Thread by @MathSRIsh

Aujourd'hui, je veux parler de worldnuclearreport.org/The-World-Nucl….
Ce rapport m'a presque fait changé d'avis sur la meilleur solution pour lutter contre le changement climatique (nucléaire ou éolien+solaire+batteries).
Jusqu'à ce que je regarde en détail les points problématiques.
Thread ⬇️

Je vais me focaliser sur la partie worldnuclearreport.org/The-World-Nucl… qui concerne le changement climatique.
On aborde d'abord les coûts par MWh des différents moyens de productions d'électricité et compare l'efficacité en temps et €/$ pour la lutte contre le changement climatique.

Grâce aux progrès des dernières années et aux économies d'échelles, les ENRi (solaire+éolien) ont vu leur coût fortement chuter jusqu'à battre même le gaz avec des prix <50$/MWh.
worldnuclearreport.org/IMG/png/wnr201…

Détail partiellement abordé dans ce rapport: les coûts/MWh du solaire et de l'éolien sont fortement liés au gisement, donc très variables selon la situation. Ainsi on peut atteindre 20$/MWh solaire en Californie alors qu'on est plus autour de 60-70€/MWh éolien en France.

Sources: forbes.com/sites/jeffmcma… et fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89ner…
Notez que le projet Californien inclue de la batterie et du gaz, on y reviendra.

Ce détail est important pour l'argument qui suit.
Le coût de *fonctionnement* d'une centrale nucléaire est autour de 28-50$/MWh donc il peut être plus rentable pour la lutte contre le changement climatique de fermer une centrale nucléaire pr investir ENRi.
worldnuclearreport.org/IMG/png/wnr201…

Et cet argument est valide en première approximation (lire la suite). Mais les conditions sont vraies uniquement pour certaines régions du monde, Californie, Mexique ou Espagne notamment, mais pas la France ni l'Allemagne, ni le Montana (solarreviews.com/solar-panels/s… donne 60$/MWh)

On peut espérer que les coûts vont chuter suffisament pour que les conditions soient remplies dans de plus en plus d'endroits, mais la formulation du rapport suggère que c'est le cas partout ce qui est faux (puisqu'on les lignes électriques n'alimentent pas nord depuis sud).

Par contre il faudrait fermer les centrales nucléaires pour les remplacer par ENRi+stockage partout où cette combinaison est moins chère.
Les économies *doivent* alors servir à remplacer du gaz par des ENRi+stockage même si le gaz est moins cher. Sinon l'argument climatique tombe

La seconde comparaison abordé par le rapport est la vitesse de déploiement, un argument souvent utilisé pour le nucléaire.
Après une réanalyse de Cao et al., les auteurs du rapport montrent que les ENRi peuvent se déployer aussi rapidement que le nucléaire
worldnuclearreport.org/IMG/png/wnr201…

Cette réanalyse est très bonne et pointe de vraies erreurs (en fait du cherry-picking) de science.sciencemag.org/content/353/62….
Les ENRi peuvent bien se déployer aussi rapidement que le nucléaire.
Les auteurs pointent donc que les ENRi diminuent les émissions de CO2 plus rapidement que nuke.

En effet une centrale nucléaire met ~10 ans (7-15 ans) à être construite. Pendant la construction elle ne produit rien et ne déplace donc pas d'émissions de CO2.
Les ENRi sont construits par bloc tous les 6 mois qui déplacent immédiatement les émissions.

L'intégrale de production électrique décarbonée sur la période de construction + 20 ans d'exploitation des ENRi est donc supérieure à celle du nucléaire.
Donc construire des ENRi diminue les émisions de CO2 plus vite que construire un réacteur nucléaire monolytique type EPR.

En première lecture j'étais donc d'accord avec les conclusions des auteurs: il faut rediriger les crédits du nucléaire (il existe des subventions aux US) vers les ENRi aussi vite que possible.
Puis est venu la question qui fâche sur le prix: si les ENRi sont si peu chères,

pourquoi les installations allemandes se sont-elles arrêtées après l'arrêt des subventions ? thegwpf.com/collapse-of-wi…
D'après les constructeurs l'obstacle est principalement législatif, tous les lieux autorisés ont été construit. Mais quid du solaire ? energytransition.org/2018/12/german…

Une partie de la réponse se trouve dans les prix spots. Quand le solaire produit la demande est faible donc les prix s'effondrent epexspot.com/en/market-data… aemc.gov.au/energy-system/…, pareil pour l'éolien epexspot.com/en/market-data….

Donc produire du solaire à 50€/MWh quand les prix spots sont à 45€/MWh n'est pas viable économiquement. Alors que le nucléaire à 50€/MWh est viable quand les prix sont à 55€/MWh.
Quand à l'éolien jancovici.com/wp-content/upl…

Et c'est là le gros problème, ces moyens n'étant pas pilotable, il n'y a aucun sens à comparer le coût/MWh. Ce qu'il faut prendre en compte c'est soit le coût/MWh avec stockage pour tenir le reste du temps (soit ~5h*puissance pour solaire et ~4*24h*puissance pour éolien).

Soit le bénéfice/MWh = "prix spot à la production"/MWh - coût/MWh (ou "prix subventionné"/MWh - coût/MWh s'il y a des subventions). C'est vraisemblablement ce second calcul que font les agents économiques et ce calcul dit que les ENRi ne sont pas rentables loin de l'équateur.

La puissance publique, qui doit assurer l'approvisionnement électrique doit faire le calcul en intégrant le coût de stockage. Si on reprend l'exemple de forbes.com/sites/jeffmcma… à 20$/MWh produit et 13$/MWh stocké. On trouve 85$/MWh, plus cher que l'OPEX du nucléaire.

Donc il n'est pas justifié de fermer la centrale nucléaire *en Californie*.
Si on reproduit le calcul pour l'Europe on trouve même qu'il est moins cher de construire de nouveaux réacteurs à 150€/MWh. (60+5*250 = 810€/MWh !) fr.wikipedia.org/wiki/Stockage_…

Avec la prise en compte du stockage, il devient également nécessaire de refaire le bilan carbone.
Alors que le nucléaire reste à 6-12 gCO2/kWh, les ENRi passent de 6(éolien)-13(solaire) à 23(solaire+stockage hydro)-163(solaire+stockage batterie optimiste ivl.se/download/18.59…)

Ces émissions implique que les ENRi*+batterie* doivent être installés légèrement plus vite que le nucléaire pour compenser les émissions.
Ce "légèrement" est probablement compensé par l'intégrale avant mise en service. Mais où sont les batteries ?

Jusqu'à récemment, les ENRi ont pu se développer aussi vite parce que ces "batteries" étaient déjà là: hydroélectrique et suivi de charge nucléaire. + suivi de charge CH4+charbon mis en oeuvre.
Avec "batterie" CH4 le prix est bon mais pas CO2. Ou CH4+CCS mais alors mauvais prix.

Résultat: même avec des hypothèses favorables aux ENRi et défavorable au nucléaire, le nucléaire est meilleur contre émission CO2.

Ce thread montre aussi la complexité du sujet. Il est facile de se tromper dans des calculs de coût qui ignorent la complexité du réseau électrique.