L'option de la décarbonisation nucléaire : Profils de certaines technologies de réacteurs avancés
Nous vivons dans un monde divisé par de nombreux problèmes, mais la plupart des décideurs politiques acceptent le principe de base selon lequel l'augmentation de la disponibilité d'une énergie abordable à faible teneur en carbone rendrait le monde plus sain, plus riche et plus sûr. Les systèmes conventionnels d'approvisionnement en carburant sont mis à rude épreuve dans de nombreuses régions, la géopolitique mondiale de l'approvisionnement en énergie est tendue et les émissions de dioxyde de carbone, malgré des décennies de débat depuis Rio et Kyoto, augmentent plus rapidement aujourd'hui qu'à tout autre moment de l'histoire. Et pourtant, des milliards de personnes n'ont toujours pas d'accès régulier à l'électricité et à la mobilité.
L'énergie nucléaire fournit plus de 40 % de toute l'électricité à faible teneur en carbone produite dans le monde aujourd'hui. Cette contribution pourrait augmenter, mais la perception de la sécurité par le public reste un défi majeur, en particulier après Fukushima, et les coûts compétitifs, comme toujours, seront primordiaux. Afin d'évaluer l'impact que les technologies avancées pourraient avoir sur le développement et le déploiement de nouvelles conceptions de réacteurs nucléaires, le site Clean Air Task Force a demandé à plusieurs leaders nationaux de la technologie nucléaire de nous faire part de leur point de vue sur les principales questions de politique générale.
Nous avons demandé à Ted Marston, ancien directeur de la technologie de l'Electric Power Research Institute, d'écrire sur les petits réacteurs modulaires à eau légère (smLWR). Le Dr Andrew Kadak, ancien professeur de la pratique du génie nucléaire au Massachusetts Institute of Technology, examine les perspectives des réacteurs refroidis au gaz à haute température (HTGR). Enfin, Per Peterson, président du département d'ingénierie nucléaire de l'université de Californie à Berkeley, explore l'avenir de certains réacteurs à sels fondus fluorés (appelés FHR).
Leurs conclusions sont importantes et offrent des raisons d'être optimistes :
- Petits réacteurs modulaires à eau légère (smLWR) : Moyennant des efforts de développement modestes, les smLWR, qui utilisent un combustible et des systèmes assez semblables aux LWR modernes, pourraient offrir une sécurité nettement supérieure à celle du parc nucléaire existant, une flexibilité de déploiement (par exemple, investissement progressif et réaffectation de certaines infrastructures existantes) et des réductions de coûts potentielles grâce à l'efficacité de la fabrication en usine.
- Réacteurs refroidis au gaz à haute température (HTGR) : Les HTGR, qui utilisent un combustible encapsulé extrêmement résistant à la chaleur (dont la démonstration a déjà été faite aux États-Unis et ailleurs), offrent la possibilité de construire des réacteurs pratiquement à l'abri de la fusion, d'obtenir des rendements thermiques plus élevés et d'élargir les utilisations de l'énergie nucléaire (par exemple, la fabrication de carburants liquides sans carbone pour le transport).
- Réacteurs à haute température refroidis par des sels fluorés (FHR) : Les RHF, qui utilisent le même combustible encapsulé résistant à la chaleur que les HTGR, mais avec des réfrigérants constitués de composés de sels fondus denses, pourraient conserver bon nombre des avantages des HTGR à une taille considérablement réduite, offrant ainsi la possibilité d'une économie révolutionnaire si les conceptions s'avèrent concluantes.
Dans un monde qui s'efforce de réduire les émissions de carbone tout en maintenant et en augmentant la croissance économique, et qui s'inquiète à juste titre des risques potentiels de l'énergie nucléaire, les avantages offerts par ces concepts de réacteurs avancés pourraient être considérables. Mais pour que ces concepts deviennent une réalité commerciale, il faudra un développement soutenu, en particulier pour les concepts les plus avancés. Nous espérons que ces documents contribueront à alimenter le débat sur la manière dont les gouvernements et le secteur privé devraient soutenir ce développement.
Le présent rapport n'a pas pour ambition de couvrir l'ensemble des technologies d'énergie nucléaire potentiellement importantes. Les entreprises coréennes et russes développent des réacteurs à eau légère qui pourraient jouer un rôle important sur certains marchés, et les technologies qui traitent le cycle de vie du combustible et des déchets nucléaires - y compris les réacteurs à neutrons rapides et les réacteurs à base de thorium - pourraient également être importantes. Des conceptions plus radicales, telles que les réacteurs au thorium à fluorure liquide (développés par le Oak Ridge National Laboratory pour utiliser des combustibles liquides plutôt que solides), pourraient offrir des avantages encore plus spectaculaires en matière de sécurité, de coût et de cycle du combustible. Les réacteurs sous-critiques pilotés par des accélérateurs de particules pourraient un jour être en mesure de convertir directement en énergie des matières nucléaires de faible valeur. Nous explorerons le potentiel de ces technologies dans de futurs rapports.
