Une nouvelle aube pour la puissance nucléaire

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Introduction

Pour atteindre la carboneutralité d'ici 2050, un déploiement massif de toutes les technologies énergétiques propres disponibles est nécessaire. L'énergie hydro, solaire, éolienne et le stockage d'énergie font tous partie de la solution. Toutefois, en tant que source propre d'énergie de base, l'énergie nucléaire jouera également un rôle clé. En fait, il n'existe aucun scénario vraisemblable de carboneutralité dans lequel le nucléaire n'augmenterait pas sa capacité à partir d'aujourd'hui.

Le nucléaire a longtemps été une source fiable d'énergie propre. Aujourd’hui, il fournit environ 10 % de l’électricité mondiale à partir d’environ 440 réacteurs de puissance.1 Avec l'augmentation de la demande d'énergie au cours des vingt prochaines années, la demande d'énergie propre va s'accélérer et entraîner des investissements dans l'énergie nucléaire. En fait, dans la trajectoire mondiale de l'AIE visant à atteindre la carboneutralité d'ici 2050, l'énergie nucléaire double entre 2020 et 2050 avec la construction d'une capacité supplémentaire de 400 gigawatts (voir figure 1).2

Figure 1 : Doublement de la capacité nucléaire dans la voie vers la carboneutralité de l'AIE

Figure 1: Nuclear Capacity Doubles in the IEA’s Pathway to Net Zero

L'acceptation de l'énergie nucléaire en tant que contribution essentielle à la réalisation des objectifs de la carboneutralité conduit à un regain d'intérêt pour le développement de nouveaux réacteurs. Elle conduit également à l'extension probable des centrales nucléaires en exploitation dans le monde, ainsi qu'à l'augmentation de la quantité d'énergie qu'elles sont autorisées à produire dans le cadre de la réglementation (connue sous le nom de « montée en puissance » des centrales). L'UE, les États-Unis, le Royaume-Uni, la France, la Chine, la Corée, le Japon et beaucoup d'autres pays ont récemment annoncé ou modifié leurs politiques publiques en déclarant que le nucléaire fait partie intégrante de leurs objectifs en matière d'énergie propre.

Parallèlement, la combinaison de l'augmentation des prix des combustibles fossiles, des changements géopolitiques et du désir croissant de sécurité énergétique et d'indépendance énergétique contribue également à l'attrait renouvelé de l'énergie nucléaire. Cela fait écho à la crise pétrolière des années 1970, après quoi 40 % des centrales nucléaires en exploitation aujourd'hui ont été construites. Aujourd'hui, après des coûts initiaux considérables, l'énergie nucléaire fournit l'électricité la moins chère au monde.3

L'énergie nucléaire est également l'une des technologies de production d'électricité les plus sûres au monde, une distinction qu'elle continuera d'occuper grâce aux normes réglementaires et de sécurité extrêmement élevées du secteur. Pourtant, des idées fausses courantes ont amené de nombreuses personnes à négliger tout ce que le nucléaire a à offrir.

Nous croyons que l’énergie nucléaire se développera au cours des prochaines décennies parce qu’elle donne accès à une énergie propre, sûre, fiable et abordable. Et compte tenu des avancées technologiques des réacteurs nucléaires attendues dans les années à venir, le nucléaire revient en vedette.

Combler l'écart de l'énergie propre

À mesure que les plans de décarbonisation s'accélèrent, les combustibles fossiles devront être éliminés progressivement, les pays développés prenant la tête du mouvement. Les énergies renouvelables traditionnelles, comme l’énergie solaire et éolienne, soutiendront la demande croissante d’énergie et remplaceront une quantité importante de production d'énergie émettant du carbone (voir la figure 2). Mais comme il s’agit de sources d’énergie intermittentes, le stockage d’énergie et des sources propres d’énergie de base seront également nécessaires. Et compte tenu de sa nature perpétuelle et de sa disponibilité, l'hydroélectricité jouera également un rôle important.

Cependant, les énergies renouvelables traditionnelles ne seront pas en mesure de combler complètement l'écart en matière d'énergie propre. Le stockage de l'énergie reste une solution naissante. En ce qui concerne l'hydroélectricité, les centrales existantes se trouvent souvent à des endroits optimaux, ce qui en fait un élément essentiel de la solution de décarbonisation. Cependant, pour les nouvelles centrales hydroélectriques, le bon endroit peut être difficile à trouver, les permis peuvent être difficiles à obtenir et la construction prend souvent plusieurs années et peut être coûteuse, en particulier dans les pays développés.

Figure 2 : Les énergies renouvelables devront remplacer rapidement les combustibles fossiles

Approvisionnement en électricité par source dans le cadre de la trajectoire vers la carboneutralité de l'AIE d'ici 2050

Figure 2: Renewables Will Need to Displace Fossil Fuels Quickly
Source : AIE, 2021.

Cela signifie que le nucléaire, en tant que source d'énergie propre de base, devra combler une bonne partie de l'écart. Au cours des 50 dernières années, la puissance nucléaire a déplacé plus de 60 gigatonnes d'émissions de CO2, soit l'équivalent de près de deux ans d'émissions mondiales de CO2 liées à l'énergie (voir la figure 3).

En outre, le nucléaire tire parti de la forte densité énergétique de l'atome, c'est-à-dire qu'il peut fournir une énergie ininterruptible à grande échelle.6 Outre l'énergie de base, le nucléaire peut également fournir de l'inertie — un type d'énergie stockée qui est une source essentielle de fiabilité du réseau — et beaucoup peuvent fonctionner de manière flexible, en augmentant ou en diminuant la puissance en fonction des besoins du réseau électrique.

Figure 3 : L’énergie nucléaire a déplacé plus de 60 gigatonnes d’émissions de CO2

Figure 3: Nuclear Power Has Displaced Over 60 Gigatons of CO2 Emissions
Source : AIE.

Compte tenu des avantages de la puissance nucléaire, il s'agit d'une partie claire de la solution pour les pays cherchant à générer de nouvelles capacités conformément à leurs objectifs de réduction du carbone. Le Royaume-Uni en est un exemple clé. Le Royaume-Uni s'appuie sur des combustibles fossiles pour 40 % de sa production d'électricité, principalement à partir de gaz, tandis que l'énergie nucléaire représente 16 % de sa production d'électricité (voir la figure 4).7 Il devra remplacer sa flotte existante tout en augmentant la part d'énergie provenant du nucléaire.

Actuellement, le pays a défini des plans pour développer jusqu'à huit nouveaux réacteurs nucléaires. L’objectif du gouvernement est que, d’ici 2050, le nucléaire représente environ 25 % de la demande d’électricité prévue du Royaume-Uni, ce qui l’aidera à atteindre ses objectifs de carboneutralité et à le rendre plus indépendant sur le plan énergétique.

Figure 4 : Les combustibles fossiles représentent toujours près de 40 % du mélange de production d'électricité britannique

Figure 4: Fossil Fuels Still Account for Almost 40% of Britain's Electricity Generation Mix
Source : BEIS, Financial times.

La Chine développe sa capacité nucléaire à un rythme encore plus rapide (voir la figure 5). Elle s'est engagée à atteindre un pic de ses émissions de CO 2 avant 2030 et à atteindre la carboneutralité avant 2060. Aujourd'hui, elle produit plus de 60 % de son énergie à partir du charbon alors que la demande d'électricité continue d'augmenter.

La Corée du Sud, quant à elle, est le cinquième plus grand producteur d'énergie nucléaire au monde, mais elle est toujours riche en combustibles fossiles. En fait, la Corée du Sud est l’un des cinq premiers importateurs mondiaux de combustibles fossiles.8 Pour atteindre son objectif de réduction des émissions, le nouveau gouvernement du président Yoon Suk Yeol annulera le plan de sortie du nucléaire du pays et augmentera la part de l’énergie atomique dans le bouquet énergétique.9

Figure 5 : La Chine est en pleine expansion de son énergie nucléaire

Figure 5: China Is in the Midst of a Massive Nuclear Power Buildout
Source : Bloomberg, World Nuclear Association, août 2022.

Alors que les énergies renouvelables dominent de plus en plus le réseau énergétique, de nouvelles installations nucléaires peuvent fournir une réserve critique. Les nouveaux types de réacteurs sont de plus en plus disponible et peuvent répondre à la demande de base pour une production propre à l'échelle d'un service public ou d'une énergie distribuée. Par exemple, les réacteurs micro modulaires sont en cours de développement et peuvent remplacer l'infrastructure de génération diesel existante pour les applications à plus petite échelle. Le remplacement des vieilles unités de combustible fossile, en particulier celles alimentées au charbon, contribuera également à satisfaire la demande d'énergie propre au niveau mondial.

Enfin, le nucléaire pourrait également soutenir le passage à une économie d'hydrogène. Il est difficile d'imaginer comment nous atteignons la carboneutralité sans utiliser d'hydrogène pour remplacer les combustibles fossiles dans les industries difficiles à décarboniser, où l'électricité ou les piles sont moins efficaces en raison de leur faible densité énergétique. Aussi, aux États-Unis, la récente loi Inflation Reduction Act aide à améliorer l'économie de l'hydrogène propre, et une occasion se présente pour les usines nucléaires d'alimenter les installations de production d'hydrogène.

Dans les années à venir, la nouvelle technologie, comme l'électrolyse à vapeur haute température (HTSE), qui repose sur la vapeur et l'électricité libérées des réacteurs nucléaires pour finalement produire ce qu'on appelle « l'hydrogène rose », pourrait jouer un rôle important.

Promouvoir la sécurité énergétique et l'indépendance énergétique

L'environnement macroéconomique d'aujourd'hui, y compris l'isolation stratégique de la Russie après l'invasion de l'Ukraine, une perturbation de la chaîne d'approvisionnement énergétique, ainsi que des prix énergétiques élevés, rappelle les années 1970.

À l’instar de la situation actuelle, la réponse des gouvernements a été de donner la priorité à des mesures rapides pour améliorer la production nationale d’énergie et réduire la dépendance à l’égard des importations d’énergie étrangères. Notez que les prix du gaz naturel européen ont augmenté de façon exponentielle depuis le début de l'année 2021 (voir la figure 6).

La réalité simple est que si un pays n'a pas son propre gaz naturel, l'énergie nucléaire est l'un des meilleurs moyens d'atteindre la souveraineté par rapport à l'énergie à long terme.

Figure 6 : Les prix de référence du gaz naturel ont monté en flèche en Europe et en Asie

Figure 6: Benchmark Natural Gas Prices Have Skyrocketed in Europe and Asia

En effet, les pays européens qui importent une quantité importante de gaz provenant de producteurs étrangers évaluent de plus en plus leurs options d'énergie nucléaire. La Belgique, par exemple, annonce son intention d'étendre l'utilisation de ses centrales nucléaires, citant les inquiétudes concernant l'instabilité géopolitique.

Cependant, les progrès dans le nucléaire ont tendance à se faire par à-coups, plutôt qu'en ligne droite. Au Royaume-Uni, par exemple, aucun réacteur nucléaire n’a été construit depuis l’achèvement du réacteur Sizewell B en 1995. Puis, en septembre 2022, l’une des dernières mesures de Boris Johnson en tant que Premier ministre a été d’annoncer que le gouvernement britannique prendrait une participation de 20 % dans la nouvelle centrale nucléaire Sizewell C prévue pour Suffolk, un projet qui prendra plus d’une décennie à construire. Entretemps, les ménages britanniques doivent faire face à une augmentation de 65 % de leurs factures de gaz et d'électricité cet hiver en raison de la crise énergétique.12 Bien que le projet Sizewell C n'aidera pas les consommateurs britanniques aussi rapidement, il constitue une étape majeure pour le Royaume-Uni qui souhaite fournir davantage d'électricité locale.

Le gaz étant devenu une denrée rare à la suite de l'invasion de l'Ukraine par la Russie, l'Allemagne a annoncé qu'elle augmenterait considérablement son utilisation de charbon hautement polluant afin de préserver son approvisionnement énergétique avant l'hiver. 13 En outre, les plans de l'Allemagne visant à fermer ses trois dernières centrales nucléaires ont évolué : en septembre, le pays a annoncé son intention de reporter deux des trois fermetures. 14

Tous ces événements géopolitiques et macroéconomiques sont interconnectés, car les prix de l'énergie sont fortement influencés par le coût du gaz. L'électricité de base allemande destinée à être livrée l'année prochaine, le prix de référence européen, a dépassé 700 euros par mégawattheure à la fin du mois d'août (voir la figure 7). Aux prix actuels, l'environnement opérationnel reste difficile pour les gros consommateurs d'énergie, comme les entreprises manufacturières allemandes.15

L’UE a mis en place un plan pour devenir indépendante de l’énergie russe. Appelé REPowerEU, le plan de 300 milliards d'euros comprend des objectifs de déploiement des énergies renouvelables plus ambitieux. Des objectifs de capacité plus élevés et des subventions et prêts de l'UE devraient permettre d'accélérer de 5 fois les ajouts annuels de capacité d'ici 2026-2030.16

Compte tenu de cet environnement, le nucléaire devrait être bénéfique. La France produit déjà près de 70 % de ses besoins en électricité à partir de l’énergie nucléaire (bien qu’une série de problèmes de maintenance ait temporairement réduit ce montant).17 Cette année, le pays a lancé des plans visant à augmenter sa production nucléaire avec la proposition de développer jusqu'à 14 nouveaux réacteurs. Cette décision marque un renversement radical de politique par rapport à il y a seulement quatre ans, lorsque la France avait annoncé son intention de fermer 20 % de son parc de réacteurs.

Figure 7 : Les prix de l'électricité grimpe en flèche en Allemagne

Électricité de base un an à l'avance (€ par mégawatt)

Figure 7: Power Prices Are Soaring in Germany
Source : Bloomberg.

Aux États-Unis, l'énergie nucléaire représente environ 20 % de la production annuelle totale d'électricité aux États-Unis. Et bien que les États-Unis aient un avantage sur le gaz naturel grâce à la révolution du schiste, ils doivent encore faire face à la menace de pénuries d'électricité. Par exemple, la centrale nucléaire de Diablo Canyon en Californie fournit une électricité fiable, économique et sans carbone pour plus de 3 millions de personnes. Alors que la fermeture de l'usine était prévue pour 2025, les législateurs californiens ont récemment voté pour prolonger sa durée d'utilisation de cinq ans.

Le Japon doit également améliorer son autonomie énergétique. La forte dépendance du Japon à l’égard des importations de gaz russe a relancé le débat sur l’énergie nucléaire dans la troisième économie mondiale (voir la figure 8).18

Dans un discours prononcé en mai 2022 devant la City of London Corporation, le Premier ministre japonais Fumio Kishida a fait remarquer que « le redémarrage d’un seul réacteur nucléaire existant aurait le même effet que la fourniture de 1 million de tonnes de nouveau GNL par an au marché mondial ». 19 Cela préfigurait le changement de politique énergétique du Japon en août 2022, lorsque Kishida a annoncé que le Japon reviendrait à l'énergie nucléaire.

Figure 8 : Comment le bouquet énergétique du Japon a changé

Figure 8: How Japan’s Energy Mix Has Changed
Source : Agency for Natural Resources and Energy, ministère de l'Économie, du Commerce et de l'Industrie, Financial Times.

S'assurer que le nucléaire est plus fiable que jamais

Bien qu'il fournisse une énergie constante, fiable et sans carbone, l'image du nucléaire a souvent souffert aux yeux du public, notamment en matière de sécurité. Bien qu'aucune technologie ne soit infaillible, les données montrent que le nucléaire est une technologie beaucoup plus sûre que le charbon, le pétrole et le gaz.20 Mais les accidents précédents ont conduit à une industrie nucléaire qui est désormais, par nécessité, plus sensible à la sécurité.

Une autre critique se concentre sur le développement du pouvoir nucléaire. Historiquement, les plans de construction de nouveaux réacteurs nucléaires étaient, dans une certaine mesure, les premiers de leur genre. Les nouvelles chaînes d'approvisionnement devant être mises en place, elles se sont souvent révélées être des projets de construction massifs, souvent affectés par des dépassements de coûts et des retards. Cela a entraîné une baisse de l'intérêt des investisseurs et une stagnation du nombre de projets d'énergie nucléaire (voir la figure 9). Alors que l'intérêt pour la construction de nouveaux réacteurs a diminué, les connaissances et l'expertise de l'industrie ont également diminué. 21

Figure 9 : Le nombre de réacteurs nucléaires opérationnels s'est stabilisé

Figure 9: The Number of Operable Nuclear Power Reactors Has Plateaued
Source : World nuclear association, IAEA PRIS.

Mais là aussi, le nucléaire progresse à grands pas. Les nouveaux réacteurs ne devraient pas présenter les mêmes vulnérabilités que les anciens. Aujourd'hui, plus de 50 réacteurs sont actuellement en construction.22 Nous pensons que la construction de réacteurs à grande échelle sera plus rentable et ponctuelle, étant donné que la chaîne d'approvisionnement nucléaire est désormais plus établie.

Pour gagner le soutien populaire au nucléaire, une licence sociale est sans doute une condition préalable — dans certains pays, la construction d'un large consensus peut être nécessaire. Cela inclut l'éducation du public sur les évolutions de la technologie nucléaire, telles que les systèmes de sécurité passive (voir la barre latérale sur Westinghouse).

La nouvelle construction nucléaire nécessitera également une mobilisation des investissements, ainsi qu'une assurance d'un processus de développement plus rationalisé et plus fiable. Des nouvelles récentes du Parlement européen devraient contribuer à cet effort. Début juillet, les législateurs européens ont approuvé une loi désignant le gaz naturel et le nucléaire comme des sources d'énergie durables dans la taxonomie de l'étiquetage financier de l'UE.23 Cette taxonomie est un système conçu en partie pour orienter le capital privé vers des investissements qui soutiennent les objectifs de changement climatique.

Spotlight on Westinghouse

Conclusion

L'énergie nucléaire bénéficie d'un formidable vent arrière : La demande d'énergie propre augmente rapidement et la sécurité énergétique occupe une place centrale sur la scène mondiale. Les décideurs politiques et les investisseurs reconnaissent de plus en plus le rôle du nucléaire dans l'atteinte de la carboneutralité d'ici 2050.

L'avenir approche à grands pas et il est important de se rappeler que les progrès sont cumulatifs en science et en ingénierie. De nouveaux réacteurs s'appuient déjà sur les leçons du passé et ouvrent une nouvelle ère pour l'énergie nucléaire.

Notes en fin de texte :

1. L'Association nucléaire mondiale, « Nuclear Power in the World Today », juin 2022.
2. AIE, « L'énergie nucléaire peut jouer un rôle majeur pour permettre des transitions sûres vers des systèmes énergétiques à faibles émissions, » 30 juin 2022.
3. Forum économique mondial, « L'énergie nucléaire peut être un tournant dans la course à la décarbonisation », 22 mai 2022.
4. Ontario, « L'Ontario - Première place en Amérique du Nord pour mettre fin à la production d'électricité à partir du charbon », 21 novembre 2013.
5. Ontario, « The End of Coal »,
6. Forum économique mondial, « Nuclear energy can be the turning point in the race to decarbonize », 22 mai 2022.
7. Financial Times, « Ministers under fire for 'last minute' attempt to bolster Britain's winter energy supplies », 5 juin 2022.
8. Financial Times, « South Korea signals nuclear fuel U-turn as global energy crisis looms », 13 avril 2022.
9. Bloomberg, « South Korea Looks to Nuclear Expansion in Bid to Meet Climate Targets  » 16 juin 2022.
10. Duke Energy.
11. Duke Energy.
12. Cornwell Insight via Financial Times, « Les factures énergétiques du Royaume-Uni vont s'envoler vers 3 400 £ par an cet hiver, suggère une recherche », 8 juillet 2022.
13. Financial Times, « L'Allemagne met en marche des centrales au charbon pour éviter une pénurie de gaz alors que la Russie réduit ses approvisionnements », 19 juin 2022.
14. Financial Times, « Germany to keep nuclear plants on standby in case of energy crunch » (L'Allemagne pour maintenir les plantes nucléaires en veille en cas de crise énergétique), 5 septembre 2022.
15. Bloomberg, « De nombreux hivers arrivent. Commencez à économiser de l'énergie dès maintenant. » 27 juin 2022.
16. Goldman Sachs, « Europe Utilities: RePowerEU: a sécular game-changer, if properly implemented », 18 mai 2022.
17. Financial Times, « Power plant shutdowns hinder France's ‘nuclear adventure' », 30 mai 2022.
18. Financial Times, « Ukraine war is ‘best opportunity' for nuclear comeback since Fukushima, industry says », 15 mai 2022.
19. Nikkei Asia, « Transcription: Japan PM Kishida's speech in London », 5 mai 2022.
20. Notre monde en données, « Quelles sont les sources d'énergie les plus sûres et les plus propres? » 10 février 2020.
21. Wall Street Journal, « Nuclear Power is Poised for a Comeback. The Problem Is Building the Reactors. » 23 juin 2022.
22. Forum économique mondial, « Nuclear energy can be the turning point in the race to decarbonize », 22 mai 2022.
23. Financial Times, « EU parliament vote pour désigner le gaz et le nucléaire comme durables », 6 juillet 2022.

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