Des trous géants dans le sol

Au bord du projet d'excavation massif qui est une étape préliminaire à la construction de la plus grande centrale nucléaire d'Amérique, Joshua Elkins se tient à côté de deux trous qui s'étendent sur 42 acres dans l'argile rouge de Géorgie. Elkins entretient l'équipement de terrassement qui a creusé ces trous, chacun aussi grand que 15 terrains de football, à 90 pieds jusqu'au substrat rocheux, puis les a méticuleusement remplis jusqu'à environ 50 pieds avec un sol testé pour maintenir la stabilité en cas de tremblement de terre. En aidant à jeter les bases des deux réacteurs de 1 100 mégawatts que la Southern Company construit ici, ses machines façonneront la terre selon des spécifications méticuleusement mesurées par GPS.

Payer la saleté : La construction de deux gros réacteurs nucléaires a commencé à l'usine Vogtle de la Southern Company à Waynesboro, en Géorgie.

La dernière fois que quelqu'un aux États-Unis a fait des travaux d'excavation pour un nouveau réacteur nucléaire, Elkins, qui a eu 27 ans en octobre, n'était pas né. En effet, l'inauguration de ces réacteurs conçus par Westinghouse à la centrale nucléaire de Vogtle, à 35 miles au sud d'Augusta, en Géorgie, représente la première nouvelle construction nucléaire depuis les années 1970. (Deux réacteurs existants de la centrale sont entrés en exploitation commerciale en 1987 et 1989.) Une coalition improbable de grandes entreprises de services publics, de décideurs gouvernementaux et d'écologistes inquiets du réchauffement climatique espérait que cette centrale et plusieurs autres grandes centrales prévues aux États-Unis marqueraient le début d'une renaissance nucléaire, avec des dizaines de nouveaux réacteurs en construction dans le pays et dans le monde.

Cette histoire faisait partie de notre numéro de novembre 2010

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Et à première vue, les circonstances semblent enfin favoriser une expansion du nucléaire. Quelque 18,5 milliards de dollars de garanties de prêt fédérales ont été mises à disposition pour couvrir jusqu'à 80 % du coût de construction d'une nouvelle usine, et le programme de prêt pourrait bientôt offrir des dizaines de milliards de plus. (Les nouveaux réacteurs Vogtle ont reçu 8,3 milliards de dollars de garanties de prêt du département américain de l'Énergie en février.) Le président Obama, les membres de son administration et les dirigeants républicains ont tous appelé à une utilisation accrue de l'énergie nucléaire dans le cadre d'une stratégie à long terme. pour réduire la dépendance des États-Unis envers les combustibles fossiles. Des technologues aussi influents que le fondateur de Microsoft Bill Gates ( voir Q&R , septembre/octobre 2010 ) et l'écologiste de longue date Stewart Brand, qui ont soutenu que l'expansion de la capacité nucléaire est essentielle pour répondre à la demande mondiale croissante d'électricité avec des sources d'énergie à zéro carbone.

Mais maintenant, la renaissance est au point mort, à la fois aux États-Unis et dans de nombreuses autres parties du monde. Hormis la centrale de Vogtle, le seul projet nucléaire américain sur lequel les travaux du site ont commencé est celui de l'autre côté de la rivière Savannah, près de Jenkinsville, en Caroline du Sud, où la South Carolina Electric & Gas Company et la South Carolina Public Service Authority prévoient d'ajouter deux réacteurs. à l'usine VC Summer existante. Bien que de nombreux autres services publics aient demandé l'approbation de sites ou de projets de réacteurs au cours des derniers mois, la plupart des plans, y compris certains des exemples les plus médiatisés, ont rencontré des obstacles. Le service public Exelon, basé à Chicago, qui est le plus grand opérateur nucléaire du pays, avec 17 unités, a reporté sa décision de construire ou non une centrale nucléaire à deux unités dans le comté de Victoria, au Texas. Deux autres grands fournisseurs nucléaires, NRG Energy et UniStar Nuclear Energy, ont reporté la construction de centrales prévues de longue date dans le sud du Texas et le comté de Calvert, dans le Maryland, respectivement.

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Les problèmes ne se limitent pas aux États-Unis : les projets sont retardés dans de nombreux pays avec de grands espoirs pour l'énergie nucléaire ( voir Ambitions nucléaires ). Le premier d'une nouvelle classe de réacteurs conçus par le géant français de l'énergie Areva est en cours de construction sur l'île d'Olkiluoto en Finlande. Il a commencé en 2005 et devait être mis en service en 2009 ; l'estimation est désormais de 2013. Un deuxième réacteur de conception Areva, qui se veut ultra-fiable et doté de quatre systèmes de sécurité redondants, est en cours de construction à Flamanville, en France, mais il semble avoir rencontré des problèmes similaires ; sa date cible a été repoussée de 2012 à 2014. Au Japon, les calendriers de construction de deux réacteurs avancés à eau bouillante, de conception récente de General Electric et Hitachi, ont reculé d'un an. La Chine construit 24 réacteurs et prévoit de quadrupler sa capacité d'ici 2020, mais c'est actuellement un petit acteur, ne produisant que 2% de son électricité à partir de l'énergie nucléaire.

Aujourd'hui, il y a 104 réacteurs nucléaires en fonctionnement aux États-Unis, fournissant environ 20 pour cent de l'électricité produite. Beaucoup ont augmenté leur capacité, jusqu'à 20 %, et la plupart fonctionnent plus de 90 % du temps, ce qui est légèrement plus que les centrales électriques au charbon ou au gaz et bien plus que les parcs éoliens ou les centrales solaires. Mais tous vieillissent. Jay Apt, directeur exécutif de l'Electricity Industry Center de l'Université Carnegie Mellon, déclare qu'à mesure que les anciennes centrales sont retirées et que la demande d'électricité augmente, le rôle de l'énergie nucléaire pourrait en fait diminuer. Je ne pense pas qu'il s'agisse de savoir si les centrales nucléaires seront en mesure d'assumer une plus grande partie du fardeau, dit-il. Il s'agit plutôt de savoir si les centrales nucléaires pourront continuer à assumer la part actuelle. Le nucléaire va devoir fonctionner très vite pour rester en place.

L'énigme des coûts

Bien que le débat sur l'énergie nucléaire se concentre souvent sur des questions épineuses concernant sa sécurité et son utilité en tant que source d'énergie zéro carbone, la pierre d'achoppement pour construire plus de réacteurs aux États-Unis a été, tout simplement, le coût. Le prix à payer pour les réacteurs de Vogtle devrait se situer entre 12 et 14 milliards de dollars, en partie en fonction de ce qu'il en coûte aux propriétaires d'emprunter de l'argent pour la construction. L'estimation de 14 milliards de dollars met le prix de l'usine à environ 6 000 dollars le kilowatt (assez de puissance pour faire fonctionner un climatiseur de fenêtre). C'est bien plus élevé que le coût d'autres types de centrales, qu'elles utilisent des combustibles renouvelables ou fossiles. Le renforcement de la capacité des éoliennes coûte environ 2 000 $ à 2 500 $ par kilowatt; pour la capacité au gaz, le chiffre n'est que de 950 $ à 1 175 $. Les partisans soutiennent que malgré les coûts d'investissement plus élevés d'une centrale nucléaire, ces coûts peuvent être récupérés pour rendre l'énergie nucléaire bon marché au fil du temps : après tout, une nouvelle centrale est conçue pour fonctionner pendant 60 ans, ses coûts d'exploitation et de combustible sont relativement bas, et il peut fonctionner presque en continu, contrairement aux centrales qui produisent de l'électricité à partir de sources renouvelables. Le problème est que les coûts comparatifs des différents combustibles – et même les coûts relatifs de la construction, disons, d'une centrale nucléaire et d'un parc éolien – peuvent changer radicalement, mettant ces calculs en doute.

Que des milliards de dollars pour un nouveau réacteur constituent un investissement intelligent dépend de facteurs complexes et imprévisibles : le coût futur des combustibles fossiles, par exemple, et le prix, le cas échéant, imposé aux émissions de carbone par la politique gouvernementale. Dans une analyse de 2008, le groupe de gestion financière et d'actifs Lazard a examiné de nombreuses technologies énergétiques et, pour chacune, a estimé un coût actualisé de l'énergie, qui prend en compte la durée de vie prévue du générateur, le coût estimé du carburant et la valeur de l'argent investi au fil du temps. L'analyse a mis le prix de l'électricité produite à partir de l'énergie nucléaire à 98 $ à 126 $ par mégawattheure; pour le vent, l'estimation était de 44 $ à 91 $ par mégawattheure, et pour le gaz naturel, elle était de 73 $ à 100 $ par mégawattheure. La plage dans chaque ensemble de nombres fait allusion à l'incertitude. Une estimation plus récente de l'Energy Information Administration, basée sur différentes hypothèses, a donné un scénario plus optimiste pour le nucléaire, plaçant son coût bien en deçà de celui de l'éolien et des autres sources renouvelables et le faisant apparaître plus compétitif par rapport aux combustibles fossiles ( voir Ambitions Nucléaires, p. 64 ). Mais les chiffres de Lazard montrent également que les centrales au gaz naturel pourraient produire de l'électricité à un prix aussi bas que 59 $ par mégawatt-heure, et les centrales au charbon à 67 $ par mégawatt-heure, si les prix de ces combustibles baissent encore. Or, les prix du gaz naturel sont actuellement bas et de vastes réserves américaines accessibles ont récemment été découvertes ( voir Natural Gas Changes the Energy Map , novembre/décembre 2009 ).

Nucléaire à l'horizon : Les deux nouveaux réacteurs en construction à la centrale de Vogtle représentent le premier inauguration d'une centrale nucléaire aux États-Unis depuis les années 1970 ; ils rejoindront une paire de réacteurs existants qui fonctionnent depuis la fin des années 1980.

Ainsi, au fil du temps, l'énergie nucléaire peut produire ou non de l'électricité à moindre coût que les combustibles fossiles ou les sources renouvelables. Pour les compagnies d'électricité, choisir de construire une centrale nucléaire est donc une décision extrêmement risquée, surtout en période de crise financière.

Ce n'est pas un hasard si l'industrie montre des signes de vie aux États-Unis pour la plupart dans le Sud, où la réglementation dite des coûts de service garantit un certain profit. Lorsque l'usine est terminée, les comptables calculent le montant total que le service public a investi dans la construction et l'équipement, moins l'amortissement. Cette base tarifaire, ainsi que les dépenses de carburant, de main-d'œuvre et d'entretien, sont utilisées pour calculer le coût de la fourniture du service par le service public ; le tarif que paient les clients est basé sur ce coût majoré d'un taux de rendement autorisé sur les investissements en capital. Ainsi, la plupart des risques sont supportés par les clients et non par les investisseurs.

Cependant, environ la moitié des États-Unis utilisent un modèle de tarification radicalement différent. Au Texas, par exemple, la plupart de l'électricité est vendue aux enchères quotidiennes. Tous les producteurs obtiennent le même prix pour leur électricité ; ce prix est généralement déterminé par le coût du gaz naturel utilisé dans les dernières usines nécessaires pour générer l'approvisionnement de la journée. Exelon affirme que le bas prix actuel du gaz naturel, environ 4,50 $ par million d'unités thermiques britanniques (BTU), rendait impensable la construction d'une nouvelle centrale nucléaire. Nous n'avons pas le bon stimulus pour le moment, déclare Christopher M. Crane, président et chef de l'exploitation d'Exelon. Pour rendre une nouvelle centrale nucléaire économiquement viable, dit-il, le prix du gaz naturel devrait presque doubler, à 8 $ par million de BTU, et un système gouvernemental de plafonnement et d'échange devrait mettre un prix sur les émissions de dioxyde de carbone s'élevant à 25 $ la tonne ou plus.

La tarification du carbone à elle seule pourrait immédiatement rendre le nucléaire beaucoup plus attrayant. Une centrale électrique typique fonctionnant au charbon pulvérisé produit un peu moins de deux livres de dioxyde de carbone par kilowatt-heure, donc une taxe sur le carbone ou un prix du marché de 10 $ par tonne de pollution au carbone coûterait à cette centrale environ un centime par kilowatt-heure, ce qui C'est beaucoup étant donné que le kilowattheure moyen se vend environ 10 cents. Un réacteur de 1 100 mégawatts fonctionnant 90 % des heures d'une année gagnerait un avantage de coût d'environ 87 millions de dollars par an pour 10 $ de prix du carbone, et certains analystes de l'industrie prévoient des prix de 60 ou 80 $ la tonne, ce qui signifie un avantage de plusieurs centaines de dollars. de millions de dollars par an. Mais tout cela n'est encore que théorique, dit Apt de Carnegie Mellon. Nous n'avons pas de projet de loi sur le climat, et à l'heure actuelle, il y a beaucoup d'incertitude quant à savoir si nous le ferons un jour, souligne-t-il.

Néanmoins, certains observateurs pensent que si nous voulons parvenir à une énergie bas carbone et remplacer les véhicules à essence et diesel par des voitures électriques, nous aurons à terme et inévitablement besoin du nucléaire. L'industrie nucléaire a certainement été touchée par la crise financière et la récession mondiale, déclare Brian D. Wirth, professeur de génie nucléaire informatique à l'Université du Tennessee. Mais il prédit que la demande d'électricité et le prix du gaz naturel reviendront dans trois à cinq ans, créant une nouvelle ouverture pour le nucléaire.

Inventer plus petit

Étant donné qu'une grande partie du coût élevé – et du risque financier – de l'énergie nucléaire est liée aux dépenses de construction de grandes centrales, une prescription évidente concerne les réacteurs plus petits et les conceptions modulaires. Même si elles afficheraient des coûts plus élevés par kilowatt de capacité, les petites centrales pourraient représenter beaucoup moins de risques financiers et beaucoup plus de flexibilité pour les services publics qui doivent s'adapter à l'évolution des demandes d'électricité.

Certaines conceptions évoluent déjà vers la production. NuScale Power, une entreprise de Corvallis, dans l'Oregon, a élaboré un plan pour une unité modulaire mesurant 60 pieds sur 14 pieds et pesant 300 tonnes, suffisamment petite pour être déplacée par rail ou par barge. Une installation peut comprendre une unité ou jusqu'à 24 unités, chacune générant à peine 45 mégawatts. L'entreprise affirme qu'en cas d'accident ou d'arrêt inattendu, la chaleur est emportée par la circulation naturelle, de sorte qu'aucune pompe ni vanne d'urgence n'est requise - et que dans le pire des cas, aucune unité individuelle ne pourrait libérer suffisamment de rayonnement pour nécessiter un plan. pour évacuer les environs.

Gouffre à l'argent : La construction de Vogtle 3 et 4 coûtera environ 12 à 14 milliards de dollars. Les premières étapes du processus consistent à creuser des trous pour la fondation et à les remplir selon des spécifications précises mesurées par GPS.

Babcock & Wilcox, une société de construction et d'ingénierie géante basée à Charlotte, en Caroline du Nord, a une autre conception modulaire, pour un réacteur de 125 mégawatts. Il serait construit dans une usine et expédié dans un silo souterrain, réduisant ainsi le risque d'attaque terroriste réussie. Le réacteur fonctionnerait pendant quatre ans sans nécessiter de rechargement, ce qui représente environ le double du cycle le plus long actuellement courant.

Ces plans représentent quelque chose que l'industrie n'a pas vu depuis des décennies : des ingénieurs du secteur privé qui pensent qu'ils peuvent gagner de l'argent en faisant preuve d'esprit d'entreprise avec de nouvelles conceptions de réacteurs. Per F. Peterson, professeur de génie nucléaire à l'Université de Californie à Berkeley, dit qu'il a de grands espoirs pour les petits réacteurs, en partie parce que chacun représente moins de risques pour les investisseurs prêts à tenter leur chance sur quelque chose de nouveau. Les obstacles et les difficultés du premier arrivé sont tellement plus petits pour le petit réacteur modulaire, dit-il.

Perspectives en déclin

Sur le site de Vogtle, dans une multitude de roulottes de bureaux temporaires, David Jones supervise la construction des nouveaux réacteurs. Un vétéran de 30 ans à la Southern Company qui était auparavant vice-président de l'ingénierie pour ses six réacteurs existants, Jones a commencé sa carrière dans l'industrie nucléaire au milieu des années 1970, en utilisant un ruban à mesurer pour s'assurer que les barres d'armature en acier dans le bâtiment auxiliaire principal de l'usine Bellefonte 1 de la Tennessee Valley Authority avait la bonne épaisseur et la bonne distance. Son rêve était d'aider la TVA à construire des centrales nucléaires le long de la rivière Tennessee. Mais la construction sur Bellefonte a été arrêtée à la fin des années 1980. La TVA avait sous-estimé ses coûts et surestimé à la fois la demande d'électricité et sa capacité à gérer des projets nucléaires.

Ces jours-ci, Jones est bien conscient que le défilé des projets nucléaires planifiés derrière lui a disparu. Mais, dit-il, quelqu'un doit être le premier, et nous sommes les premiers. Si la Southern Company peut prouver que [le nucléaire] est une option viable en terminant le travail dans les délais et dans les limites du budget, soutient-il, d'autres suivront.

Tout le monde n'est pas si sûr. Richard Lester, président du département de science et d'ingénierie nucléaires du MIT, dit qu'il n'est pas certain que le succès sur le site de Géorgie et d'autres centrales nucléaires prévues suffirait à encourager une résurgence nucléaire dans ce pays. Il souligne que ces premières usines bénéficieront d'une aide gouvernementale importante qui ne sera probablement pas disponible pour les successeurs potentiels. La question est de savoir si l'on peut voir un chemin à partir de ces quelques premiers construits dans des circonstances assez exceptionnelles – des circonstances probablement non durables en ce qui concerne le soutien du gouvernement, dit-il. Si l'on prend une vue plus large, ce qui compte vraiment ici, c'est de savoir si nous pouvons obtenir jusqu'à 300 ou 400 [plantes]. Il ajoute : Même si l'on pouvait faire construire trois, quatre ou cinq nouvelles centrales nucléaires aux États-Unis, la question allait toujours être : eh bien, et alors ? Cette question est toujours d'actualité.

Severin Borenstein, codirecteur de l'Energy Institute de la Haas School of Business de l'Université de Californie à Berkeley, attribue le statu quo à l'échec de l'adoption d'une législation pour faire face à la menace du changement climatique.

Il est difficile d'être très optimiste à ce sujet à ce stade, dit Borenstein à propos des perspectives de l'industrie nucléaire. L'impulsion initiale derrière la renaissance nucléaire était [que l'énergie nucléaire serait] peu coûteuse et à faible émission de carbone. Cela ne s'avère pas aussi bon marché que les partisans le prétendaient, et l'électorat ne se soucie pas beaucoup de la sobriété en carbone. Cette idée que l'âge du charbon est révolu n'est pas vraie.

Matthew L. Wald est journaliste au New York Times . Il couvre fréquemment l'industrie nucléaire.

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