Aujourd’hui, abandonner les énergies fossiles destructrices pour le climat est impératif. L’objectif de neutralité carbone nécessite de réduire de 55 % les émissions de CO2 en Europe d’ici à 2030. Désormais, pour l’opinion publique, le nucléaire constitue une source d’énergie décarbonée.
Définition d'une énergie décarbonée
Une énergie est « décarbonée » si elle n’émet pas de dioxyde de carbone (CO2). Dans une acception commune, toutes les énergies renouvelables ainsi que l’énergie nucléaire sont considérées comme décarbonées. En pratique, aucune énergie n’émet « zéro carbone » si l’on intègre les étapes en amont et en aval de la production d’énergie (fabrication du panneau solaire, de l’éolienne, du réacteur nucléaire…), dans une analyse du cycle de vie. En toute rigueur, il faudrait donc parler d’énergies « faiblement carbonées ». La biomasse est un cas particulier : bien que sa combustion entraîne une production de CO2, on considère que la reconstitution naturelle de la biomasse, qui capte du CO2, compense ces émissions1.
L’énergie électrique nucléaire contribuerait donc à la décarbonation de l’approvisionnement énergétique de près de la moitié des États membres de l’Union européenne. C’est pourquoi, le 6 juillet 2022, le nucléaire est inclus dans la taxonomie verte européenne. Accorder un label vert au nucléaire permet de bénéficier de subventions favorisant les investissements dans cette technologie ainsi considérée comme durable. Actuellement, l’énergie nucléaire assure 70 % de la production d’électricité en France. Cependant, plus des deux tiers de cette énergie sont perdus lors de la conversion en énergie électrique.
Dans cet article, on vous éclaire sur le gaspillage énergétique dans la production d’électricité nucléaire et sur les alternatives écologiques au nucléaire (en particulier, les énergies renouvelables et l’hydrogène) pour produire de l’électricité bas-carbone.
Transition énergétique : l'énergie nucléaire, vraiment un levier pour sortir des énergies fossiles ?
L’énergie nucléaire émet très peu de CO2 par rapport aux énergies fossiles (charbon, pétrole et gaz). En effet, une centrale nucléaire produit une dizaine de grammes de CO2 par kilowattheure alors que les centrales à gaz, à charbon ou à fioul en produisent des centaines. Ainsi, le nucléaire fait partie des énergies dites décarbonées ou bas-carbone (au même titre que les énergies renouvelables) alors qu’elle en est loin de correspondre aux critères d’une énergie éco-responsable !
Cela n’empêche pas la volonté affichée d’Emmanuel Macron de relancer la filière nucléaire (avec la construction de 14 nouveaux réacteurs à l’horizon 2050) pour produire de l’électricité bas-carbone. Ce mode de production se propose de répondre à l’urgence climatique de sortir des énergies fossiles en développant davantage sa production, et repoussant la sortie du nucléaire de plusieurs dizaines d’années.
Production d'énergies : comprendre la différence entre énergie primaire et énergie finale
Il est important de bien distinguer les notions d’énergie primaire et d’énergie finale pour appréhender les réalités de la production d’électricité nucléaire. L’énergie primaire est la quantité d’énergie potentiellement contenue dans la ressource naturelle (telle que le charbon, le gaz, l’uranium, etc.) avant sa transformation. L’énergie finale est celle qui est distribuée au consommateur final et qui lui est facturée (par exemple, le carburant à la pompe, l’électricité au compteur, etc.).
Production d'électricité : quand production nucléaire rime avec gaspillage énergétique !
Entre énergie primaire et énergie finale, la production nucléaire d’électricité génère beaucoup de pertes lors du processus de transformation de l’énergie nucléaire (uranium) en énergie électrique. En fait, les centrales nucléaires rejettent beaucoup plus d’énergie dans la nature (atmosphère, fleuves, mer) qu’elles ne produisent d’électricité.
Diagramme de Sankey (source : Chiffres clés de l’énergie - Édition 2021
1 Pour obtenir la consommation primaire, il faut déduire des ressources primaires le solde exportateur d’électricité ainsi que les soutes maritimes et aériennes internationales.
2 Y compris énergies marines, hors accumulation par pompage.
3 Énergies renouvelables thermiques (bois, déchets de bois, solaire thermique, biocarburants, pompes à chaleur, etc.).
4 L’importance des pertes dans le domaine de l’électricité tient au fait que la production nucléaire est comptabilisée pour la chaleur produite par la réaction, chaleur dont les deux tiers sont perdus lors de la conversion en énergie électrique.
5 Usages non énergétiques inclus. Pour le charbon, les produits pétroliers raffinés et le gaz naturel, la décomposition de la consommation finale en usages énergétiques et non énergétiques est indiquée entre parenthèses.
Seulement un tiers, soit 410 TWh (cf. flèche jaune), est réellement utilisé dans la production d’électricité.
Si l’on analyse le bilan énergétique de la France représenté sous la forme d’un diagramme de Sankey (source : Chiffres clés de l’énergie – Édition 2021), on remarque que le nucléaire n’est pas une énergie si vertueuse. En 2020, la production nucléaire est de 1072 TWh (cf. flèche violette). Seulement un tiers, soit 410 TWh (cf. flèche jaune), est réellement utilisé dans la production d’électricité. En effet, on peut constater qu’au sortir des centrales (cf. rectangle encadré de gris), les pertes sont considérables : 853 TWh (cf. flèche orange), soit les deux tiers de la production primaire. Les centrales nucléaires affichent donc un rendement faible. Cela est dû au principe de Carnot, qui fait que seule une partie de l’énergie thermique (ou chaleur produite par la réaction) est convertie en énergie électrique. Et la récupération de l’énergie est difficile et peu rentable. À cela s’ajoutent les pertes significatives dans les lignes électriques. Les pertes du réseau d’alimentation électrique varient en fonction de la saisonnalité de la consommation et de la distance à parcourir.
De ce fait, le nucléaire s’avère un investissement contre-productif. Par ailleurs, il coûte de plus en plus cher chaque année (gestion des déchets radioactifs, maintenance du parc nucléaire, démantèlement des centrales en fin de vie, etc.) alors que le parc nucléaire est en déclin (vieillissement des réacteurs nucléaires).
Production d'électricité : la hausse des tarifs électriques affecte le pouvoir d'achat des ménages
L’électricité nucléaire se généralise dans les secteurs de la mobilité, de l’industrie, etc. En effet, on électrifie les transports (voitures électriques), le chauffage (pompes à chaleur), etc. Selon les prévisions de la SNBC (Stratégie Nationale Bas-Carbone), la consommation de l’électricité augmenterait de 35 % en 2050. Toute une partie de l’énergie fournie aujourd’hui par le pétrole ou le gaz sera alors remplacée par de l’électricité nucléaire
Les besoins en électricité augmentent donc. Or, le prix de l’électricité augmente aussi. Cette hausse s’explique notamment par la flambée du prix du gaz qui tire vers le haut le prix de l’électricité, car à l’intérieur de l’Union européenne, le prix de gros de l’électricité est aligné sur le prix du gaz. Les grands investissements dans la rénovation des centrales nucléaires vont également être répercutés sur le citoyen (à travers les impôts et le prix de l’énergie). Résultat: près de 30 % de hausse sont à prévoir sur la facture du consommateur. Les prix élevés de l’électricité contribuent à la précarité énergétique et pénalisent en particulier les ménages les plus modestes
Transition énergétique : favoriser l'essor des énergies renouvelables pour l'accélérer
À côté du nucléaire, il existe d’autres sources d‘électricité bas-carbone pour atteindre la neutralité carbone et ralentir les changements climatiques. Il s’agit des énergies renouvelables (solaire, éolien, etc.). Ces énergies sont plus propres et issues de sources inépuisables (soleil, vent, etc.).
Dans le mix électrique français, les énergies renouvelables représentent, en 2020, 19 % de la production électrique. Il est possible de s’appuyer davantage sur ces énergies en augmentant leur part dans la production électrique, afin d’être moins dépendant de l’énergie nucléaire. Car si l’électricité nucléaire ne contribue pas au réchauffement climatique, elle ne constitue pas pour autant une électricité propre puisqu’elle génère notamment des déchets radioactifs à longue durée de vie.
N’oublions pas les énergies liquides !
Les énergies liquides de chauffage qui sont et vont devenir renouvelables, fabriquées à base de matières végétales telles que le Flexifuel ou le Biofioul ou Carat Végétal restent des énergies utilisées par des milliers de ménage en France et par le secteur agricole. Ces énergies, contrairement aux énergies renouvelables ne sont pas intermittentes.
Répartition de l’approvisionnement en énergies
au durant le mois de juillet 2022 en France. Source Rte
Aujourd’hui, des études du RTE (Réseau de transport d’électricité) et de l’ADEME (Agence de l’environnement et de la maitrise de l’énergie) démontrent qu’il est possible de produire une électricité 100 % renouvelable d’ici à 2050 et qui ne coûtera pas plus chère que le nucléaire (source : rapport RTE – Futurs énergétiques 2050). Il est question de développer un mix issu à 100 % d’énergies renouvelables telles que le solaire et l’éolien (installation de panneaux photovoltaïques sur les toits, d’éoliennes en mer et sur terre, etc.) pour produire de l’électricité bas-carbone. Contrairement au nucléaire, le soleil et le vent ne sont pas des sources d’électricité stables, car elles dépendent des conditions climatiques. Elles ne sont donc pas en mesure de satisfaire les besoins en électricité de façon continue. Cependant, pour compenser l’intermittence de production des énergies solaires et éoliennes, il est possible de recourir à l’électricité produite à partir d’hydrogène par exemple. Ainsi, la production d’électricité est assurée lorsqu’il n’y a pas assez de soleil ou de vent.
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