L’énergie nucléaire : une alternative au charbon dans les pays gros émetteurs

Les plus gros pays émetteurs disposent déjà de l’énergie nucléaire dans leur mix énergétique : la Chine, les Etats-Unis, l’Inde, la Russie, le Japon, l’Allemagne, la France, la Corée du Sud, le Canada, le Brésil, le Royaume-Uni, l’Afrique du Sud. Ces pays qui contribuent à plus de 60 % des émissions mondiales possèdent déjà la technologie pour développer le nucléaire civil, comme la France l’a fait dans les années 1980. L’énergie nucléaire n’est certainement pas la solution à tout. 

De nombreux pays ne disposent pas encore des structures industrielles et sociales qui sont nécessaires au développement du nucléaire en toute sûreté. Mais ces structures sont bien présentes en Europe, aux Etats-Unis, en Chine ou en Inde par exemple.

Si ces pays abandonnaient l’usage du charbon pour la production électrique et le remplaçaient par du nucléaire, on aurait déjà fait une bonne partie du chemin. L’énergie nucléaire est une énergie mature qui a déjà permis de limiter les émissions de CO2 dans de nombreux pays.

En prenant en compte la part des unités actuelles ou en construction qui seront en opération en 2060, le scénario B2DS nécessite la construction nouvelles capacités nucléaires de 23 GW par an en moyenne entre 2017 et 2060, soit le double de la capacité de 10 GW ont été ajoutés en 2015 et 2016.

Le nucléaire peut contribuer aujourd’hui à une décarbonation plus rapide du système électrique : par une prolongation de l’exploitation des réacteurs existants (ou leur redémarrage, comme dans le cas du Japon), par une accélération des programmes de nouvelles constructions en cours qui visent soit au renouvellement du parc, soit à augmenter la capacité de production actuelle.

Aujourd’hui, la Chine, les Etats-Unis et l’UE représentent à eux seuls plus de la moitié des émissions mondiales de CO2 [1]. Ces pays possèdent, ainsi que tous les autres grands pays émetteurs aujourd’hui, tels le Japon, la Russie, l’Inde, le Brésil, et l’Afrique du Sud, la maîtrise technologique et industrielle de l’énergie nucléaire, afin de produire massivement l’électricité bas-carbone dont ils ont besoin.

 

La Chine en particulier possède plus d’une dizaine de réacteurs en construction aujourd’hui.

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Le charbon est aujourd’hui le moyen de production le plus émetteur de gaz à effet de serre, et aussi le plus polluant. En Europe, selon une étude WWF, il est responsable à lui seul de 20,000 décès prématurés par an.

Le charbon domine aujourd’hui le mix électrique des grands pays émergents que sont la Chine (70 %), l’Inde (75 %), ou l’Afrique du Sud (92 %) mais est aussi encore très présent en Europe (24 % ?) et aux Etats-Unis (30 %) [2]. Le succès du charbon tient à plusieurs motifs : il permet de produire de l’électricité de manière massive, 24h/24, et contribue de manière forte à la sécurité d’approvisionnement. Son abondance, et sa bonne répartition dans le monde présentent aussi des bénéfices en termes de coûts de production et d’indépendance énergétique.

Le nucléaire offre, sur l’ensemble de ces critères, une très bonne alternative au charbon. Il permet d’abord lui aussi de produire de l’électricité de manière massive, avec une disponibilité moyenne de l’ordre de 90 %. Il offre une bonne indépendance énergétique : l’uranium ne représente que 5 % de son coût au kWh, et les ressources en uranium sont bien réparties dans le monde (40% des réserves connues sont dans les pays de l’OCDE). Enfin, l’OCDE a démontré en 2015 que la compétitivité des nouveaux projets nucléaires est amenée à se renforcer, avec une hausse attendue du prix du carbone. ​ ​

Chine 

La Chine vise officiellement une capacité nucléaire installée de 58 GW d’ici 2020, contre près de 36 GW aujourd’hui. À plus long terme, l’objectif de la Chine est de disposer de 110 unités nucléaires en exploitation commerciale d’ici 2030, mais cet objectif devrait être ajusté dans le prochain plan quinquennal, dont la première version paraîtra en 2019.

Les scénarios de transition visant à éliminer le charbon publiés par l’IDDRI, qui prennent en compte les données économiques, sociales et économiques, montrent la part importante qui est attendue pour le nucléaire en Chine à la fois dans sa « Contribution de décarbonation nationale » (NDC) préparé à l’occasion de la COP21 mais aussi dans les scénarios de décarbonation 2050, comme l’illustrent les graphiques de l’IDDRI :

 

L’Inde

L’Inde, qui devrait compter 1,5 milliard d’habitants en 2030, est de son côté confrontée à un double défi. D’un côté, l’AIE prévu un triplement de la demande d’électricité d’ici 2040. De l’autre, le pays étant devenu en quelques années le troisième plus grand émetteur de la planète et devra réduire ses émissions de gaz à effet de serre.

L’Inde a développé sa propre technologie d’énergie nucléaire dès les années 1960. Sa production en 2016 était de 38 TWh, soit seulement 2.6% de sa production totale, soit 50 fois moins que la production d’électricité à base de charbon, mais proche de la production solaire et éolienne (59 TWh).  Le gouvernement prévoit de passer à la vitesse supérieure à la fois sur les renouvelables et sur le nucléaire. Il prévoit l’installation de 20 GW nucléaires (contre 5,8 GW aujourd’hui) et 63 GW en 2032. Les énergies renouvelables ne sont pas en reste : d’ici 2022, 60 GW d’éolien et 100 GW de solaire devraient être installés. À plus long terme, l’Inde ambitionne de devenir un des leaders mondiaux dans la conception des réacteurs à neutrons rapides et dans le cycle du thorium, minerai dont elle dispose des plus grandes réserves mondiales.

Le Japon

De la même façon que le nucléaire est une bonne alternative au charbon, le risque est grand de voir le charbon une alternative au nucléaire, dans la mesure où il permet d’avoir une production massive d’électricité 24/24. Ainsi, au Japon, en raison du redémarrage très lent des centrales nucléaires, et des limites liées à la production d’énergies renouvelables compte tenu des conditions géographiques et météorologiques de l’archipel, les compagnies électriques ont démarré huit nouvelles centrales à charbon sur les deux dernières années, et ont en projet au moins 36 nouvelles unités pour les dix prochaines années.  Ces projets ne sont pas compatibles avec l’objectif de baisser de 26 % les émissions de CO2 entre 2013 et 2030.  Il est stratégique que le Japon puisse redémarrer de ce fait rapidement ses réacteurs nucléaires : dans son NDC présenté à la COP21, le pays prévoit une part de l’énergie nucléaire équivalente à 20 % de la production totale d’électricité d’ici 2030. Cela équivaudrait à une trentaine de réacteurs redémarrés.

Aux Etats-Unis

En 2015, les centrales au charbon américaines ont représenté encore 40 % de la production électrique américaine. Près de 70 % d’entre elles ont plus de 40 ans. Dans les états où elles opèrent, ces centrales sont des éléments clef de la sécurité d’approvisionnement électrique : elles fonctionnent de manière continue, en base. En l’absence d’autres moyens pilotables suffisants sur le réseau électrique où elles opèrent (le réseau américain est très fragmenté), elles ne peuvent être remplacées que par d’autres centrales pilotables, donc par des centrales à gaz ou du nucléaire. A la différence des centrales à gaz néanmoins, les petits réacteurs modulaires produisent une électricité bas-carbone et ont un potentiel de décarbonation très largement supérieur.

En avril 2018, l’Etat du New Jersey a décidé de voter des mesures (« Clean Energy Package ») pour éviter la fermeture cette fois-ci des centrales de Hope Creek et Salem, exploitées par l’électricien PSEG, lesquelles pourraient entraîner là encore une nouvelle augmentation des émissions de CO2. Les mesures créent en particulier, dans un cadre de marché dérégulé où les centrales nucléaires sont en concurrence frontale contre les centrales à gaz, une compensation financière pour les centrales nucléaires de 11€/MWh qui rémunère la propriété bas-carbone de leur électricité.  Le New Jersey est devenu ainsi le troisième Etat américain, après l’Illinois et l’Etat de New York, à reconnaître qu’il ne pourrait pas mener une vraie politique de réduction des émissions sans soutenir ses centrales nucléaires face aux énergies fossiles.

La Pologne 

La Pologne dispose des plus grosses réserves de charbon en Europe. En 2015, il représentait plus de 80% de sa production d’électricité, pour des émissions proches de 900g/kWh, de très loin la plus élevée d’Europe.

Dans ce contexte, la mise en service de centrales nucléaires présente un pouvoir de décarbonation très élevé. Dans son plan présenté à l’AIEA en Septembre 2018, le gouvernement Polonais prévoit, d’ici 2030, d’investir à la fois dans les renouvelables (de 14% du mix aujourd’hui à 20%) et d’atteindre 6% de sa production par du nucléaire. En Septembre 2018, le ministre polonais de l’énergie déclarait que « la Pologne ne pourra pas satisfaire les objectifs d’émissions de l’UE s’il ne construit pas de centrale nucléaire ». 

Le gouvernement travaille depuis 2009 sur un projet de deux premières centrales nucléaires. Il est aussi engagé, aux côtés de l’UE, dans un programme de R&D pour le développement de réacteurs à haute-température qui permettrait d’alimenter en chaleur des installations industrielles actuellement alimentées par du gaz, et d’éviter les émissions de 14-17 millions de tonnes de CO2 en Pologne chaque année.