RÉUSSIR LA TRANSITION
 

Ce site essaye d'analyser l'impact de l'énergie et de sa production sur le développement.
L'auteur de ce site se considère comme prônant l'écologie, bien qu'il soit favorable à l'énergie nucléaire.
La justification de ce point de vue est l'un des sujets abordés dans ce site.

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Les externalités des énergies

Quel est le coût des différentes énergies? C'est un sujet difficile et controversé. Pourtant chacun connaît le prix de l'énergie qu'il achète. La controverse porte surtout sur le coût des externalités qui semblent mal prise en compte par la comptabilité traditionnelle. On se propose d'examiner les externalités des combustibles fossiles, de l'énergie éolienne, de l'énergie hydraulique et de l'énergie nucléaire.

Les énergies fossiles

Pour les combustibles fossiles l'externalité principale est le gaz carbonique qui est rejeté dans l'atmosphère. La Terre est capable d'éliminer elle-même une partie non négligeable du gaz carbonique que l'on émet. Mais à partir d'une certaine quantité elle sature et le surplus s'accumule dans l'atmosphère.

Pour calculer le coût de cette externalité on peut imaginer que l'on doive retirer le gaz carbonique excédentaire de l'atmosphère. On peut même imaginer qu'on a effectué cette opération au fur et à mesure que l'on a brûlé le carbone : comme actuellement la terre est capable d'éliminer la moitié du carbone que l'on émet, il faudrait utiliser chaque molécule de carbone deux fois ce qui est possible si on fait du carburant de synthèse avec le gaz carbonique de l'air. Or on a calculé le prix du baril de carburant de synthèse estimé à 178 $ le baril. En première approximation on peut estimer que l'on aurait du ne brûler que la moitié des énergies fossiles disponibles en les complétant avec du carburant de synthèse pour limiter nos rejet dans l'atmosphère.

Ainsi lorsque le pétrole était à 2$ le baril son vrai coût était de 90 $ car il aurait fallu brûler un baril à 2 $ et un à 178 en moyenne. Aujourd'hui (16 Mars 2012) le baril est à 137$ et son vrai coût serait dans les mêmes conditions de 158 $. Ce faisant on remplace les externalités des fossiles par celles du nucléaire sous jacent : il faudra donc peut être réévaluer ce prix.

Il y a bien sur d'autres externalités, pour les énergies fossiles, que le CO2. Elles ont des conséquences redoutables et coûteuses, on se contentera de donner un lien vers un document (en anglais) qui en fait le tour et qui donne des chiffrages des conséquences.

 

L'énergie éolienne

Pour l'éolien l'externalité principale est l'intermittence. Habituellement un réseau électrique est capable d'absorber 20 à 30% d'éolien sans trop de difficulté. Il est en effet conçu pour accepter l'intermittence des consommations, mais au delà de 30% il faut prendre d'autres mesures comme introduire des STEPs ou de l'électricité effaçable ou des centrales thermiques. Les autres solutions pour gérer l'intermittence demande la mise au point de nouvelles technologies qui n'ont pour l'instant jamais été testées à grande échelle : le stockage massif d'électricité, les réseaux intelligents interconnectés, les lignes électriques supraconductrices.

Le surcoût que ces infrastructures induisent dépend donc du pourcentage d'éolien que l'on doit considérer.Comme, au moins en France, les sites permettant d'investir dans l'énergie hydraulique sont tous déjà utilisés, il est probable que l'estimation la plus basse sera obtenue en considérant les centrales thermiques. Mais cela veut dire que l'on substituera à ces externalités celles du fossile qui lui-même a pour sous jacent des externalités nucléaires.

On commence à voir qu'après avoir évalué les externalités du nucléaire à prendre en compte, il faudra faire des scénarios pour équilibrer les différents types d'énergie afin que les externalités totales soient minimisées.


L'énergie hydraulique
 
Pour une description de ces externalités on peut rapporter le point de vue de Ronack Monabay :
 
"S'ils sont présentés comme une énergie renouvelable, les grands barrages sont néanmoins loin de produire une énergie propre. Au-delà des impacts de leur construction proprement dite, et des milliards de tonnes de béton utilisées, leur édification crée d’immenses retenues d’eau qui submergent des terres cultivées ou des forêts, entraînent la décomposition des nombreuses matières organiques et libèrent de grandes quantités de gaz à effet de serre (notamment du méthane et du protoxyde d’azote, respectivement 25 et 300 fois plus puissants que le CO2). Au final, ces ouvrages contribuent à 4 % des émissions mondiales de gaz à effet de serre, soit plus que le secteur aérien, selon l'association Rivières internationales.
Autres impacts environnementaux : les grands barrages bouleversent aussi fortement le fonctionnement des cours d’eau — 60 % des fleuves et rivières du monde sont altérés — et des écosystèmes, en provoquant la disparition de nombreuses espèces animales et végétales.
Enfin, les populations locales sont fortement touchées. Selon un rapport de la Commission mondiale des barrages, entre 40 et 80 millions de personnes ont été déplacées à cause des barrages au cours du siècle dernier. Plus largement, 472 millions de personnes ont été affectées par les impacts en aval des barrages, tels que la diminution des terres fertiles et des ressources halieutiques, la baisse de la qualité de l’eau, qui entraîne des maladies, ou encore la déforestation."

L'énergie nucléaire
 
Les externalités du nucléaire sont liées aux déchets de haute activité qu'il faut gérer ou éliminer, au démantèlement qu'il faut correctement provisionner et aux risques d'accidents qu'il faut minimiser et provisionner.

Pour ce qui concerne la gestion des déchets et le démantèlement, EDF, le CEA et AREVA font des provisions, mais le montant de ces provisions est régulièrement contesté. L'OCDE donne une estimation indépendante dans son rapport Perspective de l'énergie nucléaire 2008 le coût de ces activités serait de 3% du coût de l'énergie électrique produite.

Pour donner un ordre de grandeur supposons que l'on calcule le coût de la gestion des déchets et du démantèlement d'une centrale de 1 GW. Elle produira chaque année 1GW pendant 8000 heures pendant 40 ans. Cela fait 320 000 GWh avec 1 Kwh à 5 centimes d'euro (coût de production à ne pas confondre avec le prix de vente) cela fait une somme de 16 Milliards €. Les provisions devraient donc représenter 3% de ce montant soit 480 millions.

Or le coût historique de construction du parc actuel (coût p20 du rapport) de centrales nucléaires est de 1,165 Milliards (en € 2010) par Gigawatt et EDF provisionne 15% du prix de construction par centrale soit 100% de la partie nucléaire ce qui donne pour un GW 175 Millions € 2010. Il manque donc un montant de 305 millions soit 1,9 % du coût de l'électricité produite.

Restent les risques d'accidents. La cour des comptes vient d'évaluer les coût du nucléaire dont le coût des assurances qui seraient nécessaires pour couvrir le risque des accidents nucléaires. Elle se fonde sur un coût d'accident de 70 Milliards d'euros pour calculer un pourcentage du prix de l'électricité à verser sur un compte pour constituer une réserve. Ce montant est déjà contesté aussi on le remplacera par une estimation japonaise (non complaisante) du coût probable du désastre de Fukushima. Le montant à prendre en compte devient alors 250 Milliards de dollars sachant que les évaluations vont de 71 à 250 Milliards.

Dans ces conditions on peut reprendre les calculs de la cour des comptes et les appliquer au nouveau montant des dommages dus à l'accident, on trouve qu'il faudrait verser 5€ par MWh soit 12,5% du tarif de l’accès régulé à l’électricité nucléaire historique (prix de vente en gros aux concurrents d'EDF)

Si donc on devait prendre en compte cette réévaluation des risques il faudrait augmenter les tarifs de l'électricité de 1,9% pour le démantèlement et de 12,5 % pour les risques d'accidents soit 14,4% en tout.

L'emprise des différents types d'énergie

Mise à part les énergies fossiles, on constate que toutes les énergies posent un problème d'emprise qui limite leur utilisation. Il est bien connu que les énergies renouvelables (Soleil et éolien) sont abondantes mais peu concentrées. Par exemple pour l'éolien il faut compter 20 Gw heure par Km2 et 50 pour le Solaire. Il faudrait donc mobiliser entre 10 000 et 25 000 km2 pour produire les 500 Twh que la France consomme.

L'hydraulique aussi a une emprise importante sous forme de lacs artificiels. Par exemple le barrage des trois gorges en Chine a créé un lac de 1000 km2 et les 30000 grands barrages dans le monde mobilisent 10 000 km2. Il y a aussi une autre emprise qui est la zone qui serait touchée si le barrage cédait. Il s'agit d'une emprise "potentielle" seulement car tout est fait pour qu'il n'y ait pas d'accident. Mais comme le risque 0 n'existe pas, on peut prendre en compte ce type d'emprise en l'affectant de la probabilité d'accident sur sa durée de vie.

Pour le nucléaire aussi il faut considérer une emprise potentielle pour tenir compte d'accidents de type Tchernobyl ou Fukushima. Dans les deux cas une zone de 1000 km2 environ est interdite autour de la centrale et la fréquence observée pour ces accidents majeurs est de l'ordre de 1 accident tous les 5000 ans de fonctionnement. Si l'on suppose une durée de vie maximum de la centrale de 60 ans l'emprise "potentielle" peut donc être mise en équivalence avec une surface de (1000 km2 X 60 ans)/5000 ans = 12 km2. L'emprise du parc français peut donc être mis en équivalence avec une surface de 12X59 = 708 km2.


Un scénario pour optimiser la production électrique

On a vu que l'on pouvait augmenter la part de l'éolien et du solaire dans le réseau actuel à condition de ne pas dépasser 20 % de la production totale. Cela permet quand même de rajouter 100 Twh à la production en France. Afin d'augmenter encore les capacités du réseau à accepter l'intermittence, on pourrait construire des STEPs chimique qui produisent du carburant synthétique comme décrit dans l'émirat vertueux. En consultant l'électricité effaçable on constate que sur une semaine typique la puissance nécessaire varie de 48 à 68 Gw avec une moyenne de 60 Gw. Si on se donnait pour objectif de produire continûment 68 Gw, on aurait 64 Gwh disponible pour produire du carburant synthétique et le pourcentage de renouvelable pourrait passer à 33 %.

Les amortissements et la main d'œuvre pour produire le carburant correspondant monterait à 765 Millions € par an, le prix de l'électricité serait de 3245 Millions € par an et la production serait de 37 millions de barils par an. On obtiendrait ce carburant de synthèse pour 110$ le baril tout en ayant permis une augmentation de l'ordre de 15% d'énergie renouvelable dans notre production d'électricité.

 
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