8 janvier 2010ENSAM Paris IDI1 PERSPECTIVES TECHNIQUES ET GEOPOLITIQUES DE L’ENERGIE NUCLEAIRE Point de situation en 2009.

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1 8 janvier 2010ENSAM Paris IDI1 PERSPECTIVES TECHNIQUES ET GEOPOLITIQUES DE L’ENERGIE NUCLEAIRE Point de situation en 2009

2 8 janvier 2010ENSAM Paris IDI2 LA PROBLEMATIQUE DES BESOINS EN ENERGIE Variété des sources et des utilisations Difficulté de tenir un discours simple (global et toutes énergies confondues) Quel moteur et décideur pour l’investissement en matière énergétique? Différences culturelles de l’approche suivant les pays

3 8 janvier 2010ENSAM Paris IDI3 LES BESOINS EN ELECTRICITE L’électricité est un moyen simple de distribution d’énergie à des installations fixes pour délivrer une énergie mécanique ou calorifique Elle est en compétition avec les énergies fossiles directes pour l’énergie mécanique (turbines à vapeur et à gaz, diesel) et l’énergie calorifique (fuel et gaz pour le chauffage) Sa logique est de mutualiser les investissements de production (centrales et réseaux de distribution) La décision de son choix est largement économique pour la plus grande partie de la consommation.

4 8 janvier 2010ENSAM Paris IDI4 EVOLUTION DES BESOINS

5 8 janvier 2010ENSAM Paris IDI5 EVOLUTION DES BESOINS Évolution des besoins dans le Monde (WEO 2008 – EIA)

6 8 janvier 2010ENSAM Paris IDI6 EVOLUTION DES BESOINS (ELECTRICITE) Évolution des besoins en Chine

7 8 janvier 2010ENSAM Paris IDI7 EVOLUTION DES BESOINS Évolution des besoins d’électricité dans le monde Source EIA Energy Outlook 2009

8 8 janvier 2010ENSAM Paris IDI8 EVOLUTION DES BESOINS Évolution des besoins en Chine (suite)

9 8 janvier 2010ENSAM Paris IDI9 EVOLUTION DES PRIX DU PETROLE

10 8 janvier 2010ENSAM Paris IDI10 CONTRIBUTION DU NUCLEAIRE Les plus grands pays développés ont fait un effort significatif depuis les années 60-70. (USA, URSS, France, Japon, Allemagne, Belgique, Royaume Uni…) relayé seulement par la Chine dans les décennies 80 et 90) Cet effort s’est ralenti, d’abord aux USA sous l’effet des taux d’intérêt, puis dans les autres pays à cause d’une opposition de plus en plus forte des écologistes relayée au niveau politique Le coût relativement bas du pétrole durant la période 1985-2000 a fait fondre l’avantage économique du nucléaire Des progrès substantiels ont été faits dans les filières classiques (cycle combiné, rendement turbines à gaz)

11 8 janvier 2010ENSAM Paris IDI11 RALENTISSEMENT DE L’EQUIPEMENT NUCLEAIRE Cet effort marque le pas. Principales raisons: –Baisse relative du prix des combustibles fossiles (pétrole et gaz) –Lourdeur de l’investissement dans une période ou les taux d’intérêt avaient beaucoup monté –L’effet de taille est déterminant dans l’économie du nucléaire –Complexité de la réglementation qui encadre la construction et l’exploitation des centrales –Activisme des groupes opposants (Verts) qui focalisent maintenant l’attention sur la gestion des déchets

12 8 janvier 2010ENSAM Paris IDI12 Production mondiale électricité

13 8 janvier 2010ENSAM Paris IDI13 CONTRIBUTION DU NUCLEAIRE

14 8 janvier 2010ENSAM Paris IDI14 CONTRIBUTION DU NUCLEAIRE

15 8 janvier 2010ENSAM Paris IDI15 CONTRIBUTION DU NUCLEAIRE

16 8 janvier 2010ENSAM Paris IDI16 CONTRIBUTION DU NUCLEAIRE

17 8 janvier 2010ENSAM Paris IDI17 Projets en Chine En Mars 2009, l’Agence Chinoise d’Energie Nucléaire a proposé d’augmenter la capacité nucléaire de 40 à au moins 75 GW en 2020. Le nucléaire représentera alors 5% de la capacité totale installé et 8% de la production d’électricité. Pour les 10 prochaines années la Chine doit lancer 2 à 3 nouveaux réacteurs par an Qinshan NPP I,II,III Tianwan NPP Fuqing NPP Ningde NPP Daya Bay NPP Ling Ao NPP I Hongyanhe NPP Haiyang NPP Fangchenggang NPP SanmenNPP Extension de Qinshan NPP Phase II Extension de Qinshan NPP (Fangjiashan) Rushan NPP Rongcheng NPP Ling Ao NPP II Yangjiang NPP Taishan NPP Anhui Wuhu NPP Jiangsu Second NPP Hubei Xianning NPP Hainan Changjiang NPP En service En construction Planifié

18 8 janvier 2010ENSAM Paris IDI18 Relative renaissance du nucléaire Dans le monde, 436 réacteurs sont en exploitation, 44 en construction et 382 programmés ou prévus (Avril 2009, World Nuclear Association) Les plus grands investisseurs à venir sont en Asie (Chine, Japon et Inde), Russie, Ukraine et EAU

19 8 janvier 2010ENSAM Paris IDI19 Aperçu des centrales nucléaires existantes et des capacités de projet (en avril 2009) En service En construction Planifiées Proposées USA Chine France Japon Russie Ukraine Corée du Sud Inde Canada R-U Allemagne Afrique du Sud Suède Espagne Suisse Brésil EAU Italie Vietnam Pologne

20 8 janvier 2010ENSAM Paris IDI20 STRATEGIES A COURT MOYEN TERME Consolider l’existant –Par accroissement de la durée de vie des centrales (40 à 60 ans) –Par une gestion plus serrée de l’exploitation (allongement du cycle du combustible, augmentation du taux de disponibilité) –Par une réponse claire et déterminée au problème de la gestion des déchets Promouvoir de nouveaux concepts de centrales –Plus petites –A sûreté renforcée –Permettant d’utiliser d’autres combustibles (Pu militaire) Améliorer (changer?) la communication avec le public et les politiques

21 8 janvier 2010ENSAM Paris IDI21 STRATEGIES A COURT MOYEN TERME Les stratégies sont fondamentalement différentes suivant les pays –USA: fin du cycle de premier équipement, allongement des licences, promotion de nouveaux concepts (GT-MHR, APWR). Blocage parlementaire du site de stockage de Yucca Mountain; Bush vient de prendre la décision d’autorisation le 16 février 2002 Rapport NTDG sur les scénarios du nucléaire dans les dix prochaines années

22 8 janvier 2010ENSAM Paris IDI22 STRATEGIES A COURT MOYEN TERME -France: Statu quo sur l’équipement. Décision de commencer la construction de l’EPR à Flamanville. Débat national sur l’énergie au printemps 2003. Les travaux sur le site de Bure continuent doucement. Loi sur l’énergie en 2006. Loi sur les déchets en 2006. Début de construction EPR Flamanville en 2007. Annonce d’un deuxième EPR (en 2008) -Royaume Uni: déclaration du retour pour l’intérêt du nucléaire (baisse production pétrole mer du Nord) -Prise de contrôle British Energy par EDF (sept 2008)

23 8 janvier 2010ENSAM Paris IDI23 STRATEGIES A COURT MOYEN TERME -Allemagne: Accord gouvernemental pour une sortie du nucléaire sous 20 ans (irréaliste comme celui de la Suède. Promotion de l’ABWR (Framatome ANP-Siemens). Remis en cause par Angela MERKEL après sa réélection -Russie: Envisage de nouvelles constructions grâce à la manne pétrolière. Maintien de l’effort sur les surrégénérateurs. Renaissance de l’effort grâce aux ressources financières du pétrole et du gaz. Va devenir un constructeur compétiteur sur le marché international. Réticence à la coopération depuis un an. -Finlande: Commande du premier EPR le 15 décembre 2003 -Chine : Commande de 2 réacteurs EPR en novembre 2007 -Nombreuses demandes de pays hostiles ou en situation immobile: UK, Inde, Amérique du Sud, Afrique du Sud, Vietnam

24 8 janvier 2010ENSAM Paris IDI24 STRATEGIES A COURT MOYEN TERME Reste de l’Europe: gel de fait des programmes. Remise en état des centrales de l’ex Europe de l’Est sous la maîtrise d’œuvre d’entreprises occidentales Japon: Fin du premier équipement avec la construction des derniers BWRs. Programmes très ralentis ou arrêtés sur HTTR et Monju. Pas de nouveaux projets Chine: Centrales PWR Framatome sur la côte. Un CANDU et un VVER 1000 MW en commande. Développements dans la technologie HTR Taïwan: Une centrale BWR en construction. Opposition publique forte Corée du Sud: Pas de nouvelle construction Afrique du Sud: Pas de nouvelle construction mais un projet ambitieux et innovant: le PBMR. Demande d’extension de Koeberg. Reporté pour raisons financières après la crise

25 8 janvier 2010ENSAM Paris IDI25 STRATEGIES A COURT MOYEN TERME Utilités et Constructeurs Tendance forte au regroupement des compagnies énergétiques depuis 4 ans: EDF, E-ON, Endesa, Entergy, Duke, Constellation et Cinergy, due à la dérégulation du secteur. Rachat de Constellation par Warren Buffet (septembre 2008) Apparition de brokers Tendance forte à la concentration chez les constructeurs: constitution d’AREVA (2002), rachat de Westinghouse par Toshiba (2006) Renaissance nucléaire aux USA – Demandes de licences à la NRC – Réouverture de Mount Vernon

26 8 janvier 2010ENSAM Paris IDI26 Formation technique Moyen terme 30 % de réduction du niveau d’effort -Redéfinition radicale des processus - Technologie de nouvelle génération Redéfinition de processus Technologie Augmentation d’effectifs, recrutement classique et RH innovantes Externalisation Génération née en 1980 et 1995

27 8 janvier 2010ENSAM Paris IDI27 STRATEGIES A LONG TERME Développer les réacteurs de 4 ème génération Renouveler la formation technique dans toute la filière (quantitativement et qualitativement)

28 8 janvier 2010ENSAM Paris IDI28 LA PROBLEMATIQUE L’ECONOMIE Coût du kWh produit doit être inférieur à 0,03 cent US C’est le coût asymptotique des centrales PWR (EPR) Coût de l’investissement devant tendre vers 1000 USD/kW (1450 USD/kW pour l’EPR) Il peut être battu par les centrales à cycle combiné à condition que le pétrole soit à moins de 20 USD/baril (gaz à 3,5 USD/GBTU) Ces calculs sont faits avec un taux d’intérêt de 8% pris en compte par l’AIEA depuis les années 70 mais qui est peu réaliste à l’heure actuelle. Avec un taux à 5 % le nucléaire reprend nettement l’avantage Les filières alternatives, en particulier les centrales à haute température sont très compétitives (entre 60 et 80 % du coût plancher des PWR si on ne compte pas les frais de développement) En conclusion, seules les crises sur le prix du pétrole sont un déclencheur de décisions sur le nucléaire En 2005, augmentation brutale du prix du pétrole vers 60 à 70 USD le baril Sommet atteint en juillet 2008 147 USD le baril Puis redescendu vers 50 USD fin 2008 Remontée lente vers 80 USD

29 8 janvier 2010ENSAM Paris IDI29 LA PROBLEMATIQUE L’EVOLUTION TECHNIQUE Le concept PWR est en phase mature. Aucune économie n’est possible à moins d’augmenter la puissance unitaire (coût relatif des systèmes de sécurité) Des progrès sont encore possibles sur le combustible (durée d’irradiation) Les réacteurs HTR sont une alternative séduisante mais demandent un développement industriel de 15 ans avant d’obtenir le premier KWh industriel Le développement ne peut se faire que par une action internationale Ils permettent des puissances unitaires de quelques centaines de MW à un coût compétitif Les réglementations associées très complexes sont un frein à l’innovation

30 8 janvier 2010ENSAM Paris IDI30 LA PROBLEMATIQUE LES DECHETS

31 8 janvier 2010ENSAM Paris IDI31 LA PROBLEMATIQUE LES DECHETS Production annuelle de déchets en France (hors démantèlement) FMA à vie courte12 à 15 000 m3 conditionnés MA à vie longue530 m3 conditionnés HA130 m3 conditionné

32 8 janvier 2010ENSAM Paris IDI32 LA PROBLEMATIQUE LES DECHETS Loi Bataille du 30 décembre 1991 –Recherche de solutions permettant de séparer et transmuter les éléments à vie longue –Possibilités de stockage réversible ou irréversible dans formations géologiques profondes –Conditionnement et entreposage de longue durée en surface Lois de 2006: poursuite de la R et D en laissant ouverte l’ option enfouissement réversible Site de Bure (Meuse) en cours de construction Utilisation du plutonium militaire et civil –MOX –Réacteurs rapides –Réacteurs à haute température

33 8 janvier 2010ENSAM Paris IDI33 LA PROBLEMATIQUE L’ACCEPTATION DU PUBLIC ET COURAGE POLITIQUE Difficulté de communication sur un sujet compliqué demandant une solide formation technique et scientifique Acharnement médiatique sur les peurs irrationnelles Thème utilisé dans les luttes politiques (Verts) La SFEN La coopération internationale Les décisions françaises (ou leur absence). Les acteurs (EDF, gouvernement, Commission Européenne)

34 8 janvier 2010ENSAM Paris IDI34 LA PROBLEMATIQUE LES ENJEUX A LONG TERME (en France) Il faut 10 ans entre la décision de construire une nouvelle tranche nucléaire et le premier KWh sur le réseau (EPR) et 15 pour une nouvelle technologie (HTR). Ces délais sont presque incompressibles. Le début de renouvellement du parc français devrait se faire en 2017 pour la mise en service donc avec une décision en 2007 au plus tard (le 2 ème EPR a été annoncé en 2008) Les premières tensions sur les prix du pétrole sont apparues fin 2007, dues au ralentissement de la découverte de nouveaux gisements (sans événement catastrophique du type crise ou guerre) Une tension (conjoncturelle ?) se produit actuellement (jusqu’à 140 USD/Baril) Les choix à faire dans les toutes prochaines années sont les suivants –Lancement série EPR suite au prototype qui fonctionnera en 2013 –Développement dans un cadre international d’une technologie HTR et FBR (pilotes de démonstration) –Renouvellement ou allongement de la durée de vie –Quid des rapides abandonnés pour des raisons politiques –Veille technologique sur d’autres concepts

35 8 janvier 2010ENSAM Paris IDI35 LA FEUILLE DE ROUTE

36 8 janvier 2010ENSAM Paris IDI36 LES NOUVEAUX CONCEPTS GFR – Gas-Cooled Fast Reactor System LFR – Lead-Cooled Fast Reactor System MSR – Molten Salt Reactor System SFR – Sodium-Cooled Fast Reactor System SCWR – Supercritical-Water-Cooled Reactor System VHTR – Very-High-Temperature Reactor System

37 8 janvier 2010ENSAM Paris IDI37 LES NOUVEAUX CONCEPTS LEURS USAGES

38 8 janvier 2010ENSAM Paris IDI38 GFR

39 8 janvier 2010ENSAM Paris IDI39 LFR

40 8 janvier 2010ENSAM Paris IDI40 MSR

41 8 janvier 2010ENSAM Paris IDI41 SFR

42 8 janvier 2010ENSAM Paris IDI42 SCWR

43 8 janvier 2010ENSAM Paris IDI43 VHTR

44 8 janvier 2010ENSAM Paris IDI44 Le Forum Génération IV The fourth generation of nuclear reactors are the future systems that will ultimately take over from the third generation EPR reactors. The fourth generation incorporates major innovations and developments concerning both the reactor itself and the fuel cycle. The objectives for future systems and the choice of key technologies to achieve them are at the heart of international discussions, particularly within the Generation IV International Forum. The Generation IV International Forum (or GIF) was launched four years ago at the initiative of the US Department of Energy. Its aim is to select and develop nuclear production systems of the future, taking account of sustainable development criteria such as safety, economic competitiveness, the optimization of resources to cope with the expected major rise in global demand for electricity and the use of nuclear production for purposes other than the generation of electricity, the minimization of waste, and resistance to proliferation and external attack. It now has ten member countries (Argentina, Brazil, Canada, France, Japan, South Africa, South Korea, Switzerland, the United Kingdom and the United States) plus the European Union. In its first stage, under the guidance of the Policy Group, the GIF member countries selected six nuclear system concepts. Of these six concepts, four are fast neutron closed- cycle systems to make the best use of uranium resources and reduce the volume and life of the final waste. (February 2005)

45 8 janvier 2010ENSAM Paris IDI45 LE PROCESSUS DE DEVELOPPEMENT ET DE DECISION Jacques Bouchard appointed Chairman of the Generation IV International Forum Jacques Bouchard, Advisor to the Chairman of CEA, was elected as Chairman of the Generation IV International Forum (GIF) during the GIF Policy Group meeting in Washington on 13 July 2006. Mr. Bouchard will begin his three-year term as of November 2006. The Policy Group also voted unanimously in favour of extending GIF membership to China and Russia. The formal entry of the two countries will be finalised once they have signed the Framework Agreement for International Collaboration on Research and Development of Generation IV Nuclear Energy Systems. This should probably take place within the next few months. The purpose of the Generation IV International Forum is to create an international R&D framework to define, develop and allow the deployment of fourth-generation nuclear systems. It currently has ten members (Argentina, Brazil, Canada, France, Japan, South Africa, South Korea, Switzerland, the United Kingdom and the United States) plus the European Union. The founding principle of the forum is that its members recognise the advantages offered by nuclear energy as a means of meeting the world's growing energy requirements, with a view to promoting sustainable development and preventing risks induced by climate change.

46 8 janvier 2010ENSAM Paris IDI46 CONCLUSIONS L’avenir du nucléaire reste incertain à court terme Sa contribution paraît devoir rester significative à moyen terme C’est le processus de décision et son association avec le pouvoir politique qui est en question –International ou national –Pouvoir des compagnies d’électricité et des constructeurs –Communication vers le public –Opposition des verts et d’une partie du public Nécessité de promouvoir le développement de nouvelles technologies

47 8 janvier 2010ENSAM Paris IDI47 Liens Internet Utiles http://www.sfen.org/biblio.html http://www.assemblee-nationale.fr/rap- oecst/plutonium/i2974.asphttp://www.assemblee-nationale.fr/rap- oecst/plutonium/i2974.asp http://www.edf.fr/html/fr/decouvertes/voyage/ http://www.nucleartourist.com http://gen-iv.ne.doe.gov/ http://en.wikipedia.org/wiki/Future_energy_development http://gif.inel.gov/roadmap/pdfs/gen_iv_roadmap.pdf