Maîtriser le réchauffement climatique

Le développement économique nécessite de l’énergie : déplacer des hommes, des objets ou des données, transformer la matière, chauffer, refroidir ou éclair. Plus l’économie se développe, plus il faut d’énergie. Or, depuis la révolution industrielle, la source d’énergie primaire est basée sur le carbone d’origine fossile, et nous sommes aujourd’hui confrontés au réchauffement climatique.

En parallèle, la démographie s’accélère : un milliard d’habitants en 1804, deux milliards en 1927, sept milliards en 2010, et huit milliards en 2022. Même si le taux de natalité diminue lorsque le niveau de vie augmente, le développement démographique va se poursuivre, donc il est nécessaire de trouver des solutions qui répondent à la fois à la demande énergétique et aux enjeux écologiques.

Certains proposent de réduire la consommation ou de produire autrement : « Faudrait que… » Même si au niveau local on peut obtenir des résultats appréciables, les solutions de décroissance sont inefficaces au niveau mondial : comment pourrait-on collectivement produire moins et consommer moins tout en étant un milliard de plus sur terre tous les dix ans ?

Réduire les émissions de gaz carbonique consiste à remplacer les sources d’énergies fossiles par des sources d’énergies non fossiles pour que le développement économique et démographique ne soit plus source de rejet de gaz carbonique.

En 2021, il s’est vendu 21,7 millions de voitures en Chine, 15 millions aux États-Unis, 14,4 millions dans l’Union Européene et 3,8 millions en Inde : 54,9 millions, soit plus de 6000 par heure. Celles hors d’usages sont retirées de la circulation, mais dans l’ensemble, chaque heure, des centaines de nouvelles voitures contribuent au rejet de gaz carbonique, auxquelles s’ajoutent de nouveaux camions, bus, engins de construction, trains, avions, bateaux…

Cependant, la transition vers la voiture électrique est en marche. Selon l’International Energy Agency (IEA), en 2022, 14% des voitures vendues dans le monde étaient électriques, contre 9% en 2021 et seulement 5% en 2020. Par ailleurs, le moteur à hydrogène semble également prometteur, même s’il nécessite des infrastructures plus adaptées au transport commercial que privé.

Pourtant, le secteur des transports n’est responsable que de 23% des émissions. Toujours d’après l’IAE les émissions de gaz carbonique par secteur se décomposent ainsi :

La production industrielle mondiale augmente parce que la population augmente, donc il serait illusoire de croire qu’on pourrait diminuer les rejets de gaz carbonique du secteur de l’industrie : les dérivés de pétrole servent dans l’industrie pharmaceutique, dans l’industrie agroalimentaire, dans la plasturgie, dans l’habillement, pour construire des routes… Au mieux, produire autrement permettra de freiner la hausse des émissions industrielles.

Quant aux rejets de gaz carbonique imputables aux bâtiments, essentiellement pour éclairer, pomper, chauffer et refroidir, les réduire paraît également peu réaliste sachant que la population augmente d’un milliard d’habitants tous les dix ans. Là encore, améliorer l'efficacité énergétique permettra de contenir l’augmentation des émissions, mais pas de les réduire à grande échelle.

En revanche, le remplacement des véhicules thermiques à grande échelle est réaliste, même s’il prendra du temps. Ce ne sera toutefois qu’une solution partielle parce que l’électricité et l’hydrogène sont des énergies secondaires, et si la source d’énergie primaire qui les produit est d’origine fossile, on ne fera que déplacer le problème du rejet de gaz carbonique d’un secteur à un autre.

Réduire les émissions de gaz carbonique passe donc au final par un remaniement des sources de production d’électricité, c’est-à-dire une transition des sources d’origine fossile vers des sources alternatives, sans rejet de gaz carbonique. Les chiffres de l’IEA de 2019 de la production mondiale d’électricité par source sont les suivant :

Actuellement, la production d’électricité à flamme provient de centrales thermiques concentrées dans une dizaine de pays, 2044 centrales à charbon et 1945 centrales à gaz. Les cinq pays émettant le plus de gaz carbonique en millions de tonnes par ordre décroissant sont la Chine (11680), les États-Unis (4535), l’Inde (2411), la Russie (1674) et le Japon (1061). En comparaison, la France rejette 280 millions de tonnes de gaz carbonique par an, et possède 4 centrales à charbon et 21 centrales à gaz.

Les sources d’énergies alternatives au carbone sont connues : éolien, solaire, hydraulique et nucléaire. On pourrait également citer d’autres sources telles que la géothermie ou la biomasse, mais lorsqu’on considère une alternative aux énergies fossiles, ce n’est pas tant un problème de faisabilité technique qu’un problème d’échelle.

Une partie de la solution au réchauffement climatique passe par la poursuite du développement des énergies renouvelables solaires et éoliennes. Toutefois, ce sont des sources intermittentes et d’après l’USDoE, un réacteur nucléaire typique de 1000 MW produit autant d’électricité que 431 éoliennes de forte puissance ou que 3 millions de panneaux solaires. Donc ces sources ne seront qu’un complément, mais pas des substituts réalistes aux énergies fossiles tant le volume nécessaire à compenser est important.

L’énergie hydraulique, relativement plus puissante que l’énergie solaire et éolienne, semble géographiquement limitée quant à son potentiel futur car le nombre de fleuves et donc de possibles nouvelles infrastructures hydrauliques est fini.

Des quatre alternatives, l’énergie nucléaire, puissante et sans rejet de gaz carbonique, est pour le moment l’option la plus réaliste à privilégier parce que la plus à même de répondre à l’échelle du problème, à l'ampleur du défi énergétique et écologique actuel. Concrètement, quelle autre option permettrait aujourd’hui de produire le volume d’électricité nécessaire pour remplacer la production à base de carbone fossile, produire l’électricité d’un parc automobile sans essence, et produire l’électricité pour un milliard d’habitants supplémentaire tous les 10 ans ? Est-ce réaliste de penser qu’on pourrait installer plusieurs milliards de panneaux solaires ?

En 2022, la production mondiale d’électricité était de 10190 TWh à partir du charbon, 6309 TWh à partir du gaz et de 884 TWh à partir du pétrole, soit 17383 TWh d’électricité produite à partir d’énergie fossile et responsable de 40% des rejets de gaz carboniques. En comparaison, la production d’électricité d’origine nucléaire était de 2610 TWh répartie sur 437 réacteurs dans le monde. En théorie, compenser l’électricité actuellement produite de source fossile nécessiterait de construire six fois plus de réacteurs nucléaires.

Depuis les années 1970, la France a fait le choix de l’énergie nucléaire avec le développement de réacteurs de 900MW et de 1300MW. Certains arrivent en fin de vie tandis que l’année 2035 marquera la fin des ventes de voitures thermiques, donc il est déjà prévu d’en remplacer certains réacteurs et d’en construire de nouveaux, des EPR d’une puissance de 1600MW. Mais ces centrales nucléaires sont chères, donc difficiles à exporter. Même rentable à long terme, l’investissement initial est élevé, surtout pour les pays en voie de développement qui privilégient donc les sources fossiles. Nous proposons de développer un nouveau type de centrales, mieux adaptées à l’exportation à grande échelle.

En parallèle des réacteurs pour les centrales nucléaires traditionnelles, nous avons aussi développé des réacteurs compacts appelés PRM pour Petit Réacteur Modulaire, et conçus pour les sous-marins et les porte-avions : le réacteur K15, d’une puissance de 150MW, qui équipe le Charles de Gaulle. Pour les besoins d’un nouveau porte-avions, le réacteur K22 avec une puissance de 220 MW est actuellement en phase de développement.

Ces PRM n’ont besoin d’être réapprovisionnés que tous les sept ans à dix ans, et selon l’IRSN, leur faible puissance permet de mettre en place des systèmes de protection qui les rend encore plus sûrs que les réacteurs des centrales classiques de forte puissance.

Nous proposons que l’État investisse dans le développement de centrales nucléaires navales, équipées de quatre PRM, des réacteurs déjà conçus pour être embarqués sur des navires. Pour la commercialisation, nous proposons que ces centrales restent la propriété de l’État et que l’on ne vende que l’électricité produite en louant les navires. Cela rendra l’énergie nucléaire accessible pour de nombreux pays, sans l’investissement massif d’une centrale traditionnelle, et sans le risque de prolifération nucléaire.

D’après l’IEA, le coût médian de production d’électricité mesuré en MW/h par technologie est de 69 dollars pour le nucléaire, 71 dollars pour le gaz, 88 dollars pour le charbon, 94 dollars pour des panneaux solaires commerciaux à grande capacité, et 126 dollars pour des panneaux solaires résidentiels.

La production d’électricité à partir de centrales nucléaires est non seulement sans rejets de gaz carbonique, mais surtout moins chère que les alternatives. Des pays pourraient donc choisir de louer des centrales navales et de fermer des centrales thermiques, ce qui permettrait de réduire les émissions de gaz carbonique et ainsi lutter contre le réchauffement climatique.

Le modèle de commercialisation par location de PRM permettrait à la France de distribuer sa technologie au plus grand nombre tout en générant une nouvelle source de revenu pour l’État, à l’instar de ce qu’ont fait certains pays du Golfe persique. En une vingtaine d’années, la France pourrait alors posséder une flotte de plusieurs centaines de centrales nucléaires navales et ainsi contribuer à contenir le réchauffement climatique.

Résoudre le problème du réchauffement climatique est simple à concevoir : remplacer les véhicules thermiques avec des véhicules électriques ou à hydrogène, et produire de l’électricité à partir de l’atome plutôt que du carbone. Simple à concevoir, mais difficile à mettre en place parce que des contraintes environnementales, économiques, techniques, culturelles et politiques s’entrechoquent. L’erreur de nombreuses politiques de transition énergétique est de ne pas prendre en compte l’échelle du problème, et de ne pas considérer l’aspect économique du problème.

Concrètement, il ne sera pas possible de résoudre ce problème sans des solutions rentables et efficaces à grande échelle. En revanche, dès que nous mettrons en place des solutions économiquement rentables, étant donné que le problème est justement de grande ampleur, nous pourrons inverser la tendance car il y aura un gain économique à résoudre l’équation du réchauffement climatique, et ce même en tenant compte des progressions démographiques à venir, c’est-à-dire environ un milliard d’habitants supplémentaire tous les 10 ans. Résoudre le problème du réchauffement climatique consiste à réconcilier l'écologie avec l'économie et la démographie.

À long terme, avec le développement de la fusion nucléaire et d’autres avancées technologiques, nous parviendrons à produire et consommer suffisamment d’énergie décarbonée pour accompagner le développement démographique tout en limitant l’impact sur le réchauffement climatique. Entre temps, il est toutefois impératif d’accélérer la transition vers l’atome pour éviter d’aller trop loin dans la dynamique actuelle du réchauffement climatique et ainsi d’éviter une mutation durable voire irréversible des courants marins et du niveau des océans.