L’énergie nucléaire est-elle l’avenir des carburants alternatifs ?

Face à la nécessité croissante de trouver des sources de carburant alternatives et durables, la course pour trouver les meilleures est certainement lancée. D'innombrables facteurs entrent en ligne de compte pour déterminer quelles pourraient devenir les meilleures options à mesure que l'humanité avance vers l'avenir.

L'énergie totale produite, les coûts, la sécurité, la durabilité, ainsi que la capacité à développer rapidement l'infrastructure utilisée pour produire et distribuer l'énergie sont tous des facteurs fortement pondérés. Il est démontré que l'énergie nucléaire répond à bon nombre de ces critères.

Le grand public est certainement conscient de l'existence de l'énergie solaire et éolienne en tant que sources de carburant alternatives. La traversée de différents États ou pays vous permettra sans aucun doute de vous faire une idée de ce qui semble être des étendues infinies de parcs éoliens ou solaires.

Le gaz naturel est utilisé depuis longtemps et présente un retour sur valeur décent, mais le gaz naturel est un autre combustible fossile, une ressource de type non renouvelable qui pourrait ne pas être durable à long terme.

Les centrales géothermiques utilisées pour exploiter sa production d'énergie pourraient un jour rivaliser avec le nucléaire. Cependant, les difficultés actuelles incluent la nécessité de placer les centrales géothermiques à proximité des plaques tectoniques, la possibilité de provoquer des tremblements de terre pendant les forages et le besoin global de sources d'énergie vertes à exploiter.

Pourtant, saviez-vous que les centrales nucléaires ont produit 805 milliards de kilowattheures d'électricité en 2017 ? C'est suffisant pour alimenter 73 millions de foyers. Sans émissions. Le fait est que le nucléaire s'est déjà révélé utile et qu'il ne cesse de s'améliorer.

Le nucléaire est déjà utilisé comme source d'énergie viable

Nous avons tous certaines choses qui nous viennent à l'esprit lorsque nous entendons l'expression « nucléaire ». Ce ne sont probablement pas toutes des choses positives non plus. Certains peuvent être assez effrayants ou rebutants. Cependant, la production d'énergie nucléaire possède une immense capacité à fournir une énergie plus propre, plus efficace et plus durable à notre planète. Nous l'utilisons déjà depuis des décennies, qu'il ait été mis en lumière ou non.

L'énergie nucléaire produit de l'énergie par fission. La fission est le processus qui consiste à séparer des atomes d'uranium pour produire de l'énergie. La chaleur dégagée par la fission

est utilisée pour créer de la vapeur qui fait tourner une turbine afin de produire de l'électricité sans les sous-produits nocifs émis par les combustibles fossiles.

Malgré certaines connotations négatives, l'énergie nucléaire est devenue extrêmement sûre au fur et à mesure de son développement. Les besoins de maintenance et de ravitaillement restent faibles, de sorte qu'il reste efficace en termes de production d'énergie pour l'argent investi. Elle fournit également déjà 50 % de l'énergie sans émissions en Amérique.

Les progrès technologiques permettront au nucléaire de modifier ses fonctions et ses sources de combustible le plus tôt possible. Il s'agira d'une avancée considérable, car le facteur de capacité de l'énergie nucléaire figure déjà en tête de liste des sources de combustible alternatives ; cette technologie prometteuse ne peut donc que s'améliorer.

Il existe de nombreuses raisons pour lesquelles l'énergie nucléaire est déjà utilisée à une si grande échelle et continuera d'être investie pour continuer à apporter sa contribution.

À première vue, les énergies renouvelables comme l'énergie éolienne et solaire peuvent sembler être la solution la plus facile. Le nucléaire peut sembler effrayant et dangereux. Cependant, lorsqu'il est ventilé selon les chiffres, les faits et les événements importants, le nucléaire ressort plutôt clairement.

L'énergie nucléaire possède le meilleur facteur de capacité de toutes les sources de combustible

Le facteur de capacité est défini comme le rapport entre la production d'énergie électrique réelle sur une période donnée et la production d'énergie électrique maximale possible sur cette période.

En d'autres termes, le facteur de capacité mesure l'efficacité d'une source d'énergie. Nous pouvons déterminer la quantité d'énergie produite par toute source de combustible lorsqu'elle fonctionne à des performances optimales dans des conditions idéales.

Par conséquent, lorsque nous mesurons la production réelle de cette source d'énergie, nous pouvons déterminer son efficacité en termes de facteur de capacité. Il mesure la fréquence à laquelle cette source de combustible fonctionne à la hauteur de son potentiel.

Comme le montre le graphique ci-dessus de l'Energy Information Administration des États-Unis, données prises sur une période de deux ans, l'énergie nucléaire a surpassé de manière écrasante toutes les autres sources de combustible.

Au cours de chaque année, le nucléaire a atteint un facteur de capacité proche de 100 %, ce qui signifie que très peu d'énergie a été perdue et que les centrales nucléaires fonctionnaient presque à leur plein potentiel.

Le nucléaire est rarement tombé en dessous du facteur de capacité de 80 %, alors qu'aucune autre source de combustible n'a jamais atteint le facteur de capacité de 80 %. Comme indiqué précédemment, la géothermie a toujours été la plus proche en termes de facteur de capacité et les deux sources de combustible ont surpassé de loin toutes les autres sources de combustible.

Alors que l'énergie solaire et éolienne est à la fois 100 % renouvelable, qu'elle ne produit pratiquement aucune émission et que son coût d'exploitation est très faible, leurs capacités de production restent faibles en raison de leur dépendance à l'égard de facteurs environnementaux et météorologiques. Si le soleil ne brille pas ou si le vent ne souffle pas, ils sont presque inutiles.

Même ces dernières années, le classement en termes de facteur de capacité est resté inchangé, la technologie nucléaire continuant de s'améliorer.

Le nucléaire continue de surpasser tout ce qui se passe. La géothermie est la solution la plus proche, mais elle est toujours à la traîne de près de 20 % en termes de facteur de capacité.

Le graphique ci-dessus montre que l'énergie solaire produit de l'énergie à sa capacité potentielle la plus élevée pendant seulement un quart de la journée. Cela est parfaitement logique, étant donné que le soleil est absent la moitié de la journée et que les heures où le soleil se lève ou se couche ne permettent pas non plus aux panneaux solaires de fonctionner à pleine capacité.

L'énergie nucléaire a une faible empreinte et une énorme production d'énergie

L'espace occupé par un réacteur nucléaire est relativement réduit par rapport à l'espace opérationnel requis pour d'autres sources de combustible alternatives. De nombreux travaux ont déjà été réalisés pour rendre les réacteurs encore plus petits.

Selon le Nuclear Energy Institute (NEI), une centrale nucléaire unique de 1 000 mégawatts aux États-Unis a besoin d'un peu plus d'un mile carré pour fonctionner. Cela inclut l'installation elle-même ainsi que les terres environnantes pour garantir la sécurité.

Le NEI indique également que les parcs éoliens nécessiteraient 360 fois plus de superficie pour fonctionner. Cela équivaut à 430 éoliennes. De plus, une centrale solaire photovoltaïque nécessite 75 fois plus d'espace. Cela représente plus de 3 millions de panneaux solaires.

Les émissions et les sous-produits de l'énergie nucléaire sont quasiment nuls

La faible empreinte terrestre des centrales nucléaires n'est qu'une des dimensions de leur puissance de production avantageuse. Le NEI a également mesuré le nombre de gaz à effet de serre qui ont évité de pénétrer dans l'atmosphère terrestre sous l'effet de l'énergie nucléaire.

Comme les centrales nucléaires ne produisent que de la vapeur comme sous-produit, il n'y a pas de dioxyde de carbone ni d'autres émissions nocives. Entre 1995 et 2016, les États-Unis ont évité à eux seuls 14 000 millions de tonnes d'émissions de dioxyde de carbone grâce à l'utilisation de centrales nucléaires.

Cela équivaut à retirer 3 milliards de voitures de la circulation en seulement deux décennies. Ces chiffres sont difficiles à comprendre, étant donné qu'il n'y a qu'environ 287 millions de voitures en circulation aux États-Unis aujourd'hui.

En plus de maintenir des milliers de tonnes de polluants atmosphériques nocifs hors de notre atmosphère, les déchets physiques provenant de l'énergie nucléaire sont également minimes.

Le guide « The Ultimate Facts Guide about Nuclear Energy » d'Energy.gov indique que tout le combustible nucléaire usé produit par les États-Unis au cours des 60 dernières années pourrait tenir sur un terrain de football à une profondeur inférieure à 10 mètres.

L'énergie nucléaire présente de nombreux avantages indéniables. L'une des principales raisons est sans aucun doute d'aider l'humanité à se libérer de sa dépendance aux combustibles fossiles et des répercussions néfastes qu'elle entraîne.

Les centrales nucléaires sont fiables et constamment améliorées

Penser aux centrales nucléaires peut vous amener à penser qu'elles ont besoin d'un travail constant et de beaucoup de main-d'œuvre pour assurer leur sécurité. Bien que la sécurité soit prise très au sérieux et que les plantes ne soient jamais négligées, elles nécessitent en fait moins d'entretien que de nombreuses autres options.

Les centrales nucléaires sont conçues pour fonctionner pendant des périodes beaucoup plus longues avant d'avoir besoin d'être ravitaillées. Les centrales peuvent généralement fonctionner pendant 1,5 ou 2 ans avec une charge de combustible avant de devoir être ravitaillées. Il convient de noter que le processus de ravitaillement prend généralement environ 30 jours, en raison de la nature de la source de carburant et des mesures de sécurité. Cela peut être fait en 16 jours seulement.

Bien que le réacteur soit complètement arrêté, il ne produit pas d'énergie. Cependant, il existe généralement des paires de sources d'alimentation qui peuvent aider à maintenir la production d'énergie pendant un arrêt.

En fait, des sources telles que l'énergie éolienne et solaire sont généralement associées à une source d'alimentation robuste telle que l'énergie nucléaire. N'oubliez pas qu'ils fonctionnent souvent à des facteurs de capacité inférieurs, tels que 25 %, car ils sont régulièrement limités par un manque de carburants tels que le vent et le soleil.

Les centrales nucléaires sont également constamment améliorées. Les petits réacteurs modulaires ou SMR devraient voir le jour au cours de la prochaine décennie.

Ces options de centrales nucléaires plus petites sont flexibles en termes d'emplacement, de taille et de nombre. Ils peuvent être installés là où il n'est pas possible de construire de grands réacteurs actuellement. À mesure que la demande énergétique augmente, il est possible d'en ajouter d'autres.

Non seulement les réacteurs changeront à l'extérieur, mais des travaux visant à modifier leur fonctionnement interne devraient avoir lieu d'ici 2030. Les cœurs de réacteurs dotés de différents systèmes de refroidissement sont conçus pour consommer moins de combustible et produire moins de déchets et potentiellement résoudre les problèmes liés à l'utilisation actuelle de combustibles fossiles pour ce faire.

La plus grande évolution à l'horizon pour l'énergie nucléaire est probablement le passage de la fission nucléaire à la fusion nucléaire. La fusion est essentiellement le processus inverse ; il s'agit de comprimer des noyaux atomiques légers sous une pression intense pour capter l'énergie libérée au cours du processus.

Le principal avantage est la source de combustible potentielle et l'abandon de l'uranium radioactif. Le deutérium, un isotope de l'hydrogène, peut être extrait de l'eau de mer à peu de frais. La quantité de deutérium contenue dans un litre d'eau de mer peut théoriquement produire autant d'énergie que 300 litres de pétrole.

Il y a suffisamment de deutérium dans nos océans pour répondre à la demande énergétique humaine pendant des millions d'années.