Uniti.

Oggi sono pochissimi i nuovi impianti in costruzione negli Stati Uniti; forse 20 impianti a ciclo combinato all'anno. GE, Siemens e Mitsubishi hanno le migliori tecnologie e queste tre società sono in lizza per fornire turbine a gas e a vapore per quegli impianti. Naturalmente Siemens si comporta molto bene in Europa e controlla la quota maggiore di mercato delle nuove macchine che vengono costruite lì. Come accennato, storicamente Alstom ha ottenuto risultati migliori in Europa che negli Stati Uniti, ma l’acquisizione di GE è vista come una potenziale vittoria per le vendite e il marketing grazie alla forza combinata che la fusione fornirà. Di conseguenza Siemens vedrà più concorrenza in Europa.

20 anni fa, l’unico modo per fare affari in Cina e India era attraverso le joint venture. Oggi GE, Alstom e le aziende giapponesi hanno progetti lì. Ci sono tutti i tipi di rapporti commerciali diversi in quella parte del mondo. Alcune aziende concedono in licenza la tecnologia (ad esempio) di GE o Alstom per costruire macchine o componenti. Questa è stata la strategia per entrare in quei mercati fin dagli anni '90, quando alcuni di essi si aprirono.

Nel frattempo... a Babcock e Wilcox

Babcock e Wilcox sono i principali attori nel settore delle caldaie e dei servizi per caldaie e sono leader del settore negli Stati Uniti con i loro sistemi di controllo della qualità dell'aria SCR e SO2. Secondo il presidente e CEO, E. James Ferland, "B&W ha concluso il 2014 con un trimestre solido e un rafforzamento del portafoglio ordini in vista del 2015... Il settore delle operazioni nucleari ha registrato un anno record nel 2014 con i ricavi e l'utile operativo più alti della sua storia... Il segmento della produzione di energia ha continuato a fornire prestazioni migliori nel quarto trimestre con forti ricavi e ulteriori prenotazioni internazionali sia per le centrali a carbone che per quelle rinnovabili. La nostra strategia per guidare la crescita internazionale nel business della produzione di energia sta generando i risultati che ci aspettavamo, come dimostrato dai tre progetti annunciati da dicembre, che pongono questa attività in una solida posizione per lo spin-off entro la fine dell'anno."₃₅

Ovviamente, B&W ha la leadership e la sua quota di mercato è molto elevata. Sono difficili da battere quando puntano su un lavoro particolare e difendono bene la loro quota di mercato negli Stati Uniti. Con il passare del tempo, probabilmente sperano che la tecnologia del loro piccolo impianto nucleare diventi la tecnologia scelta dalla gente, ma tale decisione deve ancora essere presa. Molto probabilmente, continueranno a operare nello stesso modo in cui sono stati, poiché molti ritengono che siano i migliori in quello che fanno negli Stati Uniti.

Un portafoglio senza turbine a vapore?

Nel settore esistono opinioni divergenti sull'importanza di avere la produzione di turbine a vapore nel portafoglio di attività di un'azienda. Alcuni sottolineano le dimensioni ridotte del nuovo mercato delle caldaie negli Stati Uniti e dicono che è troppo tardi per l'espansione. Gli oppositori si lamentano della concessione di licenze per le tecnologie ad altre parti del mondo, ritenendo che sia inutile andare in India quando quel mercato è già saturo di concorrenti. Per avere successo sarebbe necessario trovare i partner giusti e anche in questo caso potrebbe essere necessario trattare con fornitori a bassissimo costo. L’Europa è un mercato maturo. Ci sono operatori storici lì, ma nel complesso l’Europa è considerata più facile da penetrare rispetto all’Asia.

Al contrario, alcuni pensano alla produzione di turbine a vapore È, infatti, una componente importante di un portafoglio a tutto tondo. Le turbine a vapore sono seconde a quelle a gas perché sono considerate ad “elevata manutenzione” e richiedono contratti di assistenza redditizi. Devono essere ricostruiti quasi ogni anno e ogni 18 mesi richiedono una profonda revisione delle turbine a gas. Le turbine a vapore in genere non devono essere ispezionate per dieci anni. Non hanno il flusso di entrate successivo che hanno le turbine a gas.

In tutto il settore, i produttori sono determinati a gestire operazioni più snelle e produttive. C’è uno sforzo da parte di tutti i principali attori per ridurre i costi ed essere più efficienti produttori di prodotti e fornitori di servizi. Questi obiettivi sono ancora più imperativi in un mercato globale altamente competitivo e con capacità eccessiva. Il mondo non smetterà mai di aver bisogno di energia, da qualunque parte provenga. Le aziende di maggior successo soddisferanno questa domanda internazionale decidendo abilmente dove investire, con chi collaborare e in che direzione stanno girando le turbine.

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