Rapport (1ère partie) de l'Académie des sciences sur les choix énergétiques

L’option nucléaire reste incontournable en France

 Grâce à Gérard Pierre* (MRC 21 et collectif Sauvons le climat), je peux mettre en ligne sur ce blog le texte publié par Bernard Tissot et ses collègues de l’Académie des sciences, qui ont travaillé sur les questions énergétiques.

Compte tenu des enjeux politiques de ces questions (en rapport avec le réchauffement climatique et ses conséquences d’une part, et la contestation de l’énergie nucléaire par des groupes défendant l’environnement d’autre part), il est de la plus haute importance de connaître l’avis des scientifiques.

 Le texte complet (40 pages) est accessible sur le site du MRC 21 sous le titre « Energies 2007-2050, les choix et les pièges », Académie des sciences (Institut de France) (http://www.mrc21.org/energies.html).

 Un résumé est présenté par les auteurs, soucieux de mettre leurs connaissances à la portée de tous. C’est ce résumé que j’ai scindé en deux parties. La première, ci-après, traite principalement des sources de l’énergie électrique. Demain, je  publierai la seconde qui aborde, notamment, les transports et l’habitat.

 Voici l’introduction à la publication du rapport de l’Académie des sciences, puis la 1^ère partie du résumé du rapport.

« L’Académie des sciences a adopté le 15 février 2005 un rapport global sur l’énergie et le 1er mars 2005 une déclaration sur les problèmes de recherche qui s’y rattachent.

 Depuis, nous disposons de nouvelles données et des conclusions du IPCC/GIEC sur le changement climatique et son ampleur prévisible. D’autre part, de nombreux scénarios énergétiques ont été présentés par des organismes nationaux ou internationaux.

 Il nous a donc paru utile de faire la synthèse de ces nouveaux travaux et de mettre en évidence les avantages, les inconvénients et les contraintes introduits par les choix énergétiques des prochaines années ».

 RÉSUMÉ

 Le nouveau rapport du groupe d’experts internationaux IPCC/GIEC a été présenté à l’Académie des sciences début février 2007 à Paris. Ce document confirme la probabilité très élevée d’un changement climatique ainsi que le rôle majeur joué par les émissions de gaz à effet de serre (GES) au cours des 25-30 dernières années.

 Quoi qu’on fasse pour limiter les émissions de GES, il est déjà trop tard pour prévenir les premières évolutions climatiques dont les manifestations ont déjà été observées et les développements sont attendus d’ici 2020. Les solutions ne peuvent être exclusivement d’ordre scientifique ou technologique. Il est indispensable qu’elles soient associées à une modification profonde de notre mode de vie, ce qui soulève de lourds problèmes économiques et sociaux.

 Les combustibles fossiles - les hydrocarbures et le charbon - représentent toujours les 4/5e de nos sources d’énergie. Il convient avant tout de garder à l’esprit le point majeur mis en évidence dans le précédent rapport de l’Académie des sciences : une erreur considérable, telle que 100 milliards de tonnes d’équivalent pétrole, sur l’évaluation des réserves en pétrole et en gaz ne ferait que décaler de dix ans, dans un sens ou dans l’autre, l’épuisement de ces réserves.

 Seules les utilisations du charbon (électricité, chaleur, carburant de synthèse) et celles du nucléaire de fission tel qu’actuellement (électricité), peuvent satisfaire la demande globale en énergie au moins jusqu’à la fin du siècle. Les réserves sont là. Elles pourraient éventuellement être étendues à plusieurs siècles pour le charbon ainsi que pour le nucléaire actuel (neutrons thermiques), si l’on récupère la matière fissile du combustible usé (uranium et plutonium). Au delà, on pourrait atteindre plusieurs millénaires avec des réacteurs à neutrons rapides.

 Toutefois, l’exigence d’un développement durable impose d’un côté la séparation et le stockage à long terme du gaz carbonique issu des combustibles fossiles, et de l’autre le règlement satisfaisant du problème des déchets nucléaires.

 L’électricité est un vecteur d’énergie privilégié dans les pays industrialisés, au point que sa disposition est une condition nécessaire pour toutes les activités de la vie courante (eau potable, transports publics, communication, etc.), de l’industrie et du commerce. L’électricité prend rapidement une importance croissante dans les pays en transition. Les pays très industrialisés de l’OCDE, ainsi que les grands pays en transition, avec une population nombreuse, auront principalement le souci de produire de l’électricité « concentrée » pour alimenter les très grandes villes où se concentre la majeure partie des habitants et de l’industrie.

 Or, le charbon apparaît à beaucoup d’industriels comme le relais naturel des produits pétroliers. Les États-Unis et certains pays de l’Union européenne, même s’ils prévoient également une croissance de l’énergie nucléaire, envisagent, pour les décennies proches, des centrales thermiques classiques produisant des GES : au charbon (le plus fort émetteur de CO2 par kWh électrique produit) ou au gaz naturel, dont les prix tendent à suivre celui du pétrole. Les pays en forte croissance qui disposent de larges réserves de charbon, comme la Chine et l’Inde, utilisent dès maintenant et massivement ce combustible, tant pour générer l’électricité que pour l’usage direct par l’industrie, même s’ils prévoient aussi la construction de plusieurs centrales nucléaires.

 Cette orientation oublie l’exigence d’un développement durable : la combinaison capture/ stockage à long terme du CO2 est actuellement la seule voie qui permettrait un relais soutenable des produits pétroliers par le charbon. Ces procédés sont considérés par beaucoup comme acquis, au vu des expériences de taille limitée (1 et 2 millions de tonnes de CO2 par an) menées en mer du Nord et au Canada sur l’injection de ce gaz dans des aquifères profonds ou dans de vieux gisements pétroliers. En fait, on mesure mal la somme des difficultés qui doivent être contournées. Pour apporter une contribution significative, à l’échéance 2050, il faudrait en capturer 10 à 20 milliards de tonnes chaque année, et les stocker pour plusieurs siècles. Il est bien difficile de transposer un procédé industriel directement à une échelle 10000 à 20000 fois plus grande.

 Les principales sources d’électricité ne produisant pas de GES sont l’hydroélectricité, si on dispose encore de sites appropriés, et les centrales nucléaires.

 Les deux énergies renouvelables souvent citées (solaire et surtout éolienne) sont également présentées comme des sources envisageables pour répondre à une demande concentrée et constamment croissante d’électricité, sans générer de CO2. Certains pays, qui ont décidé de fermer leurs centrales nucléaires, veulent les remplacer par des éoliennes. Le problème principal de ces énergies renouvelables est leur caractère intermittent qui appelle un stockage de l’énergie, particulièrement de l’énergie électrique ; cette limitation s’exprime par un average capacity factor de 20 % au lieu de 80 à 90 % (gaz, nucléaire). Pour 1 000 MW installés, la quantité d’énergie produite en un an est de 8 000 MWh dans le cas du nucléaire et de 2 000 MWh dans l’autre cas. Il ne faut pas que l’enthousiasme pour ces formes d’énergies renouvelables masque la réalité : elles ne seront que des énergies d'appoint.

 La géothermie est souvent assimilée aux énergies renouvelables et mérite d’être encouragée dans toutes les régions favorables, liées à des zones de tectonique active, en particulier pour la génération d’électricité.

 Le stockage de l’énergie, et plus particulièrement  de l’électricité, constitue un facteur essentiel pour valoriser ces formes d’énergie. En l’absence de cette possibilité, les énergies intermittentes obligent à entretenir une capacité de réserve, reposant sur des centrales au gaz, et se déclenchant à la demande, ce qui accroît les investissements et les émissions de GES.

 La solution, souvent mentionnée, de choisir l’hydrogène comme nouveau vecteur d’énergie stockable et propre est une solution qui semble plus lointaine, de même que son utilisation pour les transports. En revanche, la production d’hydrogène par électrolyse de l’eau ne produit pas de CO2, pourvu que l’électricité soit d’origine nucléaire ou renouvelable. Mais ceci ne serait pas usuel avant le milieu du siècle, vu le délai nécessaire pour développer ces réacteurs et les usines de production de l’hydrogène. Au bilan énergétique global, on risque des pertes à la fois dans le procédé de production de l’hydrogène et dans son utilisation.

 La ressource principale pour assurer un développement soutenable reste l’option nucléaire. Quels que soient les choix opérés précédemment par les gouvernements ou les citoyens de divers pays dans une situation climatique alors mal évaluée, c’est maintenant une nécessité impérieuse de construire des centrales de génération III, particulièrement sûres, comme l’ont décidé la Finlande, la France et probablement la Chine. Les recherches internationales du programme « Génération IV », visent à accroître les ressources en matière fissile dans quelques décennies et à assurer de l’énergie pour plusieurs millénaires. Les moyens très importants engagés sur la fusion pourraient déboucher dans la seconde moitié du siècle.

 Un éventuel échec du développement nucléaire, par idéologie ou faute d’acceptation sociale, nous précipiterait à terme (raréfaction du pétrole et du gaz) dans l’usage quasi exclusif du charbon dans des centrales thermiques, avec pour conséquence un fort accroissement du changement climatique (…).

* Gérard Pierre était l'un des invités de la Rencontre CIVIQ du 26 octobre 2006 à St-Berthevin sur le thème du climat et des énergies (compte rendu sur ce blog, catégorie Rencontres CIVIQ).