Discours: Le nucléaire au-delà de l’électricité: perspectives
15 février 2021
Les technologies à faible émission de carbone sont plus compétitives que les options à base de combustibles fossiles pour la production d’électricité, ce qui est une bonne nouvelle pour les gouvernements qui souhaitent évoluer vers des systèmes à faible émission de carbone. Mais l’électricité n’est pas la fin de l’histoire, déclare le Dr Henri Paillère, chef de la section des études de planification et d’économie de l’Agence internationale de l’énergie atomique (AIEA).
Dr Henri Paillere, chef de la Section des études de planification et d’économie de l’AIEA
Ce qui suit est une version abrégée de sa présentation au webinaire du Westminster Energy Forum la semaine dernière, Matérialité du nucléaire pour Global Net Zero.
« La décarbonation du secteur de l’électricité ne sera pas suffisante pour atteindre des émissions nettes nulles. Nous devons également décarboner les secteurs non énergétiques – transports, bâtiments et industrie – qui représentent aujourd’hui 60% des émissions du secteur de l’énergie. Comment y parvenir est: l’électrification avec une électricité à faible émission de carbone autant que possible; l’utilisation de sources de chaleur à faible émission de carbone; et l’utilisation de combustibles à faible teneur en carbone, y compris l’hydrogène, produits à partir d’électricité propre.
L’Agence internationale de l’énergie (AIE) déclare que: « Près de la moitié des réductions d’émissions nécessaires pour atteindre le zéro net d’ici 2050 devront provenir de technologies qui n’ont pas encore atteint le marché aujourd’hui. » Il est donc nécessaire d’innover et de pousser la recherche, le développement et le déploiement de technologies. Cela inclut le nucléaire au-delà de l’électricité.
Aujourd’hui, la plupart des projections de scénarios considèrent le rôle du nucléaire UNIQUEMENT dans le secteur de l’énergie, mais une électrification accrue nécessitera plus d’électricité à faible émission de carbone, donc potentiellement plus de nucléaire. L’énergie nucléaire est également une source de chaleur à faible émission de carbone et pourrait également être utilisée pour produire des carburants à faible teneur en carbone comme l’hydrogène. Il s’agit d’un potentiel pratiquement inexploité.
Il existe une opportunité pour le secteur de l’énergie nucléaire – des réacteurs avancés, des petits réacteurs modulaires et des applications non énergétiques – mais il nécessite des conditions de concurrence équitables, non seulement en termes de financement des technologies actuelles, mais également en termes de promotion de l’innovation et de soutien. recherche jusqu’au déploiement sur le marché. Et bien sûr, la préparation technologique et l’économie seront les clés de leur succès.
En ce qui concerne le chauffage industriel et le chauffage urbain, j’attire l’attention sur le fait qu’il existe des décennies d’expérience dans le domaine du chauffage urbain nucléaire. Pas bien répandu, mais expérience néanmoins, en Russie, en Hongrie et en Suisse. L’année dernière, nous avons eu deux nouveaux projets. Une centrale nucléaire flottante en Russie (Akademik Lomonosov), qui fournit non seulement de l’électricité mais aussi du chauffage urbain à la région de Pevek où il est connecté. Et en Chine, la centrale nucléaire de Haiyang (technologie AP1000) a commencé à fournir du chauffage urbain commercial. En Chine, il y a une motivation supplémentaire pour réduire les émissions, à savoir réduire la pollution de l’air car dans le nord de la Chine, une grande partie du chauffage en hiver est fournie par des chaudières à charbon. En passant au nucléaire avec le chauffage urbain, ils réduisent ainsi cette pollution et contribuent également à réduire les émissions de carbone. Et la Pologne envisage des réacteurs à haute température pour remplacer son parc de chaudières à charbon et c’est donc une technologie qui pourrait également changer la donne du côté de l’industrie.
Il y a également eu des décennies de recherche sur la production d’hydrogène à partir de l’énergie nucléaire, mais aucun déploiement réel. Maintenant, d’un point de vue climatique, il y a une volonté claire de trouver des carburants de substitution aux hydrocarbures que nous utilisons aujourd’hui. À court terme, nous pourrons produire de l’hydrogène par électrolyse en utilisant une électricité bas carbone, à partir d’énergies renouvelables et du nucléaire. Mais la source d’énergie à faible émission de carbone la moins chère provient de l’exploitation à long terme des centrales nucléaires existantes qui, combinées à leurs facteurs de capacité élevés, peuvent fournir l’hydrogène à faible émission de carbone le moins cher de tous.
À moyen et long terme, des recherches sont en cours sur des procédés plus efficaces que l’électrolyse à basse température, qui est l’électrolyse à la vapeur à haute température ou le fractionnement thermique de l’eau. Ceux-ci peuvent offrir des rendements et une efficacité plus élevés, mais ils nécessitent également des réacteurs avancés qui sont encore en développement. Des projets de démonstration sont envisagés dans plusieurs pays et nous, à l’AIEA, élaborons une publication qui examine les opportunités commerciales de la production nucléaire d’hydrogène à partir de réacteurs existants. Dans certains pays, il est nécessaire de stimuler l’économie du parc existant, en particulier dans les systèmes électriques où les prix du marché de l’électricité sont bas, voire négatifs. Nous recherchons donc d’autres produits qui ont des valeurs plus élevées pour améliorer la compétitivité des centrales nucléaires existantes.
L’avenir, ce n’est pas seulement regarder l’électricité, mais aussi l’industrie et les transports, et donc les systèmes énergétiques intégrés. L’électricité sera la principale bête de somme de notre effort mondial de décarbonation, mais grâce à la chaleur et à l’hydrogène. La façon dont vous modélisez cela fait l’objet de nombreux travaux de recherche menés par différents instituts et nous, à l’AIEA, développons des capacités de modélisation dans le but d’optimiser les émissions à faible émission de carbone et les coûts globaux.
Ceci n’est qu’une image de ce à quoi pourrait ressembler l’avenir: un système électrique à faible émission de carbone avec des réacteurs nucléaires à eau légère (grands réacteurs, petits réacteurs modulaires et réacteurs rapides); solaire, éolien, tout ce qui produit de l’électricité à faible émission de carbone qui peut être utilisée pour électrifier l’industrie, les transports et le chauffage et la climatisation des bâtiments. Mais nous savons qu’il existe un besoin de vapeur de process à haute température que l’électricité ne peut pas apporter mais qui peut être fournie directement par des réacteurs à haute température. Et il existe plusieurs façons de produire de l’hydrogène à faible teneur en carbone. La beauté de l’hydrogène est qu’il peut être stocké et qu’il pourrait éventuellement être injecté dans des réseaux de gaz qui pourraient à l’avenir fonctionner à 100% d’hydrogène, et cela pourrait être reconverti en électricité.
Ainsi, pour décarboner l’énergie, il existe de nombreuses options – nucléaire, hydraulique, énergies renouvelables variables et fossile avec captage et stockage du carbone – et c’est aux pays et aux industries d’investir dans celles qu’ils préfèrent. Nous constatons que le nucléaire peut en fait réduire le coût global des systèmes en raison de sa dispatchabilité et du fait que les énergies renouvelables variables ont un coût en raison de leur intermittence. Il est nécessaire de concevoir des marchés appropriés et le rôle des gouvernements pour encourager les investissements dans le nucléaire.
La décarbonisation d’autres secteurs sera aussi importante que la décarbonation de l’électricité, des moyens de produire de la chaleur à faible teneur en carbone et de l’hydrogène à faible teneur en carbone. Il n’est pas si évident de savoir qui seront les gagnants, mais je dirais que puisque le nucléaire peut produire les trois vecteurs à faible émission de carbone – l’électricité, la chaleur et l’hydrogène – il devrait avoir l’avantage.
À l’AIEA, nous organiserons un webinaire le mois prochain avec l’AIE pour examiner les projections nucléaires à long terme dans un monde à zéro net. Ce sera notre contribution du point de vue du nucléaire au rapport spécial de l’AIE sur les feuilles de route vers le zéro net qu’elle publiera en mai. «