Thread by @valmasdel

🔎 Quelle est l’évaluation du récent rapport du GIEC sur le nucléaire et sa contribution à l’action climatique ?

C'est parti, 🧵⬇️
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Ce fil s'appuie sur le rapport du GIEC de 2022 sur l'atténuation (), auquel je n'ai contribué que pour la cohérence avec la partie physique du climat.
2/...ipcc.ch/report/sixth-a…

J'ai aussi ajouté des illustrations d'analyses en cycle de vie issues de :
3/...unece.org/documents/2022…

L’intensité carbone de l’électricité (c’est-à-dire la quantité de gaz à effet de serre émise par kWh produit) joue un rôle central dans la décarbonation,
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compte-tenu du poids actuel de la production d’électricité (en rouge) sur les émissions de gaz à effet de serre, et du rôle d’une électricité décarbonée pour décarboner les systèmes énergétiques
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Sont considérées comme énergie bas carbone les renouvelables (biomasse, solaire, vent, hydro, géothermie, océan), le nucléaire, et 🧐 les énergies fossiles avec captage et stockage.
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Leurs productions augmentent. Pour le nucléaire, + 8,6% entre 2015 et 2020 (10% de la production mondiale d’électricité).
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Plusieurs exemples démontrent la capacité à mettre en œuvre des transitions énergétiques rapides Parmi ceux-ci figurent les exemples de la France et la Suède (nucléaire), du Danemark (chaleur et électricité), de l’Uruguay (renouvelables).
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Le déploiement des renouvelables et du nucléaire à la place de sources fossiles améliore la qualité de l’air.
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De nombreuses technologies bas carbone ont montré des progrès rapides au cours de la dernière décennie, en coût, performance, adoption, ce qui renforce la faisabilité de transitions énergétiques rapides.
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Le déploiement rapide et la diminution des coûts unitaires de technologies modulaires (solaire, éolien, batteries) s’est produit beaucoup + vite que cela n’avait été anticipé, mais leur part, croissante, reste faible, à l’échelle mondiale
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L’adoption de technologies demandant des investissements initiaux plus élevés (captage et stockage de CO2 - CCS, nucléaire) ont été au contraire + lents que précédemment anticipé
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Les technologies de petite échelle (solaire, batterie) ont tendance à présenter des améliorations plus rapides (retours d’expériences) et être adoptées plus rapidement que les technologies de plus grande échelle.
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Les réductions profondes des émissions au niveau requis pour contenir le réchauffement largement sous 2°C et proche de 1,5°C (objectifs de l’accord de Paris sur le climat)
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demandent une électrification croissante dans le secteur des bâtiments, des transports et de l’industrie, et toutes les trajectoires compatibles comportent une augmentation de la production d’électricité (et d'hydrogène) bas carbone.
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Voici une vue schématique de ce que pourrait être un système énergétique net zéro CO2.
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Dans un tel système, quasiment toute l’électricité provient de technologies bas carbone ou zéro carbone, avec différentes proportions, selon les trajectoires d’électricité produite à partir de nucléaire, biomasse, renouvelables hors biomasse, et énergies fossiles avec CCS
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Une telle transition demande une augmentation des investissements au cours des prochaines décennies, et surtout une réallocation des investissements hors des énergies fossiles (extraction, conversion, production d’électricité) sans CCS,
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et vers les renouvelables, le nucléaire, le captage et stockage, les réseaux et le stockage d’électricité, et l’efficacité énergétique.
La fig. illustre le potentiel à horizon 2030.
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Il existe de multiples trajectoires de décarbonation, qui peuvent s’appuyer + sur les renouvelables (IMP-Ren), une moindre demande (IMP-LD), le recours massif au captage, stockage et l’élimination de CO2 atmosphérique (IMP-Neg), la soutenabilité (IMP-SP).
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Dans tous ces scénarios, l’utilisation d’énergies fossiles diminue fortement, l’utilisation de charbon sans captage et stockage est complètement éliminée vers 2050. Le nucléaire fait partie des stratégies d’atténuation - seuls scénarios intègrent une forte contribution
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Evidemment, le potentiel d’extension des sources de production d’électricité bas carbone (nucléaire, renouvelables, bioénergie) dépend des contextes, et des ressources disponibles.
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Dans les contributions déterminées nationalement à horizon 2030 (NDC de l'Accord de Paris) de 2021, 50% incluent des cibles pour les renouvelables et 5% visent à augmenter la production d'énergie nucléaire.
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Les scénarios qui limitent le réchauffement sous 2°C/proche de 1,5°C qui suivent ces NDC d’ici 2030 montrent une + faible réduction de l’utilisation des énergies fossiles, une croissance + lente des énergies renouvelables que les scénarios avec action immédiate
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... et des changements beaucoup + rapides après 2030, y compris une augmentation + forte de toutes les productions d’électricité bas carbone (nucléaire, toutes énergies renouvelables), et un+ fort recours à des émissions nettes négatives
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L’énergie nucléaire est considérée comme stratégique dans certains pays, et d’autres planifient leur cibles d’atténuation sans augmenter la production d’énergie nucléaire.
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Par ailleurs, aujourd'hui, la fraction d'électricité produite par l'énergie nucléaire n'est pas nécessairement associée à des émissions totales de gaz à effet de serre + faible dans ce pays (autres secteurs).
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Le coût de production d’électricité nucléaire a eu tendance à augmenter au cours des dernières décennies, du fait de délais d’approbation et de construction, d’exigences accrues sur les mesures de sécurité passives, qui renforcent la complexité des systèmes.
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L’accident de Fukishima a conduit à retarder ou annuler des programmes nucléaires dans plusieurs pays.
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La compatibilité des réacteurs conventionnels avec une large proportion d’énergies renouvelables dans les réseaux demande encore à être complètement évaluée.
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Il n'y a pas de politique générique de décarbonation rapide: les approches sont spécifiques à chaque contexte, demandent de la granularité, avec des enjeux portant sur chaque dimension de faisabilité (différents pour les systèmes décentralisés - de grande échelle)
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Le chapitre dédié à l’énergie nucléaire montre la capacité à produire de l’énergie bas carbone à grande échelle. Cela demande d’améliorer la construction des réacteurs pour tenir les coûts.
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Les défis tiennent aux dépassements de coûts de construction, au investissements initiaux élevés, à la gestion des déchets et à différents degrés de soutien public et d’appui politique.
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Il y a suffisamment de ressources pour augmenter de manière substantielle le déploiement du nucléaire. Les estimations de ressources en uranium ont été revues à la hausse et pourraient couvrir 130 années au niveau actuel d’utilisation.
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Les intérêts pour les alternatives (thorium, recyclage de combustible usagé) ont diminué avec ces connaissances des gisements d’uranium, leur disponibilité, et leur faible coût.
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Différentes options sont possibles pour les technologies nucléaires de 2030 à 2050, et le nucléaire peut aussi être utilisé pour produire de l’hydrogène bas carbone, ou dessaler l’eau de mer pour produire de l’eau potable.
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L’industrie nucléaire entre dans une nouvelle phase de constructions de réacteurs, avec une évolution des conceptions (sécurité passive, amélioration des enceintes de confinement), avec des exemples en Europe (EPR), Corée, USA, Chine et Russie.
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La poursuite de la production d’électricité nucléaire va dépendre de l’extension de la durée de vie des centrales existantes : fin 2020, 2/3 des réacteurs ont été en opération sur plus de 30 ans.
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La durée de vie initialement prévue était généralement de 30-40 ans, mais les études d’ingénérie montrent que les réacteurs peuvent opérer de manière sûre plus longtemps (typiquement 10-20 ans) grâce à de la maintenance ou du renouvellement de composants clés.
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Il y a également plus de 70 concepts de petits réacteurs modulaires (SMR) à différents niveaux de développement, allant de nouveaux concepts à la construction de prototypes.
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Leur taille + réduite limite les coûts initiaux d’investissements, mais le coût de l’énergie produite pourrait être + élevée.
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Leur modularité et la capacité de pré-assemblage peut entraîner une meilleure efficacité de construction, des délais raccourcis, et une optimisation des coûts.

Leur conception peut les rendre adéquats pour opérer dans des systèmes plus petits et intégrant une fraction croissante de sources renouvelables intermittentes.
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Le développement de leur marché, après 2030, dépendra fortement de la réussite de la mise en œuvre de prototypes au cours de cette décennie.
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Les coûts de la production d’électricité nucléaire varient selon les pays. En Amérique du nord et en Europe, les premiers prototypes ont été marqués par des délais (parfois 13-15 ans) et dépasssements de coûts (x3-4) par rapport aux estimations initiales.
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La plupart des projets récents en Asie (depuis 2020) ont été mis en œuvre en 5-6 ans.
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Les coûts futurs vont dépendre de la capacité à maîtriser les facteurs de surcoûts par les retours successifs d’expérience : maturité de la conception, gestion de projets, stabilité et prédictabilité du cadre réglementaire, effets de série.
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Il est attendu que les coûts des nouveaux réacteurs soient de l’ordre de 40 à 100 $ par MWh, selon la région. Les coûts de la prolongation de la durée de vie sont beaucoup plus faibles.
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Les coûts des SMR sont estimés actuellement à 131-191 $ par MWh, avec des possibilités de baisse de 20 à 30% par la standardisation et l’innovations sur la construction, pouvant les rendre compétitifs vers 2040.
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Sur les analyses en cycle de vie, le nucléaire présente une empreinte au sol limitée,
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… et une faible quantité de certains matériaux par unité d’énergie produite.
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Le choix des systèmes de refroidissement peut réduire l’utilisation d’eau pour le refroidissement (et les enjeux en cas de température élevée et faible débit), et ne concerne pas les réacteurs situés sur le littoral.
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Une étude récente empirique montre une augmentation des cas de coupure d’approvisionnement en électricité nucléaire du fait d’aléas climatiques, qui devrait se poursuivre dans les décennies à venir – avec l’enjeu de continuer à renforcer la résilience des centrales nucléaires.

La production d’énergie nucléaire est associée à un risque faible d’accident, fortement réduit par la conception des nouveaux réacteurs, plus sûrs, et le besoin de gérer à très long terme un petit volume de déchets à fort niveau de radioactivité.
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La viabilité à long terme du nucléaire dépend notamment de la démonstration de solutions de gestion à long terme des déchets, pour le public et pour les investisseurs.
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Les pays qui ont avancé dans la gestion des déchets à longue durée de vie (Finlande, Suède, France) montrent qu’un large soutien politique, des politiques cohérentes de gestion des déchets,
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et des processus de prise de décision basés sur le consensus et bien gérés sont critiques pour accélérer ce processus
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Le soutien public et politique au nucléaire dépend des pays, avec des points de préoccupation sur la gestion de risques, et un soutien renforcé sous l'angle de la sécurité d'approvisionnement, des bénéfices économiques,
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la transparence et la participation du public à la prise de décision.
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Environ 90% des centrales nucléaires en cours de construction sont opérées par des entreprises d’état ou contrôlées par les gouvernements, qui prennent à leur charge une partie importante des risques et des coûts.
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La stabilité de l’appui politique, du cadre réglementaire et financier sont critiques pour une mise en œuvre efficiente et réussie.
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La compétitivité de l'électricité nucléaire est affectée par les politiques spécifiques aux différentes technologies (y compris renouvelables), et leurs effets sur le prix de l'électricité sur les marchés (y compris prix faibles ou négatifs).
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Il y a déjà d’importants développements qui ont permis d’améliorer la flexibilité des centrales nucléaires pour stabiliser le réseau avec une meilleure intégration de renouvelables, notamment en France
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cette flexibilité est un levier de réduction du besoin de capacités installées.
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Voilà une rapide synthèse de cette évaluation, à l'échelle mondiale, neutre, également disponible pour tous les autres leviers d'action d'atténuation, au-delà de la seule production d'électricité bas carbone, bien sûr.
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--- Quelques réflexions personnelles, car je suis souvent sollicitée sur ce sujet.

Cette évaluation ne constitue pas une feuille de route pour un contexte donné (les rapports du GIEC sont à l’échelle mondiale, et neutres, non prescriptifs).
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Depuis 30 ans, mon employeur est le @CEA_Officiel , où les sciences du climat font partie des recherches fondamentales (de l’atome à l’univers, en passant par le système climatique).
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@CEA_Officiel Pour éviter toute perception de conflit d’intérêt, je me suis mise en retrait dans les volets des rapports du GIEC auxquels j’ai contribué (SR15, SYR) sur les aspects liés à l’énergie (dont je ne suis pas une spécialiste, mais qui concerne mon employeur).
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@CEA_Officiel On me pose souvent la question, dans le contexte français, de mon avis sur le nucléaire.
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@CEA_Officiel J'ai choisi de travailler au CEA (en thèse, puis comme chercheuse), en toute connaissance de cause.
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@CEA_Officiel Il est évident que, pour des raisons liées aux chocs pétroliers, la mise en œuvre rapide du parc électronucléaire, il y a plusieurs décennies, a permis de fortement décarboner la production électrique française, et réduire les émissions liées à ce secteur.
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@CEA_Officiel Cela n'empêche pas que l'empreinte carbone par personne reste élevée, avec les enjeux de décarboner les autres secteurs @hc_climat et de planifier la disponibilité d'électricité bas carbone
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@CEA_Officiel @hc_climat pour l'utiliser en substitution au gaz fossile et au pétrole (y compris pour le chauffage et les mobilités)
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@CEA_Officiel @hc_climat La baisse du coût des renouvelables et la capacité à les installer rapidement est une opportunité, en complément des investissements pour maintenir une ligne de base nucléaire (durée de vie et nouvelles centrales).
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@CEA_Officiel @hc_climat Beaucoup de désinformation circule dans le domaine de l'énergie, avec souvent des discours binaires, qui opposent mêmes différentes sources de production d'électricité bas carbone (pour/contre le nucléaire, l'éolien, le solaire),
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@CEA_Officiel @hc_climat voire remettre en cause le caractère bas carbone du nucléaire (entendu la semaine dernière aux 150 ans de la @SFP_officiel 🤔)
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@CEA_Officiel @hc_climat @SFP_officiel A mon sens, la priorité, dans les prochaines décennies, du fait des risques liés au changement climatique et des enjeux d'approvisionnement énergétique, est de sortir le + rapidement de l'utilisation des énergies fossiles
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@CEA_Officiel @hc_climat @SFP_officiel en préservant les écosystèmes et la biodiversité. Pour cela, le nucléaire est l'un des leviers d'action, et l'enjeu est de construire la meilleure séquence et combinaison de ces leviers d'action, au cours du temps (emplois, économie, compétences...).
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@CEA_Officiel @hc_climat @SFP_officiel Les pays qui ont choisi de sortir du nucléaire ne l’utilisaient que marginalement dans la production électrique.
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@CEA_Officiel @hc_climat @SFP_officiel Le contexte français est différent, et sortir du nucléaire impliquerait un recours croissant au gaz fossile pour gérer l'intermittence nécessairement associée à la montée en puissance des renouvelables,
80...

@CEA_Officiel @hc_climat @SFP_officiel comme nous l'avons vu en 2022 marquée par une moindre capacité de production hydro (sécheresse) et nucléaire (maintenance) - et donc une profonde difficulté à tenir les engagements climat.
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@CEA_Officiel @hc_climat @SFP_officiel Pour terminer, la production d'électricité bas carbone est une condition nécessaire, mais pas suffisante pour construire des trajectoires de développement résilientes face au climat, bas carbone, et soutenables.
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@CEA_Officiel @hc_climat @SFP_officiel Cela pose aussi la question de la meilleure utilisation d'électricité bas carbone, notamment par rapport à l'efficacité et la pertinence des usages (rendements très différents par ex. pour batteries de voitures ou production d'hydrogène par électrolyse de l'eau).
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@CEA_Officiel @hc_climat @SFP_officiel Sur les autres aspects de décarbonation pour la France, il y a des éléments qui peuvent vous intéresser dans le rapport 2023 du @hc_climat, dispo ici :
84/...hautconseilclimat.fr/publications/r…

@CEA_Officiel @hc_climat @SFP_officiel et enfin un enjeu à mieux intégrer, pour toutes les infrastructures à longue durée de vie, les implications liées au changement climatique et la montée du niveau de la mer, pour assurer leur résilience, comme le rappelle ici la Cour des comptes,
85/...ccomptes.fr/fr/publication…

@CEA_Officiel @hc_climat @SFP_officiel Merci de votre lecture jusqu'au bout de ce long fil,

- Fin

Cette phrase fait réagir et je suis d'accord que ma formulation est incorrecte. Proportion moins élevée qu'en France mais pour certains importante.
Je me suis déjà exprimée sur cela,

https://twitter.com/valmasdel/status/1647185081499279361?t=7i_l2cVptRqxWyKLoaWdOQ&s=19