Les défis de l’énergie nucléaire

Le boom de la production d’électricité nucléaire a été initié par le choc pétrolier de 1973. Le nucléaire s’était affirmé comme une nécessité bienvenue afin de diversifier les sources énergétiques pour diminuer les dépendances à l’or noir et aux pétromonarchies. La période aura vu l’émergence des centrales portées par les grandes puissances nucléaires militaires.

Est-ce que la crise pétrolière actuelle permettra de dupliquer la crise de 1973 et d’ouvrir de nouvelles opportunités pour l’énergie nucléaire ?

Aborder un pareil sujet est risqué tant les opinions et les idéologies sont polarisées. Tentons de rester sur ce fil du rasoir.

En 2020, 52 centrales nucléaires sont en constructions dans le monde, principalement en Chine et en Inde, alors que 186 unités ont pris leur retraite. Trente pays se partagent un parc de 449 réacteurs. Au niveau mondial, ils produisent 10,2% de l’électricité et représentent un peu plus de 4% de l’énergie totale consommée.

Les énergies renouvelables (solaire, éolien, géothermie, hydraulique, marée motrice) jouent un ton en-dessus avec une part de marché électrique estimée à 22,9%.

Répartition de la production d'électricité dans le monde, 2017
Source: Agence Internationale de l'Energie

Une intensité élevée en capital

Comme pour le solaire, l’hydraulique ou l’éolien, une centrale nucléaire repose sur une forte intensité en capital. Avant de produire le moindre kWh (kilowattheure), il faut d’abord débourser entre € 3,2 et 12 milliards selon le modèle. 

Les charges du capital pour une centrale nucléaire peuvent peser jusqu'à 74% sur les coûts de la production d’électricité. En comparaison, ils grimpent à 88% pour le solaire et 80% pour l’éolien. De son côté, une centrale à gaz se monte à un minime 22%.

Au total, les coûts de financement de la construction d’une centrale nucléaire peuvent faire grimper les prix du kWh jusqu'à 3 à 7 ct. Pour illustrer ce chiffre, en 2019, le prix moyen d’achat de l’électricité en Suisse était de € 4,8 ct selon l’OFEN.

Ce talon d’Achille est connu par l’industrie qui planche sur des solutions créatives de financement. 

Climat et humanité

Le lobby du nucléaire met en avant un bilan CO2 favorable, alors que les opposant ne se limitent pas à la construction d’une centrale et ajoutent l’entier du cycle de vie de l’uranium, de la mine au réacteur, à la gestion des déchets.

Selon les études, les valeurs fluctuent de 50 à 150 gr CO2/kWh.

Par rapport aux autres énergies fossiles, même s'il n'est pas gratuit pour le climat, ce bilan est favorable. Cependant, les déchets radioactifs et les accidents nucléaires font planer une menace différente mais qui met également la survie de l’humanité en questionnement.

Production électricité nucléaire par pays.
Source : world-nuclear.org

Uranium : les 6 pays clés

Avec 40% de l’extraction mondiale, le Kazakhstan est l’Arabie Saoudite de l’uranium.

Dans le monde, le 85% de l’uranium est extrait par six pays: le Kazakhstan, le Canada, l’Australie, la Namibie, le Niger et la Russie.

Ce manque de diversification représente une menace d’autant que la Chine s’est stratégiquement accaparé de plusieurs gisements. Ainsi Pékin a financé ses services au Kazakhstan afin d’ouvrir une unité d’enrichissement du combustible pour les centrales nucléaires.

A travers le monde, les centrales nucléaires en activité consomment 66'000 tonnes d’uranium par année. L’extraction minière couvre le 90% des besoins avec 53'600 tonnes. Le reste provient notamment des accords de désarment militaire entre la Russie et les USA.

Si l’industrie du nucléaire ambitionne de doubler sa part de marché et de grimper à 20% de la production mondiale d’électricité, il lui faudrait extraire plus de 100'000 tonnes d’uranium à des prix abordables. Cette hypothèse ne repose pas sur des gisements actuellement identifiés et exploitable à des prix raisonnables.

En théorie, il est possible de trouver jusqu’à 4,5 milliards de tonnes d’uranium dans les mers et les océans mais le processus d’extraction en grande quantité est financièrement hors d’atteinte. La hausse des prix de l’uranium permettra d’ouvrir de nouveaux gisements, mais à contrario, pèsera sur les coûts des kWh.

Le nombre de réacteurs est stable depuis les années 1980
Source: Agence Internationale de l'Energie

S’aligner sur la concurrence

Face à la baisse continue des coûts de production des énergies renouvelables et du gaz, l’industrie nucléaire recherche des solutions afin de s’aligner sur les conditions financières de ses concurrents.

Au gouvernement Anglais, EDF a proposé un prix de rachat de €10,6 ct pendant 35 ans afin de rentabiliser les deux centrales en construction. Ce chiffre a alerté l’industrie et montré que l’écart ne cesse d’augmenter face au charbon, au gaz, au pétrole ou aux énergies renouvelables.

Ainsi, pour la proposition d’une troisième centrale EPR en Angleterre, EDF et le chinois CGN proposent que les clients consommateurs anglais participent immédiatement au financement de celle-ci en majorant les prix actuels de l’électricité. Ce système permettrait de diminuer les charges, mais oblige les citoyens à porter une grande partie des risques et à accepter une augmentation des tarifs sans garantie de résultats.

Progression des énergies renouvelables de 1998 à 2018
Source: BP Review 2019

Durabilité financière

Pour mesurer les rendements financiers du nucléaire et du business model, il est intéressant d’analyser des pays fortement impliqués comme les USA et la France.

EDF, Electricité de France, gère l’entier du parc nucléaire du pays et a repris certaines activités du défunt champion du nucléaire: Areva. La dette d’EDF se monte à € 37 milliards et si l’on ajoute les emprunts obligataires ce montant est doublé alors que Paris a subventionné pour plus de € 10 milliards les pertes d’Areva.

D’ici à 2030, la cour des comptes françaises évalue à 100 milliards € les coûts de maintenance et de la modernisation du parc nucléaire national.

Comme le mentionnait, en 2009, l’ancien PDG d’EDF, Henri Proglio, les prix de l’électricité français sont trop bas par rapport aux coûts réels de la production. Cette problématique est récurrente et avait été relevée avant l’émergence des renouvelables. Depuis, EDF a reçu l'autorisation des différents gouvernements afin d'augmenter continuellement les tarifs à dose homéopathique tant le sujet est sensible.

L’analyse reflète une image similaire aux USA. Devant la percée du gaz de schiste et de l’éolien, de nombreuses centrales nucléaires et à charbon ont été incapables de s’aligner sur la baisse des tarifs. A l’instar de Paris, Washington a refusé de subventionner les centrales qui ont dû être fermées.

In fine, l’option du nucléaire apporte une confortable base électrique, mais dans certains cas nécessite des subventions importantes.

Projet Nuscale Power: Small Modula Reactor

Small is Beautiful : SMR Small Modular Reactor

Si les grands réacteurs posent de grands problèmes, l’industrie planche sur de plus petits réacteurs: les SMR.

L’américain Nuscale Power avance dans la commercialisation de son système de 720 MW (mégawatts) dès 2027. Elle planche sur un tarif de € 6 ct kWh pour un investissement de € 2,8 milliards. Dans ce prix, Nuscale ne tient pas en compte les traitements et la gestion des déchets. Aux USA, l’industrie nucléaire a délégué ces coûts au gouvernement fédéral.

Le Consortium Rolls-Royce planifie un réacteur de 440 MW d'ici à une dizaine d’année.

De son côté, la Russie a réalisé une prouesse avec son système embarqué sur un bateau, Akademik Lomonosov, afin d’alimenter les installations pétrolières de l’Arctique. Ce prototype a dépassé de 4 fois les budgets. Sa sécurité est également un sujet de controverse mais la possibilité d’apporter une grande quantité d’électricité directement sur les lieux de consommation est un atout puissant et inédit. Même si son prix est élevé, l'Akademik apporte une solution à un problème qui était insoluble.

Extraction minière vs besoins des centrales. La ligne noire représente les besoins des centrales
Source: World-Nuclear.org

La réponse de l’industrie guidera son destin

Avec l’électrification de la mobilité, du transfert du pétrole vers l’électricité ainsi que l’augmentation de la population, les besoins en électricité devraient continuer à progresser.

Le krach pétrolier de 1973 a fait naître le nucléaire. Il est intéressant de noter qu’aujourd’hui, l’Arabie Saoudite, l’Iran et les Emirats Arabes Unis font appel au nucléaire pour transférer la production d’électricité du pétrole vers l’atome. Dans les cas de Ryad et de Téhéran, l’acquisition de l’arme militaire atomique via les centrales civiles fait également partie de l’équation.

En parallèle et pour mettre la pression, Abu Dhabi vient d’annoncer la construction d’une centrale solaire par le consortium du français EDF et du chinois Jinko Solar à un tarif fixe de € 1,25 ct le kWh. La ferme, qui sera en production dès 2022, produira la même quantité d’électricité qu’une centrale nucléaire.

Aux USA, la Californie a confirmé l’installation d’un système de production solaire avec des batteries de stockage pour un tarif de € 1,85ct.

De leur côté, les grands groupes pétroliers européens (Total, Eni, Shell, BP, Equinor) ont identifié la production, la vente et le stockage de d’électricité comme une opportunité de transition stratégique. Si Shell mise sur le gaz, les autres groupes gardent leurs options ouvertes. Pourraient-ils être séduits par de petites unités SMR ou le nucléaire? Afin de pouvoir offrir des dividendes, les pétroliers exigent un retour sur investissement de 6 à 12% de leurs investissements.

Pour les grandes centrales nucléaires, elles restent l’apanage du secteur public car les risques sont importants, les durées sont longues et les retours insuffisants pour les investisseurs privés. Par contre, la garantie de produire en ruban une grande quantité d’électricité reste un atout majeur.

Les défis de l’industrie

Les cartes sont dans les mains de l’industrie. Dans la myriade de paramètres, deux résonnent plus fortement.

Elle doit d’abord prouver et offrir une garantie totale de la disponibilité économique et physique de l’uranium pour les 30 à 40 prochaines années. Cet accès doit être également libre d’éventuelles pressions politiques des pays miniers. La présence omniprésente de la Chine dans toutes la chaine de valeurs est un sujet d'inquiétude géostratégique.

Elle a également la nécessité de répondre à la baisse continue des prix des énergies renouvelables et des solutions de stockages tout en garantissant des niveaux de sûreté et de sécurité élevés.

Comme le soulignait Charles Darwin, "ce n’est pas le plus fort qui survit, c’est celui qui s’adapte".