Dans un contexte de crises, le nucléaire a contribué à la sécurité énergétique en augmentant la production d’électricité en 2021

Face à la crise énergétique de 2021 et à la demande mondiale croissante après plus d’un an de pandémie, l’électronucléaire a montré sa fiabilité, notamment en hiver. Au cours des cinq dernières années, les arrêts des centrales nucléaires pour rechargement et maintenance ont été planifiés aux périodes de faible demande, au printemps et à l’automne, afin de garantir l’approvisionnement électrique en hiver. Les données du PRIS sur les arrêts confirment que le taux de disponibilité énergétique de l’électronucléaire en Europe occidentale et orientale demeure élevé depuis 2017, entre 83 et 90 %.

Situation et évolution de l’électronucléaire. À la fin de 2021, la capacité électronucléaire mondiale était de 389,5 GWe, fournie par 437 réacteurs en service dans 32 pays. Elle a augmenté progressivement au cours de la dernière décennie, notamment de 20,7 GWe grâce aux nouveaux réacteurs couplés au réseau ou à la modernisation de réacteurs existants.

En 2021, alors que la capacité mondiale a diminué d’environ 3 GWe (1 %) par rapport à 2020, la production d’électricité a augmenté de 4 %. La même année, 447 réacteurs nucléaires (d’une capacité totale de 397,6 GWe) ont produit de l’électricité. Ces données ont été prises en compte dans les statistiques et analyses de 2021.

En 2021, les réacteurs nucléaires ont fourni 2 653,1 TWh d’électricité bas carbone acheminable, soit environ 10 % de la production mondiale et près d’un quart de l’électricité bas carbone produite dans le monde. C’est une légère augmentation par rapport à 2020. En produisant 20 % d’électricité nucléaire de plus qu’en 2020, le Moyen-Orient et l’Asie du Sud ont enregistré la plus forte augmentation. La production d’électricité bas carbone en Europe orientale a été la plus élevée en une décennie, soit 6 % de plus qu’en 2020 et environ 15 % de plus qu’en 2010. Seule l’Amérique du Nord a enregistré une baisse de production, à cause d’une diminution de la demande et des capacités.

Nouvelles installations. Au 31 décembre 2021, 56 réacteurs d’une capacité totale de 58,1 GWe étaient en construction dans 19 pays. La capacité électronucléaire installée est restée stable ces dernières années. Toutefois, elle a continué à croître en Asie, où 70 réacteurs d’une capacité totale de 63,6 GWe ont été couplés au réseau depuis 2005. En 2021, la construction de six réacteurs d’une capacité totale de 5,6 GWe a débuté en Chine : Changjiang-3 (1 000 MWe), Changjiang-4 (1 000 MWe), Linglong-1 (100 MWe), Sanaocun-2 (1 117 MWe), Tianwan-7 (1 171 MWe) et Xudabu-3 (1 200 MWe). La construction de deux nouveaux réacteurs à eau sous pression (REP) est en cours en Inde : Kudankulam-5 et Kudankulam-6, d’une capacité de 917 MWe chacun. En Europe, la République de Türkiye a débuté la construction d’un troisième réacteur (1 114 MWe) au site d’Akkuyu, sur la côte méditerranéenne. La Russie a débuté la construction d’un réacteur à neutrons rapides refroidi au plomb d’une capacité de 300 MWe, le Brest-OD-300.

Capacités ajoutées et réacteurs couplés au réseau. En 2021, 6 nouveaux réacteurs d’une capacité totale de 5,2 GWe ont été couplés au réseau, tous en Asie, dont 3 réacteurs d’une capacité de 2,3 GWe en Chine : Tianwan-6 (REP) (1 000 MWe), Hongyanhe-5 (REP) (1 061 MWe) et Shidao Bay-1 (200 MWe), réacteur de nouvelle génération à haute température refroidi par gaz. Les 3 autres réacteurs ont été respectivement couplés au réseau en Inde, au Pakistan et aux Émirats arabes unis : Kakrapar-3 (RELP) (630 MWe), Kanupp-2 (REP) (1 017 MWe) et Barakah-2 (REP) (1 310 MWe).

Baisses de capacité et arrêts définitifs. En 2021, 10 réacteurs d’une capacité totale de 8,7 GWe ont été définitivement arrêtés. Une grande partie de cette diminution de capacité (5,1 GWe) est due à l’arrêt définitif de trois réacteurs en Allemagne, Brokdorf (REP, 1 410 MWe), Grohnde (REP, 1 360 MWe), Gundremmingen-C (REB, 1 288 MWe), et de trois réacteurs au Royaume-Uni, Dungeness B-1 et B-2 (RRG, 545 MWe chacun) et Hunterston B-1 (RRG, 490 MWe). Le premier réacteur nucléaire pakistanais, Kanupp-1 (RELP, 985 MWe), couplé au réseau il y a plus de 50 ans, a été arrêté. Le réacteur russe Kursk-1 (REOMG, 925 MWe) a été arrêté après 45 ans d’exploitation, puis le réacteur chinois Kuosheng-1 (REB, 985 MWe).

Types de réacteurs en service. Fin 2021, 89,9 % des réacteurs nucléaires en service étaient modérés et refroidis par eau ordinaire, 6,2 % étaient modérés et refroidis par eau lourde, 1,9 % étaient modérés au graphite et refroidis par eau ordinaire et 1,6 % étaient refroidis par gaz. Les autres (0,4 %) étaient des réacteurs à neutrons rapides refroidis par métaux liquides, d’une capacité totale de 1,4 GWe. En 2021, le réacteur Shidao Bay-1 a été mis en service en Chine. D’une capacité totale de 200 MWe, ce réacteur modulaire à lit de boulets est un nouveau type de réacteur modulaire à haute température refroidi par gaz.

Applications non électriques. En 2021, 61 réacteurs nucléaires dans 10 pays ont produit 2 167,2 GWh d’équivalent électrique de la chaleur pour des applications non électriques de l’énergie nucléaire. Plus de 89 % de ces applications étaient en Europe, où 54 réacteurs (40,6 GWe) ont généré 3 007,4 GWh d’équivalent électrique de la chaleur pour le chauffage urbain et le chauffage industriel. Les 11 % restants étaient en Asie, où 7 réacteurs (4,5 GWe) ont produit 249 GWh d’équivalent électrique de la chaleur pour le dessalement de l’eau et le chauffage industriel.

Durée de vie opérationnelle. À la fin de 2021, l’expérience d’exploitation mondiale en 67 ans dépassait 19 170 années-réacteur, provenant de 637 réacteurs d’une capacité totale de 485,4 GWe répartis dans 35 pays, dont 199, d’une capacité de 95,8 GWe, ont été arrêtés définitivement.

Actuellement, 289 réacteurs d’une capacité totale de 257 GWe, soit près de 66 % de la capacité mondiale de production d’énergie nucléaire sont en service depuis plus de 30 ans, 117 réacteurs d’une capacité totale de 91,2 GWe, soit plus de 23 % de la capacité mondiale, sont en service depuis plus de 40 ans, et 13 réacteurs d’une capacité totale de 7,3 GWe), soit 1,9 % de la capacité mondiale, sont en service depuis plus de 50 ans. Il faut donc moderniser les capacités nucléaires existantes ou en créer de nouvelles pour compenser les retraits prévus et pour contribuer à la réalisation des objectifs mondiaux en matière de sécurité énergétique et de changement climatique. Les services publics, les gouvernements et d’autres parties prenantes investissent dans des programmes de gestion de l’exploitation à long terme et du vieillissement pour un nombre croissant de réacteurs nucléaires afin d’assurer l’exploitation durable de ces réacteurs et une transition harmonieuse vers de nouvelles capacités.

Performance des réacteurs. Les réacteurs nucléaires en service, bien que vieillissants, restent très fiables et performants. Le facteur de charge ou facteur de capacité, correspond à l’énergie produite par un réacteur divisée par l’énergie « productible », c.-à-d. celle qu’il produirait s’il fonctionnait à sa puissance nominale (puissance de référence d’une tranche) pendant toute l’année. Un facteur de charge ou de capacité élevé indique une bonne performance opérationnelle. En 2021, le facteur de capacité médian mondial était de 85,6 %, un chiffre similaire à celui des années précédentes. Depuis 2011, les réacteurs à eau sous pression (REP) et les réacteurs modérés et refroidis par eau lourde sont les plus performants, avec des facteurs de capacité médians de 82 et 81 % respectivement.

Un autre indicateur de la performance des réacteurs nucléaires est le taux de disponibilité énergétique, c.-à-d. le ratio entre l’énergie qui aurait pu être produite par la capacité disponible pendant une période donnée et l’énergie qui aurait pu être produite à la puissance de référence d’une tranche. En 2021, le taux de disponibilité énergétique moyen pondéré était de 77,6 % et la moitié des réacteurs nucléaires avaient un taux supérieur à 86 %. Les exploitants des centrales nucléaires les mettent généralement à l’arrêt pour les rechargements et la maintenance aux périodes de faible demande pour accroître la disponibilité énergétique lorsque la demande est forte.

Les statistiques du PRIS montrent que la durée moyenne des arrêts complets en 2021 a été la plus courte de la dernière décennie, ce qui tient à l’optimisation de la maintenance et des inspections ainsi qu’à l’amélioration de la gestion des opérations, de la culture de la sûreté et des politiques de gestion du personnel.

Les arrêts complets planifiés ont duré en moyenne 24 jours en 2021 et 51 jours en 2020. Ils étaient principalement dus aux inspections, à la maintenance ou aux réparations réalisées pendant les rechargements. La durée des arrêts non planifiés dus à la gestion des centrales a également baissé en 2021 : en moyenne 4 jours en 2021 pour 8 jours en 2020. Les principales causes signalées des arrêts non planifiés sont des problèmes ou des défaillances d’équipement. Les arrêts non planifiés pour des raisons externes, dus principalement au contrôle de suivi des charges ou à un arrêt de secours en raison d’une baisse de la demande d’énergie, ont diminué de 9 jours en 2020 à 4 jours en moyenne en 2021. La souplesse d’exploitation des centrales nucléaires a permis de répondre aux besoins des exploitants du réseau et a montré que l’électronucléaire peut s’intégrer dans les systèmes énergétiques durables du futur, qui devraient dépendre largement de technologies permettant une charge de base souple.

Comme le montrent les données, la fiabilité et la sûreté des réacteurs nucléaires demeurent satisfaisantes. Le graphique ci-dessous montre que le nombre d’arrêts d’urgence par 7 000 heures (environ un an) d’exploitation d’un réacteur diminue depuis 2011, ce qui tient à l’amélioration continue de la gestion de l’exploitation et de la maintenance des centrales.

Vous trouverez davantage de statistiques et de graphiques sur l’énergie nucléaire dans la base de données PRIS, créée par l’AIEA en 1969 et tenue à jour depuis lors sur la base des informations communiquées par des interlocuteurs officiellement désignés dans des pays du monde entier.

Les données du PRIS sont également le fondement de deux publications annuelles de l’AIEA :

• Operating Experience with Nuclear Power Stations in Member States (OPEX), qui contient des statistiques et un résumé de l’historique des performances pendant la durée de vie de différentes centrales.
• Nuclear Power Reactors in the World, Reference Data Series No. 2 (RDS-2), qui contient les données les plus récentes dont l’AIEA dispose sur les réacteurs, une synthèse des informations sur les réacteurs de puissance en service, en construction et à l’arrêt, et des données sur la performance et les spécifications de ces réacteurs.

En outre, The PRIS Nuclear Power Status poster présente en image la situation de l’électronucléaire dans le monde, son évolution, des statistiques régionales, l’expérience d’exploitation et des statistiques par pays, entre autres.

Note :

• Cet article comprend les informations et les données reçues par l’AIEA au 31 mai 2022. Toute modification reçue ultérieurement apparaîtra dans la base de données PRIS.