La propulsione nucleare navale è tornata al centro dell’attenzione grazie allo sviluppo di tecnologie che possono rendere questa tecnologia il giusto bilanciamento tra costi, emissioni di CO2 e flessibilità operativa.
L’Organizzazione Marittima Internazionale (IMO) ha fissato obiettivi ambiziosi di azzeramento delle emissioni nette entro il 2050, spingendo l’industria a esplorare soluzioni alternative al diesel marino. In questo contesto, l’uso di reattori nucleari compatti a bordo delle navi sta riemergendo come potenziale game-changer tecnologico.
Un esempio emblematico è il recente progetto di una nave portacontainer a propulsione nucleare presentato dal gruppo sudcoreano HD Korea Shipbuilding & Offshore Engineering (HD KSOE).
La propulsione nucleare sulle unità di superficie non è un’idea nuova: i primi esperimenti risalgono agli anni ‘50 e ‘60, in piena era atomica. Gli Stati Uniti furono i pionieri con la famosa NS Savannah, varata nel 1959 come primo mercantile nucleare al mondo
Finanziata dal governo USA nell’ambito del programma “Atoms for Peace” di Eisenhower, la Savannah entrò in servizio dal 1962 come nave cargo-passeggeri dimostrativa, più pensata per promuovere l’immagine dell’energia atomica “pacifica” che per il successo commerciale.
Difatti, sin dall’inizio non ci si attendeva fosse competitiva economicamente, dato il costo elevato e le limitazioni di carico.
La Savannah poteva trasportare solo circa 8.500 tonnellate di merci – molto meno di altre navi similari – ed esigeva un equipaggio più numeroso e appositamente addestrato in ingegneria nucleare, con costi operativi maggiorati
Pur navigando con successo per un decennio senza incidenti di rilievo (e con il vantaggio di non produrre fumi di scarico), fu ritirata dal servizio nel 1972. Le lezioni apprese furono chiare: tecnicamente la propulsione atomica funzionava, ma i costi e le complessità operative superavano i benefici in un contesto commerciale con carburante economico.
In parallelo, anche altre nazioni testarono la fattibilità. La Germania realizzò la NS Otto Hahn (1968), una nave da carico e ricerca che operò a propulsione nucleare per nove anni. L’Otto Hahn percorse oltre 650.000 miglia nautiche a energia nucleare (oltre 1,2 milioni di km) con appena 22 kg di uranio consumato, dimostrando l’enorme autonomia garantita dall’atomo. Tuttavia, essa incontrò forti ostacoli logistici e normativi: poté scalare solo 33 porti in 22 paesi (ognuno previa autorizzazioni speciali) e le fu precluso il transito nei canali di Suez e Panama.
Alla fine, nel 1979 il suo reattore fu rimosso e sostituito da motori diesel convenzionali. In Giappone, la Mutsu – varata nel 1969 – rappresentò un altro importante banco di prova. Questa nave sperimentale subì però un serio intoppo: durante il primo viaggio di prova nel 1974 si verificò una perdita di radiazioni dovuta a difetti nello schermo di protezione del reattore, fatto che scatenò proteste popolari e obbligò a lunghe modifiche correttive.
Dopo anni di interventi e verifiche, la Mutsu riuscì comunque a completare alcune navigazioni test entro il 1990, coprendo circa 83.000 km a propulsione nucleare in totale, prima di essere definitivamente disattivata nel 1992.
Il suo reattore venne rimosso (oggi esposto in un museo) e lo scafo riutilizzato come nave da ricerca oceanografica convenzionale.
Sul versante sovietico, l’Unione Sovietica credette maggiormente nel potenziale navale dell’atomo, specialmente per operare nelle proibitive acque artiche. Già nel 1957 i sovietici vararono il rompighiaccio Lenin, prima nave civile a propulsione nucleare al mondo.
Esso inaugurò una serie di rompighiaccio nucleari sempre più potenti – come quelli della classe Arktika – che permisero di mantenere aperte le rotte del passaggio a Nord-Est anche d’inverno. La Arktika stessa, nel 1977, divenne la prima nave di superficie a raggiungere il Polo Nord. Queste navi, gestite dallo Stato, evidenziarono come la propulsione nucleare potesse essere affidabile e vantaggiosa in ruoli specializzati, dove l’autonomia e la potenza continua sono essenziali (ad esempio, per rompere ghiacci spessi metri).
I sovietici applicarono la tecnologia anche al campo mercantile con la Sevmorput (1988), una nave cargo nucleare per rifornire i porti siberiani. La Sevmorput – un rompighiaccio porta-container da 61.000 tonnellate – è uno dei soli quattro mercantili nucleari mai costruiti e l’unico ancora in servizio attivo (dopo un ammodernamento nel 2016).
L’esperienza russa (poi ereditata dalla Russia post-sovietica) dimostra che, in contesti remoti o estremi, l’atomo navale può operare con successo, anche se ciò è avvenuto sotto gestione statale e con scarso equivalente nel trasporto commerciale globale. Oggi, infatti, la Russia è l’unico paese ad avere navi commerciali a propulsione nucleare operative, impiegate nei rompighiaccio e in un’unica nave cargo.
Il progetto di portacontainer nucleare di HD Korea Shipbuilding
Il recente progetto presentato da HD Korea Shipbuilding & Offshore Engineering (HD KSOE) segna il ritorno dell’idea di navi mercantili a propulsione nucleare, questa volta con tecnologie di reattori di nuova generazione. Nel febbraio 2025, durante il summit “New Nuclear for Maritime” tenuto a Houston (USA), HD KSOE ha svelato il design concettuale di una nave portacontainer da 15.000 TEU a propulsione nucleare basata su reattore modulare di piccola taglia (SMR)
Già nel 2024 il progetto aveva ottenuto l’Approval in Principle (AiP) dall’ente di classifica American Bureau of Shipping, un primo benestare tecnico di fattibilità.
Questa portacontainer di nuova concezione presenta diverse soluzioni innovative: in luogo del voluminoso apparato motore tradizionale e dei serbatoi di combustibile, il reattore nucleare compatto e i relativi sistemi permettono di liberare spazio per ulteriori container (aumentando la capacità di carico).
Inoltre, non essendoci motori diesel principali, vengono eliminati i fumaioli e gli impianti di scarico, con benefici sia per la sicurezza (meno rischi di incendio) che per l’ambiente
Dal punto di vista della sicurezza radiologica, HD KSOE ha annunciato l’adozione di una robusta schermatura del reattore mediante un doppio involucro: serbatoi concentrici in acciaio inossidabile riempiti d’acqua leggera, atti a contenere le radiazioni anche in caso di incidenti.
Per la propulsione viene utilizzato un ciclo termodinamico innovativo a CO₂ supercritica, sviluppato con la collaborazione di Baker Hughes, che permette di convertire il calore del reattore in spinta con un’efficienza superiore di circa il 5% rispetto ai sistemi a vapore tradizionali.
In pratica, il reattore scalda un fluido (CO₂ in stato supercritico) che aziona una turbina, ottenendo un rendimento migliore e componenti più compatti rispetto ai turbine a vapore convenzionali. L’azienda ha dichiarato di voler realizzare presso il proprio centro ricerche di Yongin (Corea del Sud) un impianto dimostrativo a terra del sistema nucleare navale, per collaudare in sicurezza il reattore e le soluzioni di contenimento prima dell’applicazione sulle navi
Per poter vedere queste navi solcare davvero i mari, rimane cruciale affrontare l’aspetto normativo e dell’accettazione internazionale. HD KSOE sta collaborando con enti di classifica e autorità di regolamentazione internazionali per definire le normative necessarie alla certificazione e all’operatività sicura dei futuri mercantili nucleari
“Stiamo rafforzando la cooperazione con i principali enti di classificazione e gli organismi regolatori internazionali per stabilire regolamenti ad hoc necessari alla commercializzazione delle navi a propulsione nucleare” ha spiegato Park Sangmin, direttore del Green Energy Research Lab di HD KSOE.
L’obiettivo dichiarato è di sviluppare un modello di business marittimo nucleare entro il 2030, partendo proprio da questo progetto di portacontainer. A tale scopo, l’azienda sta investendo anche nello sviluppo del reattore: è in corso una partnership con la società statunitense TerraPower (nel cui sviluppo HD Hyundai ha investito 30 milioni di dollari) per creare un SMR marino basato sul reattore veloce al cloruro fuso (MCFR) di nuova generazione
L’idea è di utilizzare questa tecnologia avanzata – denominata m-MSR nella versione navale – per garantire maggiore sicurezza intrinseca e compattezza, caratteristiche fondamentali per applicazioni a bordo.
Il progetto sudcoreano, pur essendo ad uno stadio concettuale, ha già avuto risonanza nell’industria. Ha mostrato che i grandi cantieri navali stanno prendendo sul serio la carta del nucleare per raggiungere l’azzeramento delle emissioni.
Anche altri attori stanno muovendosi: nel gennaio 2024 è stato firmato un memorandum d’intesa tra Lloyd’s Register (ente di classifica britannico), la compagnia di navigazione Zodiac Maritime, HD KSOE e l’ingegneristica nucleare Kepco E&C, per collaborare allo sviluppo di progetti di navi a propulsione nucleare (in particolare portacontainer e navi bulk carrier) e all’analisi dei requisiti normativi per la loro operatività sicura
Questo accordo indica che non solo i costruttori, ma anche alcuni armatori e le società di certificazione, iniziano a valutare concretamente il nucleare come opzione percorribile per le flotte del futuro.
Il Made in Italy
Newcleo, Fincantieri e RINA hanno siglato nel 2023 un accordo per condurre uno studio di fattibilità volto a esplorare l’utilizzo di un mini-reattore nucleare per la propulsione navale. L’obiettivo è decarbonizzare il settore marittimo, riducendo l’uso di combustibili fossili e le relative emissioni di carbonio.
Il progetto prevede l’applicazione della tecnologia dei piccoli reattori modulari (SMR) raffreddati a piombo, in particolare un reattore veloce raffreddato al piombo (LFR) sviluppato da Newcleo. Questo mini-reattore, installato a bordo delle grandi navi, funzionerebbe come una “batteria nucleare” da 30 MW, con rifornimenti necessari solo ogni 10-15 anni e manutenzione limitata. Alla fine della sua vita, il reattore verrebbe sostituito e l’unità esaurita verrebbe rimossa per lo smantellamento e il riprocessamento.
Il sistema prevede un meccanismo di sicurezza in cui il piombo liquido, raffreddandosi in contatto con l’acqua, solidifica e racchiude il nucleo, riducendo il rischio di fuoriuscite di radiazioni in caso di incidente.
Stefano Buono, Presidente e CEO di newcleo, ha commentato: ” Sono lieto di lanciare insieme a Fincantieri e RINA un progetto di propulsione navale nucleare civile con questo importante studio di fattibilità. Fincantieri e RINA sono due leader mondiali nel settore navale e la combinazione delle loro competenze con la nostra innovazione tecnologica può portare una soluzione concreta al problema delle emissioni di carbonio nel trasporto marittimo. Fin dalla nostra nascita, l’ambizione di newcleo è stata quella di contribuire ad accelerare la decarbonizzazione e di fornire energia pulita, sostenibile e conveniente per soddisfare le esigenze delle comunità e delle imprese. Guardo con fiducia ai risultati dello studio di fattibilità e alle prossime tappe del progetto“.
Pierroberto Folgiero, CEO e Direttore Generale di Fincantieri, ha commentato: “Oggi Fincantieri ribadisce la sua vocazione ad essere pioniere e catalizzatore del progresso nel settore marittimo con tecnologie all’avanguardia, efficienti e sostenibili. L’accordo ci permette infatti di esplorare la possibilità di aggiungere una nuova e visionaria soluzione tra quelle a nostra disposizione per raggiungere gli ambiziosi obiettivi di decarbonizzazione che l’industria si è posta. L’energia nucleare ha un enorme potenziale e, come tale, ha bisogno delle migliori competenze per essere espressa, e siamo orgogliosi di unirci a partner come newcleo e RINA per contribuire a questo obiettivo“.
Ugo Salerno, Presidente e CEO di RINA, ha commentato: “Il miglioramento dell’efficienza del carburante e della progettazione delle navi sta già dando buoni risultati nel ridurre l’impatto dell’industria navale sull’ambiente. Tuttavia, per raggiungere gli obiettivi fissati per questo settore, abbiamo bisogno di combustibili alternativi con un basso contenuto di carbonio dall’estrazione allo smaltimento. L’energia nucleare sarà una delle risposte a questi obiettivi. Inoltre, i reattori nucleari modulari di piccole dimensioni saranno la soluzione più efficiente per applicare l’energia nucleare alla propulsione navale civile. Siamo orgogliosi di collaborare con newcleo e Fincantieri per rendere fattibile, il prima possibile, l’implementazione di reattori nucleari modulari di piccole dimensioni sulle navi”.
Gli sviluppi
Gli odierni progetti si basano su Small Modular Reactors (SMR) di ultima generazione, spesso derivati da concetti innovativi (reattori veloci al sale fuso, refrigerati a gas o piombo) progettati con criteri di sicurezza intrinseca. Tali reattori sono generalmente più compatti, hanno sistemi passivi di spegnimento e rilasciano meno energia residua in caso di arresto, riducendo il rischio di incidenti gravi rispetto ai reattori degli anni ‘60. Inoltre, gli SMR possono essere costruiti in fabbrica in serie e installati come unità sigillate (nuclear battery), semplificando la manutenzione. Se queste tecnologie manterranno le promesse, potranno risolvere molti dei problemi che afflissero Savannah, Mutsu e Otto Hahn, rendendo i nuovi reattori più adatti all’uso commerciale.
Inizialmente, le navi a propulsione nucleare potrebbero trovare impiego in ruoli specializzati o rotte dedicate. Ad esempio, grandi portacontainer transoceaniche impegnate sulle tratte più lunghe (Asia-Europa via Capo di Buona Speranza, Asia-America via Pacifico) potrebbero trarre beneficio dall’autonomia nucleare per evitare scali e rallentamenti. Navi rompighiaccio e da ricerca polare a propulsione nucleare continueranno ad essere fondamentali per l’esplorazione e lo sfruttamento commerciale dell’Artico, specialmente man mano che le rotte polari diverranno più trafficate con il disgelo estivo. Un altro campo potenziale sono le navi da crociera “zero emission”: concept di navi da crociera di lusso alimentate da reattori compatti sono stati ipotizzati, per eliminare le emissioni nei delicati ecosistemi (ad es. nelle acque artiche o in porti turistici sensibili). Tuttavia, in questo segmento la sfida non è solo tecnica ma di accettazione dei passeggeri, data la comprensibile riluttanza di parte del pubblico a viaggiare su una nave nucleare. In ambito militare e logistico, unità di supporto (rifornitori, portaelicotteri) a propulsione nucleare potrebbero affiancare le flotte già nucleari, ma ciò esula dall’applicazione strettamente commerciale.
Vale la pena menzionare che la tecnologia dei reattori navali potrebbe avere sviluppi collaterali, ad esempio in piattaforme offshore power units. HD KSOE ha già progettato chiatte nucleari galleggianti con SMR per fornire elettricità a comunità remote, sulla scia di quanto fatto dalla Russia con la centrale nucleare navigante Akademik Lomonosov.
Tali applicazioni, pur non riguardando la propulsione marittima in senso stretto, indicano la versatilità dei piccoli reattori nucleari nel contesto marittimo e la possibilità di creare un ecosistema industriale che ne abbassi i costi attraverso usi multipli.
Le opportunità – in termini di azzeramento delle emissioni e di efficienza operativa – sono enormi, ma lo sono altrettanto le responsabilità: sicurezza, affidabilità e accettazione pubblica dovranno essere priorità assolute. Se queste nuove iniziative avranno successo nel coniugare tecnologia e sicurezza, la prossima decade potrebbe vedere l’alba di una nuova era per la propulsione navale, in cui l’energia dell’atomo aiuterà a navigare verso un futuro a emissioni zero.