De nouveaux réacteurs nucléaires sûrs peuvent arrêter le changement climatique, mais ils ont peur de construire

En 2018, les scientifiques ont rapporté la dure nouvelle: Malgré les inquiétudes suscitées par le réchauffement de la planète, le charbon a généré 38% de l'électricité mondiale en 2017, soit exactement le même montant que lorsque les premiers avertissements climatiques sont apparus il y a 20 ans. Pire encore, les émissions de gaz à effet de serre ont augmenté de 2,7% l’année dernière - la plus forte augmentation en sept ans. Une telle stagnation a conduit au fait que même les politiciens et les environnementalistes ont commencé à penser que nous avions besoin de plus d'énergie nucléaire.

Même des scientifiques de l’ONU qui n’ont pas fait preuve d’enthousiasmeDans le passé, ils ont dit aujourd’hui que tout plan visant à maintenir la température de la planète en dessous de 1,5 degré dépendrait d’un bond important de l’utilisation de l’énergie nucléaire. Mais nous allons dans une direction différente. L'Allemagne prévoit de fermer tous les réacteurs nucléaires d'ici 2022; L'Italie a voté pour bloquer tout projet futur en 2011. Et même si l'énergie nucléaire devait trouver le soutien du grand public (et cela ne s'est pas produit), sa production est coûteuse: plusieurs centrales nucléaires aux États-Unis ont récemment fermé leurs portes car elles ne pouvaient pas rivaliser avec le prix bas du gaz de schiste.

Nouveau type de réacteurs nucléaires

«Si la situation actuelle reste la même,davantage de centrales nucléaires risquent de fermer et d'être remplacées principalement par du gaz naturel, ce qui entraînera une augmentation des émissions », ont déclaré des scientifiques inquiets de l'Union - toujours considérés sceptiques à l'égard de l'énergie nucléaire - en 2018 Selon les scientifiques, si toutes les stations sont fermées, les émissions de carbone augmenteront de 6%.

Pour le moment, la question concerneEdwin Lyman, directeur par intérim du projet de sûreté nucléaire chez UCS, n’a pas besoin de supporter les systèmes existants. "La question la plus importante est de savoir si le déploiement de nouvelles centrales nucléaires au cours des prochaines décennies sera réaliste au bon rythme."

Au début de 2018, seule l'Amérique du Nord était75 projets individuels de fission nucléaire qui ont tenté de répondre à cette question. Ces projets impliquent le même type de réaction que les réacteurs nucléaires classiques utilisés depuis des décennies - fission ou fission atomique.

Une des technologies de pointe est petiteRéacteur modulaire (SMR): une version plus petite des systèmes de fission nucléaires traditionnels, qui promet d'être moins chère et plus sûre. NuScale Power, basée à Portland, dans l'Oregon, dispose d'un système de 60 mégawatts qui est sur le point d'être déployé. (Une installation coûteuse typique peut produire environ 1000 MW d'électricité).

NuScale devrait installer 12 petits réacteurs pourPour maintenir les besoins en énergie de 46 installations réparties dans l’ouest des États-Unis, le projet ne sera mis en œuvre que si les membres du groupe s’engagent à le financer d’ici la fin de l’année. L'histoire montre que ce ne sera pas facile. En 2011, Generation mPower, un autre développeur de SMR, a reçu un contrat pour la construction de six réacteurs similaires à NuScale. Il était soutenu par les sociétés propriétaires de Babcock & Wilcox, le plus grand producteur d'énergie au monde, mais le contrat a été résilié en moins de trois ans car il n'y avait pas de nouveau client. Aucun client ne signifie que le prix ne baissera pas, ce qui signifie que le projet ne se développera pas.

Bien que l’approche NuScale utiliseLes réacteurs nucléaires traditionnels avec refroidissement par eau, les réduisant, les systèmes de génération IV utilisent des refroidisseurs alternatifs. La Chine est en train de construire un réacteur à grande échelle refroidi au sodium dans la province du Fujian, qui sera opérationnel en 2023, et TerraPower de Washington a mis au point un système refroidi au sodium pouvant fonctionner au combustible irradié, à l'uranium appauvri ou à l'uranium directement à partir du sol. TerraPower - dans lequel Bill Gates a investi - a conclu un accord avec Beijing pour la construction d’une station de démonstration en 2022.

Une autre variante de la génération IV, un réacteur avecLe sel fondu est plus sûr que les modèles précédents, car il peut se refroidir automatiquement, même si le système perd complètement de la puissance. La société canadienne Terrestrial Energy prévoit de construire une centrale de 190 MW en Ontario et ses premiers réacteurs produiront de l’énergie d’ici 2030 à un prix comparable à celui du gaz naturel.

Un des réacteurs de la génération IV pourrait bientôtentrer en opération. Les réacteurs refroidis à l'hélium, à très haute température, peuvent fonctionner à des températures allant jusqu'à 1000 degrés. China National Nuclear Corporation, une entreprise appartenant à l'État, dispose d'un prototype d'une capacité de 210 MW dans la province orientale du Shandong. Il sera connecté au réseau cette année.

Fusion thermonucléaire

Beaucoup, cependant, entretiennent l’espoir d’un climatsynthèse Les réacteurs à fusion thermonucléaire imitent le processus nucléaire à l'intérieur du Soleil, rapprochant des atomes plus légers et les transformant en atomes plus lourds, et libérant d'énormes quantités d'énergie en cours de route. Sur le Soleil, ce processus est conduit par la force de gravité. Sur Terre, les ingénieurs tentent de recréer des conditions de fusion thermonucléaire à des températures extrêmement élevées - de l’ordre de 150 millions de degrés - mais ils ont du mal à conserver le plasma nécessaire à la fusion des atomes.

Une des solutions construites est présentée par ITER,anciennement connu sous le nom de réacteur expérimental thermonucléaire international, en construction depuis 2010 à Caradasch, en France. Son système de confinement magnétique bénéficie d'un soutien mondial, mais les coûts ont augmenté jusqu'à 22 milliards de dollars en raison de retards et de conflits politiques. Les premières expériences, initialement prévues pour 2018, ont été reportées à 2025.

Vancouver General Fusion utilise une combinaisonpression physique et champs magnétiques pour créer des impulsions de plasma qui durent un millionième de seconde. Cette approche est moins complexe que celle d’ITER, ce qui rend le système beaucoup moins cher, mais la fabrication de composants en titane capables de supporter la charge de travail reste problématique. Cependant, General Fusion s'attend à ce que ses réacteurs soient déployés dans 10-15 ans.

TAE Technologies, Californie (Californie)Elle a passé 20 ans à développer un réacteur thermonucléaire convertissant directement l’énergie en électricité. Cette société, qui a reçu 500 millions de dollars d'investisseurs, avait prévu en janvier qu'elle serait commercialement viable pendant cinq ans.

Laquelle de ces technologies réussira? Une fission nucléaire améliorée réduit les déchets nucléaires - voire les utilise comme combustible - et réduit considérablement les risques de tragédie, comme à Fukushima ou à Tchernobyl. Mais de tels réacteurs n’ont encore reçu de licence en dehors de Chine et de Russie. Beaucoup ne croient tout simplement pas aux entreprises lorsqu'elles promettent que les nouvelles technologies permettront d'éviter de vieilles erreurs.

Cependant, ce n’est pas que de la politique: le coût est également à considérer. La fission nucléaire améliorée promet d’éliminer les coûts initiaux extrêmement élevés de l’énergie nucléaire en créant des réacteurs pouvant être construits à la centrale, et non sur commande. Cela devrait réduire les coûts, comme ce fut le cas avec l'énergie éolienne et solaire. Cependant, les entreprises privées ont rarement réussi à mener à bien de tels projets: les plus grands succès ont été obtenus grâce à des systèmes hautement centralisés, contrôlés par l'État, qui absorbent plus facilement les risques.

PDG général Fusion Chris Mauri est d'accordque la fission nucléaire se heurte à trop d'obstacles au succès. Il a de l'expérience: il a créé mPower, une société spécialisée dans la production de petits modules nucléaires, qui a été mise en sommeil en 2014. Les réacteurs de synthèse seront plus difficiles à construire, mais la société les acceptera plus facilement. C’est ici que l’injection de capital commencera - les investisseurs sont convaincus que celui qui fera le premier travail de synthèse deviendra fabuleusement riche.

Mais la synthèse a-t-elle plus d'espace?manœuvrer? Le fait que les déchets radioactifs de tritium de faible activité et de courte durée de vie ne constitue pas une menace sérieuse, il est vrai que la fusion est impossible. Mais les coûts sont élevés et les conditions d'utilisation très éloignées - ITER est beaucoup plus cher que prévu initialement et ne sera pas prêt avant au moins 15 ans. Entre-temps, beaucoup souhaitent déjà fermer ITER et les utilisateurs ne voient pas la différence entre division et synthèse.

Rien ne garantit que l’énergie nucléaire deviendra l’énergie du futur. Mais ce serait très bien, êtes-vous d'accord? Ou pas? Dites-nous dans notre conversation dans Telegram.