Gilles Mathonnière

Nuclear power: a promising back-up option to promote renewable penetration in the French power system? Topic: Renewable system integration

The general 3X20 European directive proposes renewable penetration goals. In France, 27 % of the electricity is to be produced by renewable resources by 2020, and this share will be continuously growing until 2050. Among these resources, some—such as wind and solar—are not dispatchable, which trigger challenges to maintain the reliability target level of the power system, both in the short and long term. Wind and solar are expected to contribute to about 12 % of the French electricity production by 2020 and according to voluntaristic scenarios they could contribute to over 50 % of the total electricity production by 2050.

Nuclear power: What optimal contribution to the French electric power mix?

In the French context of increasing renewable penetration and significant nuclear power, the optimal contribution of this energy source is discussed from two viewpoints. On the one hand, from the social planner viewpoint, the nuclear optimum contribution is the one that minimizes the overall electric price, whatever the resulting load factor. The use of screening curves, often implemented to design the optimal power mix is questioned, being highly sensitive to the assumptions. On the other hand, from the plant operator viewpoint, the nuclear power plants need to amortize the capital expenses, hence achieve the longest operating time. With a view to make the two viewpoints meet, we propose to operate nuclear power plants as baseloads and consider modulation through the power use, i.e. supply electricity to the electric system when requested and use the remaining power to produce other valuable products, such as heat or hydrogen.

Recyclage du combustible et réacteurs de quatrième génération

Les reacteurs de 4 eme generation visent a repondre a des objectifs de durabilite du nucleaire, par l’economie de la ressource naturelle, par minimisation de la quantite des dechets, et par une surete et une fiabilite accrues. De nombreux types de reacteurs sont etudies dans le cadre du Forum international Generation IV (GIF), dont des reacteurs a neutrons rapides et des reacteurs a haute temperature (a neutrons rapides ou non).En France, le choix a ete fait de porter l’effort sur les reacteurs a neutrons rapides refroidis au sodium, filiere qui est jugee comme etant la mieux placee pour latteinte dune demonstration a une echelle industrielle a lhorizon 2040. une action de moindre envergure porte egalement sur les reacteurs rapides refroidis par gaz, technologie dont la faisabilite n’est pas encore acquise.Cet article fait le point sur l’etat d’avancement des programmes, sous un angle notamment strategique et economique (marches). Il situe les reacteurs dans une vision dynamique, et conclut sur les avantages nombreux de la France, notamment la disponibilite d’une industrie du recyclage au meilleur rang mondial, qui placent notre pays en tete dans cette course. L’enjeu principal n’en est rien moins, a terme, que de s’affranchir totalement des mines d’uranium.

Enjeux économiques de l’énergie nucléaire

Le lecteur assidu des articles sur l’economie du nucleaire constatera sans nul doute combien est different aujourd’hui un article sur ce sujet de ce qu’il aurait ete il y a seulement 3 ou 4 ans. Plusieurs evenements d’ampleur considerable sont en effet intervenus depuis : traduction effective dans le systeme francais des directives sur la concurrence entre producteurs d’electricite et en consequence reflexion en profondeur sur le calcul des prix a payer par les nouveaux entrants pour acceder au nucleaire “historique”, accident de Fukushima, campagne electorale en cours avec une question jusqu’ici peu traitee relative au parc : que faut-il souhaiter en termes d’exploitation des reacteurs actuels ? Ainsi, la consequence majeure est que la reflexion economique s’est intensifiee en regard des couts du nucleaire existant, alors qu’il y a peu, l’economie du nucleaire etait surtout abordee en termes de competitivite vis-a-vis des autres moyens de production electriques, dans une perspective donc de construction de nouvelles centrales (une logique dite “en developpement”).Cet article reflete tres nettement cette nouvelle tendance et une place importante est donnee a l’economie du nucleaire existant. La question de son cout (ou de ses couts) est presentee en detail. On constate une augmentation certaine des couts, au regard des evaluations encore recentes : elle est notamment la consequence de la meilleure prise en compte des couts de maintien du parc, de demantelement et de stockage des dechets. Le nucleaire historique produit son energie pour un cout courant economique de l’ordre de 50 euros/MWh, selon le rapport recent de la Cour des Comptes sur l’economie de la filiere nucleaire, hors les options de renovation possibles. En comptant toutes les renovations envisageables, y compris induites par la prise en compte de l’accident de Fukushima, ce cout courant economique atteint 54 x80/MWh, sur la base de la meme methode. Il existe egalement d’autres methodes de calcul detaillees dans cet article. un tel niveau est plus competitif que les autres moyens de production existants ou en developpement (hydraulique excepte). C’est ce qui explique l’interet economique de prolonger l’exploitation du parc actuel, tant que l’Autorite de surete le permet (compte tenu des travaux a realiser et de leurs couts).Sous un autre angle, le rapport de la Commission “Energies 2050” evalue le cout total actualise de l’arret du parc actuel, selon l’hypothese d’une duree d’exploitation limitee a 40 ans, a de l’ordre de la centaine de milliards d’euros.Enfin, nous terminons cet article par un regard sur les couts actuels des reacteurs en developpement, dont l’EPR. Nous concluons a une augmentation significative des couts, laquelle doit cependant etre relativisee.Au total, le nucleaire ne fait pas exception dans l’evolution des couts de la production et de la distribution d’electricite en France et dans le monde : les evolutions recentes marquent une tendance significative a la hausse. Malgre cela, cette source d’electricite est la plus competitive quand il s’agit du parc existant, et de loin, et reste l’une de plus competitives si l’on considere des unites en developpement.