Nucléaire et renouvelables : la solution pour le climat

En 2050, du fait principalement de la croissance démographique mondiale, du déploiement de la mobilité électrique et du développement économique des pays émergents, nous aurons besoin de 2 fois plus d’électricité. Dans le même temps, nous devrons atteindre la neutralité carbone pour limiter le réchauffement de la planète à + 2°C. Si tout le monde s’accorde pour se passer des énergies fossiles, il faut trouver d’autres solutions fiables et accessibles pour produire une électricité bas carbone. Le point sur les alternatives d’un mix électrique décarboné qui nécessitera de faire appel à toutes ces sources d’énergie.

Nucléaire et hydraulique : le potentiel des énergies en continu

Les moyens de production en continu permettent de fournir une électricité bas carbone sans variation liée aux conditions météorologiques ou géographiques. Ils sont dits pilotables. C’est le cas de l’hydraulique et du nucléaire.

Chiffres clés - Neutralité carbone Orano

L’énergie hydraulique

La filière de l’hydroélectricité est la plus mature parmi les renouvelables. La plupart des pays développés sont donc déjà bien équipés en installations hydrauliques. La Norvège en est l’exemple le plus évident avec une électricité hydraulique très peu chère et abondante. D’autres pays disposent de cet avantage naturel : la province canadienne du Québec, la Tasmanie en Australie, le Costa-Rica, le Brésil ou encore la Suisse. Dans ces pays, le socle hydraulique de la production peut être assez puissant pour que l’option nucléaire soit inutile, ou une alternative à la possibilité de le compléter par d’autres moyens de production d’électricité bas carbone. Néanmoins, dans des pays comme la France, la plupart des sites utilisables pour l’hydroélectricité sont déjà utilisés.

L’énergie nucléaire

Le nucléaire est l’une des énergies les moins émettrices de gaz à effet de serre (GES) au monde avec des émissions de CO₂ comparables à l’éolien et 4 fois moins importantes que le solaire.

455 réacteurs en opération dans 30 pays et plus de 70 réacteurs en construction

En plus d’être bas carbone, le nucléaire est une énergie pilotable, capable de s’adapter aux variations de la demande électrique et de fournir une électricité en continu toute l’année. C’est aussi l’un des moyens de production d’électricité le moins coûteux grâce aux réacteurs actuellement en opération. Ainsi le nucléaire permet à la France d’avoir un prix d’électricité parmi les plus bas d’Europe et d’être indépendante de son électricité à 70%.

Par la stabilité de son réseau et son approvisionnement en continu, le nucléaire contribue largement à sécuriser l’acheminement électrique dans les hôpitaux, dans les entreprises, dans les logements et les transports du monde entier.

Source : SFEN L’énergie nucléaire est industriellement disponible et déployable à grande échelle | toutes les infos par la Revue Générale Nucléaire | SFEN
lindustrie_nucleaire_se_reinvente_pour_relever_les_defis_de_2030_-_sfen_juin_2016.pdf

Le saviez-vous ?

- La part importante du nucléaire permet à la France d’avoir l’un des mix électriques les plus décarbonés d’Europe

- Grâce au nucléaire en majorité, mais aussi aux renouvelables dont l’hydroélectricité, la France dispose d’une électricité bas carbone à + de 90 %

Éolien et solaire : des énergies renouvelables intermittentes

Les énergies renouvelables comme l’éolien ou le solaire dépendent des conditions météorologiques et de la typologie géographique des pays qui les exploitent. Elles émettent par nature très peu de CO₂ car elles utilisent les ressources naturelles (vent, soleil) pour produire de l’énergie. En revanche, si le taux d’ensoleillement ou la puissance des vents sont trop faibles, la production d’électricité s’arrête.

Ce caractère intermittent réduit fortement leur capacité à se substituer complétement aux énergies fossiles (pétrole, gaz et charbon) qui, elles, sont pilotables, et dont les combustibles sont facilement transportables et stockables.

L’énergie éolienne

Les éoliennes peuvent être installées en mer, ou sur terre. Le taux d’utilisation de l’énergie éolienne terrestre est généralement bas (de l’ordre de 25%) en raison de la forte variabilité des vents à terre. En l’absence de solutions de stockage suffisantes, l’éolien terrestre souffre donc de fortes intermittences. L’éolien en mer, en revanche, permet de bénéficier de vents puissants et réguliers, pour un meilleur taux d’utilisation. Ce dernier reste tout de même plus faible (de l’ordre de 50%) que celui des centrales pilotables.

L’énergie solaire

L’énergie solaire peut aujourd’hui être exploitée de deux manières : par l’intermédiaire de panneaux photovoltaïques, ou par l’intermédiaire de centrales à concentration. L’Europe est la zone la mieux équipée au monde en panneaux photovoltaïques.
Pour pallier l’intermittence de la production d’énergie solaire et éolienne, des investissements conséquents sont à prévoir dans le stockage de l’énergie et la modernisation des réseaux électriques (développement des smart grids : Introduction aux smart grids | Smart Grids - Le site édité par la CRE (smartgrids-cre.fr))

Un mix énergétique 100 % renouvelables, est-ce possible ?

Disposer d’une énergie pilotable est indispensable pour répondre aux variations de la demande en électricité. Les EnR intermittentes peuvent venir compléter un système de production d’électricité en continu. C’est le cas pour le Costa Rica, qui a opté pour un mix énergétique basé sur la géothermie, l’éolien et l’hydraulique. Assurer la production d’électricité uniquement grâce aux EnR est possible pour les pays ou provinces qui bénéficient d’une configuration géographique adaptée aux installations hydrauliques. Ce n’est cependant pas toujours le cas.

Opter aujourd’hui en France pour un système électrique fondé sur une proportion élevée d’EnR à l’horizon 2050 représente un pari sur des technologies qui ne sont pas arrivées à maturité et qui n’ont jamais été déployées à l’échelle d’un pays comme le nôtre.

- Tout d’abord l’intermittence nécessite de disposer de moyens additionnels, encore au stade de la Recherche & Développement, pour maintenir la stabilité du réseau électrique.

- Elle nécessite également de démultiplier les sources de flexibilité et les capacités de stockage (dont les réserves) pour faire face aux aléas de production et de consommation, et ainsi assurer l’approvisionnement à tout moment. La demande devrait s’adapter à l’offre et non pas l’inverse.

- L’installation d’unités de production EnR s’avère en outre extrêmement coûteux en raison du nombre à déployer, et doit prendre en compte les contraintes d’acheminement électrique des sites de production éloignés des sites de consommation.

- Sans compter l’empreinte territoriale de chaque projet et leur acceptabilité sociale qui sont des facteurs déterminants.

- Enfin, l’abandon du moyen de production pilotable bas carbone qui est le nucléaire conduirait à recourir à des centrales thermiques à gaz ou à charbon, augmentant nécessairement les émissions de gaz à effet de serre.

Nucléaire et renouvelables : un binôme gagnant

Les experts du GIEC soulignent que les scénarios favorables aux énergies renouvelables sont réalisables d'un point de vue géophysique et nécessitent d'être soutenues au niveau politique. Elles sont cependant incompatibles seules avec les besoins énergétiques actuels et futurs de nos sociétés.

Si nous voulons conserver la partie la plus importante possible de notre confort « moderne » tout en luttant contre le dérèglement climatique, le nucléaire apporte cela en complément des énergies renouvelables, dont le domaine de prédilection est plus la chaleur (carburants, industrie, chauffage) que l’électricité
Jean-Marc Jancovici

Intensité carbone du secteur électrique par pays

Source : Face à l’urgence climatique, le nucléaire n’est plus tabou | toutes les infos par la Revue Générale Nucléaire | SFEN

C’est pourquoi les 4 scénarios du GIEC intègrent tous une augmentation du recours à l’énergie nucléaire en association aux énergies renouvelables pour produire de l’électricité bas carbone. Sans nucléaire, le recours aux énergies fossiles ne pourra être évité, avec à la clé de nouvelles émissions de CO₂. C’est le cas en Allemagne, qui a très récemment autorisé la mise en service d’une nouvelle centrale à charbon et ce malgré sa volonté de sortir du charbon d’ici à 2038. Le pays émet aujourd’hui 9 à 10 fois plus de CO₂ que la France* ou la Scandinavie pour sa production d’électricité.

*source : Sylvain David, chercheur du CNRS, pour France Inter

Les seuls pays qui atteignent le seuil de décarbonation compatible avec les objectifs climatiques sont la Norvège, la Suède et la France. La Norvège y parvient avec une production presque totalement hydraulique. La Suède et la France avec un mix nucléaire/hydraulique/éolien/solaire/biomasse où les deux premiers sont majoritaires. Aucun autre pays n’y réussit, même l’Allemagne qui a déjà dépensé un minimum de 300 milliards d’euros pour installer de l’éolien et du solaire.

La lutte contre le changement climatique implique de recourir aux technologies de production d’énergie sobres en carbone. Le passage à une économie décarbonée ne pourra se passer des énergies fossiles avec une seule source d’énergie mais avec un bouquet d’énergies dans lequel le nucléaire aura toute sa place. Le débat ne peut plus être dogmatique : nucléaire contre renouvelables. Mais pragmatique : nucléaire et renouvelables. En conséquence, l’énergie nucléaire a et aura une place essentielle dans la transition énergétique : elle assure une continuité de production d’électricité nécessaire, sans alourdir le bilan carbone.

Le charbon était l’énergie du 19ème siècle. Le pétrole celle du 20ème siècle. L’électricité bas carbone sera celle du 21ème siècle.
Pour rester à + 1,5°C au maximum, le GIEC appelle d’ici 2050 à cesser tout usage du charbon et à réduire de respectivement 60 % et 70 % ceux du pétrole et du gaz (par rapport aux niveaux de 2019).
Au total, les renouvelables et les énergies peu carbonées - dont le nucléaire et l’hydroélectrique - comptent pour 37 % de la production électrique mondiale, le reste provenant des énergies fossiles.
La production d’électricité est la 1ère source d’émission de CO2 dans le monde en raison de l’utilisation d’énergies fossiles (charbon et gaz)
Grâce au nucléaire en majorité, mais aussi aux renouvelables dont l’hydroélectricité, la France dispose d’une électricité bas carbone à + de 90 %.