L'énergie nucléaire sera le moyen le plus économique de produire de l’hydrogène propre, lorsque les prix du gaz naturel seront bien supérieurs aux niveaux généralement bas observés ces dix dernières années. C'est là ce que révèle une nouvelle étude de l’AIEA, qui a mis en évidence combien il était important de disposer d'un ensemble de sources d’énergie bas carbone diversifiées pour réussir la transition vers une énergie propre.
L'étude, qui s'est appuyée sur le nouveau Cadre de modélisation des systèmes énergétiques conçu par l'Agence (FRAMES), montre qu’à mesure que les prix du gaz augmentent, la combinaison optimale de technologies pour la production d’hydrogène bas carbone fait pencher la balance en faveur des énergies renouvelables et de l'énergie nucléaire au détriment du gaz naturel, avec ou sans capture et stockage du carbone. Bien que l’étude se soit concentrée sur un pays en particulier, ses résultats peuvent être globalement extrapolés à d’autres marchés de l’énergie.
« Ce basculement s'opère dès que les coûts du gaz naturel atteignent un seuil sensiblement inférieur - aux alentours de 10-15 $ par million d’unités thermiques britanniques - à ceux que l'on a pu constater ces derniers jours au sein de l’Union européenne, au Royaume-Uni et dans certaines régions d’Asie » déclare Francesco Ganda, un ingénieur nucléaire de l'AIEA qui a mené l’étude en question, faisant ici référence aux prix au comptant qui ont récemment battu des records sur ces marchés, à savoir entre 35 et 40 $ par million d’unités thermiques britanniques - une mesure de la teneur énergétique du gaz naturel utilisée à l’échelle mondiale.
La publication de l'étude FRAMES intervient peu avant la Conférence des Nations Unies sur le changement climatique qui se déroulera le mois prochain, au cours de laquelle l’AIEA organisera plusieurs événements pour souligner la contribution de l’énergie nucléaire à la réalisation des objectifs de l’Accord de Paris et du Programme de développement durable à l’horizon 2030. L’hydrogène propre est de plus en plus considéré comme un élément essentiel de la transition vers une énergie propre dans le cadre d’un bouquet énergétique bas carbone fiable.
L’étude FRAMES a retenu comme base de référence pour le prix moyen du gaz naturel un coût de 6 $ par million d’unités thermiques britanniques, ce qui correspond au prix approximatif pratiqué il y a peu de temps encore, au printemps dernier, sur des marchés comme l’Europe avant qu'il ne s'envole. C’est également le prix sur lequel s'est basée une étude intitulée « Decarbonising Hydrogen in a Net Zero Economy » qui a été récemment réalisée par URENCO/Aurora concernant le marché britannique en 2050, dont il ressort que l’énergie nucléaire associée aux énergies renouvelables peut réduire les coûts globaux du système de production d’hydrogène.
L’hydrogène est l’élément chimique le plus répandu dans l’univers, mais sa production sous une forme pure pour les besoins de procédés industriels - qui vont de la production de combustibles synthétiques et de produits pétrochimiques à la fabrication de semi-conducteurs, en passant par la charge des véhicules à pile à combustible - exige une grande quantité d'énergie et repose pour l'instant presque entièrement sur l'utilisation de combustibles fossiles, en particulier le gaz naturel, qui sont traités dans un appareil de reformage du méthane à la vapeur. Pour atténuer l’impact environnemental des 90 millions de tonnes d’hydrogène produites chaque année, et dans l'optique d’en produire plus encore pour atteindre les objectifs climatiques, plusieurs pays se tournent vers les procédés nucléaires pour générer de l’hydrogène bas carbone à une grande échelle et à un coût compétitif.
L'étude FRAMES montre que, lorsque le prix du gaz naturel franchit la barre des 20 $ par million d’unités thermiques britanniques, la méthode optimale de production d’hydrogène consiste en un mix d’hydrogène produit par électrolyse à partir de l’électricité provenant d'une combinaison mêlant énergies renouvelables et énergie nucléaire traditionnelle d'une part, et de procédés thermiques qui peuvent éventuellement être assurés par des réacteurs nucléaires avancés à haute température (HTR), d'autre part.
L’intérêt international que suscitent les HTR tend à s'accroître, car ces réacteurs devraient pouvoir fournir une électricité rentable ainsi qu’une chaleur haute température destinée à des applications industrielles. Les HTR, dont les premiers prototypes sont apparus en Allemagne dans les années 1970, sont à présent en cours de développement dans plusieurs pays, le Japon et la Chine ayant réalisé d'importants progrès en la matière. La Chine, qui vient de lancer sa première unité de HTR dans la province du Shandong, prévoit de déployer par la suite plusieurs autres HTR sur ce site et dans d’autres provinces pour conjuguer production d’électricité et chaleur industrielle à des fins d'applications industrielles et autres, notamment la production d'hydrogène.
Le cadre de modélisation FRAMES est actuellement utilisé par l'AIEA pour réaliser des analyses en interne portant sur des systèmes énergétiques intégrés. Il permet d'obtenir une analyse quantitative des avantages potentiels de l’électronucléaire pour les systèmes électriques actuels et à venir, ce qui présente un intérêt particulier pour les pays qui ont inscrit l'électronucléaire - ou envisagent de le faire - parmi les solutions qu'ils ont retenues pour atteindre l’objectif du zéro net.
