Éviter les embûches sur la voie de l'énergie verte

Il y a de nombreuses années, j'ai découvert ce à quoi ressemblait un épurateur. Les personnes qui connaissent les centrales électriques à charbon savent ce qu'est un épurateur, mais celles qui ne travaillent pas dans le secteur de l'électricité ne le savent généralement pas. J'ai donc été surpris de constater que le site d'épuration ajouté pour nettoyer les polluants des émissions d'une centrale à charbon est généralement plus grand que la centrale à charbon d'origine. Les épurateurs utilisent un nuage de fines gouttelettes d'eau combinées à du calcaire broyé pour extraire le soufre des gaz d'échappement de la centrale avant qu'il n'atteigne l'atmosphère.

Il est clair que l'installation d'un épurateur est une proposition coûteuse, ce qui explique probablement pourquoi seuls 30 % environ des 240 centrales à charbon américaines en service aujourd'hui en sont équipées. Mais le jeu en vaut la chandelle : ce qui sort de la cheminée de l'épurateur est essentiellement de la vapeur sans polluants.

Malheureusement, ce que les épurateurs n'éliminent pas des émissions, c'est le dioxyde de carbone. C'est problématique lorsque l'on s'inquiète des émissions de gaz à effet de serre dans l'atmosphère. Par conséquent, de nombreuses centrales à charbon américaines doivent être mises hors service d'ici quelques années, et environ 157 l'ont été au cours des dernières années.

Ces mises hors service massives ont apparemment donné une idée à quelqu'un au sein du Département américain de l'Énergie : on a étudié l'aspect pratique de la conversion des centrales à charbon fermées en petits réacteurs nucléaires modulaires (SMR) et en réacteurs nucléaires avancés à eau lourde (AR).

(Source de l'image : Crouzet Controls)

Ces deux technologies font l'objet de recherches depuis des dizaines d'années. Elles utilisent des mesures de sécurité passives qui fonctionnent sans intervention humaine et sont suffisamment prometteuses pour avoir attiré des investissements privés. Même Bill Gates, le fondateur de Microsoft, a financé une start-up dédiée aux SMR. Bon nombre de ces petits réacteurs sont également conçus pour être installés sous terre, ce qui les rend résistants aux menaces terroristes. Des études montrent également qu'ils ne nécessitent pas autant de mesures de sécurité que les grands réacteurs, essentiellement grâce à leur rapport surface/volume (et chaleur du cœur) plus élevé.

Selon les chercheurs du Département américain de l'Énergie, l'un des arguments en faveur de l'implantation de ces nouveaux réacteurs au même endroit que les centrales à charbon déclassées est que les centrales à charbon sont rarement grandes. Plus de 90 % d'entre elles font moins de 500 mégawatts électriques (MWe) et certaines font moins de 50 MWe. Les SMR ont généralement une puissance de 300 MWe ou moins, soit environ un tiers de la taille des réacteurs nucléaires traditionnels, et occupent beaucoup moins d'espace. En outre, les projets de centrales nucléaires pourraient également contribuer à préserver la main-d'œuvre expérimentée existante dans les communautés situées autour des sites de centrales à charbon en voie de fermeture. Nombre d'anciens travailleurs des centrales à charbon possèdent déjà des compétences et des connaissances qui s'avèrent utiles pour travailler dans une centrale nucléaire.

Le Département américain de l'Énergie a également constaté que l'utilisation de l'infrastructure à charbon existante pour les nouveaux AR pouvait permettre d'économiser 15 à 35 % sur les coûts de construction. Les économies initiales pourraient se chiffrer en millions grâce à la réutilisation des éléments existants, notamment les connexions au réseau électrique, les immeubles de bureaux, les équipements électriques comme les connexions de transmission et les postes extérieurs, ainsi que les infrastructures civiles.

Tout cela paraît formidable, mais il semble que le principal argument en faveur de l'installation de SMR et d'AR sur d'anciennes centrales à charbon pourrait être la réutilisation des connexions au réseau électrique. C'est l'impression qui pourrait ressortir d'une analyse récente menée par REPEAT (Rapid Energy Policy Evaluation and Analysis Toolkit), un projet dirigé par le professeur Jesse Jenkins de l'université de Princeton. L'analyse porte sur la loi fédérale récemment adoptée, connue sous le nom d'Inflation Reduction Act (IRA), et plus particulièrement sur la partie de cette loi qui vise la production d'énergie propre.

REPEAT a d'abord estimé que les investissements accordés par la loi réduiraient les émissions nettes de 42 % par rapport aux niveaux de 2005, contre 27 % dans le cadre des politiques actuelles. Mais plus récemment, REPEAT a constaté que si les États-Unis continuent à construire des lignes de transmission avec la même lenteur que celle observée au cours des dix dernières années (environ 1 % par an), les émissions en 2030 pourraient ne pas être très différentes de ce qu'elles auraient été sans l'IRA. En effet, l'IRA prévoit des incitations pour les véhicules électriques et d'autres modes d'électrification qui augmenteront la demande d'électricité.

Selon REPEAT, si l'expansion de la transmission est limitée à 1 % par an, la consommation de gaz naturel augmentera de 4 % par rapport aux niveaux de 2021 en 2030 et restera élevée jusqu'en 2035. Et les États-Unis consommeront plus de 110 millions de tonnes de charbon supplémentaires en 2030 par rapport à ce qui serait le cas sans l'IRA. Pour éviter cette situation, les États-Unis devraient plus que doubler leurs efforts de construction d'infrastructures de réseau, ce qui est très peu probable.

Pour ceux qui considéraient la promulgation de l'IRA comme un geste en faveur du climat, ces prédictions sont probablement un peu gênantes. Mais il y a quelques bonnes nouvelles enfouies dans les chiffres et les annexes présentés par REPEAT dans son dernier rapport : regardez les graphiques du groupe sur les prévisions en matière de production d'électricité et vous constaterez que la production d'électricité nucléaire ne connaîtra aucune croissance jusqu'en 2035 et qu'elle diminuera même dans certains scénarios. Apparemment, ils n'ont pas tenu compte de la montée en puissance des réacteurs AR ou SMR dans leurs pronostics.

Et voilà l'opportunité : le potentiel d'une nouvelle technologie nucléaire plus ou moins inattendue pour résoudre les problèmes liés aux émissions et aux infrastructures de réseau.