Gen III
La compétitivité économique des réacteurs de grande taille par rapport à d'autres moyens décarbonés est essentielle. Il est donc très important de suivre son évolution, sachant que de nombreux facteurs sont susceptibles de modifier la donne dans le temps : effet de série, financement et taxonomie, performances de construction, amélioration de la supply chain, intégration dans un parc électrique comportant une part croissante d'EnR.
Dans le futur, au-delà de la compétitivité intrinsèque, la notion même de compétitivité va évoluer avec le marché : EDF par exemple commence à réfléchir au marché de la chaleur et du froid. Si la rétribution d'un électricien provient aujourd'hui essentiellement de la fourniture de kWh, celles provenant d'autres marchés (marchés de capacité ou de flexibilité) vont croître. L'évolution des régulations et des aides publiques et leurs impacts sur l'économie des réacteurs nucléaires est également un sujet d'importance. Le suivi de l'évolution de ces marchés est essentiel pour anticiper au mieux, ce que sera le cahier des charges d'un futur réacteur nucléaire de grande taille et son marché face à de nouveaux entrants comme les EnR ou les SMR.
En résumé, un des objectifs est de s'assurer que le nucléaire de grande puissance reste compétitif dans un environnement économique et technique qui va profondément changer au niveau du parc électrique dans les années qui viennent.
Aujourd'hui seul le thème de la flexibilité a été travaillé en profondeur à I-Tésé, mais d'autres vont s'adjoindre, comme la question des coûts de système et celle de l'intérêt économique d'un EPR 100% MOX.
Au niveau de la compétitivité dans un parc électrique, la notion de coût de système devrait peu à peu compléter la métrique usuelle (le LCOE) qui apparaît de moins en moins adaptée au fur et à mesure que la proportion d'EnR augmente. Cette nouvelle économie, même si elle fait consensus au sein des économistes reste complexe, ce qui explique qu'elle ne soit pas encore utilisée au sein des mécanismes de régulation. Cela reste un sujet fondamental car il dessinera l'économie du futur et I-tésé va s'investir dans ce domaine en suivant notamment les travaux de l'AEN et de l'AIE.
Gen IV
Les réacteurs de Génération II et III n'utilisent qu'une petite partie de l'uranium naturel. Pour mieux utiliser cette ressource naturelle et assurer sa durabilité sur plusieurs millénaires, de nouveaux types de réacteurs doivent être utilisés. C'est ce constat qui a conduit à créer le GIF (Generation IV International Forum) pour promouvoir la R&D sur les réacteurs de 4ème génération. Leur surcoût actuel par rapport aux REL empêche leur développement. La question économique est centrale pour le développement des RNR. Elle se subdivise en de nombreuses questions : Y-a-t-il des possibilités d'améliorations dans certaines filières ?
Pour les RNR-Na au-delà des gains possibles directement sur le design, prendre en compte la valeur du plutonium produit par surgénération est essentiel et peut se faire en mesurant l'intérêt de parc symbiotiques RNR/REL 100% MOX (EPR voire EPR adapté pour une optimisation des coûts). I-Tésé va s'employer à étudier l'intérêt du cas particulier de l'EPR 100% MOX sous l'angle économique.
De nouvelles possibilités, comme une flexibilité accrue ou celle de construire des SMR Gen IV sont également des possibilités à explorer sous le double volet technique et économique.
Flexibilité du nucléaire Gen III et Gen IV
Flexibilité Gen III
Dans le cadre de la flexibilité, I-Tésé privilégie l'étude des scénarios de RTE. Ils permettent en effet en fonction du parc électrique (moyens programmables, variables et connections avec les pays étrangers) de visualiser la demande faite aux réacteurs nucléaires.
L'outil ANTARES utilisé par RTE fournit deux informations importantes, l'une dans le domaine technique (les variations de puissance à assurer), l'autre dans le domaine économique (le coût marginal du kWh).
Sur le plan économique, cela permet de dire si un réacteur nucléaire est compétitif ou non. Ce sujet pose des difficultés théoriques nouvelles dans la mesure où l'indicateur habituel (LCOE) perd de sa pertinence et que de plus en plus d'économistes s'interrogent sur la façon de prendre en compte ce qu'ils appellent les coûts de système. Pour aborder ces nouveaux sujets et évaluer ces coûts de système, I-Tésé utilise l'outil de modélisation ANTARES.
Sur le plan technique, cela permet de savoir si le mix électrique proposé est ou non viable. Dans le cas où il est viable, cela indique les contraintes techniques en termes de flexibilité auxquelles devront faire face les réacteurs nucléaires.
Au-delà de ces informations essentielles pour la compréhension des enjeux, la prise en main d'ANTARES permet au CEA d'être force de proposition sur les évolutions possibles à mener dans le cadre de la transition énergétique.
Flexibilité Gen IV
La flexibilité représente également un enjeu important, mais à plus long terme, pour les réacteurs Gen IV. Elle ne présente pas comme pour les réacteurs à neutrons thermiques de limitation due aux oscillations Xe, par exemple, mais elle peut générer d'autres contraintes techniques qu’il convient de prendre en compte. Au-delà des aspects techniques, des questions économiques se posent : est-ce utile de diminuer le Kp de réacteurs plus coûteux que les REL ou au contraire présentent-ils des caractéristiques techniques telles que la flexibilité pourrait leur ouvrir un marché particulier ?
Référent : Jérôme CANEL