Cartographie politique de l’électricité nucléaire dans le monde [DOSSIER]

Un peu plus d’un an après la publication du rapport spécial du GIEC sur l’objectif de 1.5°C, les Shifters (les bénévoles du think tank The Shift Project) proposent une série d’articles faisant un état des lieux de la situation et des perspectives de la production d’électricité nucléaire, pays par pays et dans cinq zones géographiques ayant une certaine cohérence interne : une cartographie politique de l’électricité nucléaire dans le monde.

Le Dossier « L’électricité nucléaire dans le monde » est composé de cinq articles, chacun concernant une grande zone du monde et accompagné de « Fiches pays » détaillées :

  1. Électricité nucléaire en Europe : des politiques identiques à l’Est et à l’Ouest ? (V1 publiée en février 2020)
  2. Électricité nucléaire en Afrique et en Océanie : quelles sont les politiques des pays ? (à venir)
  3. Électricité nucléaire dans les pays de l’ex-URSS et de l’Est de l’Asie : quelles sont les politiques de la Chine, de la Russie, du Japon, et de la Corée du sud ? (à venir)
  4. Électricité nucléaire aux Amériques : quelles sont les politiques des pays ? (à venir)
  5. Électricité nucléaire : quelles sont les politiques au Moyen-Orient, dans le sous-continent indien et au Sud-Est de l’Asie ? (à venir)

 

Pour le GIEC, il y a quatre grandes trajectoires pour décarboner à 100% l’énergie mondiale

Dans son 5ème rapport, publié en novembre 2014, le GIEC indique (voir extraits ci-dessous) que l’objectif de limiter la hausse des températures à 2°C nécessite de porter la production d’électricité décarbonée (renouvelables, nucléaire) à 100% au niveau mondial d’ici à 2070 ; et d’ici à 2050 dans les pays riches.

Dans son rapport spécial « Réchauffement planétaire de 1,5 °C » publié en octobre 2018, le GIEC a agrégé 4 grandes trajectoires médianes à partir de 85 scénarios, permettant chacune de respecter l’objectif de 1,5°C. Ces trajectoires prennent pour hypothèse une multiplication allant de 2 à 6 de la production mondiale d’électricité nucléaire d’ici à 2050

Une production mondiale d’électricité nucléaire restée stable depuis l’an 2000

Entre 1960 et 1980, la production mondiale d’électricité nucléaire est passée de 0 à 690 térawattheure (TWh). Puis entre 1981 et 2000, elle a crû de 360 % pour atteindre environ 2500 TWh. Entre 2000 et 2018, la production est restée globalement stable et sa part dans le mix électrique a baissé, alors que celle du charbon a fortement augmenté, et que sont apparus le solaire et l’éolien.

La production s’établit à un peu plus de 2500 TWh en 2018,  avec les 451 réacteurs en service produisant 10,4% de l’électricité[1] et pesant pour près de 4,5% de l’énergie primaire consommée dans le monde[2]. Une soixantaine de réacteurs sont en construction, dans une quinzaine de pays. Plus de 150 sont planifiés et plus de 300 en discussion.

Une source d’énergie controversée, et aux perspectives différenciées selon les pays

Source d’énergie controversée, le nucléaire suscite régulièrement des oppositions politiques et sociétales, avec des effets variables dépendant du poids de l’opinion publique dans le pays en question.

La situation de la production d’électricité à base de nucléaire est très différenciée selon les pays, cet écart s’étant d’autant plus creusé depuis l’accident de Fukushima : dans certains elle est en déclin ; dans d’autres elle est florissante et profite de la construction de nombreux nouveaux réacteurs – le plus souvent par des entreprises étrangères.

Certains pays développent fortement le nucléaire (Chine, Royaume-Uni…), certains arrêtent complètement (Allemagne) ou ont déjà arrêté (Italie) et d’autres ont eu la volonté d’arrêter mais reviennent sur cet objectif ou sur leurs échéances pour des raisons parfois techniques, politiques ou environnementales (Belgique, Suède…). Enfin, de nombreux pays annoncent souhaiter développer le nucléaire, notamment sur le continent Africain et au Moyen-Orient.

Les Français, mal informés sur l’impact climatique réduit du nucléaire…

Les Français, qui placent le risque climatique très largement en tête de leurs préoccupations environnementales[3], sont peu ou mal informés sur le nucléaire. Par exemple, en 2017 les Français étaient 78 % à penser que les centrales nucléaires contribuent « un peu » ou « beaucoup » à l’effet de serre.

Parmi ceux se déclarant « tout à fait contre » le nucléaire, 91 % pensent que les centrales nucléaires contribuent « un peu » ou « beaucoup » à l’effet de serre, contre 43 %  parmi ceux se déclarant « tout à fait pour » [4].

…mais soucieux du risque climatique

Pourtant en France et dans une approche d’analyse de cycle de vie, un kWh d’électricité nucléaire génère 6 g de CO2équivalent (« CO2eq »), contre 12,7 g pour l’éolien terrestre, 56 g pour le photovoltaïque, contre 406 g pour le gaz, 1038 g pour le charbon selon l’ADEME[5]. Pire, les 18-24 ans sont moins bien informés que le reste de la population.

Enfin, 46 % des Français se disent opposés au nucléaire et 42 % s’y disent favorables. Paradoxalement, ce sont les Français les plus soucieux de lutter contre le réchauffement climatique qui sont aussi les plus opposés au nucléaire ; et les Français les plus favorables au nucléaire qui sont les moins soucieux de lutter contre le réchauffement climatique[6].

C’est à l’information des Français que cette Cartographie politique du de l’électricité nucléaire dans le monde souhaite contribuer, à travers une série d’articles sur les politiques électronucléaires du reste du monde.

Extraits bruts du Rapport Spécial du GIEC « Réchauffement planétaire de 1,5 °C » concernant l’électricité nucléaire

Source : IPCC, 2018: Global Warming of 1.5°C. An IPCC Special Report on the impacts of global warming of 1.5°C above pre-industrial levels and related global greenhouse gas emission pathways, in the context of strengthening the global response to the threat of climate change, sustainable development, and efforts to eradicate poverty [Masson-Delmotte, V., P. Zhai, H.-O. Pörtner, D. Roberts, J. Skea, P.R. Shukla, A. Pirani, W. Moufouma-Okia, C. Péan, R. Pidcock, S. Connors, J.B.R. Matthews, Y. Chen, X. Zhou, M.I. Gomis, E. Lonnoy, T. Maycock, M. Tignor, and T. Waterfield (eds.)]. In Press.

Nuclear energy, the share of which increases in most of the 1.5ºC-compatible pathways (see Chapter 2, Section 2.4.2.1), can increase the risks of proliferation (SDG 16), have negative environmental effects (e.g., for water use, SDG 6), and have mixed effects for human health when replacing fossil fuels (SDGs 7 and 3) (see Table 5.2).

[…] In 1.5°C pathways with no or limited overshoot, renewables are projected to supply 70–85% (interquartile range) of electricity in 2050 (high confidence). In electricity generation, shares of nuclear and fossil fuels with carbon dioxide capture and storage (CCS) are modelled to increase in most 1.5°C pathways with no or limited overshoot. […]

System transitions

[…] The energy system transition that would be required to limit global warming to 1.5°C is underway in many sectors and regions around the world (medium evidence, high agreement). The political, economic, social and technical feasibility of solar energy, wind energy and electricity storage technologies has improved dramatically over the past few years, while that of nuclear energy and Carbon Dioxide Capture and Storage (CCS) in the electricity sector have not shown similar improvements. {4.3.1} […]

Properties of energy transitions in 1.5°C-consistent pathways

[…] The share of primary energy from renewables increases while coal usage decreases across 1.5°C-consistent pathways (high confidence). By 2050, renewables (including bioenergy, hydro, wind and solar, with direct-equivalence method) supply a share of 49–67% (interquartile range) of primary energy in 1.5°C-consistent pathways; while the share from coal decreases to 1–7% (interquartile range), with a large fraction of this coal use combined with Carbon Capture and Storage (CCS). From 2020 to 2050 the primary energy supplied by oil declines in most pathways (–32 to – 74% interquartile range). Natural gas changes by –13% to –60% (interquartile range), but some pathways show a marked increase albeit with widespread deployment of CCS. The overall deployment of CCS varies widely across 1.5°C-consistent pathways with cumulative CO2 stored through 2050 ranging from zero up to 460 GtCO2 (minimum-maximum range), of which zero up to 190 GtCO2 stored from biomass. Primary energy supplied by bioenergy ranges from 40–310 EJ yr-1 in 2050 (minimum-maximum range), and nuclear from 3–120 EJ/yr (minimum-maximum range). These ranges reflect both uncertainties in technological development and strategic mitigation portfolio choices. {2.4.2} […]

Energy systems

[…] Climate change will likely increase the demand for air conditioning in most tropical and sub-tropical regions (Arent et al., 2014; Hong and Kim, 2015). Increasing temperatures will decrease the thermal efficiency of fossil, nuclear, biomass and solar power generation technologies, as well as buildings and other infrastructure (Arent et al., 2014). […]

Energy supply

[…] Several energy supply characteristics are evident in 1.5°C pathways assessed in this section: i) growth in the share of energy derived from low carbon-emitting sources (including renewables, nuclear, and fossil fuel with CCS) and a decline in the overall share of fossil fuels without CCS (Section 2.4.2.1), ii) rapid decline in the carbon intensity of electricity generation simultaneous with further electrification of energy end-use (Section 2.4.2.2), and iii) the growth in the use of CCS applied to fossil and biomass carbon in most 1.5°C pathways (Section 2.4.2.3).

Nuclear power increases its share in most 1.5°C pathways by 2050, but in some pathways both the absolute capacity and share of power from nuclear generators declines (Table 2.15). There are large differences in nuclear power between models and across pathways (Kim et al., 2014; Rogelj et al., 2018). One of the reasons for this variation is that the future deployment of nuclear can be constrained by societal preferences assumed in narratives underlying the pathways (O’Neill et al., 2017; van Vuuren et al., 2017b). Some 1.5°C pathways no longer see a role for nuclear fission by the end of the century, while others project over 200 EJ yr–1 of nuclear power in 2100 (Figure 2.15). […]

4.3.1.3 Nuclear Energy

[…] Many scenarios in Chapter 2 and in AR5 (Bruckner et al., 2014) project an increase in the use of nuclear power, while others project a decrease. The increase can be realised through existing mature nuclear technologies or new options (generation III/IV reactors, breeder reactors, new uranium and thorium fuel cycles, small reactors or nuclear cogeneration).

Even though historically scalability and speed of scaling of nuclear plants have been high in many nations, such rates are currently not achieved anymore. In the 1960s and 1970s, France implemented a programme to rapidly get 80% of its power from nuclear in about 25 years (IAEA, 2018), but the current time-lag between the decision date and the commissioning of plants is observed to be 10-19 years (Lovins et al., 2018). The current deployment pace of nuclear energy is constrained by social acceptability in many countries due to concerns over risks of accidents and radioactive waste management (Bruckner et al., 2014). Though comparative risk assessment shows health risks are low per unit of electricity production (Hirschberg et al., 2016), and land requirement is lower than that of other power sources (Cheng and Hammond, 2017), the political processes triggered by societal concerns depend on the country-specific means of managing the political debates around technological choices and their environmental impacts (Gregory et al., 1993). Such differences in perception (Kim and Chung, 2017) explain why the 2011 Fukushima incident resulted in a confirmation or acceleration of phasing out nuclear energy in five countries (Roh, 2017) while 30 other countries have continued using nuclear energy, amongst which 13 are building new nuclear capacity including China, India and the United Kingdom (IAEA, 2017; Yuan et al., 2017).

Costs of nuclear power have increased over time in some developed nations, principally due to market conditions where increased investment risks of high-capital expenditure technologies have become significant. ‘Learning by doing’ processes often failed to compensate for this trend because they were slowed down by the absence of standardisation and series effects (Grubler, 2010). What are and have been the costs of nuclear power is debated in the literature (Lovering et al., 2016; Koomey et al., 2017). Countries with liberalised markets that continue to develop nuclear employ de-risking instruments through long-term contracts with guaranteed sale prices (Finon and Roques, 2013). For instance, the United Kingdom works with public guarantees covering part of the upfront investment costs of newly planned nuclear capacity. This dynamic differs in countries such as China and South Korea, where monopolistic conditions in the electric system allow for reducing investment risks, deploying series effects and enhancing the engineering capacities of users due to stable relations between the security authorities and builders (Schneider et al., 2017).

The safety of nuclear plants depends upon the public authorities of each country. However, because accidents affect worldwide public acceptance of this industry, questions have been raised about the risk of economic and political pressures weakening the safety of the plants (Finon, 2013; Budnitz, 2016). This raises the issue of international governance of civil nuclear risks and reinforced international cooperation involving governments, companies and engineering (Walker and Lönnroth, 1983; Thomas, 1988; Finon, 2013), based on the experience of the International Atomic Energy Agency. […]

[1] Nuclear Power in the World Today, World Nuclear Association

[2] Connaissances des énergie, BP présente les chiffres clés de l’énergie dans le monde

[3] Baromètre IRSN 2018 – La perception des risques et de la sécurité par les Français

[4] Étude IPSOS pour EDF, Baromètre Développement Durable d’EDF – Synthèse des résultats France de la vague 2017

[5] Bilan GES Ademe – Moyens de production : Conventionnel & Renouvelable

[6] Sylvestre Huet, Blog LeMonde.fr Sciences² – Nucléaire et climat : la grande tromperie

A propos du groupe de travail

Le think tank The Shift Project est soutenu par une association de bénévoles : The Shifters. Ce réseau de bénévoles partage un intérêt commun pour la transition bas-carbone de l’économie. Cette cartographie politique du nucléaire dans le monde est conduite par un groupe de plusieurs Shifters. Tous les contributeurs ont participé au projet bénévolement et sur leur temps libre, à partir de données publiques. L’étude produite pour Les Shifters n’engage en rien leurs employeurs respectifs.

  • Sylvaine Dhion a piloté le groupe de travail. Elle est ingénieure diplômée de l’École nationale supérieure d’électricité et de mécanique (Nancy). Elle a travaillé toute sa carrière dans le secteur de l’énergie, nucléaire et solaire (CEA, Areva) avec une approche souvent internationale et est aujourd’hui cheffe du service ingénierie export de la base installée Framatome.
  • Vincent Dubu est diplômé en finance de l’École supérieure de gestion et en économie de l’Université de Versailles Saint-Quentin en Yvelines. Il travaille dans le conseil (Capco, Asset Talan, SunGard) et se spécialise dans les questions financières et numériques.
  • Julian Mathevet est ingénieur diplômé de l’ECE Paris. Consultant dans une ESN (Devoteam), il a également travaillé dans une entreprise d’insertion sociale (Acces, Inclusive Tech) afin d’accompagner des personnes éloignées de l’emploi (migrant, jeune déscolarisé …) à s’insérer via les métiers de l’informatique.
  • Nan Nan est diplômée de l’Ecole normale supérieure de la rue d’Ulm et de l’Université Paris-Dauphine. Elle était sociologue avant de se reconvertir en consultant de la RSE (responsabilité sociale des entreprises). Elle écrit pour les journaux chinois The Paper (thepaper.cn) et The Initium (theinitium.com) sur des sujets sociaux comme ceux du développement durable.
  • Romain Tricon-Duez est un ingénieur diplômé de l’ECAM et d’un master 2 en Entrepreneuriat de l’IAE. Il travaille aujourd’hui en tant que consultant chez In Extenso Innovation Croissance où il aide des entreprises à financer leurs innovations technologiques et trouver les bons marchés pour ces innovations.
  • Damien Ambroise est ingénieur diplômé de l’École Centrale de Lyon et de l’Université de Tsinghua (Chine). Il travaille dans le conseil (Wavestone) et est spécialiste des réseaux, du transport et de l’énergie.
  • Alan Burlot est docteur en mécanique des fluides de l’École Centrale de Lyon et ingénieur diplômé de Grenoble INP. Il est chercheur dans le domaine de l’énergie (CEA).
  • Alexandre Tomski-Crapart est ingénieur diplômé de l’École Centrale de Paris. Il a travaillé dans le conseil en management (BearingPoint) puis sur un grand projet dans le nucléaire (Framatome), dans les domaines de la qualité et de l’excellence opérationnelle.
  • Pascal Esposito ingénieur diplômé de l’École Centrale de Paris. Il a travaillé pour de nombreux projets de Recherche et Développement, pour des études de sûreté nucléaire et des projets de grands chantiers de construction, au sein d’EDF.

Contact (commentaires et relecture bienvenus) : carto-pol-nucleaire-shifters@theshiftproject.org