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Nucléaire et CO2 ?



Une énergie puissante ... qui ne réchauffe pas la Terre

La fission nucléaire a une qualité par les temps qui courent : elle ne produit pas de gaz à effet de serre ! Maîtrisée, elle apporte une source d'énergie puissante, relativement bon marché, décarbonnée qui fait partie de la solution contre le réchauffement climatique. Une vérité pas toujours bonne à dire dans notre Occident en proie au politiquement correct. L'argument que le nucléaire ne génère pas de CO2 est généralement passé sous silence. Ce mutisme rapelle ces courtisans des Habits de l'Empereur, un conte d'Andersen, qui n'osent dire que l'empereur est nu.

En raison du réchauffement climatique, l'opinion fonde beaucoup d'espoir sur les énergies renouvelables comme l'éolien et le voltaique, non émittrices de gaz carbonique. En 2015, le gouvernement Hollande s'était fixé l'objectif de réduire la part du nucléaire pour la production d'électricité de près de 80 % à 50 % à l'horizon 2025. Un objectif qui est maintenant révisé La comparaison avec d'autres pays montre que la France est pour la production d'électricité de loin la nation la moins polluante en CO2 ! Par exemple en 2011, elle émettait 5 fois moins de CO2 par KWh que l'Allemagne (Fig.1).

Fig.1 - Production d'électricité et émission de CO2.
Comparaison des émissions de gaz carbonique par kilowattheure d'énergie électrique dans plusieurs pays européens. La France émettait en 2011 5 fois moins de CO2 par Kwh que l'Allemagne. La remarquable performance de la France est due à son recours à 80% d'électricité d'origine nucléaire. L'Allemagne qui a donné la priorité à l'éolien et entrepris de fermer ses réacteurs après Fukushima a recours à des centrales à charbon polluantes pour compenser l'intermittence de l'énergie éolienne.
Source : Agence internationale de l'énergie, octobre 2011

Grâce à la part dominante du nucléaire et de l'hydraulique en France, les émissions de gaz à effet de serre sont très faibles pour l'électricité. Sur le total de 546 TWh (milliards de kilowatt-heures) produits en 2015, la part des combustibles fossiles sources de CO2, ne représentait que 34,1 TWh (6,2 % ) contre 416,8 TWh (76,3%) pour le nucléaire, 58,7 TWh pour l'hydraulique et 36,4 TWh provenant de l'éolien, du solaire et de la biomasse.

Fermer des réacteurs comme en Allemagne ne réduit pas les gaz à effets de serre. L'éolien s'arrête en l'absence de vent, le solaire la nuit. Il faut compenser cette intermittence. Lors d'un manque de vent ou de soleil l'Allemagne doit démarrer une centrale à charbon, alors que la France compense par de l'électricité sans CO2 venant d'un réacteur ... ou d'un barrage.

Un recours excessif à l'éolien et au solaire conduit à de grandes variations d'électricité difficiles à gérer. Citons encore le cas de l’île de la Réunion. Malgré 33 % d’énergies renouvelables dans son mix électrique, l'île émet quinze fois plus de gaz à effet de serre par kWh produit que la France métropolitaine, du fait d'un recours massif aux centrales thermiques.

En dehors du recours à des énergies fossiles non vertes comme en Allemagne ou à la Réunion, on peut remédier à un manque en faisant appel à l'électricité des barrages si l'on dispose de ressources abondantes comme la Suisse, ou importer de l'électricité de l'étranger. Le réseau électrique doit être adapté aux transferts de grandes quantités d'énergie.

Dans le cas d'une surproduction d'énergie électrique solaire ou éoienne, il faudrait pouvoir stocker l'énergie électrique en excédent. Pour l'instant, on ne sait pas encore stocker de grandes quantités d'électricité. Des recherches sont en cours sur le stockage de l'électricité pour la restituer en fonction des besoins. Les principales méthodes sont le stockage hydraulique des barrages, le stockage électrochimique par batteries, auquel pourrait s'ajouter à l'avenir le stockage chimique par l'hydrogène.

Le stockage hydraulique - une technique éprouvée - consiste à tirer profit d'une surproduction pour pomper de l'eau dans un bassin supérieur, puis de la restituer en faisant turbiner plus tard cette eau vers un bassin inférieur. Ces installations sont appelées STEP. La plus puissante STEP française est constituée par l'association des barrages de Grand'Maison et du Verney dans l'Isère. Dans un scénario sans nucléaire, pour assurer de gros bataillons de kilowattheures, il faudrait multiplier de telles installations, mais les bons sites avec de bonnes dénivellées sont rares.

Le stockage électrochimique par batteries s'est beaucoup développé grâce aux batteries au lithium-ion, en raison de la demande croissante en véhicules électriques. Mais le lithium est une ressource rare qui pourrait être une source de pollution future. Ces batteries sont adaptées à des besoins locaux. A titre d'exemple, il est prévu d'installer en France de 1 à 5 GWh d'ci 2023 à comparer aux 546 000 TWh de la production nationale actuelle.

STEP : un procédé de stockage de l'énergie électrique
Les STEP, station de pompage turbinage (STEP), sont un moyen de stocker de l'énergie électrique pour pallier à l'intermittence de l'énergie éolienne. La photographie montre le bassin d'une telle station dans l'île d'El Hierro, une petite île isolée des Canaries. Quand il y a beaucoup de vent, l'énergie en surplus permet de pomper l'eau d'un bassin inférieur vers un deuxième bassin 700 mètres plus haut. En l’absence de vent, l'eau du bassin supérieur est relâchée et alimente quatre turbines hydrauliques pour produire de l'électricité.
DR

L'électrolyse de l'eau ou de la vapeur génère de l'hydrogène, qui stocké en période de surproduction peut être reconverti ultérieurement en électricité (NB: Le nucléaire pourrait d'aileurs contribuer à la production d'hydrogène). Il faudrait prévoir de grandes installations de stockage. Les perspectives de ce "vecteur énergétique" sont, avec de multiples applications dans l'industrie et les transports, prometteuses mais encore lointaines.

Aujourd'hui, c'est donc la part des énergies fossiles dans les autres secteurs, principalement du transport et de la chaleur, qu'il convient de réduire en priorité. Actuellement, plus de 75 % de notre consommation d'énergie est basée sur le charbon, le gaz et le pétrole dont la combustion conduit à une production massive de gaz à effet de serre qui entraîne un réchauffement du climat dont les conséquences sont difficiles à prévoir. De grands progrès ont eu lieu, dans les domaines du chauffage et des transports. Les voitures hybrides réduisent efficacement les consommation d'essence. Les véhicules électriques sont bien adaptés aux parcours en ville, qui sont courts. Mais les voitures à essence ont encore de beaux jours devant elles : un plein d'essence ne nécessite que quelques minutes alors que les recharges de batteries demandent entre 2 et 12 heures.

Le bon sens voudrait que plutôt que de s'opposer, nucléaire et énergies renouvelables se complètent.