Combien coûteront les centrales nucléaires avancées ?

L’Energy Innovation Reform Project (EIRP), une organisation américaine à but non lucrative, a publié le 25 juillet 2017 un rapport préparé par l’Energy Options Network (EON) qui donne une première réponse à cette question épineuse.Rapport EON

Vous trouverez ici une traduction française de la synthèse de ce rapport.

Un modèle économique dérivé de celui développé par le Forum International Génération IV a été utilisé pour comparer les technologies de 8 entreprises :

EON participants

 

…en termes de leurs coûts de capital, coûts d’exploitation et coûts moyens actualisés de production d’électricité :

Tableau 2.jpg

Figure 1. Coûts de capital pour toutes les entreprises participantes

Figure 1

Figure 2. Coûts d’exploitation pour toutes les entreprises participantes

Figure 2

Figure 3. Coût moyen actualisé d’électricité pour toutes les entreprises participantes

Figure 3

Voici quelques phrases particulièrement intéressantes, extraites du rapport :

« les estimations de coûts de certaines entreprises de réacteurs avancées – si elles sont précises – suggèrent que ces technologies pourraient révolutionner la façon dont nous pensons au coût, à la disponibilité et aux conséquences environnementales de la production d’énergie »

« les entreprises de nucléaire avancé projettent des cibles de coûts qui, si elles sont atteintes, seraient près de la moitié du coût des centrales nucléaires conventionnelles »

« Ce constat a d’importantes implications stratégiques pour l’industrie et le pays. »

« Aux États-Unis, ces technologies pourraient être la solution définitive pour les problèmes économiques de l’énergie nucléaire sur les marchés de libre concurrence. À ces niveaux de coûts, le nucléaire serait effectivement compétitif avec toute autre option pour la production d’électricité. Au même temps, cela pourrait permettre une expansion significative de l’empreinte nucléaire dans les régions du monde qui ont le plus besoin d’énergie propre, et dont les moyens manquent pour la payer aux prix élevés. »

« Les stratégies communes de réduction des coûts comprennent les éléments suivants :

  • Des conceptions de centrales simplifiées et standardisées
  • Intégration de fabrication à l’usine et au chantier naval
  • Modularisation
  • Réduction de besoins en matériaux
  • Réduction de périmètre pour les entreprises d’ingénierie, d’approvisionnement et de construction
  • Temps de construction plus court
  • Densité de puissance augmentée
  • Efficacité augmentée »

« Naturellement, il y a des limites intrinsèques à un exercice de calcul des coûts pour de tels concepts à des stades précoces, et il existe plusieurs raisons pour lesquelles les coûts finaux pourraient s’écarter de ces estimations rapportées. Ces estimations ne devraient pas être considérées comme définitives; Plutôt, ils reflètent au mieux les estimations actuelles. « 

« La compréhension du potentiel économique de cette industrie sera importante tant pour les investisseurs que pour les décideurs. »

« il est important de réfuter les idées fausses sur les coûts »

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2016, une année importante pour la fission liquide

Voici quelques moments forts de l’année 2016, avec des liens à cliquer :

Janvier

Février

Mars

Avril

Mai

Juin

macron

  • Vidéo interactive de Terrestrial Energy d’une centrale IMSR.

Juillet

Août

Septembre

FGDN

Octobre

Novembre

Décembre

  • Dans un entretien avec le magazine Rolling Stone, Sting déclare « Si on va s’attaquer au réchauffement climatique, le nucléaire est la seule façon de créer des quantités massives d’énergie ».
  • Mise à jour du rapport de Third Way Energy sur le nucléaire avancé en Amérique du nord.
  • David Leblanc de Terrestrial Energy reçoit le prix de l’innovation de la Organization of Canadian Nuclear Industries pour le réacteur à sels fondus IMSR.

DL TEI OCNI IMSR.jpg

 

Des millions de dollars pour la fission liquide

Bill Gates ne perd pas son temps. Le 30 novembre 2015 il a lancé à la conference COP21 à Paris la Breakthrough Energy Coalition, un groupe de 28 milliardaires qui se sont réunis pour investir dans l’énergie propre.

Membres BEC 2

Et le même jour il était aux côtés de 20 chefs d’état pour lancer Mission Innovation. Ces 20 pays vont doubler leurs budgets de recherche dans les énergies propres d’ici 5 ans.

Mission Innovation

Avec cette nouvelle organisation, quelle technologie d’énergie propre révolutionnaire est en première ligne en Amérique du Nord pour recevoir des fonds privés et publics?

Le Réacteur à Sels Fondus.

Terrapower, l’entreprise start-up soutenue par Bill Gates, a jusqu’alors été focalisée sur le développement d’un Réacteur à onde progressive, avec refroidissement au sodium. Sur leur site internet il est indiqué que « TerraPower prévoit que le réacteur à ondes progressives (TWR) puisse être compétitif en coût avec les réacteurs à eau légère existants« . Mais Gates sait très bien que ce n’est pas suffisant. Pour faire une vraie rupture, une nouvelle technologie nucléaire doit être moins chère que le charbon.

L’atteinte de cette cible serait possible avec un réacteur à sels fondus parce que le profil de sécurité unique offert par un combustible liquide à base de sels chimiquement stables réduit considérablement les hasards associés à l’opération d’un réacteur nucléaire.

L’annonce a été faite le 15 janvier 2016 par le Département de l’Énergie des États-Unis d’une subvention allant jusqu’à 40 millions de dollars, avec une somme initiale de 6 millions de dollars, pour développer le Réacteur Rapide à Chlorures Fondus (Molten Chloride Fast Reactor, MCFR). Terrapower développe ce réacteur avec Southern Company, un des plus grands producteurs d’électricité des États-Unis, et avec la collaboration du Electric Power Research Institute, de l’Université Vanderbilt, et du Laboratoire national d’Oak Ridge.

Partenaires MCFR.jpg

Mais Bill n’est pas le seul à s’intéresser aux réacteurs à sels fondus outre-atlantique.

Le 8 janvier 2016 la société canadienne Terrestrial Energy a annoncé avoir terminé un tour de financement, pour 10 millions de dollars canadiens. A rajouter à leur premier tour de capital d’amorçage qui a levé environ 1 million de dollars canadiens. Un troisième tour est prévu pour 2016. Terrestrial Energy vient de passer un jalon majeur dans le développement de leur Réacteur Intégral à Sels Fondus, avec l’annonce le 25 février 2016 de leur engagement dans le processus de validation de leur technologie avec la Commission canadienne de sûreté nucléaire. Ils ont publié le 1 mars 2016 une série d’images pour mieux visualiser l’architecture de la technologie :

IMSR

Et comme Terrapower, Terrestrial Energy a réussi à obtenir un soutien gouvernemental. Le 4 mars 2016, le gouvernement canadien a annoncé une subvention de 5,7 millions de dollars canadiens. Terrestrial Energy a rajouté à cette annonce qu’ils vont fabriquer d’ici septembre 2018 un prototype non-nucléaire de leur réacteur, chauffé électriquement, pour effectuer des essais de validation.

Dans un entretien avec le site internet Nuclear Energy Insider publié le 7 mars 2016, leur directeur général Simon Irish a dit : « La baisse des coûts associée à ce système signifie que le coût moyen actualisé est estimé à $40-$50 / MWh, sur la base d’un réacteur d’une capacité de 300 MWe. »

Et à Boston, l’entreprise Transatomic Power a levé 6,3 millions de dollars de différents investisseurs privés, y compris le Founders fund de Peter Thiel, le financier de PayPal et Facebook. Transatomic développe un réacteur à sels fondus qui serait capable de transformer les déchets issus des réacteurs à eau pressurisée actuels en énergie, et ainsi offrir une solution à la question de la gestion de ces déchets.

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Ca commence à faire beaucoup de dollars !

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Avec ce niveau d’intérêt, on peut se demander combien de temps encore la France peut continuer à ignorer les avantages de la fission liquide.

Le réveil de la Force aux États-Unis ?

Le monde de l’énergie nucléaire civile a toujours regardé vers les États-Unis, premier innovateur dans ce domaine, et la filière française des réacteurs à eau pressurisée en exploitation aujourd’hui est issue d’une technologie américaine.

Avec la généralisation mondiale de ce type de machine pour l’extraction de l’energie de la fission de l’uranium, il semblait que l’innovation dans l’énergie nucléaire avait stagné, freinée notamment par la Commission de réglementation nucléaire des États-Unis (NRC) qui est actuellement incapable de fournir une licence pour une technologie autre qu’un réacteur à eau légère.

Mais depuis plusieurs années il y a un regain d’intérêt outre-atlantique pour le potentiel offert par l’énergie nucléaire de production d’énormes quantités d’énergie sans émissions de CO2. Un rapport du cabinet third way a recensé 50 jeunes entreprises « start-up » qui travaillent sur des concepts prometteurs et variés.

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Et il semblerait que l’administration américaine commence à reconnaître ce potentiel.

WhiteHouse

Le 6 novembre 2015, un premier sommet sur l’énergie nucléaire a eu lieu à la maison blanche, qui a annoncé des mesures pour garantir que l’énergie nucléaire reste une composante vibrante de la stratégie des États-Unis sur l’énergie propre :

GAIN

  • Etablissement d’un contact unique au Laboratoire national de l’Idaho pour accéder à l’expertise des différents services de la DOE
  • Publication d’une base de données avec un catalogue de l’infrastructure existante liée à l’énergie nucléaire
  • $2million sous la forme de bons pour les jeunes entreprises pour l’utilisation des services de la DOE
  • Aide pour la navigation du système régulatoire, avec la NRC.
  • Deuxième série d’ateliers au printemps 2016 sur les réacteurs « non-eau légère »
  • Extension du programme de garanties de prêts de $12,5 milliards, aux activités d’attribution de licence

Le sommet, dont les nouvelles ont été relayées par les sites de la SFEN et du MIT Tech Review, a regroupé des acteurs de l’industrie existante et ceux des nouvelles entreprises, comme Leslie Dewan de Transatomic Power qui a parlé du potentiel des réacteurs à sels fondus pour transformer les déchets nucléaires en électricité :

Le cabinet third way a également annoncé l’organisation le 27 janvier 2016 d’un sommet et vitrine sur le nucléaire avancé à Washington.

Avec l’arrivée de la conférence COP21 à Paris, on commence à entendre de plus en plus d’appels pour soutenir l’innovation dans l’énergie nucléaire. Vendredi, Peter Thiel, le financier derrière Facebook et PayPal, a publié dans le New York Times un article avec le titre « Nous avons besoin d’une nouvelle ère atomique ».

Peter Thiel

Peter Thiel a financé Facebook, PayPal, et maintenant Transatomic Power

Demain au Bourget, Bill Gates annoncera la création d’un fonds d’investissement de plusieurs milliards de dollars pour les energies propres.

Bill Gates

Il faut espérer qu’une bonne partie de cet argent sera dédiée au développement et à la commercialisation des réacteurs à sels fondus. Dans la lutte contre le réchauffement climatique, ce serait un veritable réveil de la Force.

Nouveau réacteur à sels fondus au thorium – c’est parti !

SINAP - CNNC

La Compagnie Nucléaire Nationale Chinoise (CNNC) a signé un contrat d’ingénierie et de conception avec l’Institut de Shanghai de la Physique Appliquée (SINAP / CAS) pour le développement d’un réacteur à sels fondus avec le thorium comme combustible (TMSR), selon des informations de la CNNC relayées le 19/12/2014 par le site internet NucNet.

L’Institut réalisera des expériences sur les matériaux et fournira des dessins pour les boucles de refroidissement et les installations de traitement des déchets. Il créera également un plan de construction pour un projet de réacteur pilote de 10 mégawatts.

Le TMSR est un projet pilote majeur de science et de technologie lancé au début de 2014, la CNNC a dit.

Au Canada, un réacteur à sels fondus pour 2021

L’entreprise Terrestrial Energy Inc. (TEI) a été fondée fin 2012. Avec son siège dans l’Ontario, Canada, elle a comme mission de développer un réacteur à sels fondus opérationnel de démonstration à une échelle commerciale pour 2021 – entièrement sous licence et prêt pour un déploiement commercial important.

Terrestrial Energy Inc

Terrestrial Energy a été créé autour de David Leblanc (centre) et son portfolio de propriété intellectuelle. D’en haut à gauche : Louis Plowden-Wardlaw, Hugh MacDiarmid, Simon Irish, Canon Bryan, Paul McIntosh, John Kutsch, Bryan Mercer, Chris Popoff

TEI a annoncé lundi 31 mars que l’entreprise a clôturé avec succès son dernier tour de financement du capital d’amorçage, et que ce tour a été sursouscrit. Elle a également annoncé la nomination de Hugh MacDiarmid en tant que président du conseil d’administration. M. MacDiarmid a accumulé une vaste expérience de direction dans de grandes entreprises comme Énergie atomique du Canada limitée, où il a servi en tant que PDG de 2008 à 2011.

Le réacteur à sels fondus intégral de TEI est une conception petite et modulaire, avec des modèles allant de 29 MWe à 290 MWe – parfaitement adaptés pour les collectivités éloignées et les activités industrielles, y compris la fourniture d’énergie par réseau électrique ou hors-réseau.

IMSR FR

La technologie des réacteurs à sels fondus représente une révolution dans la sécurité nucléaire, la gestion des déchets, la résistance à la prolifération et la compétitivité du coût de l’énergie.

SMR FR

Le Canada présente un environnement légal et politique favorable pour l’entreprise, pour le développement, l’obtention de licences et le marketing d’un réacteur à sels fondus. Le conseil d’administration de TEI est composé de dirigeants des secteurs des sables bitumineux, des mines et de la finance.Installation FRL’entreprise a désormais le financement nécessaire pour progresser à la prochaine phase de conception amont, comme prévu. Le développement est prévu en 3 étapes:

i) Démarrage : Production d’un rapport de pré-concept.

ii) Production d’un rapport de design conceptuel.

iii) Construction et obention d’une licence. Développement commercial.

Ces 3 étapes doivent se terminer en 2021. Une phase de commercialisation de le technologie s’en suivra.

La Chine déclare la guerre

Le premier ministre Li Keqiang, s’adressant à l’assemblée nationale populaire le 5 mars, a dit que le gouvernement chinois a déclaré « la guerre contre la pollution », selon un article paru dans le South China Morning Post.

chimneypollutioncnUne des armes de cette guerre sera le développement de réacteurs à sels fondus au thorium. L’équipe scientifique du projet TMSR (acronym anglais : Thorium Molten Salt Reactor) à Shanghai avait établi un planning de 25 ans pour ce projet. Désormais on leur impose un délai de 10 ans.

Le professeur Li Zhong, directeur de la division de chimie et de l’ingénierie des sels fondus, a dit : « Dans le passé, le gouvernement s’est intéressé à l’énergie nucléaire en raison de la pénurie d’énergie. Maintenant, il est plus intéressé à cause de la pollution. Le problème du charbon est devenu clair : si la consommation moyenne d’énergie par personne double, ce pays sera étranglé à mort par l’air pollué. L’énergie nucléaire est la seule solution pour le remplacement massif du charbon, et le thorium porte beaucoup d’espoir. »

Le gouvernement chinois a annoncé que les mesures pour s’attaquer au problème pourraient inclure la fermeture de centrales au charbon, qui ont produit environ 70% de l’électricité de la Chine l’an dernier, selon les chiffres du gouvernement. Les centrales nucléaires ont généré un peu plus d’un pour cent de cette électricité. La Chine a actuellement 21 réacteurs nucléaires en état de marche, et 28 en construction.

Les chercheurs travaillant sur le projet ont dit qu’ils étaient sous une pression sans précédent « comme en temps de guerre » pour réussir, et que certains des défis techniques auxquels ils sont confrontés sont difficiles, voire impossibles à résoudre dans un délai aussi court. « Nous sommes encore dans l’ignorance de la nature physique et chimique du thorium à bien des égards », a déclaré Li. « Il y a tellement de problèmes à régler, mais si peu de temps. C’est certainement une course. La Chine est face à une concurrence féroce de l’étranger et arriver en premier ne sera pas une tâche facile. »

INSOMNIE DES CLIMATOLOGUES

La dégradation de la situation en Chine inquiète tellement le climatologue américain James Hansen qu’il a du mal à dormir. Dans un communiqué du 10 mars il ne mâche pas ses mots :

« La pollution atmosphérique originaire de la combustion de charbon tue plus de 1.000.000 de personnes par an en Chine. L’espérance de vie en Chine du Nord est réduit d’au moins cinq ans, et ceux qui vivent souffrent de nombreux effets sur la santé. »

« En tant que scientifiques nous avons une responsabilité particulière. Nous avons depuis 25 ans des connaissances qui auraient permis que le changement climatique et la pollution de l’air soient des problèmes gérables, pas des tragédies. Cependant, nous n’avons pas réussi à communiquer les implications assez bien avec les dirigeants politiques et nous n’avons pas atteint une action efficace. Nous devons essayer plus fort maintenant, car il est encore possible de réduire les effets du changement climatique et il est possible de résoudre le problème de la pollution de l’air. »

« ma plus grande frustration est avec notre propre incapacité en tant que scientifiques de communiquer clairement l’histoire de l’énergie. »

« Si on n’aide pas la Chine (…) je crois que nos propres enfants, et le monde dans son ensemble, vont considérer dans le futur que nous avons été coupables du plus grand crime du monde contre l’humanité et la nature. »

ET QUE FAIT LA FRANCE ?

La France aussi a des problèmes de pollution dans ses grandes villes. En plus des émissions de l’industrie, de l’habitat et des transports français, une partie de cette pollution serait dû à la combustion de charbon à l’étranger. En effet, les nuages de particules fines sont tout aussi indisciplinés que les nuages radioactifs et ils ne s’arrêtent pas aux frontières. Ainsi, la responsabilité des pays à forte consommation de charbon comme l’Allemagne et la Pologne pour le pic de pollution en France cette semaine a été en question.

La presse britannique a bien relayé l’importante nouvelle de l’accélération du projet TMSR en Chine, avec des articles dans The Telegraph et The Guardian. En France, la presse n’en parle pas. La blogosphère française a été active cette semaine avec des articles captivants sur la très improbable voiture au thorium de Laser Power Systems qui roulerait 100 ans sans plein. C’est un beau rêve, mais le cœur du débat doit rester la génération d’énergie dans des centrales davantage optimisées pour leur coût, fiabilité et sécurité que pour leur design.

Au lieu d’annoncer un investissement important en recherche et développement pour se joindre à la course aux systèmes d’énergie nucléaire nouveaux comme les réacteurs à sels fondus, la France a organisé à Paris lundi une journée de circulation alternée.

ECRAN DE FUMÉE

Quand on questionne les experts français (CEA, Areva, EDF…) sur le thorium, ils répondent que ce n’est pas intéressant, que son utilisation n’aurait pas beaucoup d’avantages par rapport à l’uranium, ou que l’utilisation ne peut pas être envisagée avant des décennies. Et ils ont raison ! Car ils parlent du thorium dans le cadre des technologies à combustible solide. Cela permet de créer un écran de fumée, pour protéger le marché français des réacteurs de génération 3 et le futur marché imaginé pour les technologies en gestation de génération 4 à combustible solide. L’Autorité de Sureté Nucléaire veut même changer le statut de la réserve française de thorium. Selon leur avis n° 2014-AV-0202 du 6 février 2014, « les matières thorifères doivent être, dès à présent, requalifiées en déchets radioactifs »

Ce qui motive les chinois est la séduisante possibilité d’utiliser le thorium dans un combustible liquide – une sorte de « soupe » de sels de fluorure fondus. Cette technologie fondamentalement différente a le potentiel de rendre la fission nucléaire moins chère et plus sûre, fiable, durable et propre. Les combustibles liquides peuvent être adaptés pour utiliser le thorium, l’uranium ou le plutonium, tout en générant moins de déchets radioactifs. La France a une vraie expertise dans ce domaine, pour l’instant inexploitée, grâce au travail d’une équipe du CNRS à Grenoble et à Orsay.

En période de pollution atmosphérique, un écran de fumée n’est pas le bienvenu. Si l’équipe chinoise parvient à développer un système d’énergie nucléaire à combustible liquide, il y a un vrai risque d’élimination de l’industrie nucléaire française, tellement cette technologie de rupture a le potentiel de surpasser la technologie actuelle. Le déni de ce potentiel est une stratégie dangereuse.

Image : South China Morning Post