La place du nucléaire dans une trajectoire 2 degrés

29 décembre 2015 - Posté par Alain Grandjean - ( 16 ) Commentaires

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Les politiques énergétiques jouent un rôle déterminant[1] dans l’atteinte des objectifs climatiques qui ont été fortement réaffirmés dans l’accord de Paris à la COP21. Deux tiers de nos émissions mondiales de GES sont dues à la combustion des énergies fossiles. Le nucléaire étant une source d’énergie peu carbonée la question de sa place dans le mix mondial et de son évolution est incontournable. Avant de l’aborder il est utile de rappeler, en quelques points, le contexte dans lequel cette question se pose.

1 Nous consommions en 2010 environ 12 GTep[2] en énergie primaire, pour 7 milliards d’habitants, soit 1,7 Tep par habitant, cette moyenne cachant une grande inégalité[3] : de quelques centaines de kep par hbt pour les plus démunis à 4 tep / hbt en Europe et 7 en Amérique du nord et une vingtaine au Qatar (voir les données de la banque mondiale). Cette consommation d’énergie induit des émissions mondiales de CO2 d’environ 32 GTCO2eq sur 50 GTCO2eq environ de GES (le reste étant soit du CO2 issu de la déforestation et d’autres changements d’affectation des sols, soit d’autres GES, méthane, N20 et gaz fluorés).

2 Le niveau de confort énergétique est fixé par certains experts à 2,5 TEP[4] d’énergie primaire par personne et par an ; par d’autres à 2000 Watts[5], soit 1,5 TEP par personne et par an. En France la loi de transition énergétique fixe une cible de division par deux de l’énergie consommée à horizon 2050 , qui correspond à environ 1,8 TEP primaire par personne (car notre démographie est encore croissante). Une trajectoire 2 ° suppose une réduction de la consommation d’énergie des plus riches et une hausse de celle des plus pauvres. Nous allons supposer dans la suite que l’ordre de grandeur de la consommation d’énergie primaire pourrait être en 2050 de 2Tep par habitant soit 20 GTep pour l’humanité. Cette hypothèse suppose un début de convergence entre les habitants de la planète mais pas une égalité qui ne semble pas atteignable aussi rapidement ; un exemple de ce que pourrait être la répartition énergétique est donné par le tableau[6] ci-après :

 

 

2010

 

2050

 

 

Population

Milliard

Energie/hbt

Tep

Population

Milliard

Energie/hbt

Tep

Classes riches et moyennes

2

4,5

3,6

3

 

 

 

 

 

Pauvres

2

1

3

2

 

 

 

 

 

Très pauvres

3

0,5

3

1

 

 

Energie totale

GTep

 

Energie totale

GTep

Total

7

12,5

9,6

20

NB je dois ce tableau à Jacques Treiner que je remercie ici et précise que  le contenu de ce post ne l’engage en aucune façon

Dans ce type de scénario la consommation d’énergie totale continue à croître fortement (60 % de 2010 à 2050). L’électricité croitra sans doute relativement plus encore, car elle permet de décarboner des usages comme le transport très difficile à décarboner autrement[7].

3 Viser une trajectoire 2° c’est viser, pour 2050, des émissions de CO2 liées aux énergies fossiles situées entre 12 et 15 GTC02. Le mix énergétique devrait alors contenir en moyenne 0,75 TCO2/Tep ; le tableau ci-après donne les émissions actuelles du mix énergétique et ce qu’elles devraient être dans une hypothèse de sortie du charbon, de réduction très forte du pétrole et de hausse très élevée des énergies bas-carbone. On peut évidemment faire imaginer bien d’autres hypothèses, le but n’est ici que de cadrer les contours de la question.

 

 

Part mix actuel

Tep 2010

TCO2/Tep

TCO2

Tep 2050

Part mix 2050

TCO2

Charbon

22%

2,6

4,5

12

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

Pétrole

38%

4,6

3,1

14

1

5%

3,1

 

 

 

 

 

 

 

 

Gaz

21%

2,5

2,3

6

4

20%

9,2

 

 

 

 

 

 

 

 

Bas carbone

19%

2,3

0,0

0

15

75%

1

 

 

 

 

 

 

 

 

total

 

12,0

 

32

20

 

13

 

4 Les politiques énergétiques des pays dans le monde sont très diverses et il n’y a manifestement pas une bonne solution pour résoudre l’équation posée. Pour bien matérialiser la complexité de la question énergétique il est utile de faire quelques remarques.

  • -Elle concerne une grande variété :

– d’usages finaux (chaleur, déplacement, énergie électrique spécifique, …) ; en la matière les besoins varient fortement en fonction de la géographie et du niveau de développement

– de vecteurs (liquide, biomasse solide, gaz, électricité, chaleur, hydrogène…)

– de sources (pétrole, charbon, gaz, hydraulique, biomasse, uranium, géothermie…)

  • 95% de l’énergie consommée dans le monde par le transport (marchandises et passagers) est du pétrole, les trois-quarts l’étant pour la route.
  • inversement le pétrole est affecté pour 60 % au transport (la majorité du reste étant la pétrochimie et le chauffage )
  • l’électricité qui représente environ 20% de la consommation finale d’énergie dans la monde (et 25% en France) peut être faite à partir de sources très variées et pour des usages très variés, c’est le seul vecteur dans ce cas
  • un mix électrique d’une trajectoire 2° C en 2050 devra être quasiment entièrement sans énergie fossile, avec une intensité carbone du kWh inférieure à 100 grammes CO2 (ce qui élimine pétrole, gaz et charbon) 

Il n’y a pas d’énergie sans inconvénient, au regard des multiples paramètres à considérer : disponibilité (dans l’espace et dans le temps), pollutions induites (locales ou globales), impacts sanitaires[8], emprise sur le sol et enjeux paysagers, risques d’accidents, consommation de matériaux rares, dépendance et enjeux géopolitiques, coût…Toute politique énergétique comporte donc des arbitrages difficiles.

5 Les coûts d’investissement dans le domaine énergétique se mesurent en centaines de milliards de dollars par an comme le montrent les deux graphiques suivants.

 

Source : IAE World Energy Investment Outlook 2014

Source : IAE World Energy Investment Outlook 2014

Source : IAE World Energy Investment Outlook 2014

Source : IAE World Energy Investment Outlook 2014

 

Les coûts complets (investissement + exploitation (combustible + maintenance)) des diverses technologies de production d’énergie varient fortement dans l’espace et dans le temps. Cette variabilité a été accrue dans les années passées par la financiarisation des marchés des énergies fossiles et des facteurs géopolitiques majeurs[9] pour le pétrole. En ordre de grandeur le coût de production du MWh électrique[10] en Europe (avant taxes) se situe en ce moment :

  • dans la fourchette 50-60 euros pour les énergies fossiles et sans captage stockage de CO2
  • dans la fourchette  50-110 euros pour le nucléaire selon qu’il est issu des anciennes centrales ou des EPR
  • dans la fourchette 80-120 euros pour l’éolien on-shore[11] et le solaire convenablement situé (sans imputation de couts additionnels pour la gestion du réseau ou le stockage)

On assiste probablement, grâce aux énormes progrès industriels et technologiques sur les Energies Renouvelables à une convergence de ces coûts à terme dans une bande (en euros d’aujourd’hui) de 50 à 100 ce qui, sur ce secteur, ferait du prix du carbone la mesure centrale de régulation (car il permettrait de rendre compétitives les énergies décarbonées en restant à un niveau raisonnable).

Dans tous les cas, il s’agit d’investissements à longue durée de vie (de 20-25 ans pour le solaire au siècle pour l’hydraulique). Par ailleurs les énergies décarbonées sont beaucoup plus intensives en capital que les énergies carbonées. S’installer sur une trajectoire 2° suppose une augmentation très significative des investissements dans ces énergies, doublée d’investissements très importants dans l’efficacité énergétique (et la rénovation énergétique des bâtiments). Voir pour visualiser l’ampleur du défi ce post sur l’équation de Kaya. A ces financements devront s’ajouter très probablement des coûts échoués (arrêts de centrales thermiques ou de sites de production d’énergie fossile bien avant leur fin de vie). La soutenabilité financière de la transition énergétique est certainement un point d’attention majeure. Elle sera favorisée par des lignes politiques claires et des cadres réglementaires stables (visant à réduire le cout du capital et à élever celui du carbone), ce qui est contradictoire avec la politique actuelle de désarmement des Etats prônée par les politiques néolibérales.

Enfin le secteur de l’énergie est formé de nombreuses entreprises, dont certaines très grosses et est une grosse source d’emplois, souvent très spécialisés et qualifiés. Les enjeux de la transition énergétique sont donc aussi des enjeux de transition professionnelle.

6 La répartition actuelle des sources d’énergie primaire est la suivante :

 

Répartition de la consommation mondiale d’énergie finale par type d’énergie primaire. Manicore (Jean-Marc Jancovici)  sur données BP Statistical Review 2015 & divers

Répartition de la consommation mondiale d’énergie finale par type d’énergie primaire. Manicore (Jean-Marc Jancovici) sur données BP Statistical Review 2015 & divers

 

La puissance installée en nucléaire dans le monde est d’environ 400 GW[12] (sur une puissance installée totale de l’ordre de 5500 GW (et une production d’électricité de plus de 20 000 TWh – voir ici).

 

Source: IEA World Energy Outlook 2008

Source: IEA World Energy Outlook 2008

Evolution du nombre de réacteurs connectés par année

Evolution du nombre de réacteurs connectés par année

 

Son évolution projetée d’ici 2030 selon l’AIE, l’AIEA et le WNA – peu suspects d’être anti-nucléaires – va d’un maintien (voire une légère décroissance) à un doublement, ce qui ne représentera cependant guère plus que 10% de la puissance électrique à installer.

 

Comparaison des projections hautes et basses d'installation nucléaire mondiale

Comparaison des projections hautes et basses d’installation nucléaire mondiale

 

Ces éléments de contexte étant rappelés il est possible de rentrer dans le vif du sujet. Nous allons voir maintenant que le déploiement du nucléaire va dans tous les cas buter sur des limites fortes.

Les accidents graves voire les catastrophes ne peuvent être exclus, même dans un pays comme la France à très haute tradition de sécurité ; leurs conséquences sociales et économiques sont telles qu’ils vont rester durablement redoutés par les populations concernées. Selon les évaluations réalisées par l’IRSN en 2013, un accident grave représentatif pourrait engendrer un coût global de quelques 120 milliards d’euros (avec une fourchette entre 50 et 240 milliards d’euros) (voir sur le site de l’IRSN). Ces pertes représentent de l’ordre de 6 % du PIB français annuel. Elles ne sont en outre pas assurables par le secteur privé. Le nucléaire reste donc de fait une énergie d’Etat, même s’il peut reposer en partie dans son exploitation sur des acteurs privés. Dès lors son financement n’est pas facile à monter.

On ne peut exclure non plus des attaques terroristes sur tout maillon de la chaine nucléaire. Elles peuvent viser une centrale nucléaire (qu’on songe au fait que fonctionnent encore deux réacteurs d’ancienne génération en Bulgarie, pays situé aux frontières orientales de l’Europe) un centre de retraitement ou de stockage de déchets radioactifs. On peut très bien imaginer une menace à la contamination de sources d’eau potable d’une grande ville après un vol de quelques kilos de plutonium.

Le nucléaire, comme l’a montré l’accident de Fukushima, suppose une gouvernance (présente et future) extrêmement solide (ce qui n’était pas le cas en Russie mais manifestement pas non plus au Japon) et une parfaite transparence aux audits internationaux. Ceci réduit fortement le nombre des pays éligibles. Par ailleurs il suppose le déploiement d’un réseau électrique centralisé couteux, difficile à faire accepter aux populations et sans aucun doute inadapté aux pays pour lesquels la sortie de la misère peut passer par des solutions locales qu’offre aujourd’hui le solaire photovoltaïque.

L’industrie nucléaire française (le deuxième pays au monde en nombre de centrales installées après les Etats-Unis) ne se porte pas très bien. La durée du chantier de l’ EPR finlandais a dépassé de 9 ans la durée prévue initialement (mise en service prévue en 2018 contre 2009) et celle de Flamanville de 6 ans. Il n’est donc pas possible de dire aujourd’hui de compter sur un déploiement rapide du nucléaire. Il est d’ailleurs probable que soient développés de nouveaux modèles pour faire face à l’échec industriel et commercial des EPR. Les pertes financières d’ Areva ont conduit le gouvernement à adosser l’entreprise au groupe EDF qui est lui-même endetté et devra financer dans les prochaines années un énorme programme d’investissement (un mix de grand carénage par centrale, de construction neuve et de démantèlement).

Le nucléaire de 4ème génération (dite à neutrons rapides, nécessaire à terme pour que le nucléaire ne bute pas sur les ressources en uranium, voir graphique), dont la sortie industrielle est imaginée dans les années 2030-2040 (voir ici) a encore beaucoup de chemin à parcourir.

 

Contraintes sur l'approvisionnement en uranium - CEA

Contraintes sur l’approvisionnement en uranium – CEA

 

Enfin la compétitivité relative du nucléaire s’érode par rapport aux énergies renouvelables. Une récente étude prospective sur l’énergie solaire dans le monde montre que le cout d’une installation photovoltaïque au sol pourrait se situer entre 50 et 35 $/MWh en 2050, celui d’une installation résidentielle entre 70 et 50 $/MWh. La même étude fait état de progrès spectaculaires dans le coût du stockage de l’électricité. Même si ces chiffres restent prospectifs la tendance observée dans le passé est claire : baisse permanente des coûts des EnR et hausse de celle du nucléaire.

Conclusion

Malgré sa faible empreinte carbone, le nucléaire n’est clairement pas la solution au changement climatique. Son essor potentiel est freiné par de multiples facteurs. Pour autant peut-on s’en passer et si oui à quelle vitesse ? On reviendra plus tard sur les enjeux du captage-stockage de carbone (CSC), voie de solution également souvent controversée.

Illustration trouvée sur le net

Illustration trouvée sur le net

Si l’on exclut provisoirement du raisonnement le CSC il reste les EnR. L’étude sur le solaire évoquée ci-dessus donne à penser que le solaire pourrait représenter 25%[13] de la consommation électrique en 2050. Certaines études[14] visent à montrer qu’un mix entièrement renouvelable est possible dès 2030. L’ADEME a publié un scénario 100% EnR pour la France en 2050 (voir http://www.ademe.fr/mix-electrique-100-renouvelable-analyses-optimisations). Ces études prospectives sont évidemment critiquables et critiquées[15] car supposent résolus certains problèmes qui restent à l’être (comme la gestion de l’intermittence). Rappelons notamment qu’hors hydroélectrique les EnR ne représentent aujourd’hui que 5% de la production mondiale d’électricité (voir ici) et que l’adéquation d’une production intermittente à un demande variable suppose de gros investissements dans la gestion du réseau et dans le stockage. Rappelons également qu’on a installé au niveau mondial 40 GW d’éolien en 2013 (soit une puissance moyenne de 10 GW , compte-tenu d’un facteur de charge moyen de 25%) ) et 50 GW de solaire en 2015 (soit une puissance moyenne de   7 GW, compte-tenu d’un facteur de charge moyen de 15%). C’est beaucoup plus qu’il y a 10 ans mais encore très insuffisant ; il faudra décupler rapidement ce niveau[16]. Au total le passage accéléré aux EnR pour qu’elles atteignent le niveau cohérent avec l’objectif suppose une volonté politique internationale commune et des investissements considérables.

Ces études montrent le chemin à suivre et les obstacles à lever, et en creux répondent à la question posée dans le titre de l’article. La place du nucléaire dans une trajectoire 2° sera celle que lui laisseront les EnR électriques. Elle devra rester significative si les EnR ne se développent pas assez vite (et/ou nous maîtrisons pas rapidement notre consommation énergétique) , ce qui suppose des choix politiques forts (réorientation des subventions des fossiles vers les ENR, tarification du carbone, cadres réglementaires clarifiés et stabilisés, prix de l’électricité élevé) ; la place du nucléaire sera donc celle que ces politiques énergétiques lui laisseront.

Alain Grandjean

Notes : 

[1] Inutile de redire ici qu’il est néanmoins impératif aussi de réduire nos émissions de méthane et de réduire le déstockage de carbone lié au changement d’affectation des sols et viser qu’ils puissent redevenir des puits de carbone au niveau mondial.

[2] GTep : milliards de tonnes équivalent pétrole, la Tep est l’une des unités de compte de l’énergie qui consiste à exprimer l’énergie d’une source en équivalent énergétique du contenu d’une tonne de pétrole

[3] Cette inégalité se retrouve dans le domaine de l’électricité. L’Amérique du Nord est la région où l’on produit le plus d’électricité par habitant (14 167 kWh/hab.). C’est plus de deux fois plus qu’en Europe de l’Ouest (6 646 kWh/hab.), plus de trois fois plus qu’en Europe centrale (4 411 kWh/hab.), plus de quatre fois plus qu’en Asie de l’Est et du Sud-Est (3 400 kWh/hab.), huit fois plus qu’en Afrique du Nord (1 771 kWh/hab.) et près de trente fois plus qu’en Afrique subsaharienne (490 kWh/hab.)

[4] C’est ce que propose l’expert Vaclav Smil. Il indique le confort s’atteint à 50 à 70 GJoules par habitant (soit 1,2 à 1,7 TEP) et qu’un niveau généralisé de 100 GJoules (quand l’américain moyen est à 350 GJoules) serait optimal. Voir Vaclav Smil, Energy at the crossroads :global perspectives and uncertainties, Cambridge, MIT Press, 2005.

[5] 2000 Watts c’est la puissance utilisée en moyenne à chaque instant. Voir http://www.societe2000watts.com/.

[6] Les chiffres ne sont là que pour appuyer le raisonnement

[7] En transition le gaz permet de le faire partiellement; le gaz renouvelable pourrait y contribuer plus massivement mais cela suppose une très forte mobilisation d’une biomasse à produire de matière plus intensive qu’aujourd’hui. L’hydrogène est un autre candidat, dont le développement est à venir.

[8] Une étude publiée dans le Lancet (Electricity Generation and Health, Anil Markandya & Paul Wilkinson, The Lancet, 2007 ; 370 : 979–90.) a montré que le charbon avait fait entre 30 et 40 morts par TWh et le nucléaire presqu’aucun (voir http://andrejean.guerin.free.fr/Baj/spip.php?article25). Les travaux scientifiques publiés dans les revues à comité de lecture ne mettent pas en évidence d’effets sanitaires significatifs du nucléaire. On peut discuter de l’indépendance de ces travaux mais il n’y a à ce jour pas de preuves établies de conséquences sanitaires lourdes du nucléaire. Les travaux restent donc à faire : l’absence de preuve de dangerosité n’est pas la preuve de l’innocuité.    

[9] Voir le blog de Matthieu Auzanneau sur ce sujet ; http://petrole.blog.lemonde.fr/

[10] En appliquant les règles de calcul admises actuellement qui intègrent un taux d’actualisation de 8%.

[11] L’éolien off-shore est plutôt dans la fourchette 150-200 euros le MWH

[12] Voir pour plus de détails https://fr.wikipedia.org/wiki/Liste_de_r%C3%A9acteurs_nucl%C3%A9aires#D.C3.A9nombrement_et_.C3.A2ge

[13] Une fourchette de capacité de 6 à 8 000 GW permettrait de répondre à 20 – 25% de la demande mondiale d’électricité estimée en 2050. 6000 à 8000 GWc représentent en effet une production de l’ordre de 8 à 10 PWh (millier de TWh) (en considérant un ensoleillement moyen équivalent à 1350 kWh par kWc) sur une fourchette de consommation électrique totale en 2050 de 35 à 40 PWh (scénarios du WEO 2014), scénario plus intense en énergie que les hypothèses prises ici.

[14] Voir par exemple dans le numéro 89 , octobre-décembre 2015, de la revue Pour la science, l’article de Mark Jacobson et de Mark Delucchi « Se passer des énergies fossiles ».

[15] Voir par exemple http://andrejean.guerin.free.fr/Baj/spip.php?article41 ou http://sciences.blogs.liberation.fr/home/2015/11/ademe-un-mix-%C3%A9lectrique-100-enr.html

[16] La puissance moyenne (c’est-à-dire la puissance corrigée du facteur de charge) à installer en 40 ans est supérieure à 5 TW, il faut donc en installer de l’ordre de la centaine par an !

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16 Responses to “La place du nucléaire dans une trajectoire 2 degrés”

  1.   bertrand cassoret   30 décembre 2015 à 13 h 45 min

    L’ADEME a publié un scénario 100% EnR pour la France en 2050 qui ne concerne que l’électricité, donc seulement 25% de l’énergie (et qui est très optimiste et critiquable, en particulier vis à vis du stockage), et qui ne concerne que la France.
    Vous supposez ici qu’il est possible de produire quasiment toute l’énergie mondiale nécessaire par des renouvelables malgré l’augmentation de la consommation qui passerait de 12 à 20 GTEP? Cette supposition me parait très optimiste.
    Indépendamment du réchauffement climatique, je n’ai pas connaissance d’études montrant qu’il est techniquement possible de produire toute l’énergie mondiale nécessaire avec les renouvelables.

    • Bonjour,

      Merci Alain pour cette très belle et pertinence synthèse, à l’issue de la COP21, qui montre qu’il faut se retrousser les manches…

      Concernant la remarque de Bertrand, non il n’y a pas d’étude qui le montre, et pourtant il faudra bien, en 2100, vivre dans un monde à 100% ENR + nucléaire. Ca veut dire comme j’ai bien aimé l’entendre dire par Ugo Bardi qu’il faudra s’adapter, et adapter notre demande énergétique et notre système (y compris de valeurs ?) à une situation nouvelle. L’alternative étant un monde à 5* voire plus, sans doute acceptable pour des français mais par pour l’essentiel de l’Afrique….

      Concernant l’étude de l’ADEME elle est par construction optimiste et critiquable, c’est évident, mais voir les travaux de l’AIE ou de Cedric Philibert : le stockage n’est pas si cher et si inaccessible et on a beaucoup de marge avant de toucher les limites du système.

      Une dernière remarque, les couts du solaires sont déjà sous les 70 euros le MWh en France, avec de vraies perspectives d’optimisation « industrielle » qui devraient voir arriver des centrales produisants sous les 50€ dans le sud de la France très vite, avec amortissement de l’investissement sur 20 ans (on pourrait aussi le regarder sur 30 ans !). La dynamique américaine devra être suivie de près l’année prochaine.

    •   Alain Grandjean   30 décembre 2015 à 20 h 48 min

      merci Benoit pour ces précisions, en ce qui concerne le coût du solaire et du stockage, je recommande vraiment l’étude faite par Nicolas Ott pour la FNH; elle est très documentée et étonnante concernant les incroyables progrès du stockage électro-chimique. http://www.fondation-nicolas-hulot.org/magazine/solaire-photovoltaique-25-de-lelectricite-mondiale-bas-carbone-dici-2050

    •   Alain Grandjean   30 décembre 2015 à 20 h 45 min

      bonsoir Bertrand, c’est curieux cette remarque, je ne suppose pas cela, j’ai presque écrit le contraire…je me suis peut-être mal exprimé? bien à vous. AG

  2. « Malgré sa faible empreinte carbone, le nucléaire n’est clairement pas la solution au changement climatique. »

    Les 1192 des 1200 scénarios du GIEC pour rester sous les +2°C à 2100 disent le contraire. Faites comme Jancovici, évitez la confiance aveugle aux journaux français.
    http://www.sfen.org/fr/le-blog-des-energies/le-nucleaire-horizon-2050

    •   Alain Grandjean   1 janvier 2016 à 11 h 56 min

      Bonjour Bob, je vous remercie chaleureusement de votre conseil et me permets de vous en donner un de mon côté, avec un poil d’humour. Essayez de lire ce qui est écrit avant de critiquer ce qui ne l’est pas. La solution n’est pas synonyme de une solution.
      Le rapport que vous citez ne dit pas autre chose puisqu’il dit qu’on aura besoin de toutes les énergies.
      bien à vous. AG

    • Désolé je vous ai sans doute lu trop vite. Mais c’est le genre de tournure de phrase qui est sans cesse utilisé où tout est une calamité dans le nucléaire même dans le avantages, quand on en parle.
      On émet moins à « à cause de », on évite plus de décès prématurés et de blessés « à cause de », on évite l’émission de 64 Gtonnes de CO2 « à cause de ».
      Jamais « grâce à », alors que dans 6 fois plus de pays, on a « mieux que ça », du bon vieux charbon, du gaz et du pétrole bien mortel, émissif et patriotique.

      Sans parler des ENR qui se payent le lutte de consommer des centaines de fois plus de ressources et de fossiles que le nucléaire, de contribution nulle au climat pire, de cause de croissance exponentielle des fossiles, mais qu’on ne peut se permette d’oser de les avoir honteux.

      C’était la goutte je crois. Bon article néanmoins.

    •   Alain Grandjean   2 janvier 2016 à 14 h 24 min

      merci de votre réponse, de mon côté j’essaie d’éviter les caricatures et les parti-pris qui consistent à surestimer les avantages de sa solution préférée et d’en sous-estimer les inconvénients et de sortir de la guerre fratricide entre les énergies décarbonées. bien à vous . AG

  3. Bonjour,

    Le rapport complet du groupe III du GIEC traite de la question, citant les travaux scientifiques basés sur les modèles d’évaluation intégrés climat/énergie utilisés par ailleurs par le GIEC. C’est beaucoup plus robuste que des calculs « de coin de table », notamment car ça prend en compte la dynamique du changement énergétique sur le climat.

    On lit ainsi dans ce rapport:

    « L’étude [Eom et al . (2013 )] montre que, selon les hypothèses sur le portefeuille des technologies , un quadruplement de la part [des énergies] à faible émission de carbone au-delà de 20 ans ( de 2030 à 2050 ) entraînerait en moyenne la construction de 29 à 107 nouvelles centrales nucléaires par an […]  »

    et (dans le résumé):

    « Tous les scénarios qui atteignent les 450 ppm se caractérisent par une amélioration rapide de l’efficacité énergétique, une multiplication par 3 à presque 4 d’ici 2050 des sources d’énergie peu carbonées, provenant des renouvelables, du nucléaire et des énergies fossiles avec CCS, ou bioénergies avec CCS (BECCS) »

    Ce qui ressort de ces études, c’est que la place du nucléaire dans une trajectoire 2 degrés dépend en premier lieu de celle de la séquestration carbone (CCS, en particulier associé à des bio energies pour réduire les concentrations de CO2 dans l’atmosphère). Aucun modèle ne permet d’atteindre les +2°C seulement avec des ENR, même avec des hypothèses optimistes.

    J’ai écrit un article présentant ces travaux, et mon analyse concernant les hypothèses choisies (en particulier vis à vis du découplage energie/PIB):
    http://decroissance.blog.lemonde.fr/2015/09/05/nucleaire-et-climat-modeles-des-scientifiques/

    Bien cordialement, Thierry

    PS: concernant les travaux de Marc Jacobsons (qui ne sont pas cités par le dernier rapport du groupe III du GIEC ), on peut lire:
    http://energyskeptic.com/2015/critiques-of-mark-jacobsons-ideas-to-run-the-world-on-renewable-energy/

    •   Alain Grandjean   1 janvier 2016 à 11 h 48 min

      Merci Thierry de ce commentaire et de ces références; je suis bien d’accord avec toi sur la limite des calculs de coin de table, mais ils ont un intérêt pédagogique assez fort c’est de faire sentir quelques ordres de grandeur; en l’occurrence il n’est pas facile sans ces petits calculs de visualiser le saut qu’il y aurait à faire sur les ENR par rapport au rythme actuel (et sans CCS) d’investissement (qui est aujourd’hui présenté comme très important, notamment parce qu’il est présenté en puissance installée et non en puissance moyenne installée). Les modèles intégrés sont évidemment nécessaires mais ils doivent faire l’objet d’une présentation très claire des hypothèses explicites ou implicites qu’ils font (sinon ce sont de simples boites noires manipulables). Par ailleurs sans remettre en cause les travaux du groupe 3 du GIEC ils n’ont pas le même statut que ceux des groupes 1 et 2 car intègrent nécessairement des calculs économiques qui reposent largement sur des conventions (et non des équations physiques). Enfin je crois, après le travail de Nicolas Ott sur le solaire PV, que les ruptures technologiques à venir ne sont pas forcément bien évaluées. mais je vais regarder en détail ton analyse bien sûr.
      amict
      Alain

  4.   Thierry Caminel   1 janvier 2016 à 18 h 16 min

    Bonjour Alain

    Je suis d’accord avec toi concernant l’interet des « calculs de coin de table », effectivement pour l’aspect pédagogique.

    Mais pour la question posée, complexe, le problème est qu’avec de tels calculs, on peut trop facilement arriver à des réponses opposées, et il est impossible pour le non spécialiste de trancher. Ainsi tout argumentaire anti-nucléaire inclut aussi un « calcul de coin de table » pour « démontrer » l’inutilité de cette énergie pour la lutte contre le RC, tandis que d’autres développerons des argumentaire semblant tout aussi justes, mais concluant le contraire. Souvent les erreurs sont subtiles, par exemple concernant les taux de conversion entre énergie thermique et électrique, et beaucoup de simplifications sont abusives (je ne parle pas de ton raisonnement, qui me semble correct).

    Donc la seule manière de répondre à la question posée est la méthode scientifique, par des publications dans des revues à comité de lecture, et recherche de consensus dans des institutions comme le GIEC. Je te suggère de lire par toi même les papiers de [Eom et al . (2013 )] et certain de ceux cités (notamment ceux coordonnés par Van Vuuren), ils sont écrits par des physiciens et ne contiennent que très peu d’hypothèses économiques. Je ne vois pas en quoi ils auraient un statut « inférieur » à ceux du groupe 1 et 2, car c’est globalement les mêmes modèles et les mêmes approches (c’est aussi leurs limites: ils n’incluent justement pas les aspects économiques, sociétaux …).

    Concernant les ruptures technos, certains scénarios sont déjà très optimistes. D’ailleurs même en prenant l’estimation de Nicolas Ott, on ne couvrirait par le PV que moins de 10% de l’énergie mondiale. Et avec le scénénario de l’ADEME, il n’y aurait aucune baisse des émissions de CO2 en France puisqu’il laisse tel quel l’essentiel des consommations fossiles (malgrès 20000 éoliennes dont on peut se poser la question de l’acceptabilité).
    Donc si « la place du nucléaire dans une trajectoire 2° sera celle que lui laisseront les EnR électriques », alors cette place sera sans doute importante, et ce d’autant plus que les politiques économiques recherchons la croissance du PIB (car il n’y a pas découplage).

    Sur le nucléaire Gen IV, je ne suis pas spécialiste du sujet mais j’ai l’impression que les choses vont plus vite, avec les Chinois, les Indiens et les Russes qui développent activement des filières de surgénération au Thorium ou Uranium/Plutonium. Des réacteurs sont déjà en construction, ainsi que les usines de retraitement du combustible, en jouant sur toutes les possibilités d’usage des combustibles fissiles et de surgénération.
    Voir par exemple:
    http://www.elp.com/articles/2014/08/india-to-build-thorium-nuclear-reactor-in-2015.html
    http://www.world-nuclear.org/info/current-and-future-generation/thorium/
    http://fortune.com/2015/02/02/doe-china-molten-salt-nuclear-reactor/
    http://blogs.telegraph.co.uk/finance/ambroseevans-pritchard/100026863/china-going-for-broke-on-thorium-nuclear-power-and-good-luck-to-them/
    http://www.world-nuclear-news.org/NN-Chinese-fast-reactor-completes-full-power-test-run-1912144.html
    http://rt.com/news/168768-russian-fast-breeder-reactor/
    http://terrapower.com/news/removing-barriers-to-a-better-world

    Certaines de ces technos permettraient aussi de réduire très significativement le coût des centrales, par exemple en les constituants de petits réacteurs très automatisés (à lit de galet) construits industriellement, éventuellement installés sur des barges pour alimenter les grandes mégapoles côtières et remplacer les centrales au charbon et dessaler l’eau de mer. Si on y arrive assez vite, ça serait en ce qui me concerne un motif d’optimisme pour le climat (de même que les progrès concernant les ENR et le stockage, car je ne crois pas trop au CCS, ni en une décroissance choisie).

    Amicalement, Thierry

    PS: a propos de calculs énergetiques « de coin de table », le meilleur livre est sans conteste celui de David MacKay « Sustainable Energy – Without the hot air »: http://www.withouthotair.com/
    On peut l’acheter en version francaise, ou le télécharger depuis: http://www.inference.eng.cam.ac.uk/sustainable/book/translate/french/sewtha_20111001_lowres.pdf
    J’aime bien cette phrase:  » Please don’t get me wrong: I’m not trying to be pro-nuclear. I’m just pro-arithmetic »

  5. Première lecture rapide (et sans examen des calculs) :

    – je suis moins certains que toi que la décarbonation du transport pourra passer par une massification rapide et efficace vers une électricité effectivement décarbonée. Je partage là-dessus l’option du Shift de compter aussi et peut-être même d’abord sur la voiture à 2L/100.
    – Dans la « suppression du charbon » il faudrait embarquer le charbon avec CSC qui, du coup, pourrait aussi concerner le gaz, et même, pourquoi pas, de la production électrique à partir du bois (à 70-100€/tCO2, le CSC devrait être rentable). Tu évoques la chose en fin d’article.
    – 110 euros le MWh pour le nucléaire récent me paraît excessif. Mais comment en discuter tant qu’il n’y en a pas plusieurs EPR ou réacteurs de nouvelle génération du même modèle qui permette d’avoir des coûts qui ne correspondent pas à des têtes de série (pour les EPR britanniques, les prix garantis sont pour 30 ans me semble-t-il, alors que la durée de vie serait de 60 ans au moins).

    Tu insistes à juste titre sur l’aspect très long terme des investissements énergétiques et en particuliers sur ceux qui devront être bas carbone. Tu négliges en revanche de comparer à d’autres investissements également de très long terme, bâtiment neuf et rénovation lourde, dont un des coûts important est à présent mobilisé pour les aspects énergétiques ou carbone. Or le choix de la priorité n’est pas sans conséquences sur les montants des investissements à consacrer à ce secteur et ces conséquences sont dépendantes du mix énergétique mobilisable aujourd’hui et demain. L’objectif 2°C crée donc une certaine corrélation entre ces deux grands secteurs gourmands en investissements.

    Sur la partie concernant le nucléaire,
    – Tu donnes l’estimation du coût d’un accident grave, tu ne mentionnes pas la probabilité d’occurrence. Or précisément, ce type de travail a été effectué dans un objectif de calcul socio-économique visant à identifier les meilleures mesures à prendre pour réduire les conséquences, non pas pour servir de chiffre repoussoir.
    – A propos d’attaques terroristes, il y a bien d’autres moyens que le plutonium pour empoisonner l’eau de boisson et bien plus faciles à mobiliser et mettre en oeuvre. Il y a bien d’autre moyens que de faire sauter une centrale nucléaire ou l’usine de retraitement pour déstabiliser les réseaux vitaux d’un pays développé comme la France et probablement plus aisés à mettre en oeuvre que de s’attaquer à des forteresses comme celles que tu évoques.
    – Pour les pays que tu disqualifies, le problème est qu’ils ont déjà du nucléaire et qu’ils n’ont nullement l’intention de s’en passer (le Japon a relancé le sien). Si tu y ajoutes la Chine, l’Inde, l’Iran, et sans doute bien d’autres qui ne viendront pas demander l’autorisation à quiconque, il vaut mieux avoir un nucléaire le plus sûr possible.
    – L’état de l’industrie nucléaire française est, en effet de lourdes erreurs stratégiques (dont un partenariat franco-allemand mal engagé sur l’EPR), peu reluisant. Sans doute le nucléaire de demain devra compter, évidemment à nouveau avec les USA (qui ont relancé des travaux dans plusieurs directions), mais aussi avec la Chine. Faut-il pour autant compter pour rien l’expérience indéniable qui reste en France et notamment dans la perspective des réacteurs à neutron rapide ? Je ne le crois pas.
    – Sur la question de la compétitivité, l’étude de Nicolas Ott montre tout le potentiel que recèle les évolutions attendues pour le PV, et il est attractif. Elle ne prétend pas pour autant avoir répondu au fond à la question des transferts inter-saisonniers autrement qu’en remarquant que statistiquement l’hivers en Europe est plus venteux qu’ensoleillé. Il est évident que cela demande des travaux complémentaires. C’est bien ce que dit Nicolas du reste.

    Tu conclues : « Malgré sa faible empreinte carbone, le nucléaire n’est clairement pas la solution au changement climatique. »
    Qui peut prétendre sérieusement qu’une seule réponse technique suffira à relever à l’enjeu climatique ? Ma conviction est que le nucléaire gardera une place dans le mix électrique de 2050 et 2100. Pour la France et pour le climat, garder un spécialiste encore mondialement reconnu d’un type d’équipement bas carbone qui peut représenter jusqu’à 10% de la puissance électrique installée mérite tout à fait notre attention et notre soutien.

    Je te rejoins cependant sur l’aspect essentiel de ta conclusion : il faut beaucoup plus d’investissement pour la production d’électricité sans (ou au moins très bas) carbone.

    Avec toute mon amitié.

    André-Jean

    •   Alain Grandjean   9 janvier 2016 à 14 h 23 min

      merci André-Jean de ton commentaire argumenté; pour la voiture électrique je crois qu’on va vers un mix (motorisation pétrole ou gaz mais basse conso, hybride, hybride rechargeable, élec…)
      pour le csc, je n’exclue pas, j’ai cité mais développé, j’en reparlerai car vu de l’aie c’est incontournable mais c’est vraiment largement débattu y c au plan technique
      en ce qui concerne le futur des coûts du nuc, je reconnais qu’on ne doit pas injurier l’avenir mais c’est vraiment pour le coup symétrique; j’ai trop vu et lu d’attaques en règles des coûts futurs des enr…a ce stade les faits sont simples : de belles courbes d’expérience du cote des enr et l’inverse pour le nuc
      le risque terroriste est évidemment partagé, d’ailleurs quand emmanuel valls a voulu faire peur à tout le monde après les attentats il a parlé de chimie et de biologie, sauf que quand le nuc aura été l’objet d’une attaque , l’effet sera celui de fukushima; cela aura un effet sur toute la filière
      concernant les payx « compliqués » je maintiens que ce sera compliqué et qu’il faut donc tenir compte de cela dans la prospective,
      concernant les possibilités des enr je n’ai pas écrit,je crois, que tout était résolu…
      on partage la conclusion
      amitiés et merci bcp
      alain

  6.   Benjamin Blanc   5 janvier 2016 à 11 h 04 min

    Merci pour cette synthèse très bien réussie, sans jugements de valeur et factuelle.
    J’ajouterai juste un élément de géographie à votre réflexion: où veut-on agir?

    Si c’est en France, il me semble que le grand carénage sur des centrales qui fonctionnent assez bien, assez controlées, a du sens. Cette rénovation aura un cout, mais nous assurera un approvisionnement électrique de qualité dans une économie qui devra se tourner vers l’électricité. On pourrait bien sûr mettre d’autres sources (ce qu’on doit faire à la suite de la LTE) qui fonctionneraient aussi bien grâce à notre super réseau historique.

    Si c’est dans des pays riches, il faut tenir compte de la géographie: le Danemark est un petit pays qui est soutenu par deux géants hydroélectriques. Mais quid de la Finlande, ou du Japon? ces pays ne sont pas forcément bien adaptés à une génération EnR (y compris hydro)…

    Si c’est dans des PVD (Chine inclus), la question est autant en termes de réseau que de centrales…S’il faut créer un smart grid pour gérer l’intermittence au Ghana ou au Vietnam, le cout n’est pas le même. D’ailleurs le vietnam ne se trompe pas et investit largement dans le charbon (influencé par les industriels chinois du charbon qui doivent trouver de nouveaux débouchés).

    A un problème mondial, nous devons trouver des solutions régionales. Je suis d’accord que le nucléaire n’est pas LA solution, mais l’exclure est sans doute dangereux.

    Cordialement

  7. Bonjour Alain Grandjean,

    Je réfléchis à la sortie des énergies fossiles depuis une dizaine d’années au sein d’une association de spécialistes ,puis d’un petit groupe international informel. Je me demande comment vous pouvez encore discourir sur ce sujet . L’éolien-photovoltaïque réclame plus d’investissements physiques que le nucléaire pour une qualité d’électricité médiocre. Ce qui compte en effet ce sont les courbes de production d’électricité et vous en publiez peu . Ainsi vous ne donnez aucun coût sur le stockage non plus.

    Si l’on revient à l’investissement physique , vous citez Jacobson qui envisage 40 TW éolien, avez-vous essayé de placer 40 TW éolien sur Terre ?
    Le Photovoltaïque est également limité par les surfaces nécessaires : l’équivalent d’une petite centrale nucléaire, c’est Tunur : 100 km2 de réflecteurs à nettoyer.

    Inutile de chercher d’autres grandes sources renouvelables électriques , même en confisquant toute la biomasse pour soutenir le système électrique , on ne peut pas bâtir un système électrique sur le couple éolien-solaire

    Et toujours, le risque d’accident , mais qu’est-ce qu’un accident nucléaire : sur une vieille centrale : 100 000 évacués et aucune victime des radiations dans la population civile. Même pas de victimes de l’iode 131. Sur les centrales aux normes actuelles , avec des recombineurs d’hydrogène et une filtration des rejets quel serait l’impact ? Un accident nucléaire 6% du PIB , dites-vous c’est un coût en capital , les variations boursières sont de cet ordre.

    On ne met pas du nucléaire n’importe où, comme on mettra de l’éolien aujourd’hui : L’Europe, Les Etats-Unis, La Chine, L’Inde , L’Indonésie ont la capacité technique de déployer le nucléaire .

    La conclusion correcte est que l’éolien et le PV prendront la place que le nucléaire voudra bien leur laisser. Lorsque des ingénieurs français se rendent en Asie du Sud-Est, ils ne sont pas face à des gens qui veulent installer de l’éololovoltaïque, mais face à des ingénieurs responsables qui voit dans notre pays, un exemple réussi le déploiement du nucléaire.

    Je vous invite à en débattre , en mesure de mes disponibilités, dans n’importe qu’elle école d’ingénieurs.

  8.   thierry Dudit   10 juillet 2016 à 19 h 12 min

    Bonjour
    Que valent les comparaisons de couts de production?
    Etant donné le facteur de charge assez faible de l’éolien (30-35%), peux t-on isoler son cout de production des multiples couts (gestion de l’intermittence, stockage, nécessité d’avoir des surcapacités) qui l’entourent et qui sont une condition même de son existence?
    Faisons un comparatif France Allemagne d’après les données Eurostat sur la base des prix facturés aux utilisateurs car à la finale c’est le consommateur qui paye la majeure partie de la note (pour le reste c’est le contribuable ce qui revient au même). Ces prix semblent plus révélateurs que les couts.
    Le consommateur Allemand paye son électricité 80% plus chère et dans sa note la partie production n’est pas beaucoup plus élevée qu’en France.
    La différence met en évidence tous les couts annexes de l’éolien qui sont considérables. Quel signification peut avoir un cout de production de l’éolien si à la finale il faut quasiment doubler les couts payé par le consommateur? L’éolien a besoin de nombreuses béquilles qui invalident les comparaisons sur la base du cout de production. Il faut raisonner en cout complet même si cela doit être très compliqué. C’est néanmoins essentiel afin de ne pas tromper nos concitoyens sur les cachés de la transition énergétique.
    Notons au passage, que la transition allemande est en panne en ce moment car elle bute sur un problème de couts : continuer l’expansion forte de l’éolien suppose des subventions fortes insupportables pour le consommateur et pour l’Etat.
    Le scénario Ademe postule une réduction de 50% des consommations énergétiques. Est ce réaliste? À quels couts une fois de plus? N’est ce pas une construction intellectuelle, certes séduisante, mais irréaliste d’un point de vue technique (arrivera t-on à surmonter les contraintes physiques découlant de l’intermittence?) et économique? De ce point de vue la transition Allemande laisse beaucoup de scepticisme. Avant de faire des plans sur la comète, il faudrait étudier les cas Allemands et Danois : des sommes énormes englouties pour des impacts en réduction de GES faibles et une utilisation du Charbon toujours élevée (dont les conséquences sanitaires quotidiennes sont bien pires que le nucléaire).
    Thierry Dudit

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