FLM n° 34Fukushima : remise en cause du nucléaire et

lutte contre le changement climatique

Vers un arbitrage entre risque nucléaire et risque climatique?

Jérémy El Beze 11-11-25

1

Sommaire

2

1. Etat des lieux : le nucléaire dans le monde• 1.1 Le nucléaire dans le mix électrique mondial• 1.2 Une source d’énergie réservée aux pays riches ….• 1.3 … mais qui tend à se démocratiser

2. Les conséquences de Fukushima sur l’utilisation de l’atome• 2.1 La catastrophe de Fukushima et ses répercussions• 2.2 Des conséquences variées sur les politiques énergétiques• 2.3 Des répercussions politiques diverses• 2.4 Le revirement allemand sur le nucléaire• 2.5 Le calendrier de sortie allemand• 2.6 Les décisions suisses et italiennes

3. Les conséquences sur la politique énergétique de la sortie de l’atome• 3.1 Les conséquences de sortie de l’atome : une perte de capacité de production électrique• 3.2 Les 4 grands piliers des plans de sortie• 3.3 L’augmentation des importations • 3.4 L’augmentation de l’utilisation des capacités de production existantes• 3.5 L’investissement dans de nouvelles capacités de production • 3.6 L’efficacité énergétique

4. Des effets sur l’EU ETS• 4.1 Les effets en termes d’émissions de la sortie allemande• 4.2 Les facteurs d’incertitudes • 4.3 Une estimation de l’impact des émissions additionnelles sur le prix de l’EUA.

5. Conclusion

1.1 Le nucléaire dans le mix électrique mondial

3

Le nucléaire : 4ième source d’électricité dans le monde• Il existe une multitude de sources d’énergie utilisées pour produire de

l’électricité : le charbon, le gaz, le pétrole, la biomasse, la géothermie, l’énergie hydraulique, l’éolien, le solaire, les déchets…

40,78%

21,23%

13,48%

16,23%

0,02%

0,98% 0,00%

1,08%

0,32% 0,00%0,06%0,34%

5,49%

Charbon Gaz Nucléaire Hydro Pétrole

Eolien Biomasse Déchet Photovoltaique Géothermie

Solaire thermique Eolien maritime Autres

Source : données de International Energy Agency

1.2 Une source d’énergie réservée aux pays riches ….

4

L’ atome : une source d’énergie jusqu’ici réservée aux pays riches …• L’utilisation de l’énergie nucléaire est le fait d’un petit groupe de pays : les dix premiers pays

en termes de production d’électricité d’origine nucléaire produisent plus de 80% de l’énergie nucléaire au niveau mondial.

Top 10 des pays en termes de production d’électricité d’origine nucléaire

Sources : Données de la World Nuclear Association

• La valeur absolue de la production d’origine nucléaire ne préjuge pas de l’importance de cette source d’énergie dans les mix énergétiques des différents pays. De fait, la question du nucléaire ne se pose pas avec la même acuité dans tous les pays du globe.

1.3 … mais qui tend à se démocratiser

5

•Mais si l’atome est pour l’instant la chasse gardée de quelques pays, les évolutions actuelles tendent vers une « démocratisation » de l’atome. Motivés par des besoins énergétiques en constantes augmentations, nombreux sont les pays en développement qui se sont interroger sur l’opportunité d’utiliser cette source d’énergie ces dernières années.

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Nucléaire Charbon Pétrole Gaz Biomasse

Déchet Hydro Géothermie Photovoltaique Solaire thermique

Eolien Eolien maritime Autres

Source : données de International Energy Agency

2.1 La catastrophe de Fukushima et ses répercussions

6

La catastrophe de Fukushima

• 11 mars 2011 : Séisme et tsunami sur la cote Pacifique du Tohuku.

• La centrale de Fukushima Daiichi a bien résisté au séisme mais le tsunami a mis hors service les systèmes de sécurité du site. Il provoque l'arrêt des systèmes de refroidissement de secours des réacteurs nucléaires ainsi que ceux des piscines de désactivation des combustibles.

• Conséquence : fusions partielles de cœur dans trois réacteurs puis d'importants rejets radioactifs.

Choc pour la communauté internationale et remise en cause de l’utilisation de l’énergie issue de l’atome.

2.2 Des conséquences variées sur les politiques énergétiques (1)

7

Les positionnements avant la catastrophe

Déclassement des centrales existantes

Statu quo

Allongement de la durée de vie des infra - structures

Projet de construction de nouvelles centrales

Position vis-à-vis du développement de la filière nucléaire

75%

50%

25%

Importance du nucléaire dans le mix énergétique

France

Japon Suède

Italiey

Allemagne

Belgique

Autriche

USA GB

Inde

Russie

Chine

Suisse

2.2 Des conséquences variées sur les politiques énergétiques (2)

8

Evolutions politiques suite à l’accident de Fukushima

Déclassement des centrales existantes

Statu quo

Allongement de la durée de vie des infra - structures

Projet de construction de nouvelles centrales

Position vis-à-vis du développement de la filière nucléaire

75%

50%

25%

Importance du nucléaire dans le mix énergétique

France

Japon Suède

Italie

Allemagne

Belgique

Autriche

USA GB

Inde

Russie

Chine

Suisse

2.3 Des répercussions politiques diverses

9

Des politiques énergétiques remises en causes à divers degrés. Trois groupes de pays émergent à partir du degrés de remise en cause de leur politique vis-à-vis du nucléaire

• Le premier groupe est constitué des pays pour lesquels Fukushima n’a pas eu d’effets en termes de politique énergétique

√ Le premier sous groupe est celui des pays déjà opposés à l’utilisation de l’atome : Autriche, Portugal, Danemark… La catastrophe n’a pu que les conforter dans leur position.

√ Le deuxième sous groupe est constitué de pays qui utilisant l’énergie issue de l’atome et dont la politique énergétique n’a aucunement était remis en cause par la catastrophe : Russie, Inde, Chine voire Grande Bretagne

• Le second groupe rassemble les nations qui, sous le choc, ont pris des mesures allant de la mise en place de tests de sécurité à l’étude de mesures visant la baisse de la part du nucléaire dans le mix énergétique : France, Japon, USA …

• On retrouve dans le dernier groupe les pays qui ont décidé de sortir de l’atome (Allemagne, Suisse) ou de ne pas y entrer malgré des projets en cours (Italie) et qui ont entériné ces décisions législativement. C’est ce pays que l’on s’intéressera principalement.

2.4 Le revirement allemand sur le nucléaire

10

Le nucléaire en Allemagne : une histoire agitée• L’Allemagne a toujours été plus critique que nombre de ses voisins européen sur

la question du nucléaire√ 1999 : Décision de sortie du nucléaire / gouvernement Schröder.

√ 2009 : 1er revirement : allongement de la durée de vie des centrales existantes / gouvernement Merkel

√ 2011 : nouveau revirement : sortie définitive du nucléaire à horizon 2022• Une sortie progressive de l’atome : objectif 2022

√ Fermeture immédiates et définitives des 8 réacteurs les plus anciens

√ Fermeture progressive du reste du parc en fonction de l'âge des réacteurs. La dernière fermeture est programmée pour 2022.

2.5 Le calendrier de sortie allemand

11

Biblis-A 1167 févr-75 2008 2016 2011Neckarwestheim 1 785 déc-76 2009 2017 2011Brunsbüttel 771 févr-77 2009 2018 2011Biblis-B 1240 janv-77 2011 2018 2011Isar-1 878 mars-79 2011 2019 2011Unterweser 1345 sept-79 2012 2020 2011Phillipsburg-1 890 mars-79 2012 2026 2011Grafenrheinfeld 1275 juin-82 2014 2028 2015Krummel 1260 mars-84 2016 2030 2011Gundremmingen-B 1284 avr-84 2016 2030 2017Gundremmingen-C 1288 janv-85 2016 2030 2021Gröhnde 1360 févr-85 2017 2031 2021Phillipsburg-2 1392 avr-85 2018 2032 2019Brokdorf 1370 déc-86 2019 2033 2021Isar-2 1400 avr-88 2020 3034 2022Emsland 1329 juin-88 2021 2035 2022Neckarwestheim-2 1305 avr-89 2022 2036 2022

Date de miseen service

Calendrier de mise

hors service de

2001 découlant de la

décision de sortie

progressive

Nouveau calendrier

de mise hors

service de 2010

issue de la décision

d'allonger la durée

de vie des réacteurs

Mise hors serviceen Mars 2011

Calendrier de sortieétablit en 2011

Capacité enMWe (net)

Réacteurs

2.6 Les décisions suisses et italiennes

12

La Suisse : une sortie du nucléaire à horizon 2034• Une histoire mouvementée• Le programme prévoit le non remplacement des 5 réacteurs actuellement en

activité et fournissant près de 40% de son électricité au pays.

Beznau 1 365 1969 2019Beznau 2 365 1971 2021Gösgen 985 1979 2029Mühleberg 372 1971 2022Leibstadt 1165 1984 2034

Date prévisionnelle de mise hors service Réacteurs

Capactité enMWe (net)

Date de miseen service

L’Italie : un abandon définitif des ambitions sur le nucléaire civil• Le pays n’avait plus de centrales nucléaires depuis un référendum de 1987 (à la

suite de Tchernobyl) • L’idée du retour au nucléaire avait fait son chemin : mise en activité d’un

réacteur EPR prévu pour 2018.• Mais, nouveau référendum le 12 et 13 juin 2011 : non à la reprise du nucléaire

3.1 Les conséquences de sortie de l’atome : une perte de capacité de production électrique (1)

13

Une perte de capacité de production électrique

3.1 Les conséquences de sortie de l’atome : une perte de capacité de production électrique (2)

14

Une perte de capacité de production électrique

Evolution de la production électrique nucléaire sortante en Suisse

0

5

10

15

20

25

2010

2012

2014

2016

2018

2020

2022

2024

2026

2028

2030

2032

En

TW

h

3.2 Les 4 grands piliers des plans de sortie

15

Comment ces pays vont compenser cette perte de capacité de production (représentant tout de même une part importante de la production, respectivement 39,5% et 26,1% de la production d’électricité suisse et allemande en 2009) ?

Les stratégies permettant d’assumer la mise hors service progressive des réacteurs reposent sur 4 grands axes que sont :

• L’augmentation des importations d’électricité à court terme • L’augmentation des taux d’utilisations des capacités existantes• Le développement de nouvelles capacités de production électriques.• La mise en place de mesures d’économies d’énergie et d’amélioration de

l’efficacité énergétique.

3.4 L’augmentation de l’utilisation des capacités de production existantes

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Une solution viable à court terme

• Augmenter les taux d’utilisation des centrales réservées à la fourniture de la pointe?

• Utilisation accrue des centrales charbon et gaz en Allemagne.

Une solution temporaire

• Une option peu économique

• Une option limitée par les capacités de production électrique existante

3.3 L’augmentation des importations

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Une question qui ne se pose pas dans les mêmes termes pour l’Allemagne et la Suisse

• Une solution obligatoire, du moins à CT, pour l’Allemagne√ D’une balance des échanges électriques équilibrée à une balance déficitaire√ Des importations en augmentation de 43% en avril 2011 comparée à avril 2010√ Des capacités d’importations supplémentaires limitées par les réseaux

• Davantage de temps pour s’adapter en Suisse√ Un renforcement des réseaux

Allemagne, Suisse et Italie : des passagers clandestins dans le train de l’atome ?

• Sortir du nucléaire pour importer de l’électricité issue de l’atome ?

3.5 L’investissement dans de nouvelles capacités de production (1)

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Deux grandes options : renouvelables VS fossiles.• Une priorité affichée : le développement des renouvelables

√ Un plan allemand très ambitieux pour les renouvelables : objectif 35% du mix électrique d’ici 2020

√ La construction d’une filière éolienne nationale. Exemple : aide à l’investissement de 5 milliards d’euros pour le développement d’éoliennes offshore en mer Baltique

√ Un plan suisse donnant la priorité aux renouvelables mais une feuille de route encore floue.

• Les limites du renouvelables

√ Des sources d’énergies encore couteuses (importance d’un prix du carbone)

√ Les limites des énergies intermittentes

√ In fine, un recours partielles aux fossiles est inévitable

3.5 L’investissement dans de nouvelles capacités de production (2)

19

• Un recours aux fossiles synonyme d’augmentation des émissions

√ Charbon VS Gaz: des émissions significativement différentes

√ En Allemagne, un recours au charbon assumé malgré les ambitions affichée

• Un arbitrage incertain

√ Suisse et Allemagne affiche la volonté de priorité les centrales à gaz

√ Mais problématiques complexes pour l’Allemagne

• Le rôle d’un prix du carbone élevé dans l’arbitrage entre gaz et charbon

3.6 L’efficacité énergétique

20

Agir sur la demande en électricité• Des plans ambitieux concernant l’efficacité énergétique

√ - 20% de consommation d’électricité d’ici à 2020 pour l’Allemagne et la Suisse

√ Des moyens significatifs mis à disposition pour atteindre ces objectifs

√ Canaux : Isolation des bâtiments, incitations fiscales, amélioration des réseaux électriques, développement des capacités de stockage, normes (ex : sur la consommation électrique de l’électroménagers)

• L’efficacité énergétique : un potentiel incertain

√ Des coûts d’abattements rapidement croissants

√ Une inconnue : l’utilisation de l’électricité dans le futur : l’exemple de la voiture électrique

4.1 Les effets en termes d’émissions de la sortie allemande (1)

21

L’évaluation des émissions additionnelles liées à la décision allemande.

• Un exercice périlleux à double objectif :

√ Obtenir des ordres de grandeurs quant aux conséquences en termes d’émissions de la sortie du nucléaire en Allemagne

√ Identifier les facteurs d’incertitudes qui allègeront ou alourdiront la facture.

• Les hypothèses de départ

√ Les émissions additionnelles doivent être calculées à partir d’un scénario de référence. Ici, la référence sera la politique prévue avant le revirement allemand. On mesure donc les conséquences par rapport aux scénario envisagé en 2009-2010 (allongement de la durée de vie des centrales)

√ Par simplification, les premières estimations supposent l’absence de gains d’efficacité énergétique et d’amélioration des taux d’émissions des différentes technologies.

4.1 Les effets en termes d’émissions de la sortie allemande (2)

22

Quatre scénarios selon les choix technologiques :

Le mix orange

4.1 Les effets en termes d’émissions de la sortie allemande (3)

23

Résultats des projections

4.1 Les effets en termes d’émissions de la sortie allemande (4)

24

Les résultats cumulés

Mise en perspective des ordres de grandeurs

• 38 millions de tonnes de CO2 additionnelles en 2012 : √ 14,2% des émissions vérifiées du secteur électrique allemand en 2010√ 12% des émissions totales de CO2 émises par la France en 2010

• 365 millions de tonnes de CO2 additionnelles en cumulés de 2011 à 2022√ 45% des émissions totales vérifiées de l’Allemagne en 2009√ L’intégralité des gains attendus en termes de réduction d’émissions suite à l’application de la

directive européenne sur l’efficacité énergétique d’ici à 2020

4.2 Les facteurs d’incertitudes

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Les facteurs d’incertitudes : les clefs de l’évolution futures des émissions

• L’utilisation des technologies ou l’évolution des coût marginaux√ Mix énergétique et coût marginaux √ Les inerties des décisions d’investissements

√ Le rôle du prix du carbone

• L’évolution technologique √ Les facteurs d’émissions des centrales thermiques à venir

√ La grande question : la mise en place de la CSS à grande échelle

√ Stockage de l’énergie et renouvelable intermittents

• L’efficacité énergétique et l’évolution de la demande en électricité

4.3 Une estimation de l’impact des émissions additionnelles sur le prix de l’EUA (1)

26

Une évaluation de l’impact sur le prix de l’EUA avec le modèle Zephyr- Flex

√ Deux scénarios de croissance économique : croissance normale /croissance faible√ Un objectif de réduction de -20% par rapport à 1990 dans l’EU ETS√ Un scénario BAU / Une scénario sortie du nucléaire allemand√ Deux hypothèse de substitution technologique testées : scénario orange / scénario rouge

• Les projections du scénario BAU

2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020

Croissance normale, -20% / 1990, BAU 13,72 10,59 11,96 15,42 17,91 22,13 23,87 25,32 26,44 27,90Croissance pessimiste,-20% / 1990, BAU 13,72 9,06 8,56 10,94 12,45 15,46 16,84 17,47 17,95 18,74

Source : CEC / Modèle Flex-Zéphyr

4.3 Une estimation de l’impact des émissions additionnelles sur le prix de l’EUA (2)

27

• Les projections pour les scénarios « sortie de l’atome allemand »

Hypothèses / années 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020

Scénario rouge : Croissance normale, -20% / 1990 - Ecart / BAU

13,72 / 0 14,01/3,42 14,87/2,92 18,06/2,64 20,65/2,74 24,03/1,91 26,18/2,31 27,10/1,79 28,40/1,97 29,53/1,64

Scénario orange : Croissance normale, -20% / 1990 - Ecart / BAU

13,72 / 0 13,1/2,51 14,11 /2,15 17,36/1,95 19,90/1,99 23,49 /1,36 25,52/1,66 26,62/1,3 27,85/1,42 29,07/1,18

Scénario rouge : Croissance pessimiste,-20% / 1990 - Ecart / BAU

13,72/ 0 12,79/3,73 11,96/3,41 13,84/2,90 15,74/3,39 17,84/2,39 19,51/2,68 19,46/2 20,14/2,19 20,53/1,8

Scénario orange : Croissance pessimiste,-20% / 1990 - Ecart / BAU

13,72 / 0 11,82/2,76 11,08 /2,53 13,06/2,13 14,86/2,41 17,19/1,74 18,78/1,94 18,91/1,44 19,53/1,58 20,03/1,3

Source : CEC / Modèle Flex-Zéphyr

4.3 Une estimation de l’impact des émissions additionnelles sur le prix de l’EUA (3)

28

Source : CEC / Modèle Flex-Zéphyr

Conclusion

29

• Les décisions de sortie du nucléaire débouchent mécaniquement sur des émissions additionnelles de CO2 .

• L’importance de ces émissions additionnelles dépendent :

√ Du volontarisme des politique énergétiques mises en places

√ De l’évolution du prix du carbone

√ des choix dans les technologies de substitution qui seront effectués et dans les évolutions technologiques futures.

• Le lien entre politique climatique et sortie de l’atome trouve son illustration dans les effets de la politique allemande sur le prix du quota de CO2.

• L’évolution technologique √ Les facteurs d’émissions des centrales thermiques à venir

√ La grande question : la mise en place de la CSS à grande échelle

√ Stockage de l’énergie et renouvelable intermittents

• L’efficacité énergétique et l’évolution de la demande en électricité