La transition pour faire face à la contrainte des ressources le cas de

La transition pour faire face à la contrainte
des ressources :
le cas de l’uranium
Sophie GABRIEL
CEA/DEN/DANS/I-tésé
4 Juin 2013 – 5ème Journée I-tésé
5 JUIN 2013
CEA | 10 AVRIL 2012 | PAGE 1
I-tésé
Transition énergétique et ressources
Critères considérés par la France pour la transition énergétique
Critères mondiaux
- Lutte contre le réchauffement climatique - Bilan CO2
- Durabilité des ressources
Indépendance énergétique
Balance commerciale
Développement de nouvelles technologies et opportunités…
NTE
Nucléaire (Génération IV)
4 Juin 2013 - 5ème Journée I-tésé
2
I-tésé
Ressources mondiales en Uranium
Ressources conventionnelles (MtU)
Identifiées
< 40 $/kg U
Non découvertes
Raisonnablement
assurées
Présumées
0,5
0,2
Pronostiquées
Spéculatives
1,6
40-80 $/kg U
1,5
0,9
80-130 $/kg U
1,4
0,8
1,1
130-260 $/kg U
0,9
0,8
0,1
Sous total
4,4
2,7
2,8
Total
7,1 MtU
7,6
10,4 MtU
Source : Livre Rouge AEN/AIEA
Ressources non conventionnelles : (U sous-produit d’importance secondaire ou faible teneur)
– U des phosphates : une ressource plus limitée que prévu usuellement
– Eau de mer : 4,5 Gt d’U (3,3 µg/l )… mais des difficultés de récupération
Source : I-tésé
4 Juin 2013 - Journée I-tésé
3
I-tésé
U des phosphates
Une ressource plus limitée que prévu usuellement
(Source : I-tésé)
Stock
Flux
Réserves de phosphates
65 Gt
Production de phosphates
176 Mt/an
Toutes les
installations de
production d’acide
phosphorique
récupèrent l’uranium
100 ppm U
72% acide phosphorique
84% récupération
~ 4 MtU
~ 10
ktU/an
Min : 87% de phosphates sédimentaires et 60 ppm U
Max : 200 ppm U
de 2 à 8 MtU
4 Juin 2013 - Journée I-tésé
de 5 à 20 ktU/an
4
I-tésé
U de l’eau de mer
4,5 Gt d’uranium (3,3 µg/l )….mais quelques difficultés de récupération
Larges volumes d’eau à traiter : 1200 tU/an = 1 km3/j d’eau (extraction 100%)
Pompage actif exclu
Choix de sites avec courants naturels restreint
Méthode d’extraction retenue : adsorption
Structure d’immersion
Structure de traitement et récupération de l’U
Coûts
Paramètres
- Capacité de l’adsorbant (masse d’U /masse adsorbant)
- Nombre de réutilisations de l’adsorbant
- Coût de l’adsorbant
- Coût de la dé-adsorption de l’U
Estimations
- « Coût Objectif » : 300 $/kgU avec 6 gU/kg-ad
- Aujourd’hui, les expériences en mer 1 gU/kg-ad  1 800 $/kgU (Source I-tésé)
À voir :
Incertitudes sur les coûts
Bilan environnemental
U en Co-production…
Rupture technologique nécessaire ?
4 Juin 2013 - Journée I-tésé
5
Les tendances des scénarios mondiaux d’évolution de la
demande à l’horizon 2100
Production électrique
d’origine nucléaire
I-tésé
Scénarios
retenus
IIASA 98 A3
IIASA 98 C2
4 Juin 2013 - Journée I-tésé
6
I-tésé
Déploiement de REL uniquement
Demande
En considérant des limites sur les quantités d’U disponibles
Limite 7 Mt
Limite 21 Mt
Limite 39 Mt
Limite 90 Mt
80000
80000
Scénario A3
TWh
70000
70000
60000
60000
50000
50000
40000
40000
30000
30000
20000
20000
10000
10000
0
2010
2030
2050
2070
2090
Scénario C2
TWh
2110
4 Juin 2013 - Journée I-tésé
2130
2150
0
2010
2030
2050
2070
2090
2110
2130
2150
Y
7
I-tésé
Déploiement de REL et de RNR à partir de 2040
Limite 7 Mt
REL seuls
Limite 21 Mt
REL+ RNR iso
Limite 39 Mt
REL+ RNR sur (GR=0.3)
Limite 90 Mt
80000
80000
Scenario A3
TWh
70000
70000
60000
60000
50000
50000
40000
40000
30000
30000
20000
20000
10000
10000
0
2010
2030
2050
2070
2090
Scénario C2
TWh
2110
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2130
2150
0
2010
2030
2050
2070
2090
2110
2130
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8
I-tésé
Conclusions
Les scénarios prospectifs prenant en compte la lutte contre le réchauffement
climatique sont toujours plus ambitieux en terme de demande nucléaire
Les études I-tésé montrent
Des ressources non conventionnelles en uranium limitées
Un gain significatif apporté par les RNR pour satisfaire les scénarios
La transition énergétique française
Aujourd’hui, la France importe de l’uranium
- Sécurisation (diversification des appro et stocks stratégiques)
- Faible coût (Uranium : <1 G€/an vs gaz et pétrole ~65 G€/an)
Préparer la capacité à développer des RNR dès 2040-2050
- Bénéficier de cette capacité comme une « assurance » contre des tensions fortes
sur les ressources
- Équilibrer la balance commerciale (à terme imports nuls)
- Développer l’export de RNR
4 Juin 2013 - Journée I-tésé
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